Струйный монитор Советский патент 1991 года по МПК E21C45/00 

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для образования и заполнения прорезей и полостей в грунте, преимущественно при сооружении противофильтрационных завес, укреплении грунтов, образовании грунтобетонных свай.

Цель изобретения - сокращение эксплуатационных затрат.

На фиг. 1 изображен струйный монитор, продольный разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.

Струйный монитор содержит трубопровод 1 и присоединенный к нему снизу корпус 2 цилиндрической полостью 3 Корпус 2 имеет установленные в нем боковые сопла 4 и торцовое сопло 5.

Нижний торец корпуса 2 может также быть оснащен буровым наконечни - ком.

В корпусе 2 размещен клапан переключения направления действия струй, в состав которого входят пустотелый поршень 6 и присоединенный к нему шток 7 с запорным элементом 8. Поршень 6 имеет в нижней части боковые отверстия 9. Запорный элемент 8 подпружинен пружиной 10. Диаметр верхней части штока 4 превышае т диаметр нижней части. i

В средней части корпуса 2 ниже боковых сопел закреплен цилиндр 11, имеющий продольные каналы: центральные 12 и периферийные 13, В центральном канале 12 размещен шток 7 с возможностью продольного перемещения, причем участок изменения диаметра штока 7 расположен внутри канала 12. У торцов канала 12 установлены герме0

5

0

5

0

5

0

5

тизирующие уплотнения 14, а в средней части канала 12 между ним и штоком 7 имеется зазор, образующий полость 15, причем длина этой полости превышает длину хода штока 7.

В цилиндре 11 перпендикулярно его продольной оси расположен регулируемый фиксирующий элемент, выполненный, например, в виде шариков 16 с упругими элементами 17 и регулировочными пробками 18, Шарики 16 взаимодействуют со штоком 7 на участке изменения его диаметра.

Струйный монитор работает следующим образом.

В подвешенный на подъемном механизме или на буровой установке струйный монитор подают воду или раствор и ведут погружение монитора в грунт. При этом вода движется по трубопроводу 1, проходит через поршень 6, его отверстия 9, по каналам 13 и истекает из торцового сопла 5. В течение процесса погружения поршень 6 находится в верхнем положении, перекрывая вход в боковые сопла 4, а торцо(вое сопло 5 открыто. После погружения монитора на заданную глубину увеличивают расход подачи воды (или закрепляющего раствора), в результате чего поршень 6 со штоком 7 и запорным элементом 8 перемещается в нижнее положение, открывая вход в боковые сопла 4 и закрывая торцовое сопло 5. Истекающие из боковых сопел 4 струи размывают грунт и при подъеме (рабочем ходе) монитора образуют в грунте прорезь или, при одновременном вращении монитора, цилиндрическую

полость, заполняемую смесью раствора с размытым грунтом. По окончании рабочего процесса подачу раствора в монитор прекращают и клапан под воздействием пружины Ю возвращается в верхнее положение.

Работа клапана обусловлена следующими факторами. При движении жидкости внутри корпуса 2 создается давление, равное сумме гидростатического давления и гидродинамических потерь давления, главным образом, при прохождении жидкости через торцовое сопло 5. На торцы штока 7 действуют силы, равные произведению давления на площадь поперечного сечения штока 7. Поскольку верхняя часть штока 7 имеет больший диаметр, на верхний его торец действует сила больше, чем на нижний. Силы эти не уравновешены, так как полость 15 заполнена воздухом и в ней не создается противодавление. Разность сил стремится переместить клапан вниз, этому противодей ствуют шарики 16, а также трение штока 7 в уплотнениях 14. При увеличении расхода жидкости гидродинамические потери прохода жидкости через сопло 5 возрастают, увеличивая общее давление внутри корпуса 2, величины сил и их разность. Отрегулированный на эту разность сил фиксирующий элемент отжимается, освобождая шток 7, который перемещается вниз. При закрытом сопле 5 и открытых боковых соплах 4 давление жидкости внутри корпуса 2 возрастает до максимума, надежно удержи

0

5

5

0

0

5

вая клапан в нижнем положении. После включения подачи жидкости давление внутри корпуса 2 уменьшается до минимума, давая возможность перемещению | клапана вверх под воздействием пружины 10. Последняя должна быть подобрана так, чтобы давать возможность перемещению клапана вниз под действием указанной разности сил и обеспечивать его возврат вверх после уменьшения этой разности сил.

Формула изобретения

Струйный монитор, содержащий трубопровод, корпус с цилиндрической полостью, боковые и торцовое сопла и клапан, выполненный в виде подпружиненного пустотелого с отверстиями поршня с присоединенным к нему штоком с запорным элементом, отличающийся тем, что, с целью снижения эксплуатационных затрат, корпус снабжен размещенным в нем ниже боковых сопл цилиндром с центральным и периферийными продольными каналами и регулируемым фиксирующим элементом, расположенным в указанном цилиндре перпендикулярно его продольной оси, при этом диаметр верхней части штока превышает диаметр нижней, шток установлен в центральном канале цилиндра с зазором в его средней части, герметизацией у торцов и возможностью взаимодействия на участке изменения диаметра с фиксирующим элементом.

Изобретение относится к строительству и м.б. использовано для образования и заполнения прорезей и полостей з грунте. Цель - сокращение эксплуатационных затрат. Струйный монитор включает трубопровод 1 и присоединенный к нему снизу корпус (К) 2 с цилиндрической полостью 3, боковые 4 и торцовое 5 сопла (С). В К 2 размещен клапан переключения направления действия струй, выполненный в виде подпружиненного пустотелого с отвер

13

73

А-А

17

Ю

Фиг, 1