Устройство для уширения скважин Советский патент 1982 года по МПК E21B7/30 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УШИРЕНИЯ СКВАЖИН

1

Изобретение относится к образованию уширений методом уплотнения грунта в стенки и может применяться при возведении свайных фундаментов в промышленном и гражданском строительстве.

Известно устройство для образования вертикальных скважин с уширенной полостью, включаюш,ее корпус, выполненный по длине составным с секциями, в одной из которых, установленной с возможностью поворота относительно другой секции, образован паз, в котором шарнирно смонтирован рабочий орган с коническими вальцами, соединенный шарнирно с вибратором 1.

Недостатком данного устройства является сложность конструкции и малая эффективность.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство для уширения скважин, включающее вал, подвижную относительно вала втулку с направляющей, раскатывающий валец и пяту. По длине вала выполнены пазы, позволяющие установить рычажную систему на любом уровне по глубине скважины 2.

Недостатком данного устройства является выпирание грунта внутрь скважины при раскатывании, а также невозможность увеличения диаметра вальцов более чем на 1/3 диаметра скважины, вследствие чего в процессе образования уширения происходит отслаивание при работе в глинистых и осыпание в песчаных грунтах.

Цель изобретения - повыщение производительности работы устройства.

Указанная цель достигается тем, что

10 устройство для ущирения скважин, включающее вал, подвижную относительно вала втулку с направляющей, раскатывающий валец и пяту, снабжено центрирующими вальцами, установленными на валу по обе 15 стороны раскатывающего вальца, при этом направляющая выполнена в виде винтового паза, а раскатывающий, валец установлен на подвижной втулке и имеет жестко закрепленный на нем палец, размещенный в винтовом пазу с возможностью перемещения, причем подвижная втулка и раскатывающий валец установлены эксцентрично относительно вертикальной оси устройства, при этом центрирующие вальцы установлены на валу с эксцентриситетом.

На фиг. 1 и 2 изображены продольные разрезы предлагаемого уширителя в начале и в конце образования уширения; на фиг. 3 -раскатывающий валец в начале процесса раскатывания, поперечный разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 4 - то же, в конце процесса раскатывания, поперечный разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 5 - верхний центрирующий валец, поперечный разрез В-В на фиг. 1; на фиг. 6 - нижний центрирующий валец, разрез Г-Г на фиг. 2.

Устройство имеет вал 1, на котором установлена с возможностью осевого перемещения эксцентричная подвижная втулка 2, выполненная с винтовым пазом 3 и продольными (фиг. 1, 5 и 6) щпоночными пазами 4-6. Угол подъема винтового паза 3 выбирается как можио больщим и ограничивается габаритами устройства. Длина продольного шпоночного паза 4 обеспечивает осевое перемещение подвижной втулки 2 относительно вала 1 и жестко закрепленной на нем шпонки 7. Кроме этого втулка 2 входит в контакт с эксцентричной втулкой 8 посредством винтового паза 3 и пальца 9, жестко закрепленного на внутренней поверхности втулки 8.

Расположение шпоночных пазов 5 и 6 определяется винтовым пазом 3 (фиг. 5 и 6).

На наружной поверхности эксцентричной втулки 6 вращается на подшипниках 10 раскатывающий валец 11.

Эксцентричная втулка 8 сверху и снизу ограничена эксцентричными втулками 12, на которых посредством подшипников установлены центрирующие вальцы 13, причем втулки 12 фиксируются от проворота относительно подвижной втулки 2 шпонками 14 (фиг. 5 и 6), закрепленными неподвижно во втулках 12 и свободно перемещающимися в шпоночных пазах 5 и 6.

Центрирующие вальцы 13 установлены на втулках 12 с незначительным эксцентриситетом относительно вала 1, что предотвращает заклинивание устройства в скважине. Нижний конец вала снабжен опорным подщипником 15.

Устройство работает следующим образом.

При, крайнем верхнем положении подвижной втулки 2 раскатывающий валец 11 занимает нейтральное положение (концентричен валу 1), а центрирующие вальцы 13 - эксцентричны.

В таком состоянии уширитель опускается в предварительно пробуренную скважину. Затем приводится во вращение вал 1, который посредством шпонок 7 и 14, а также пальца 9 (фиг. 1, 5 и 6) вращает эксцентричные втулки 2, 8 и 12. Одновременно

придается поступательное перемещение вниз подвижной втулке 2, которая вследствие взаимодействия винтового паза 3 с пальцем 9, разворачивает постепенно вокруг своей оси, эксцентричную втулку 8 на полоборота. В процессе разворота втулки 8

раскатывающий валец 11 обкатывается по скважине и уплотняет грунт в ее стенки, образуя ущиренную полость (фиг. 2 и 4). В то же время центрирующие вальцы 13, обкатываясь по скважине, предотвращают выпирание грунта внутрь скважины. После достижения требуемого диаметра подвижная втулка 2 перемещается в крайнее верхнее положение, а втулка 8 занимает исходную позицию (фиг. 1 и 3). Вращение вала 1 прекращается, устройство извлекается из

скважины и устанавливается в следующей. Цикл повторяется.

Время раскатывающего вальца 11 обуславливается физико-механическими свойствами грунта.

Увеличение диаметра раскатывающего вальца до диаметра скважины повышает степень уплотнения грунта, повышает эффективность использования ущирителя в различных грунтовых условиях, сокращает цикл производства работ и повыщает несуS щую способность свай.

Формула изобретения

вала втулку с направляющей, раскатывающий валец и пяту, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности устройства, оно снабжено центрирующими вальцами, установленными на валу по обе стороны раскатывающего вальца, при этом направляющая выполнена в виде винтового паза, а раскатывающий валец установлен на подвижной втулке и имеет жестко закрепленный на нем палец, размещенный в винтовом пазу с возможностью перемещения, причем подвижная втулка и раскатывающий валец установлены эксцентрично относительно вертикальной оси устройства.

на валу с эксцентриситетом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 296863, кл. Е 02 D 17/148, 1967. 2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2059919/23-03, кл. Е 21 С 17/00, 1974.

Фиг.5