Рыхлитель Советский патент 1981 года по МПК E02F5/30 

(54) РЫХЛИТЕЛЬ

Изобретение относится к строительным и дорожным машинам разрушения - i грунтов и горных пород. Известен рабочий орган газоимпульс ного рыхлителя, содержащего винтовой наконечник с трубчатым корпусом, емкостью для сжатого газа и выхлопными отверстиями, выпуск сжатого газа через выхлопные отверстия в импульсном режиме после завинчивания наконечника в массив грунта обеспечивает эффективное разрушение грунта Однако предварительное внедрение данного устройства в мерзлый грунт на глубину свыше 0,5 м путем принудительного завинчивания винтового наконечника затруднено, вследствие значительных сил трения грунта о трубчатый корпус, что определяет существен ную энергоемкость рабочего процесса. Ограничение глубины внедрения рабочего- органа в грунт снижает объем разрушае.мого за один газодинамический цикл мерзлого грунта и тем самым уменьшает производител{гность устройства. Известен также газоимпульсный рыхлитель,содержащий винтовой наконечТ ик, трубчатый корпус с радиальными выхлопными отверстиями, емкость для сжатого газа и подпружиненные управляющие клапаны. Эффективность газоимпульсного разрушения мерзлых и прочных грунтов обеспечивается тем, что выхлопные отверстия выполнены непосредственно у винтового наконечника и снабжены выпускным клапаном, соединенным продольной тягой с управляющим клапаном. При этом обеспечивается максимальный объем разрушения грунта при минимальной глубине завинчивания в грунт винтового наконечника 2. Недостаток известного решения состоит в том, что силы трения о трубчатый корпус ограничивают глубину его предварительного завинчивания в массив грунта. Кроме того, радиальное расположение выхлопных отверстий прийодит к неравномерному распространению волн, сжатия в массиве грунта при газоимпульсном воздействии, в основном вдоль оси выхлопных отверстий, что снижает эффективность газоимпульсного воздействия, уменьшает объем и степень дробления массива мерзлого или прочного грунта. Цель изобретения - повышение производительности разработки мерзлых грунтов. Поставленная цель достигается тем что трубчатый корпус снабжен разне сенными по высоте коническими втулками, на поверхности которых образованы кольцевые проточки, соединен ные с радиальными выхлопными отверстиями, причем нижняя коническая втулка совмещена с винтовым наконечником. Верхняя коническая втулка снабжена дополнительной винтовой лопастью, йлхлопные отверстия верхней и нижней конических втулок соединены с источником сжатого газа раздельно. На фиг. 1 схематично показан рабо чий орган рыхлителя общий вид; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1; на фиг.3узел 1 на фиг. ,1. Рабочий орган газоимпульсного рыхлителя включает трубЧатый корпус 1 с винтовым наконечником 2 и рас положенной в верхней части источнико сжатого газа 3, соединенной, например с компрессором высокого давления (не показан . Трубчатый корпус 1 сна жен двумя разнесенными по высоте коническими втулками 4 и 5. Нижняя коническая втулка 5 совмещена с винтовым наконечником 2. Обе втулки 4 и 5 снабжены на поверхности кольцевыми проточками б и 7, в которые выведены соответственно выхлопные отверсти 8 и 9, соединенные осевыми каналами 10 и 11 с источником 3. Верхняя кони ческая втулка 4 снабжена дополнитель ной винтовой лопастью 12. Под источником сжатого газа 3 расположена кла панная коробка 13, внутри которой каналы 10 и 11 перекрыты выпускными клапанами 14, соединенными посредством штоков 15 с соленоидами 16. Выпу кные клапаны 14 смонтированы на воз вратных пружинах 17 сжатия. Поршневы полости 18 выпускных клапанов 14 соединены с источником 3 посредством канала 19. Работа, газоимпульсного рыхлителя осуществляется следуквдим образом. Под действием осевой пригрузки и крутящегося момента посредством винтового наконечника 2 и винтовой лопасти 12 корпус 1 рабочего органа заглубляется в мерзлый или прочный грунт на глубину, равную его длине h Одновременно происходит заполнение емкости 3 сжатым газом. Грунт, уплот ненный в стороны коническими втулками 4 и 5 надежно герметизирует вых лопные отверстия 8 и 9. Давление газ на торцы клапанов 14 уравновешиваетс усилием предварительного сжатия пружины 17. При срабатывании одного из соленоидов 16 клапан 14 перемещается влево, сжимая пружину 17 и открывая выход сжатому газу из источника 3 че рез канал 10 к выхлопным отверстиям 8 уплотняклцей конической втулки 4. Газ, вытекая в грунт с большой скоростью за промежуток времени 0,010,02 с, производит разрушение массива грунта. После отключения соленоида 16 пружина 17 перемещает клапак 14 в исходное положение, закрывая канал 10. При этом воздух из поршневой полости 18 по каналу 19 перетекает в источник 3, давление в которой падает до атмосферного. Далее осуществляется подача сжатого газа в источник 3, после чего включением ругого соленоида 11 открывается выход сх атого газа по каналу 11 к выхлопным отверстиям 9 втулки 5. Возможно также одновременное включение обоих соленоидов 14 и разрушение грунта по всей глубине внедрения рабочего органа одновременно,. Затем рабочий орган выглубляется, перемещается к новому месту работы и завинчивается в массив грунта, после чего цикл работы повторяется. В связи с тем, что грунт контактирует с рабочим органом газоимпульсного рыхлителя только по поверхности конических втулок, существенно снижается давление грунта на корпус и сопротивление его заглублению в массив грунта, что уменьшает требуемую мощность привода вращения рабочего органа. Увеличение глубины рыхления за одну установку рабочего органа, повышает производительность газоимпульсного рыхлителя. Выполнение выхлопных отверстий в кольцевых выемках коничес- ких втулок предотвращает забивание отверстий грунтом и улучшает качество и объем разрушения грунта за счет увеличения площади контакта газа с грунтом. Формула изобретения 1.Рыхлитель, включающий трубчатый корпус с винтовым наконечником и радиальными выхлопными отверстиями, сообщенными с источником сжатого газа, через управляющие клапаны, о тл ичающийся тем, что, с целью повышения производительности разработки мерзлых грунтов, трубчатый корпус снабжен разнесенными по высо те коническими втулками, нижняя из которых совмещена с винтовым наконечником, при этом втулки выполнены с кольцевыми проточками, в которых размещены выхлопные отверстия. 2.Рыхлитель поп.1, отличающийся тем, что верхняя коничес кая втулка имеет винтовую лопасть. 3.Рыхлитель по пп. 1 и 2, отличающийся т:ем, что выхлопные отверстия верхней и нижней конических втулок соединены с источником сжатого газа раздельно.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

труды Саратовского политехнического института. Саратов, 1975, вып. 88, с. 37-42,

2. Авторское свидетельство СССР 5 № 621839, кл. Е 02 F 5/30, 1978, (прототип ,