Установка для разработки вертикальных скважин большого диаметра Советский патент 1980 года по МПК E02F5/20 

(54) УСТАНОВКА ДЛЯ РАЗРАБОТКИ ВЕРТИКАЛЬНЫХ СКВАЖИН БОЛЬШОГО ДИАМЕТРА

1

Изобретение относится к строитежству; fe частности к механизации земляных работ, а И1у1енно к установкам для разработки вертикальных скважин и котлованов, например, под фундаменты.

Известно устройство для образования котлованов в несвязных грунтах, состоящее из полого корпуса с открытой нижней частью, ножа, прикрепленного в открытой нижней части двустворчатого клапана, шарниры створок которого установлены под ножом, а свободные концы створок упираются на выступы поворотных двуплечих рычатЬв, yriравляем ых рычажно-тросовым приспособлением и смонтированных шарнирно напротив вырезов, образованных в стенках полого корпуса 1.

Известна установка для выёмКй и перемещения грунта, состоящая из обсадной оболочки, вибропогружателя, рабочей емкости, которая снабжена клапанным устройством в виде створок с тросовым приводом и грузоподъемного механизма 2.

Однако такое устройство не обеспечивает возможности разработки скважин большого диаметра из-за .больших .усилий на приводе.

возникающих При закръ1тйй сгворак. Кроме того, -набранная порция грунта отделяется от массива по криволинейной траектории, что недостаточно надежно и не даетвозможности получить горизонтальное основание скважины без дополнительных ручных операций (при закрывании створок часть грунта высыпается, образуется конусное основание скважины).

Цель изобретения - обеспечение надежного Отделений набранной порции грунта

10 от массива и исключение дополнительных ояе раций по образованию горизонтального основания скважины.

Это достигается тем, что в установке для разработки вертикальных скважин боль15шого диаметра, содержащей грузоподъемный механизм, обсадную оболочку, на упорах которой смонтирован вибропогружатель, рабочую емкость с направляющими и клапанным устройством, последнее выполнено

20 в виде диска, установленного с возможностью осевого перемещения, выполненного с центральным отверстием и связанного с грузоподъемным механизмом с помощью

фиксаторов и гибкой тяги с обоймой с блоком и системы натяжных, связующих, тяговых и днищеобразующих тросов, а также приводного троса, при этом тяговые тросы размешены в направляющих рабочей емкости и своими концами связаны с натяжными тросами, расположенными в других направляющих рабочей емкости и закрепленными в диаметрально противоположных точках диска. Днищеобразующие тросы своими концами прикреплены к тяговым и натяжным тросам, а связующие тросы одними концами скреплены с серединами тяговых тросов, другими - с приводным тросом, проходящим через центральное отверстие диска ичерез блок и взаимодействующим с фиксатором, причем рабочая емкость в свою очередь связана с грузоподъемным механизмом гибкой тягой.

На фиг. 1 схематически представлена установка для разработки вертикальных скважин, общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 - вид В на фиг. 1; на фиг. 5 - вид Г на фиг. 1; на фиг. 6 - развёртка полуцилиндра рабочей емкости в открытом положении тросового клапана (условно показаны тросы одной кратной его части, т. е. по одному соединительному, тяговому, натяжному и три днищеобразующих); на фиг. 7 - то же, в закрытом состоянии тросового клапана, а также схема движения тросоа, при открывании клапана. Устройство для разработки вертикальных скважин содержит обсадную оболочку 1, состоящую из отдельных секций, на которой установлены упоры 2. В торец нижней части обсадной оболочки 1 закреплен кольцеобразный нож 3, а во внутренней части - разъёмно соединено конусное кольцо 4, состоящее из отдельных секций. На упоры 2 с помощью упоров 5 устанавливается вибропогружатель 6, который снабжен амортизирующим устройством, например, подпружиненным пружиной 7, пальцами 8. Вибропогружатель 6 и рабочая емкость 9, к которым прикреплены направляющие 10, жестко соединены между собой. Клапанное устройство состоит из приводного диска И, на котором установлены клиновые зажимы 12, фиксирующие устройство, состоящее, например, из электромагнита 13, пальца 14 с пружиной 15, предохранительного устройства 16. Обойма 17 с блоком 18 гибкой тяги 19, которые соединяет через палец 14 приводной диск 11 с грузоподъемным механизмом. От предохранительного устройства 16 через блок 18 обоймы 17 проходит приводной трос 20, конец которого жестко связан с кольцом 21, на котором закреплены связующие тросы 22, противоположные концы которых жестко соединены с серединой тяговых тросов 23, расположенных в направляющих 10 рабочей емкости 9.

Концы тяговых тросов соединены в противоположных точках с натяжным тросом 24, концы которого жестко прикреплены в диаметрально противоположных точках приводного диска 11. Ни протяжении длины натяж- ных тросов 24 между точками закрепления тяговых тросов 23 закреплены днищеобразующие тросы 25, противоположные Концы которых закреплены на соответствующих тяговых тросах 23. Через центральное отверстие приводного диска 11 проходит гибкая

связь 26, соединяющая рабочую емкость 9 с грузоподъемным механизмом. На вибропогружателе 6 смонтированы направляющие 27, по которым перемещается приводной диск 11.

5 Устройство работает следующим образом.

Обсадная оболочка 1 через упоры 2 и 5 с помощью вибропогружателя 6 погружается в грунт. Вместе с ней опускается и рабочая емкость 9, с которой непосредственно

0 связан вибропогружатель 6. Во время погружения гибкая связь 26, соединяющая грузоподъемный механизм с рабочей емкостью, ослаблена.

Приводной диск 11 опущен на пальцы 8

J амортизатора и палец 14 фиксирующего устройства освобождает гибкую тягу 19 на короткий промежуток времени. Приводной трос 20, находящийся в натянутом состоянии, при этом поднимает кольцо 21 и связующие тросы 22 в верхнее положение и держит

0 последние в натянутом положении. Благодаря соединению связующих тросов с тяговыми тросами 23, концы последних, соединенные в противоположных точках с натяжными тросами 24, удерживаются у торца рабочей емкости 9, а следовательно, удерживают натяжные тросы 24 у торца рабочей емкости, располагая их с помощью натяжения днищеобразующих тросов 25 по периметру рабочей емкости 9.

0 При заполнении рабочей емкости 9 необходимым количеством грунта вибропогружатель 6 прекращает работу, и наступает момент отделения поступивщего в емкость грунта от основного массива по всему поперечному сечению. Грузоподъемный механизм выключается на выемку рабочей емкости 9 из обсадной оболочки 1. Так как трос 26 ослаблен, то вместе с его натяжением поднимается приводной диск 11 по направляющей 27.

Натягивая натяжные тросы 24, кольцо 21 опускается, ослабляя тяговые тросы 23 посредством движения вверх приводного диска 11. Натяжные тросы 24 перемещаются к центру нижней части емкости, отделяя от основного массива набранную порцию грунта, и одновременно натягивают днищеобразующие тросы 25, которые образуют тросовый клапан.

Ослабление гибкой связи 26. делается с таким расчетом, что подъем рабочей, емкости 9 вместе с вибропогружателем б начинается в тот момент, когда натяжные тросы 24 полностью отделяют находящийся в рабочей емкости 9 грунт и натягивают сетку, В случае, если по каким-либо причинам (попадания в сечение среза какого-либо препятствия, например, металла и т. п.) тросы 24 не достигают центра рабочей емкости 9, тогда включается в работу предохранительное устройство 16, которое обеспечивает продолжение натяжения гибкой связи 26 без Дальнейшего подъема приводного диска 11 а следовательно, и без натяжения натяжных тросов 24. На месте выгрузки рабочей емкости 9 включается электромагнит 3, который находится в зацеплении с гибкой тягой 19.

Приводной диск 11 под действием собственного весападает на пальцы 8, освобождая тросы 24, а поскольку обойма с блоком 17 остается на своем месте, то, кольцо 21, подвешенное на приводном тросе 20, движется вверх, вытягивая через связующие тросы 22 тяговые тросы 23, которые заставляют освобожденные от натяжения тросы 24 занять исходное положение. Таким образом, тросовый клапан убирается. Выключается электромагнит 13, палец 14 под действием пружины 15 занимает исходное положение. Включается вибропогружатель, емкость освобождается от грунта и подается в скважину. Цикл повторяется.

Устройство может работать без обсадной оболочки. В этом случае кольцеобразный нож 3 крепится непосредственно к емкости 9, конфигурация обрабатываемой скважины выполняется прямоугольной, эллипсоидной и .т. п. Емкость и нож в этом случае имеют соответствующие сечения.

Предлагаемая конструкция дает возможность разрабатывать вертикальные скважины большого диаметра, обеспечивает надежное отделение набранной порции грунта от массива, а также обеспечивает получение горизонтального основания скважины без дополнительных ручных операций или без

применения других механизмов. Предлагаемый экономический эффект составит 20 тыс. руб. в год от использования одной установки.

Формула изобретения

Установка для разработки вертикальных скважин большого диаметра, содержащая грузоподъемный механизм, обсадную оболочку, на упорах которой смонтирован вибропогружатель, рабочую емкость с направляющим и клапаннЫм устройством, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения надежного отделения набранной порции грунта от массива и исключения дополнительных операций по образованию горизонтального основания скважины, клапанное устройство выполнено в виде диска, установленного с возможностью осевого перемещения и выполненного с центральным отверстием и связанного с грузоподъемным механизмом с помощью фиксаторов и гибкой тяги с обоймой с блоком и системы натяжных, связующих, тяговых и днищеобразующих тросов, а также приводного.троса, при этом тяговые тросы размещены в направляющих рабочей емкости и своими концами связаньг с натяжньгми тросами, расположенными в других направляющих рабочей емкости и закрепленными в диаметрально противоположных точках диска, днищеобразующие тросы своими концами прикреплены к тяговым и натяжным тросам, а связующие тросы одними концами скреплены с серединами тяговых тросов, другими - с привОх1ным тросом, проходящим через центральное отверстие диска и через блок и взаимодействующим с фиксатором, причем рабочая е.мкость в свою очередь связана с грузоподъемным механизмом гибкой тягой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 120455, кл. Ё 02 F 5/20, 1958.

2. Авторское свидетельство СССР № 187652, кл. Е 02 F 5/20, 1965.

9

iQ

Фи5.{

2.7

г2

гз

.2 5-5

Фи8.5

Вид В

25

фиёЛ

ВидГ

фи2.5

Физ.б