Машина для образования скважин в грунте Советский патент 1980 года по МПК E02F5/18 E02D17/146 

1

Изобретение относится к машинам для образования скважин способом раскатки с частичной выемкой грунта и может быть использовано для строительства подземных коммуникаций.

Известны машины для образования скважин в грунте со свободной полостью в валу. Конусообразный вал имеет установленные на его поверхности ролики и состоит из двух последовательно расположенных половин, вращающихся во взаимно встречном направлении, а двигатель размещен в кольцевом зазоре между наружным диаметром вала и его внутренней полостью I.

Недостатком машины является малый по отношению к диаметру раскатываемой скважины диаметр его роликов, что, как показали эксперименты, приводит к отслаиванию грунта от стенки скважины и заштыбовке машины;трудность размещения электродвигателя в тесном кольцевом зазоре между наружной и внутренней полостями вала, а также прерывность действия машины, связанная с освобождением полости вала от грунта после каждого хода на длину отобранного керна.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является машина, содержащая полый эксцентриковый вал с установленными на его развернутых шейках катками и двигатель 2.

В этой машине двигатель расположен внутри вала. При работе грунтовой керн дробится ножом-фрезой, и грунт затем перемещается через полость вала с помощью шнековой навивки на корпусе электродвигателя.

Недостатком машины можно считать необходимость дробить керн для выноса грунта через кольцевой зазор между полостью вала и двигателем, а также наличие билизатора, который врезается в стенку скважины, оставляя на ней борозды.

Целью изобретения является повышение эффективности действия устройства, включая улучшение технологичности удаления из скважины отобранного грунта и повышение качества стенки скважины.

Поставленная цель достигается тем, что ротор двигателя выполнен полым и соединен с эксцентриковым валом машины, а статор двигателя соединен с катками, при этом эксцентриситеты шеек вала пропорциональны диаметру установленных на них катков. Статор может быть соединен с катками посредством кулачковых дисковых муфт, установленных между катками, либо с целью paциoнaльf oгo использования внутренней полости машины он может быть размещен внутри каждого катка. На фиг. 1 изображена машина для раскатки скважин с частичной выемкой грунта, обш.ий вид; на фиг. 2 - кулачковая дисковая муфта, устанавливаемая между катками; на фиг. 3 - машина с встроенными в катки двигателями, вариант. Машина содержит конические катки 1, установленные на развернутых шейках полого эксцентрикового вала 2. Благодаря развороту осей шеек вала катки могут катиться по своим забоям по спирали, осуш,ествляя подачу машины. Высокомоментный безредукторный двигатель машины (электродвигатель) состоит из статора 3 и полого ротора 4, соединенного с эксцентриковым валом 2. С ПОМОШ.ЫО электровертлюга 5 (устройства со скольэяш,ими контактами) и силового кабеля 6 к машине подводится энергия. Для передачи крутящего момента от статора 3 двигателя к каткам 1 использованы кулачковые дисковые муфты 7 (фиг. 2), которые установлены между катками 1 и между статором и последни.м катком, при это.м выступы на муфте 7 входят в соответствующие прорези на торцах катков 1 и статора 3. Отверствие переднего (по ходу движения машины) катка 1 имеет меньший диаметр, чем начальный диаметр вала 2, и выполнен с поднутрением 8, что обеспечивает необходимый зазор между полостью вала 2 и керпом 9 и возможность фрезерования грунта кромкой катка при проходке скважины 10. Если на шейках эксцентрикового вала 2 (фиг. 3) неподвижно установить полые роторы 4, а статоры 3 разместить в катках 1, то получится вариант машины с встроенными в катки двигателями, в котором более рационально использовано место. Машина работает следующим образом. При включении двигателя ротор 4, неподвижно соединенный с эксцентриковым валом 2, начинает вращаться в одну сторону, а статор 3 машины и соединенные с ним посредством муфт 7 катки 1 - в другую, при этом в виду того, что величины эксцентриситетов катков установлены пропорциональными диаметрам катков, каждый каток обкатывается по скважине с одинаковой угловой скоростью, не создавая дополнительных напряжений в муфтах 7. Разворот катков на валу обеспечивает завинчивание машины в грунт, которое сопровождается уплотнением стенок скважины. В машине с встроенными в катки электродвигателями (фиг. 3) действие происходит аналогичным образом. Разница заключается в том, что не связанные жестко между собой катки могут катиться по стенке скважины с разными скоростями, т. е. равенство относительных эксцентриситетов катков в этом варианте машины может не соблюаться. Благодаря эксцентричному положению режущей кромки переднего катка относительно продольной оси машины и ее поднутрению 8 формирование грунтового керна 9 осуществляется поперечным шаржирующим движением кромки катка, что снижает лобовое сопротивление, уменьшает силы, действующие на керн, и способствует его сохранению. Расширение полости вала и хвостовой части способствует выносу целого керна, который затем может быть удален из скважины любым известным способом, например скребковым конвейером или погрузчиком. Описанная конструкция погружной самоходной .машины для раскатки скважин с отбором грунтового керна эффективна и надежна в работе, позволяет отбирать удобные для транспортирования грунтовые керны, экономична и обладает непрерывностью действия. Формула изобретения 1.Машина для образования скважин в грунте, содержащая полый эксцентриковый вал с уетановленными на его развернутых шейках катками и двигатель, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности процесса образования скважины, ротор двигателя выполнен полым и соединен с эксцентриковым валом .машины, а статор двигателя соединён с катками, при этом эксцентриситеты шеек вала пропорциональны диаметру установленных на них катков. 2.Машина по п. I, отличающаяся тем, что статор соединен с катками посредством кулачковых дисковых муфт, которые установлены между катками. 3.Машина по п. 1, отличающаяся тем, что статор размещен внутри каждого катка. Источники информации, принятые во вни.мание при экспертизе 1.Патент ФРГ № 1193081, кл. 19 f 3/00, опублик. 1966. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2362674/03, кл. Е 02 F 5/18, 1976.

9ui. ц