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

Изобретение относится к горному делу и строительству, а именно к устройствам клинового типа для разрушения железобетонных фундаментов, негабаритов скальных пород и прочих монолитных объектов.

В предлагаемом устройстве, включающем снабженную выхлопным отверстием для истечения пороховых газов камеру сгорания с пороховым зарядом, а также размещенные в предварительно пробуренной скважине щеку со скошенной к устью скважины внутренней поверхностью с выполненным а ней продольным каналом, сообщающим выхлопные отверстия камеры сгорания с пространством под торцом щеки,

и клин со скошенной стороной, опертой на скошенную поверхность щеки с возможностью перемещения вдоль нее под воздействием пороховых газов, на скошенной стороне клина выполнены поперечные выемки, а камера сгорания с пороховым зарядом размещена непосредственно в щеке и направлена выхлопным отверстием к дну скважины в сторону поперечных выемок на скошенной стороне клина.

Такое выполнение устройства для разрушения железобетона позволяет, воздействуя скоростным напором пороховых газов из выхлопного отверстия камеры сгорания на поперечные выемки клина, перемещать

00 OJ 00

о

со

его вдоль скошенной поверхности щеки ко дну скважины, создавая высокие распорные усилия, вызывающие в стенках скважины растягивающее напряжение. В результате в железобетоне, в местах соединения бетона с арматурой, возникает концентрация контактных напряжений и система трещин, облегчающие последующее разрушение монолита динамическим воздействием пороховых газов, нагнетаемых в полость скважины через продольный канал в скошенной поверхности щеки.

При необходимости разрушения объекта повторными выстрелами (что характерно при разрушении густоармированного железобетона) устройство благодаря выполнению скошенных частей клина и щеки с самотормозящим уклоном позволяет сохранить достигнутое предыдущим выстрелом напряженно-деформированное состояние материала, обеспечивающее повышение эффективности разрушения железобетона последующим выстрелом.

Вместе с тем, для производства повторного выстрела в предлагаемом устройстве нет необходимости в перемещении камеры сгорания для восстановления ее начального объема, как это имеет место в известном устройстве, что облегчает эксплуатацию предлагаемого устройства.

В предлагаемом устройстве отсутствуют также тяжело нагружаемые при выстреле узлы соединения камеры сгорания и щек с корпусом, что повышает его надежность. Кроме того, значительное сокращение количества взаимодействующих деталей и узлов упрощает предлагаемое устройство по сравнению с известным.

На чертеже представлено устройство для разрушения железобетона, у ановлен- ное в предварительно пробуренной скважине, продольный разрез.

В скважине 1 установлена щека 2, имеющая оголовок 3 и продольный паз 4 со скошенной под самотормозящим углом в сторону устья скважины внутренней поверхностью 5. в которой выполнен продольный канал 6. В продольном лазу 4 размещен клин 7, имеющий скошенную под тем же углом, что w поверхность 5, опертую на эту поверхность 5, сторону 8 и внешнюю сторону 9, примыкающую к стенке скважины 1. При этом клин 7 ограничен от бокового смещения стенками паза 4, а на его скошенной стороне 8 выполнены поперечные выемки 10. Оголовок 3 опирается на устье скважины 1, препятствуя смещению щеки 2 ко дну скважины 1, и снабжен выполненной в ней камерой сгорания 11с гсороховым зарядом 12, затвором 13 и выхлопным отверстием

14, направленным ко дну скважины в сторону поперечных выемок 10 и сообщающим камеру сгорания 11 через продольный канал 6 со скважиной 1 под торцом щеки 2.

Устройство работает следующим образом.

После воспламенения порохового заряда 12 образующиеся пороховые газы устремляются со сверхзввуковой скоростью

0 через выхлопное отверстие 14 в сторону поперечных выемок 10 клина 7 и далее по продольному каналу 6 в полость скважины 1. При этом скоростной напор потока пороховых газов, воздействуя на перпендику5 лярную ему площадь поперечных выемок 10, резко смещает клин 7 к дну скважины 1, а торможение потока пороховых газов у дна скаажмны 1 создает в ней высокое ударное давление. В результате опережающего пе0 ремещения клина 7 относительно неподвижной скошенной поверхности 5 щеки 2 в сторону, обратную ее уклону, клин 7 выдвигается из паза 4 в радиальном направлении, создавая в стенках скважины 1 растягиваю5 щие напряжения, сопровождаемые процессами трещинообразования в бетоне и концентрации контактных напряжений в местах соединения бетона с арматурой. Такое, достигаемое опережающим перемеще0 нием клина 7, напряженно-деформированное состояние материала существенно облегчает полное разрушение железобетона последующим динамическим воздействием ударного давления порохо5 вых газов в скважине 1.

При заполнении скважины 1 водой, в ней возникает гидравлический удар, превышающий эффективность работы устройства. Если в результате первого выстрела

0 разрушение железобетона не последовало, что имеет место густом армировании или при выборе завышенного шага бурения скважин для сокращения трудозатрат на бурение, то самотормозящий уклон плоскости

5 контакта клина 7 со щекой 2 позволяет сохранить достигнутое этим выстрелом напряженно-деформированное состояние материала, обуславливающее его полное разрушение последующим выстрелом.

0 Поскольку объем камеры сгорания 11 при производстве выстрелов не меняется, перезарядка устройства для повторного выстрела сводится к замене порохового заряда 12, что существенно облегчает

5 эксплуатацию устройства (по сравнению с известным), а отсутствие каких-либо механических соединений, нагружаемых при взаимодействии клина 7 со щекой 2 в процессе выстрела, повышает надежность его работы.

Следует учесть, что предлагаемое устройся во для разрушения железобетона состоит всего из трех деталей (включая затвор), что существенно упрощает его по сравнению со всеми известными устройствами подобного типа.

Кроме того, предлагаемое устройство можно использовать и без порохового заряда, что является большим преимуществом. Это преимущество реализуется благодаря тому, что верхняя часть клина 7 выступает за пределы щеки 2 и путем воздействия на нео внешней ударной нагрузкой (например, от{ ойным молотком) клин 7 может перемещаться относительно щеки 2, создавая в стенках скважины 1 радиальные распорные усилия. Указанное качество расширяет универсальность устройства и может быть использовано при разрушении непрочных скальных пород и бетона, а также для более полного раскрытия имеющихся трещин при отколе отдельных кусков разрушаемого материала или для создания предварительных напряжений в стенках скважины перед первым выстрелом.

У

// / / / J

Формула изобретения

0

5

0

Устройство для разрушения железобетона, включающее камеру сгорания с пороховым зарядом с выхлопным каналом для истечения пороховых газов, направленным ко дну скважины, размещенные в предварительно пробуренной скважине щеку со скошенной к устью скважины внутренней поверхностью с продольными каналом, выполненным в ней, сообщенным с выхлопным каналом для истечения пороховых газов и с полостью под торцом щеки, и клин со скошенной поверхностью, установленной с возможностью опоры на скошенную поверхность.щеки и перемещения вдоль нее под воздействием пороховых газов, отличающееся тем, что на скошенной поверхности клина выполнены поперечные выемки, а камера сгорания с пороховым зарядом размещена в щеке и направлена выхлопным каналом для истечения пороховых газов в сторону поперечных выемок на скошенной поверхности клина.

ff

13

Использование: изобретение относится к горному делу и строительству и может найти применение для разрушения железобетонных фундаментов, негабаритов скальных пород, добыче штучного камня с отделением его от массива и других подобных работ. Сущность изобретения: устройство включает камеру сгорания с пороховым зарядом и выхлопным каналом, выполненную в размещенной в скважине щеке со скошенной в сторону устья скважины внутренней поверхностью. На ней выполнен продольный канал, сообщающий камеру сгорания с полостью скважины. Клин имеет скошенную поверхность, примыкающую к скошенной поверхности щеки. На скошенной поверхности клина выполнены поперечные выемки. Последние взаимодействуют с пороховыми газами, истекающими из выхлопного канала, направленного к дну скважины в сторону поперечных выемок. Пороховые газы воздействуют на поперечные выемки, смещают клин вдоль скошенной поверхности щеки к дну скважины. При этом в ее стенках создаются высокие растягивающие напряжения, .облегчающие последующее разрушение железобетона ударным давлением пороховых газов, нагнетаемых в полость скважины через продольный канал. 1 ил.