Устройство для разрушения прочных грунтов Советский патент 1982 года по МПК E02F5/30 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗРУШЕНИЯ ПРОЧНЫХ

1

Изобретение относится к строительно-дорожному машиностроению и используется в оборудовании для предварительного рыхления грунта.

Известно устройство для разрушения грунта высоким импульсным давлением газа, вхлючаюшее зуглубляемый в грунт рабочий наконечник и соединенный с ним трубчатый корпус, в котором выполнена емкость для сжатого газа. Емкость через клапаны сообш,ена с подводящей магистралью газа и с выхлопными отверстиями, находящимися в корпусе вблизи наконечника 1.

Недостатком этого устройства .является повышение энергоемкости при разрушении прочных грунтов. Указанный недостаток обусловлен те.м, что импульсное истечение газа в грунт происходит при постоянном объеме емкости. Прочный грунт, в то ,же время, обладает значительно больщим противодавлением импульсному истечению газа, чем талый грунт; Совокупность этих двух факторов увеличивает вре.мя истечения газа из емкости, снижая мощность импульса и повышая, тем самым, энергоемкость разрушения прочных грунтов.

ГРУНТОВ

Наиболее близки.м техническим решением к предлагаемому является устойство, включаюшее корпус с винтовым наконечником и выхлопными отверстиями на боковой поверхности, поршень с перепускным клапа5 ном, надпоршневую полость, рабочую камеру с подводяшим газопроводом и клапан управления выхлопом 2.

Недостатком известного устройства является увеличение энергоемкости при разрушении прочных грунтов. Этот недостаток обусловлен тем, что при импульсном истечении газа в массив прочного грунта сохраняется постоянным объем е.мкости. Газ, истекая импульсно через выхлопные отверстия, образует в грунте посредством волны сжа15 тин полость, функционируя в которой волна сжатия, преобразующаяся у дневной поверхности в волну разрежения, отделяет объем разрушения от массива грунта. Сохранение постоянным объема емкости для сжатого

20 газа при газоимпульсном воздействии на прочный грунт увеличивает общий объем газа, состоящий в этот момент из объема емкости устройства и объема полости в грунте, что снижает давление волны сжатия. При этом увеличивается энергоемкость газодинамического разрушения мерзлых грунтов.

Цель изобретения - повышение эффективности рыхления за счет обеспечения устойчивого давления выхлопа.

Указанная цель достигается тем, что надпоршневая полость выполнена в виде пневматического аккумулятора и сообш,ена с подводяшим газопроводом через рабочую камеру и перепускной клапан, при этом клапан управления выхлопом сообщен с подводяшим газопроводом с атмосферой посредством трехходового крана, а поршень расположен в рабочей камере.

На фиг. I изображен обший вид устройства, разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. I; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1.

Устройство для газодинамического разрушения прочных грунтов включает винтовой наконечник 1, жестко соединенный с трубчатым корпусом 2, в котором образованы рабочая камера 3, поршень 4 и надпоршневая полость 5, выполненная в виде пневматического аккумулятора. В рабочей камере 3 установлен ограничитель 6 подъема поршня вверх. Поршень 4 оснащен амортизируюплими пружинами 7 и уплотнительными кольцами 8. В поршне 4 выполнен сквозной канал 9, в котором посредством пружины 10 и стопорных колец 11 и 12 установлен перепускной клапан 13, оснащенный уплотнительным кольцом 14. В нижней части рабочей камеры установлен кланан 15 управления выхлопом с камерой 16 управле1П Я и пружиной 17, движение клапана 15 вверх ограничено стопорным кольцом 18. Клапан 15 перекрывает выхлопные отверстия 19, камера 3 через подводящие газопроводы 20, 21 и двухпозиционный кран 22 сообщена с источником сжатого газа, например компрессором высокого давления (не показан). Камера 16 управления через газопроводы 23 и 24 сообщена е трехходовым краном 25, который в свою очереь соединен с рабочей камерой 3 и атмосферой. Устройство для газодинамического разрушения мерзлых грунтов работает следующи.м образом.

Посредством приводного механизма (не показан) обеспечивается вращение и вертикальное внедрение винтового наконечника 1 вместе с трубчатым корпусом 2 в грунт. Одновременно рабочая камера 3 через кран 22, подводящие газопроводы 21 и 20 заполняется сжатым газом высокого давления. Через кран 25, газопроводы 24 и 23 ежатый газ ноетупает также в камеру 16 управления. Клапан 15 поднимается вверх до упора в кольцо 18, перекрывая выхлопные отверстия 19. Поступающий в рабочую камеру 3 сжатый газ перемещает порщень 4 вверх. При упоре поршня 4 в ограничитель 6 сжатый газ, сжимая пружину 10, открывает перепускной клапан 13 и поступает в надпорщневую полость 5. После заполнения устройства газом камера 16 управления посредством крана 25 соединяется с атмосферой. Давление ежатого газа практически мгновенно перемещает вниз клапан 15, сжимая пружину 17 и обеспечивая выпуск сжатого газа через выхлопные отверстия 19. В момент открытия клапана 15 давление газа в рабочей камере 3 несколько уменьщается по сравнению с давлением газа в надпорщневой полоети 5. Поршень 4 перемещается вниз, принудительно вытесняя газ из рабочей камеры 3 в импульсном режиме. Пружины 7 амортизируют удар порщня 4

в конце хода. После выглубления корпуса 2 устройство устанавливается в новое место рыхления и цикл работы повторяется. Газ, находящийся в надпорщневой полости 5, может иепользоваться для интенсификации истечения неоднократно. Возможные утечки

компенсируются подачей газа через клапан 13.

Использование изобретения повысит эффективность рыхления и снизит энергоемкость разрущения грунта, уменьщение энергоемкости разрушения происходит из-за обеспечения устройством переменного объема иетечения и принудительного вытеснения газа из рабочей камеры в импульсном режиме, что сохраняет постоянным давление волны сжатия до полного опорожнения рабочей камеры.

Формула изобретения

Устройство для разрушения прочных грунтов, включающее корпус с винтовым наконечником и выхлопными отверстиями на боковой поверхности, поршень с перепускным клапаном, надпоршневую полость, рабочую камеру с подводящим газопроводом

0 и клапан управления выхлопом,, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности рыхления за счет обеепечения устойчивого давления выхлопа, надпорщневая полость выполнена в виде пневматического аккумулятора и сообщена с подводящим га зопроводом через рабочую камеру и пере-пускной клапан, при этом клапан управления выхлопом сообщен с подводящим газопроводом и с атмосферой посредством трехходового крана, а порщень расположен в

0 рабочей камере.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 569687, кл. Е 02 F 5/18, 1976.

2.Авторское свидетельство СССР

№ 621839, кл.Е 02 F 5/30, 1977 (прототип).

25

0-/(