УСТРОЙСТВО для РАЗРАБОТКИ МЕРЗЛОГО ГРУНТА Советский патент 1973 года по МПК E02F5/30 

1

Изобретение относится к устройствам для отогрева и выемки грунта и может быть использовано для отогрева и выема грунта в районе шпал, а также при развертывании фронта работ строительными машинами.

В строительстве зданий и сооружений одним из трудоемких процессов является оттаивание и выем мерзлого грунта. Для этого применяются различного рода разогревающие устройства: бочки с коксом, открытые или закрытые костры, блоки топливных форсунок и др. Особо сложной операцией является отогрев и выем грунта в районе шпал при демонтаже подкрановых путей, так как шпалы необходимо получить неповрежденными.

Известно устройство для .разработки мерзлого грунта, включаюш,ее камеру сгорания с корпусом, соплом Лаваля и форсункой, укрепленную на кронштейне и соединенную со штангой, имеюшей пробку переключения подачи воздуха и горючего, и механизм управления.

Цель изобретения - повысить надежность устройства в работе, улучшить регулирование и сохранить направление струи перпендикулярно обрабатываемой поверхности.

Достигается это тем, что штанга в м.есте соединения с. камерой сгорания выполнена в виде сильфонного шланга, соединенного с камерой сгорания посредством штуцера, внутри которого смонтирована форсунка, в полости которой размещена стальная сетка, а снаружи-завихритель воздуха, выполненный в

виде полой , отогнутые концы которой установлены в шлицевых пазах на торце хвостовика камеры сгорания, имеюшем тангенциальные отверстия, а коробка переключения подачи воздуха и горючего выполнена

с раздельными каналами для воздуха и горючего. Кроме того в штангу вмонтирован регулирующий механизм, выполненный в виде помещенного в обойму с продольным и поперечным пазами пустотелого стержня с рукояткой и регулирующей гайкой, в пробке переключения подачи воздуха и горючего образованы пазы для герметизирующих уплотнений, а тангенциальные отверстия в хвостовике камеры сгорания расположены по винтовой линии соответственно промежуткам между витками пружины завихрителя и обхвачены улиткой с суживающимися каналом и козырьком. Отнощение внутреннего диаметра корпуса к наружному диаметру камеры сгорания равно 1,33 ...; на днище камеры сгорания вокруг сопла установлен кольцевой газоотражатель, а завихритель выполнен с фиксатором в виде кольцевой пружины, установленной в температурном зазоре между камерой сгорания и соплом.

На фиг. 1 изображено устройство для разработки мерзлого грунта; на фиг. 2 - сечение по А - А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение но Б - Б на фиг. 1; на фиг. 4 - сечение по В - iB на фиг. 1.

Устройство состоит из камеры сгорания 1, управляющего устройства 2 и 3 и штанги 4, выполненной из металлической трубы. Соединение штанги с камерой сгорания производится при помощи сильфонного шланга 5, который обеспечивает разворот камеры сгорания на любой угол от О до 90°, что необходимо при настройке устройства в зависимости от роста оператора и от характера выполняемой работы. Для регулирования угла наклона камеры сгорания на штанге 4 укреплена обойма 6 с пустотелым стержнем 7, который может перемешаться вдоль обоймы и при повороте рукоятки 8 фиксироваться в необходимОМ положении пружиной 9. На конце стержня 7 установлена резьбовая гайка 10, закрепленная на нем при помощи штифтов М. Внутрь гайки 10 и пустотелого стержня 7 входит резьбовая тяга 12, которая соединена при помощи шарнира 13 с кронштейном 14, на котором установлена камера сгорания.

Камера сгорания состоит из кожуха 15, внутри которого установлен корпус 16, имеющий отверстия по периметру. В кожух с торца ввернут экран 17, который представляет собою днище и выполнен в виде экранирующего сопла с одной стороны, с кольцевым отражателем с другой стороны, заточка экрана входит в камеру сгорания и центрирует ее. На заточке экрана 17 находится кольцевая пружина 18. В экран 17 ввернуто сопло 19, в которОМ имеется проточка для уплотняющего кольца 20. В другой конец корпуса 16 ввернуто днище 21 с хвостовиком, внутри которого размещен завихритель 22, имеющий вид пустотелой цилиндрической пружины (с постоянным или переменным шагом), а на хвостовике днища 21 просверлены тангенциальные отверстия, оси которых попадают в промежутки завихрителя.

В зависимости от расчетных параметров можно ставить один или несколько завихрителей такого типа, для чего на торце хвостовика нужно сделать необходимое количество впадин, куда .могут войти отогнутые концы завихрителей. Сильфонный щланг соединен с камерой сгорания посредством штуцера 23 подачи топлива, который имеет полость, куда вворачивается распылитель (форсунка) 24 горючего. Форсунка представляет собой цилиндр с вставленной внутрь свернутой спирально сеткой 25, закрываемый дном 26, имеющИМ центральное отверстие. Цилиндр форсунки имеет тангенциальные отверстия.

Таким образом, горючее, поступающее внутрь цилиндра, закручивается как потоком горючего, так и самой сеткой, в результате при выходе из канала распылителя (фо.рсунки) получается тонкий распыл, обеспечивающий стабильность горения.

У торца кожуха, в районе входного канала, установлена направляющая улитка 27 с разделяющим козырьком 28, которая служит для закруткн потока воздуха и направления его по стенкам кожуха. Улитка выполнена с сужающимися каналами, которые создают надежное прижатие потока холодного воздуха к кожуху, а разделяющий козырек исключает попадание холодного воздуха в камеру

сгорания.

На управляющем механизме установлен кран с флажкОМ 29, который имеет два отверстия для воздуха и горючего, причем подвод горючего проходит в нижнем уровне, а конус

пробки крана направлен вниз. В пробке сделаны три проточки, в которые входит уплотнитель 30. Пробка крана имеет постоянный поджим при помощи пружины 31, гайки 32, щайбы 33, чем обеспечивается надежная герметизация крана и разделение сред. Кроме того, в пробке имеются отверстия уменьшенного размера, просверленные перпендикулярно к основным, позволяющие при повороте флажка на 90° переводить работу инструмента на дремлющий режим. Это дает возможность настройки инструмента при помощи вентилей 34 и 35 на стабильный режим работы один раз в течение всей смены. Устройство работает следующим образом.

В зависимости от условий работы и от роста оператора производят настройку устройства, для чего рукоятку 8 выводят из паза и зацепления с пружиной 9 и передвигают вдоль по пазу. Стержень 7 перемещает резьбовую тягу 12, которая через щарнир 13 толкает кронштейн 14, при этом сильфонный щланг 5 изгибается, а кронштейн 14 разворачивается относительно шарнира 13, разворачивая камеру сгорания на нужный угол.

Рукоятку 8 поворачивают и вводят в любой ближайший паз, где она крепится пружиной 9. Окончательную настройку производят при помощи гайки 10, свободно вращающейся на стержне 7, которая затягивает или выталкивает тягу 12 в последовательности, описанной выше, и окончательно разворачивает камеру сгорания на необходимый угол.

Производится подключение шлангов к питающим агрегатам. Поворотом флажка 29 до

расположения вдоль штанги 4 и поворотом вентилей 34 и 35 включают подачу горючего и воздуха. Горючее в камеру сгорания поступает через штуцер 23 подачи горючего и дальше через центральный канал дна 26 и

тангенциальные отверстия форсунки попадает в распылитель, выполненный из свернутой в спираль сетки, закручивается, раздрабливается в капли и выходит из центрального канала в виде тонкого распыла. Воздух из

входного канала направляется через улитку 27, которая, закручивая поток, направляет его по стенкам кожуха 15, и, дойдя до кольцевого отражателя экрана 17, разворачивается и идет вдоль наружной стенки корпуса 16.

Нагретый воздух попадает под разделительный козырек через отверстие в хвостовике днища 21 и завихритель 22 внутрь камеры сгорания, где перемешивается с распыленным горючим. Часть подогретого воздуха попадает в камеру сгорания через боковые отверстия. Продукты сгорания направляются к соплу 19, проходят через критическое сечение и воздействуют на грунт. Во время кратковременного перерыва в работе, когда непосредственное воздействие сверхзвуковой горячей газовой струи на грунт отсутствует (переход от одного объекта работы к другому), а термогазогенератор должен работать, так как настроен на определенный рабочий режим, производят переход на дремлющий режим, поворачивая флажок 29 на 90°, при этом кран разворачивается малыми проходными отверстиями. При повороте флажка 29 в исходное положение кран разворачивается по направлению к потоку основными проходными сечениями, и термоинструмент дает рабочую газовую струю. ПреДМет изобретения 1. Устройство для разработки мерзлого грунта, включающее камеру сгорания с корпусом, соплом Лаваля и форсункой, укрепленную на кронштейне и соединенную со штангой, имеющей пробку переключения подачи воздуха и горючего, и механизм управления, отличающееся тем, что, с пелью повышения надежности в работе, щтанга в месте соединения с камерой сгорания выполнена в виде сильфонного шланга, соединенного с камерой сгорания посредством штуцера, внутри которого смонтирована форсунка, в полости которой размешена стальная сетка, а снаружи - завихритель воздуха, выполненный в виде полой пружины, отогнутые концы которой установлены в шлицевых пазах на торце хвостовика камеры сгорания, имеющем тангенциальные отверстия, а коробка переключения подачи воздуха и горючего выполнена с раздельными каналами для воздуха и горючего. 2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью регулирования и сохранения направления струи перпендикулярно обрабатываемой поверхности, в штангу вмонтирован регулируюший механизм, выполненный в виде помещенного в обойму с продольным и поперечным пазами пустотелого стержня с рукояткой и регулирующей гайкой. 3.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью разделения среды горючее-воздух, в пробке переключения подачи воздуха и горючего образованы пазы для герметизирующих уплотнений. 4.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что тангенциальные отверстия в хвостовике камеры сгорания расположены по винтовой линии соответственно промежуткам между витками пружины завихрителя и обхвачены улиткой с суживающимся каналом и козырьком. 5.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью увеличения срока службы камеры сгорания и повышения стабильности горения, отношение внутреннего диаметра корпуса к наружному диаметру кал1еры сгорания равно 1,33 ... 6.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью ул1еньшения пневмопотерь, на нище камеры сгорания вокруг сопла установлен кольцевой газоотражатель. 7.Устройство по п. 1, отличающееся тем, то завихритель выполнен с фиксатором в иде кольцевой пружины, установленной в емпературном зазоре между камерой сгорания и соплом. LJsLLB j,

П

Б-Б

Фиг.З

Фи2.4