Устройство для разрушения монолитных объектов Советский патент 1993 года по МПК E21C37/02 

Ј Изобретение относится к горнодобывающей промышленности, а именно к средствам разрушения горных пород и бетонных конструкций.

. Целью изобретения является побыше- ние эффективности разрушения за счет при- ложения к распорному элементу переменной радиальной нагрузки.

На фиг.1 показано устройство в разрезе; на фиг.2 и 3 сечения А-А и Б-Б соответственно. .. ;..-... ... . ::

Устройство состоит из силового цилиндра 1 со штохом 2, распорный элемент 3 выполнен в виде усеченного конуса и закреплен меньшим своим основанием на конце штока 2 (например, с помощью резьбы). К боковым поверхностям распорного элемента 3 своим внутренними поверхностями прилегают раздвижные щеки 4. которые в свою очередь шарнирно закреплены на несущем элементе 5. Щеки 4 к распорному элементу 3 прижимаются кольцевой пружиной 6.

Несущий элемент 5 выполнен в виде плиты с центральным отверстйём7 для што: ка 2, а распорный элемент 3 снабжен сфери- ческими шарнирами 8, пружинными захватами 9 и вибратором 10 с неуравновешенной вращающейся массой. При этом несущий элемент 5 соединен.с силовым цилиндром 1 посредством сфер eckW шарниров 8 и пружинных захватов ъ ,$ кине матйчёскую пару. Пружинные захваты 9 входят в вырез Т1 торцевой стенки 12 силового цилиндра 1. Вибратор 10 закреплен на свободном конце силового цилиндра 1, при этом ось вращения массы совпадает с осью штока.

При работе устройства его распорный элемент 3 и раздвижные щеки 4 помещены в шпур (или скважину) 13, предварительно пробуренные в разрушаемом монолитном объекте 14. Работает устройство следующим образом.

После размещения распорного и раздвижных щек в скважине монолита 14 устел

с,

VI

00

00

ю

СА)

ел

ройство подключают к силовой установке и в штоковую полость силового цилиндра 1 подают под давлением жидкость, в результате чего шток 2 перемещается в сторону вибратора и прикрепленный к нему распорный элемент 3 распирает раздвижные щеки 4 в стенки скважины 13. создавая на них необходимое усилие. Затем включают в работу вибратор 10. Это приводит к тому, что под воздействием переменной радиальной нагрузки, создаваемой вибратором. пендикулярной оси клина, корпус силового цилиндра будет совершать круговые качения на сферических шарнирах 8 относительно несущего элемента 5, образовав кинематическую пару, которая застрахована от разъединения пружинными захватами 9. .;... .

Учитывая, что от вибратора силовой цилиндр в каждый момент времени испытывает нагрузку в строго определенном направлении и передает его, через шток 2 на распорный элемент 3, последний при работе вибратора будет испытывать переменный консольный изгиб, что приводит к изгибу оси распорного элемента в каждый момент времени и к перераспределению контактных давлений на его поверхности. Увеличение контактных давлений на сжатой стороне распорного элементаripen ятствует возврату его вниз, а на растянутой стороне в этот же момент сопротивление перемещению распорного элемента снижается из-за, уменьшения контактных давлений. Последовательное круговое повторение указанного явления на диаметрально противоположных сторонах конусного распорного элемента приводит к возникновению выталкивающей силы, действующей вдоль оси в направлении меньшего его основания. Таким образом, в предложенном устройстве на клин кроме силового цилиндра воздействует и дополнительно выталкивающая сила, возникающая от переменной радиальной нагрузки и совпадающая по направлению с основной силой. Это способствует перемещению распорного элемента между раздвижных щек, а следовательно, к более быстрому нарастанию критических

напряжений в монолите, скорейшему его разрушению.

После разрушения монолита вибратор устройства выключает, а подачу жидкости

переключают так, чтобы она поступала в камеру над поршнем. В результате этого шток силового цилиндра с распорным элементом перемещаются в первоначальное положение, а под действием кольцевой пружины 6

также возвращается в первоначальное положение и раздвижные щеки. После этого устройство переносится на новый монолит или освобождается от силовой установки. Использование предлагаемого устройства при разрушении следующего монолита выполняется аналогично описанному.

Применение предложенного устройства для разрушения монолитных объектов позволяет сократить число буримых шпуров

в монолите, т.е. для нормальной работы устройства достаточно одного шпура. Кроме того, из-за возникновения дополнительной силы время разрушения монолитов данным устройством сокращается, а расстояние

между шпурами при одновременной работе нескольких аналогичных устройств может быть увеличено по сравнению с использованием известных устройств.

Формула изобретения

Устройство для разрушения монолитных объектов, включающее силовой цилиндр со штоком, распорный элемент в форме усеченного конуса, закрепленный меньшим основанием на конце штока, и несущий элемент с шарнирно закрепленными на нем раздвижными щеками, о и л и ч а ющ ё е с я тем, что, с целью повышения эффективности разрушения путем приложения к распорному элементу переменной радиальной нагрузки, он снабжен вибратором с неуравновешенной вращающейся массой, сферическими шарнирами и пружинными захватами, несущий элемент выполнен в ви де плиты с центральным отверстием для

штока и соединен с силовым цилиндром посредством сферических шарниров и пружинных захватов в кинематическую пару, а вибратор закреплен на свободном торце си- лового цилиндра, при этом ось вращения

массы совпадает с осью штока.

&.

9ш. д

Использование: разрушение горных пород и бетонных конструкций. Сущность изобретения: распорный элемент с раздвижными щеками устанавливают в скважину. Подают жидкость в полость силового цилиндра. Шток перемещается вместе с распорным элементом (РЭ) и распирает щеки. Включают вибратор и создают переменную радиальную нагрузку, перпендикулярную оси РЭ. Под действием этой нагрузки РЭ испытывает переменный консольный изгиб. Это способствует перемещению РЭ между щеками и ускоряет разрушение монолитного объекта. 3 ил.

Редактор С. Кулакова

Составитель С. Иванов Техред М.Моргентал

Корректор М. Ткач