Устройство для термического укрепления грунтов Советский патент 1979 года по МПК E02D3/12 

Изобретение относится к области строительства оснований и фундаментов зданий и сооружений, а именно, к устройствам для термического укрепления грунта.

Известно устройство для термического укрепления грунта, включающее затвор в виде илиты, камеру сгорания с запальником, смеситель и трубопроводы для подачи топлива и сжатого воздуха 1.

Недостатком указанного устройства является возможность создания давления и температуры газов ограниченного значения, что замедляет процесс термического укрепления грунта.Наиболее близким к предложенному изобретению яляется устройство для термического укрепления грунта в скважине, включающее герметизирующую илиту, защитный корпус, размещенную в нем камеру сгорания с соплом, приводной от электродвигателя ультразвуковой преобразователь и трубопроводы для подачи сжатого воздуха и горючего 2.

Недостаток указанного устройства заключается в том, что для питания электродвигателя зльтразвукового преобразователя требуется электроэнергия и исключена возможность перемещения преобразователя по глубине скважины, что снижает равномерность укрепления грунта по глупине скважины и повышает затраты на эксплуатационное обслуживание.

Цель изобретения - снижение энергоемкости и повышение равномерности укрепления грунта по глубине скважины, а также усиления ультразвукового воздействия.

Указанная цель достигается тем, что устройство включает геометизирующую плиту, защитный кориус, размещенную в нем камеру сгорания с соплом, ультразвуковой преобразователь и трубопроводы для подачи сжатого воздуха и горючего, в котором льтразБ}ковой преобрсзователь выполнен в виде стакана с конусообразной верхней кромкой, подвижным дном, приводом вертикальных перемещен; : последнего, и соединенными с кориусом держателями, а сопло расположено соосно и с зазором относительно стакана. При этом подвижное дно стакана выполнено в виде плунжера, а его привод - в ВИНТОБОЙ пары, а также достигается тем, что устройство снабжено доио.тнительным трубопроводом для подачп воды с по-рубком, охватывающим сопло KaNiepbi сгорания.

Такое выполнение устройства обеспечивает автономное применение устройства в полевых условиях, равномерное п более быстрое закрепление стенок скважины, что

снижает эксплуатационные расходы, ускоряет процесс закрепления грунта и более качественное выполненне работ.

На фиг. I - изображен продольный разрез устройства; на фиг. 2 - разрез по А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез по Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез по В-В на фиг. I.

Устройство имеет корпус /, заключенпую в нем камеру сгорания 2, трубопроводы 3, 4 и 5 для подачи соответственно сжатого воздуха, горючего и воды, герметизирующую плиту 6, установленное на выходе камеры сгорания 2 сопло 7 с запальником 8.

Ультразвуковой преобразователь 9, выполненный в виде стакана 10 с конусообразной верхней кромкой 11, размещенного соосно с соплом 7 и с зазором относительно его нижней поверхностп, и прикрепленного к корпусу / посредством держателей 12. Подвижное дно стакана 10 выполнено в виде плунжера 13, а его привод - в виде винта 14. Выходной патрубок трубопровода 5 для подачи воды охватывает сопло 7, а камера сгорания 2 имеет отверстия 15.

Устройство работает следующим образом. В корпус / через трубу 3 подают сжатый воздух, в камеру сгорания 2 через трубу - - горючее, а через отверстие 15 сжатый воздух. С помощью запальника 8 производят розжиг горючего. Поток продуктов сгорания топлива с температурой от 200 до 950° С под давлением 1,2-6 атм и более через сопло 7 со скоростью, превыщающей скорость распространения звука, воздействует на конусообразную кромку 11 стакана 10. В результате этого на кромке 11 преоб разователя 9 возникаю периодические вихри, которые возбуждают упругие колебания находящегося в стакане 10 газов в виде волн, излучаемых в грунт. При необходимости, с помощью винта 14, можно изменять глубину полости стакана 10, а щирину зазора между соплом 7 и кромкой 11 - при помащи винтовой нарезки на преобразователе 9 и держателях 12, добиваясь резонанса между частотами колебаний кромки // и объема газов в стакане 10.

Для усиления ультразвукового воздействия на грунт путем повышения вязкости газового потока в него вводятся водяные

пары с помощью дополнительного трубопровода 5, патрубок которого охватывает сопло 7.

Благодаря выполнению устройства с

ультразвуковым преобразователем в виде стакана с конусообразной кромкой и подвижным днищем, расположенного соосно и с зазором относительно сопла камеры сгорання, достигается сокращение продолжнтельности, стоимости и трудоемкости выполнения нулевых циклов зданий и сооружений, возводимых на просадочных лессовидных грунтах, а также на глинистых грунтах и песках с легкоплавкн.ми добавками.

Формула изобретения

1. Устройство для термического укрепления грунтов, включающее герметизирующую плиту, защитный корпус, размещенную в нем камеру сгорания с соплом, ультразвуковой преобразователь и трубопроводы для подачи сжатого воздуха и горючего, отличающееся тем, что, с целью снижения энергоемкости и повыщения равномерности укрепления грунта по глубине сквал ;ины, ультразвуковой преобразователь выполнен в виде стакана с конусообразной

верхней кромкой, подвижным дном, приводом вертикальных перемещений последнего и соединенными с корпусом держателями, а сопло расположено соосно и с зазором относительно стакана.

2. Устройство по п. 1, отличающеес я тем, что подвижное дно стакана выполнено в виде плунжера, а его привод - в виде винтовой пары.

3. Устройство по п. 1, отличающеес я тем, что, с целью усиления ультразвукового воздействия, оно снабжено дополнительным трубопроводом ,для подачи воды с патр}бком, охватывающим сопло камеры сгорания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР Л 509690, кл. Е 02 D 3/12, 1973. 2. Авторское свидетельство по заявке N° 2462490/29-33 (033394), кл. Е 02 D 3/12, 16.03.77.

Риг.