Рабочий орган для раскола монолитных объектов Советский патент 1992 года по МПК E21C37/02 

Изобретение относится к средствам на- правленного раскола скальных горных пород, строительных материалов и конструкций и может быть использовано в горной промышленности на открытых разработках месторождений полезных ископаемых частности для добычи монолитных блоков на карьерах природного камня.

Основными задачами при добыче блоков природного камня являются сохранение сплошности камня как в самом блоке, так и в законтурной части массива и обеспечение требуемой точности оконтуривания блоков. Эти задачи могут быть решены только при использовании средств направленного раскола, обеспечивающих локализацию растягивающих напряжений строго в плоскости раскола.

Наибольшее распространение на карьерах природного камня получили клиновые устройства.

Известны конструкции клиньев, в которых силовые элементы размещаются в объеме шпура.

Известна конструкция силового органа, включающего раздвижные щеки, продольные вставки и трубчатую эластичную камеру расширения, расположенную в объеме, образуемом раздвижными щеками и продольными вставками, Работа силового элемента обеспечивается гидросистемой.

Основные недостатки известного силового органа -сложность конструкции и, как результат этого, низкая надежность в эксплуатации.

Наиболее близким к предлагаемому является гидроклиновое устройство, позволяющее регулировать угол приострения клина, выполненного из пластин, соединенных на его остром торце, между которыми установлен эластичный баллон, сообщенный с напорной магистралью. Наличие эластичного баллону позволяет при установке устройства в шпуре выбрать зазоры и установить требуемый угол приострения клина Это позволяет расширить технологические возможности и увеличить производительность устройства.

Однако известное устройство характеризуется сложностью конструкции клина и технологии его эксплуатации.

(Л

С

VJ

Ь О О О

NJ

Цель изобретения - упрощение конструкции клина и технологии эксплуатации рабочего органа.

Указанная цель достигается тем, что в рабочем органе, включающем две раздвиж- ные щечки со встречно скошенными внутренними поверхностями и установленный между ними клин, имеющий два сопряженных по продольной оси элемента, установленные с образованием между ними полости, в которой размещается распорный элемент, последний выполнен в виде стержня из материала, набухающего при насыщении жидкостью.

В частном случае, распорный элемент может выполняться из дерева.

Выполнение распорного элемента в виде стержня из материала, набухающего при насыщении водой (в частном случае, из дерева), позволяет существенно упростить конструкцию рабочего органа и технологию его эксплуатации, так как для создания разрушающих усилий не требуется гидропривода. Кроме того, использование в качестве распорного элемента дерева обеспечивает его сохранность и возможность повторного использования.

На фиг.1 показан рабочий орган, продольное сечение; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1.

Рабочий орган содержит собственно клин 1, состоящий из правой и левой частей с продольными пазами, образующими внутреннюю полость, в которой устанавливается распорный элемент - деревянный стержень 2. Вдоль боковых поверхностей клин контактирует со щечками 3. В кольцевых выемках на внешней поверхности раздвижных щек 3 размещены упругие кольца 4.

Клин и щечки изготавливаются из стали по известной технологии производства составных клиньев. Продольные пазы получают фрезерованием. Деревянный стержень целесообразно изготавливать из твердых пород дерева. Для упругих колец используют резину.

Рабочий орган работает следующим образом.

Установленный в шпуре рабочий орган нагружается статическим или динамическим усилием для обжатия деревянного стержня. После обжатия в свободное пространство шпура заливается вода. В результате разбухания деревянного стержня на клине возникают распорные усилия, которые через щечки передаются на стенки шпура. Величина распорных усилий плавно увеличивается во времени, Опытные работы показали, что максимального значения распорные усилия достигают через 18-24 ч с момента заливки воды. После образования трещины клин извлекается из шпура. Деревянный элемент перед повторным использованием высушивается.

Применение предлагаемой конструкции рабочего органа позволяет практически полностью исключить внешнее осевое воздействие на клин для осуществления раскола. Осевое статическое усилие, необходимое для предварительного обжатия деревянного стержня (угол при вершине клина равен 10°, а размеры стержня: 20x30x100) составляет 50-80 кгс.

При использовании гидроклинового устройства известной конструкции необходимое для раскола осевое усилие достигает 10x10 кгс. Для получения такого усилия давление в гидросистеме должно быть более 50 МПа. Реализация таких давлений приводит к усложнению конструкции рабочего органа и технологии их эксплуатации.

Таким образом, при использовании распорного элемента в виде стержня из материала, набухающего при насыщении жидкостью, отпадает необходимость в гидросистеме, что упрощает конструкцию рабочего органа и технологию его эксплуатации.

Формула изобретения

1.Рабочий орган для раскола монолитных объектов, включающий две раздвижные щеки со встречно скошенными внутренними поверхностями, установленный между щеками клин, имеющий два сопряженных по продольной оси элемента, установленных с образованием между ними полости, распорный элемент, расположенный в полости клина, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и технологии эксплуатации рабочего органа, распорный элемент выполнен в виде стержня из материала, набухающего при насыщении водой.

2,Рабочий орган по п.1,отличающий с я тем, что стержень выполнен из дерева.

Фиа.1

Фиг. 2

Использование: в горном деле и строительстве для направленного раскола горных пород и монолитных конструкций. Сущность изобретения: рабочий орган содержит две раздвижные щеки со встречно скошенными внутренними поверхностями, установленный между щеками клин из двух сопряженных по продольной оси элементов, и стержень из набухающего при насыщении водой материала, установленный в полости клина, образованной его элементами. 1 з п.ф-лы, 2 ил.