Устройство для расширения скважин в грунте Советский патент 1979 года по МПК E02F5/18 E21B7/28 

1

Изобретение относится к области строительной техники и предназначено, например, для пробивания скважин в грунте при бестраншейной прокладке подземных коммуникаций, а также изготовлении набивных свай.

В основном авторском свидетепьстве описано устройство для расширения скважин в грунте, содержащее корпус с конической поверхностью на передней части, ударник и воздухораспределительный элемент, размещенные в корпусе, и расширитель, монтируемый на коническую поверхность корпуса 1.

Коническая поверхность корпуса выполнена с углом, меньшим угла трения металла о металл (серийные пневмопробойники выпускаются с углом, примерно равным 4°), благодаря чему расширите ть самозаклинивается на корпусе. При движении устройства вперед силы трения, возникаюшие по посадочной поверхности корпуса и расширителя, компенсируют усилия отдачи.

Однако такой конструкции присуши следующие недостатки;

1. Невозможность реверсирования устройства при монтированном на нем расширителе. Под дeйcтвиe ударов, наносимых ударником по хвостовой части корпуса, сил сцеплениямежду корпусом и рас1пирителем становится пе.адстаточно и последний снимается с корпуса и остается в скважине.

2.При монтаже рас1пирителя на корпус между посадочными поверхностями попадает грунт. В этом случае величина сил трения изменяется и приходится увеличивать длину посадочной поверхности для получения необходимых усилий трения. Это приводит к том что усложняется демонтаж расширителя даже при работе устройства только в режиме прямого хода.

3.При работе машин большой мош-ности возникают инерционные усилия, которые предопределяют необходимость создания больших сил трения по контактирующим поверхностям корпуса и расширителя, что также усложняет демонтаж расширителя.

Настоящее изобретение является дальнейши1 1 совершенствованием известного устройства с целью обеспечения реверсирования его хода при расширении скважины. Поставленная цель достигается тем, что в передней части корпуса выполнено отверстие, в котором посредством резьбы монтирован кони-ч-ескяй наконечник, при этом на корпусе н рас;иирителе выполнены дополнительные конические поверхности. Кроме того, между корпусом, расширител -i и наконечником установлен эластичный элемент, причем наконечник выполнен с лысками, а расширитель - с отверстиями. На фиг. 1 схематично изображено устройство с монтированным на нем растирителем; на фиг. 2 --- устройство без расширителя. Устройство содержит корпус 1, в передней части которого выполнено отверстие 2, наковальню 3 и конический наконечник 4. Наконечник. 4 монтирован в отверстии 2 и закреплен в корпусе 1 посредством резьбы 5. Наковальня 3 запрессована в корпус 1. Внутри корпуса 1 раз.мещен ударник 6 и воздухораспределительный механизм, который содержит ступенчатый патрубок 7 с резьбой 8 и гайку 9 с каналом 10 для выхлопа сжатого возду.хя. Ударник б в хвостовой части выполнен с п().;1() 11, в которой размещен ступенчатый патрубок 7, и ОКНОЛ1 12. Полость 1 1 является камерой рабочего хода. Ударник 6 совместно с корпусом 1 образуют камеру обратного хода 13. С.жатый воздух в устройство подается по шлангу 14, прик зеплен} 0му к ступенчатому патрубку 7. Наружная передняя поверхность корпуса 1 выполнена конической для посадки рас1пирите« я 15, имеюп1,его в хвостовой части обратный KOKVC 16. В передней части расширитель 15 выполпен с дополнительной конической поверхностью 17, контактирующей с конической поверхностью 18 наконечника 4. Между корпусом 1, расширителем 15 и наконечником 4 установлен эластичный элемент 19, повышающий силу трения между сопрягаемыми э. ементами, что исключает их рассоединение. На корпусе 1 имеется донолнительная коническая поверхность 20. Для демонтажа расширителя 15 у наконечника 4 профрезерованы лыски 21, а в расширителе 15 просверлепы отверстия 22. Устройство работает следующим образом. Наконечник 4 носредством резьбы 5 ввинчивается в корпус 1. При это.м своей конической поверхностью 18 он взаимодействует с расширителем 15 через коническую поверхность 17. Расширитель 15 плотно прилегает к конической поверхности гильзы 2. Натягом наконечника 4 создают требуемое усилие трения, которое возникает по посадочной поверхности корпуса 1 и по конической поверхности 17. Усилие трения по посадочной поверхности корпуса 1 удерживает расширитель 15 на корпусе 1 при движении машины вперед и назад. Усилие трения по поверхности 17 контрит резьбовую пару 5 от самоотвинчивания. Эластичный элемент 19 также способствует повышению сил трения, исключаюш,их самоотвинчивание резьбовой пары 5. При подаче сжатого воздуха по шлангу 14в камеру И ударник 6 движется вперед, нанося удары по наковальне 3 и продвигая устройство вперед. Силы сцепления между расширителем 15 и грунтом удерживают устройство от воздействия сил отдачи, направленных в обратную сторону по отношению к направлению движения устройства. В момент удара ударник 6 находится в переднем положении, при котором окно 12 сообщает рабочую камеру 11 с камерой обратного хода 13. Вследствие разности рабочих плоп1адей ударника 6, входя пих в эти камеры, он двигается назад до момента, когда окно 12 выйдет за торцовую часть большей ступени патрубка 7. Произойдет выхлоп сжатого воздуха из камеры обратного хода 13 че)ез канал 10 гайки 9 в атмосферу. Далее цикл повторяется. Реверсирование хода осушествляется вращением патрубка 7 до крайне1о заднего положения. При подаче сжатого воздуха, впуск его в камеру обратного хода 13 произойдет раньше, чем при прямом ходе, что исключит удар по наковальне 3, а выхлоп произойдет позже, в результате чего ударник 6 нанесет удар по гайке 9. Устройство будет работать в режиме обратного хода. Ударный импульс будет передаваться через гайку 9 на корпус 1, затем через посадочную коническую поверхность и наконечник 4 расширителю 15. Расширитель 15 под действием этого импульса своей конической поверхностью 17 будет направляться по скважине и двигаться в направлении выхода из нее. Благодаря тому, что усилие, с которым расширитель 15 прикреплен к корпусу 1, регулируется натяжением наконечника. 4, посадочную коническую поверхность можно выполнить с углом, большим угла трения металла о металл. Это упрощает демонтаж расширителя. При демонтаже расширителя 15необходимо вывинтить наконечник 4 из корпуса 1 и снять расширитель 15. Затем ввинтить наконечник 4 в корпус 1 и законтрить его по конической поверхности 20. Монтированный наконечник 4 в корпусе 1 исключает попадание грязи внутрь корпуса и упрощает запуск устройства в грунт. Работа устройства (в части газодинамики) аналогична вышеописанному. Сцепление устройства с грунтом в этом случае осуществляется по поверхности корпуса 1. Формула изобретения 1. Устройство для расширения скважин в грунте по авт. свид. № 24П64, отличающееся тем, что, с целью обеспечения реверсирования хода устройства при расширении скважин, в передней части корпуса выполнено отверстие, в котором посредством резьбы монтирован конический наконечник, при этом на корпусе и расширитапе выполнены дополнительные конические поверхности.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что между, корпусом, расширите.1ем и

наконечником установлен эластичный элемент.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что наконечник выполнен с ль|сками. а расширитель с отверстиями.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе I. Авторское свидетачьство СССР № 241164, кл. Е 21 С 23/00, 1967 (прототип).

7 8 О ч

/,Л,,,,ДУ

/

Фиг. г