Устройство ударного действиядля ОбРАзОВАНия СКВАжиН B гРуНТЕ Советский патент 1981 года по МПК E02F5/18 E02D17/146 

Изобретение относится к строитель ству и может быть использовано для проходки горизонтальных скважин с частичным удалением и частичным уплотнением грунта при прокладке подземных кокомуникаций. Известно устройство для образования скважин большого диаметра с частичным удалением и частичным уплотнением грунта, включгиощее полый вал, расчлененный на две части - коническую и цилиндрическую, катки, установ ленные на наружной поверхности вала по винтовой линии, и электродвигател При проходке скважин таким устройством две части вала вращаются в разные стороны, за счет чего происходит уплотнение грунта в радиальном напра лении и продольное перемещение всего устройства в грунте. При этом часть грунта проходит во внутреннюю полост вала. При заполнении грунтом устройство реверсируют из скважины. На поверхности его очищают от грунта и вновь запускают в скважину 1. Недостатки такого устройства конструктивная сложность и, как след ствие, низкая надежность и неудобств в эксплуатации. Известно также устройство ударного действия для образования скважин в грунте, включающее корпус, рабочий орган, неподвижно закрепленный в передней части корпуса, ударник,. патрубок и гайку. При проходке скважин таким устройством скважина образуется только за счет вытеснения грунта в радиальном направлении, т.е. за счет полного уплотнения грунта 2. Однако использование такого устройства для проходки скважин большого диаметра ограничено, так как силы сопротивления грунта достигают значительных величин, и для их преодоления нужны устройства с очень высокими энергетическими показателями. Кроме того, зона уплотнения грунта при проходке скважин большого диаметра путем его полного уплотнения значительно увеличивается, что может вызвать выпучивание дневной поверхности грунта рли повред-.ить близлежащие подземные коммуникации. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство ударного действия для образования скважин в грунте, содержащее цилиндрический корпус, расположенный в нем

ударник, охватывающий полый груитоприемный цилиндрический элемент, закрепленный в наконечнике, и средство для подвода энергоносителя 3,

Однако грунтоприемный элемент известного устройства выполнен сквозным, что не позволяет полностью yf3,a.лить грунт из-скважины, вследствие чего после проходки скважины требуется ее дополнительная очистка. Кроме того, невозможно получать глухие скважины, так как оставшийся в скважине грунт препятствует выходу устройства из скважины при реверсе, т.е. такое устройство недостаточно надежно в работе.

Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности устройства. Поставленная цель достигается тем, что грунтоприемный цилиндрический элемент в хвостовой части выполнен глухим, а его носовая часть выступает за наконечник устройства.

При этом на внешней поверхности грунтоприемного элемента для его крепления выполнен кольцевой выступ, а на внутренней поверхности наконечника соответствующая ему расточка.

На чертеже показано устройство ударного действия для образования скважин в грунте, общий вид.

Устройство содержит полый грунтоприемный цилиндрический элемент 1, который является рабочим органом, и цилиндрический корпус 2, В корпусе 2 с возможностью возвратно-поступательного перемещения установлен ударник 3, охватывающий грунтоприемный элемент 1. Устройство имеет воздухораспределительный патрубок 4, гайку- 5 и наконечник 6, монтированный на корпусе 2 посредством резьбового соединения 7. Средство для подвода энергоносителя (сжатого воздуха) в устройство выполнено в виде шланга 8.

Грунтоприемный элемент 1 закреплен в наконечнике 6 и удерживается от осевого перемещения посредством-, кольцевого выступа 9, выполнеиного на внешней поверхности носовой части грунтоприемного элемента 1 и расположенного между торцовой. передней частью корпуса 2 и наконечником 6. Для взаимодействия с выступом 9 на внутренней поверхности н-аконечника 6 выполнена соответствующая ему кольцевая расточка 10. Грунтоприемный элемент i выполнен в своей хвостовой части 11 глухим, а его носовая часть выступает за наконечник 6. Радигшьное перемещение грунтоприемного элемента 1 ограничено опорными выступами 12, выполненн1Ли1и на внутренней по верхности патрубка 4.

Ударник 3 имеет окна 13, а патрубок 4 - воздухораспределительные кромки 14 и 15.

1 Устройство содержит камеру 16 холостого хода, камеру 17 рабочего хода и камеру 18 атмосферного давления, которая постоянно сообщена.с атмосферой посредством каналов 19, выполненных в гайке 5.

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении, показанном на чертеже, сжатый воздух поступает в камеру 17 рабочего хода и оттуда через окна 13 в камеру 16 холостого хода. При этом со стороны Гпередней части устройства сжатый воздух действует на всю торцовую площадь ударника 3, а со стороны хвостовой части устройства - только на часть его торцовой площади, вследствие чего ударник 3 движется (вправо по чертежу), совершая холостой ход. При этом окна 13 перекрыты кромкой 14 ,и поступление сжатого воздуха в камеру 16 холостого хода прекращается. Далее ударник 3 движется за счет расширения воздуха в камере 16 и за счет собственной инерции.

При дальнейшем движении ударника 3 окна 13 выходят за крсялку 15 и происходит выхлоп воздуха из камеры 16 холостого хода через окна 13, камеру 18 и каналы 19 в атмосферу. При этом, удариик 3 останавливается давлением воздуха в камере 17 рабочего хода в крайнем положении, не нанеся удара по гайке 5. Затем, под действием давления воздуха в камере 17, ударник начинает двигаться вперед (влево по чертежу), т.е. совершает рабочий ход.

При движении ударника 3 окна 13 снова перекрываются кромкой 15, и воздух в камере 16 начинает сжиматься. .Когда окна 13 выходят за кромку 14, происходит впуск сжатого воздуха из камеры 17 в камеру 16.

Ударник 3, двигаясь далее по инерции, наносит удар по -корпусу 2, в результате устройство внедряется в грунт.

- При заполнении грунтоприемного элемента 1 грунтом устройство необходимо реверсировать. Для этого вращением шланга патрубок 4 перемещают иазад до тех пор, пока он не вворачивается в гайку 5 до упора.

При новом положении патрубка 4 во время движения ударника 3 вперед окна 13 раньше выходят за кромку 14 и, следовательно, выпуск сжатого воздуха в камеру 16 происходит раньше. Поэтому ударник 3, не успев нанести удара по корпусу 2, затормаживается и начинает двигаться в обратном направлении. ntiH этом окна 13 позже выходят за кромку 15 и, следовательно, выхлоп воздуха из камеры 16 происходит, позже. В результате,не успев затормозиться, ударник 3 наносит удар по гайке 5. Далее цикл повторяется. Таким образом, устройство реверси руется. При выходе устройства из устья скважины наконечник 6 свинчивают с корпуса 2, и грунтоприемный элемент 1 извлекают,из него удаляют грунт. Устройство снова собирают и запускают в скважину. Таким образом, проходка скважин предлагаемым устройством осуществляется в результате частичного уплотнения и частичного удаления грунта. Формула изобретения 1. Устройство ударного действия для образования сквгикин в грунте, содержащее цилиндрический корпус,ра положенный в нем ударник, охватывающий полый грунтоприемный цилин,щ)ичес кий элемент, закрепленный в наконечн ке, и средство для подвода энергоно сителя, отличающееся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности устройства, грунтоприемный цилиндрический элемент в хвостовой части выполнен глухим, а его носовая часть выступает за наконечник устройства. 2. Устройство ПОП.1, отличающееся тем, что на внешней поверхности грунтоприемного элемента для его крепления выполнен кольцевой выступ, а на внутренней поверхности наконечника - соответствующая ему расточка. I Источники информации, во внимание при экспертизе 1.Патент ФРГ I И93081, кл. 19 3/00, опублик. 1965. 2.Авторское свидетельство СССР № 3&3804, кл. Е 02 F 5/18, 1971. 3.Авторское свидетельство СССР 389219, кл. Е 02 F 5/18, 1971.

I f SSSS Jf i&J rff-ffff SEf SOSE iXSmSiSCSEBffi

ts

п