Вибропогружатель свай Советский патент 1993 года по МПК E02D7/10 E02D7/18 

Изобретение относится к строительству и может быть использовано в устройствах для погружения в грунт свай, обсадных труб и других элементов.

Известно устройство для погружения конструкций, включающее полый корпус, в котором размещены поршень со штоком и камерами, заполненными жидкой рабочей средой, в одной из них установлены электроды, подсоединенные к высоковольтному источнику питания, ограничительные упоры, наголовник.

Наиболее близким решением к описываемому является вибропогружатель свай, включающий цилиндрический корпус с крышкой и заполненной жидкостью рабочей камерой с возбудителем колебаний в виде размещенных в ней электродов, соединенных с источником высокого напряжения, причем один из них - неподвижный установлен радиально в стенке корпуса, плунжер с ударником, смонтированный на упругих элементах, наголовник.

Недостатком известных устройств является недостаточная эффективность работы,

Цель изобретения - повышение эффективности в работе.

Поставленная цель достигается тем, что в вибропогружателе свай, включающем цилиндрический корпус с шаботом, крышкой и заполненной жидкостью рабочей камерой с возбудителем колебаний в виде размещенных в нем электродов, соединенных с источником высокого напряжения, причем одни из них - неподвижный установлен радиально в стенке корпуса, плунжер с ударником, смонтированный на упругих элементах, наголовник, другой электрод - подвижный смонтирован на плунжере, а корпус снабжен циркуляционной камерой, заполненной

VJ

NO

CJ ON

W

жидкостью, смонтированной на крышке корпуса и сообщенной с рабочей камерой двумя трубопроводами, один из которых предназначен для соединения нижней части рабочей камеры и верхней части циркуляционной камеры, а другой, снабженный клапаном, - для соединения верхней части рабочей камеры и нижней части циркуляционной камеры.

На фиг.1 изображен вибропогружатель свай в исходном положении; на фиг.2 - вибровозбудитель свай в момент удара ударника по наголовнику сваи.

Вибропогружатель свай включает цилиндрический корпус 1 с шаботом 2, крышкой 3 и рабочей камерой А, коаксиально установленный в корпусе 1 на упругих элементах 5, например пружинных амортизаторах, подвижный плунжер 6 с уплотнительными манжетами 7 и ударником 8, пропущенным внутри шабота 2, наголовник 9 с крышкой 10, смонтированный на шаботе 2 и возбудитель колебаний. Наголовник 9 устанавливают на сваю 11 через упругую прокладку 12. Рабочая камера 4 заполнена жидкостью, например водой или трансформаторным маслом, а возбудитель колебаний выполнен в виде двух электродов 13 и 14 электроимпульсного разряда: неподвижного 13 и подвижного 14, введенных внутрь рабочей камеры 4 и соединенных с источником 15 высокого напряжения. Неподвижный электрод 13 установлен ради- ально в стенке корпуса 1 и изолирован. Подвижный электрод 14 смонтирован на плунжере 6 на кронштейне 16 и имеет токо- подвод 17 в виде спирали м изолированный токоввод 18, радиально установленный в стенке корпуса 1. Вибропогружатель дополнительно снабжен циркуляционной камерой 19, заполненной жидкостью и смонтированной на крышке 3 корпуса 1, которая, во-первых, служит пригрузом корпу са 1, а во-вторых, предназначена для обмена жидкости в циркуляционной камере 4. Последнее необходимо в связи с тем, что при высоковольтном электрическом разряде между электродами 13 и 14 происходит потери ионов водорода, снижающие электропроводность жидкости, Поэтому необходимо постоянно вести обмен жидкости в рабочей камере 4 из резерва жидкости, находящейся в циркуляционной камере 19. Для этих целей циркуляционная камера 19 сообщена с рабочей камерой 4 двумя трубопроводами 20 и 21. .Первый трубопровод 20 соединяет выходной патрубок 22 нижней части рабочей камеры 4 и входной патрубок 23 верхней части циркуляционной камеры 19. При этом выходной патрубок 23 установлен так, что он освобождается только в конце хода плунжера 6. Второй трубопровод 21 снабжен обратным клапаном 24 и соединяет входной патрубок 25 верхней части рабочей камеры 4 и выходной патрубок 26 нижней части циркуляционной камеры 19. Обратный клапан 21 свободно пропускает поступающую жидкость из циркуляционной камеры 19 в рабочую камеру 4 и не пропу0 екает жидкость в обратном направлении. Циркуляционная камера 19 в верхней части снабжена заправочным патрубком 27 и пробкой 28. Кроме того, для увеличения массы корпуса.1 и соответственно увеличения

5 мощности ударного импульса ударника 8 на циркуляционной камере может быть установлена сверху пригрузочная плита 29. Для выполнения монтажных работ погружатель свай снабжен рым-болтом 30, который мо0 жет устанавливаться в резьбовом гнезде сверху на циркуляционной камере 19, а в случае использования пригрузочной плиты 29 на последней. Монтаж циркуляционной камеры 19 и пригрузочной плиты 29 выпол5 няют с помощью болтовых соединений.

Устройство работает следующим образом,

Подготовленное к работе и заправленное жидкостью устройство краном или дру0 гим грузоподъемным механизмом устанавливают на сваю 11. В исходном положении (фиг.1) упругие элементы 5 разжаты, а плунжер 6 с ударником 8 находятся в верхнем положении, т.е. в приподнятом со5 стоянии. В этом положении шабот 2 корпуса 1 опирается своим торцом на наголовник 9. В исходном положении подвижный электрод 14 располагается соосно и таким образом на минимальном расстоянии от

0 неподвижного электрода 13. В этом положении выходной патрубок 22 не сообщается с рабочей камерой, так как перекрыт плунжером 6. При подаче высокого напряжения (2,5...10 кВ)различного потенциала отисточ5 ника 15 высокого напряжения между подвижным электродом 14 и неподвижным электродом 13 происходит импульсный электрический разряд. В зоне разряда мгно- венно повышается температура до

0 15000,.,20000°С. Жидкость в этот момент превращается в плазму, создавая так называемый кавитационный удар, в результате . чего формируется гидравлическая ударная волна (300...500 кг/см2), распространяюща5 яся во все стороны от линии разряда .со сверхзвуковой скоростью (1500 м/с). Также мгновенно жидкость приобретает свое первоначальное состояние. Обратный клапан 24 препятствует выбросу жидкости из рабочей камеры 4 через трубопровод 21 в циркуляционную камеру. Основная энергия гидравлического удара передается плунжеру 6 и ударнику 8. Под действием ударной волны плунжер 6 получает ускорение и, преодолевая сопротивление упругих элементов 5, со- вместно с ударником 8 с большой скоростью устремляется вниз, при этом ударник 8 своим торцом наносит мощный удар через наголовник 9 и упругую прокладку 12 по свае 11 (фиг.2). При ударе свая 11 частич- но заглубляется в грунт. В конце рабочего хода плунжер 6 занимает нижнее положение и находится ниже выходного патрубка 22. При этом часть жидкости из рабочей камеры4через патрубок22,трубопровод20 и патрубок 23 вытесняется в циркуляционную камеру 19. При падении давления часть жидкости из циркуляционной камеры 19 через трубопровод 21 и обратный клапан 24 поступает в рабочую камеру 4, количество которой регулируется проходным сечением обратного клапана 24. Регулировку производят таким образом, чтобы количества циркулирующей жидкости по трубопроводам 20

и 21 были равны, т.е. количество вытесняемой жидкости было эквивалентно количеству поступающей жидкости. Падение давления в рабочей камере 4 сопровождается тем, что упругие элементы 5 возвращают плунжер в верхнее исходное положение, при котором подвижный электрод 14 устанавливается соосно неподвижному электроду 13. При этом автоматически происходит повторный электрический разряд и процесс многократно повторяется в автоматическом режиме до требуемого уровня заглубления сваи 11. После этого источник 15 высокого напряжения отключают. После этого устройство- краном или другим грузоподъемным механизмом демонтируют и устанавливают на другую сваю 11.

Использование устройства позволит повысить эффективность его работы за счет увеличения энергии удара и ведения работ в автоматическом режиме. При этом повышается скорость погружения свай в грунт, и следовательно, производительность таких работ.

Использование: строительство, может быть использовано в устройствах для погружения в грунт свай, обсадных труб и других элементов. Сущность изобретения: вибропогружатель включает цилиндрический корпус с шаботом, крышкой и рабочей и циркуляционной камерами, коаксиально установленный на упругих элементах подвижный плунжер с ударником, наголовник. смонтированный на шаботе, и возбудитель колебаний. Рабочая камера заполнена жид- костью.а возбудитель колебаний выполнен в виде двух электродов электроимпульсного разряда: неподвижного и подвижного, введенных внутрь рабочей камеры и соединенных с источником высокого напряжения, при этом неподвижный электрод установлен радиально в стенке корпуса, а подвижный электрод смонтирован на плунжере. Циркуляционная камера смонтирована на крышке и сообщена с рабочей камерой двумя трубопроводами, один из которых предназначен для соединения нижней части рабочей камеры и верхней части циркуляционной камеры, а другой, снабженный клапаном - для соединения верхней части рабочей камеры и нижней части циркуляционной камеры. 2 ил. со с

Формула изобретения

Вибропогружатель свай, включающий цилиндрический корпус с крышкой и заполненной жидкостью рабочей камерой с возбудителем колебаний в виде размещенных в ней электродов, соединенных с источником высокого напряжения, причем одни из них - неподвижный и установлен радиаль- но в стенке корпуса, плунжер с ударником, смонтированный на упругих элементах, наголовник, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с

целью повышения эффективности в работе, другой электрод - подвижный, смонтирован на плунжере, а корпус снабжен циркуляционной камерой, заполненной жидкостью, смонтированной на крышке корпуса и сообщенной с рабочей камерой двумя трубопроводами, один из которых предназначен для соединения нижней части рабочей камеры и верхней части циркуляционной камеры, а другой, снабженный клапаном, для соединения верхней части рабочей камеры и нижней части циркуляционной камеры.

V

Фиг.1

777777