Вальцовый уширитель Советский патент 1982 года по МПК E21B7/28 

(54) ВАЛЬЦОВЫЙ УШИРИТН;1Ь

Изобретение относится к строительной технике по расширению скважин при сооружении набивных свай с уширенной пятой и может быть использовано в промышленном строительстве. Известны .механические уширите.ти непрерывного действия, работаюш,ие по принципу Бые.мки грунта за счет шнековой подачи 1. Эти уширители имеют тот обш,ий недостаток, что не обеспечивают уплотнения грунта по иодошве уширенной полости, т. е. грунт остается в естественной структуре Наиболее близким по технической сущности и дости аемому результату к предлагаемо.му является устройство для образовакия скважин с вертикальным стволом и уширенной полостью, включающее корпус с приводом, шарнирно установленный на приводе конический валец и опорные выдвижные башмаки. Это устройство предназначено для проходки ствола скважины, так и образования уширенной полости путем уплотнения грунта за счет укатки вальцом 2. Однако про.ходка ствола скважины в грунтах средней плотности ограничивается глубиной порядка 6-7 .м. Цель изобретения - расширение те.хнологических возможностей уширителя. Указанная цель достигается,тем. что уширитель, включающий корпус с приво.чом, шарнирно.установленный на приводе конический валец и опорные выдвижные башмаки, он снабже.ч рыхлителем и сбрасывателе.м, шарнирно установленными в корпусе на уровне конического вальца с возможностью поворота посредством гидроцилиндра, и кареткой с торцовым вальцом и разравнивателем, при этом каретка установлена на торце корпуса с возможностью осевого перемещения и распора посредством допо.чнительных опорных выдвижных башмаков. Уширитель снабжен ограждающим ко.жухом, прикрепленным к каретке и установленны.м в корпусе по месту расположения рыхлителя. Вальцы и.мсют резиновые бандажи. На фиг. 1 изображен вальцовый уширитель в плоскости поворота конического вальца, общий вид; па фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - приводная часть в плоскости поворота поворотного вальца; на фиг. 4 - сечение А-А на фиг. 3; на фиг. 5 - разрез Б-Б на фиг. 4. Штрихпунктирной линией изображено на чертежах возможное рабочее положение выдвижных и поворотных рабочих органов и узлов. Кроме того, на фиг. 1 штрихпунктирной линией изображен контур поверхности вращения, образуемой ры.хлителем при их максимальном повороте, за счет услов ояводнои части. ного Bpanif hi;ijL:,40Hi,iH sliJHpn состоит из привода (григ. U. rptJEiupcbi 2 предназначенной ,,v:H подвески уширителя па тросе. Привод содержит корпус 3, на котором под крышкой 4 смонтирован гидропривод 5. Внутри корпуса 3 шарнирно укреплен поворотный валец 6 своей осью, выполненной с консольной частью 7. Последняя шарнирно сочленена с тягой 8, шарнирно сочлененной со штоко.м гидроцилиндра 9, шарнирно укрепленного к корпусу 3. Поворотный валец 6 выполнен с резиновым бандажо.м 10 и расположен напротив окна 11 для выхода за пределы корпуса 3 при повороте. Корпус 3 выполнен с продольной вогнутостью 12 (фиг. 1) его цилиндрической поверхности, продолжающейся до его торцового обреза с образованием торцового окна 13 (фиг. 4). В вогнутости 12 шарнирно укреплены рыхлитель 14 и сбрасыватель 15 (фиг. 1), причем шарниры их крепления расположены по концам вогнутости 12, а они сами сориентированы от шарниров друг против друга. Рыхлитель 14 и сбрасыватель 15 выполнены поворотными за счет гидропривода 5. Рыхлитель 14 смонтирован с возможностью поворота в плоскости оси врапдения приводной части (фиг. 2) и предназначен преимущественно 71ля разработки и рыхления грунта в сводчатой части уширенной полости. А плоскость поворота сбрасывателя 15 пересекается с касательной к поверхности вра- jщения, образуе.мои им за счет вращения приводной части, под острым углом для возможности неремешения взрыхленного грунта в направлении к оси вращения приводной части. В торце корпуса 3 расположена каретка (фиг. 5). корпусу 16 укреплеп ограждающий кожух 17 (фиг. 4), располагаемый внутри корпуса 16 по месту и фор.ме вогнутости 12, предназначенный для направления падения грунта, взрыхляе.мого ножевыми органа.ми 14 и 15. На каретке смонтированы подпружиненные опорные выдвижные башмаки 17, наконечник 18, торцовый валец 19 и подпружиненный разравниватель 20. Торцовый валец 19 расположен радиально и укреплен своей осью к кронштейну 2 корпуса 22 и к наконечнику 18. Валец 19 выполнен с резиновым бандажом 23. Разравниватель 18 смонтирован на кронштейне корпуса 22 посредство.м амортизатора. Работает уширитель следующим образом. Включают гидропривод 5, в результате чего выдвигается каретка вдоль оси уширителя, тем самым произвОх:1я продольную раздвижку уширителя. Уширитель опускают в ствол скважины, предварительно пробуренный, посредством троса. Далее переходят на автоматический режим управления рабочими органами от гидропривода 5. Затем перемещают опорные выдвижные башмаки 24 в радиальных направлениях, до опирания о стенку ствола скважины, и фиксируют тем самы.м корпус в скважине. Включается привод 1, а рыхлитель и сбрасыватель 14 и 15 начинают поворачиваться от гидропривода 5 с постоянной отрегулированной скоростью. При это.м происходит срез стружки грунта заданной толщины и его рыхление. Поскольку толщина стружки больше зазора между стенкой ствола скважины и цилиндрической поверхностью корпуса 3, взрыхленный грунт практически целиком сбрасывается через окно 13. В начальной стадии рыхления грунт сбрасывается самостоятельно, за счет крутизны откоса, а далее его сбрасывание и рыхление осуществляется преимущественно сбрасывателем 15. По мере разработки грунта по .месту полости, его рыхления и сбрасывания, он попадает в подполостную часть ствола скважины через полость, оконтуренную кожухом 17 и стенкой ствола скважины. Далее грунт попадает под разравниватель 20 и продавливается .между ним и поверхностью укатки. В результате грунт упорядочивается в слой, толщина которого зависит от количества грунта, поступающего под разравниватель 20. Торцовый алец 19 накатывается на этот СоПой и уп.яотняет его. По мере поступления взрыхленного грунта под разравниватель 20 каретка перемещается вверх. Те.м самым образовывается подушка из уплотненного грунта в основании ствола скважины. Реакцию от укатки грунта торцовым вальцом 19 восприпи.мают баш.маки 24, которые передают ее на стенку ствола скважины за счет си.л трения. По окончании рабочего хода, рыхлитель 14 и сбрасыватель 15 занимают исходное положение. Далее перемешают дополнительные опорные выдвижные башмаки 25 в радиальных направлениях и прижимают их к стенке ствола скважины. Упираясь о стенку ствола скважины, баш.маки 25 фиксируют каретку в скважине. К моменту возвращения рыхлителя 14 и сбрасывателя 15 в исходпое положение, валец 6 приб.лижается боковой поверхностью бандажа 10 к поверхности грунта, обработанной сбрасывателем 15. В результате дальнейшего поворота, валец 6 уплотняет грунт естественной структуры в основании уширенной полости скважины путем укатки. При этом, резиновый бандаж 10, деформируясь, образует площадку контакта с укатываемой поверхностью грунта с увеличенным поперечным размером, что, как известно, увеличивает глубину уплотнения слоя. Эффективность уплотнения также зависит от степени связности, влажностного состояния грунта и др. факторов. Происходит постепенная деформация грунта с образованием, в результате уширенной полости и уплотненного грунтового слоя в ее основании. Причем, диаметр уплотненного слоя грунта всегда больще диаметра образуемой полости за счет боковой деформации грунта. Боковую деформацию грунта внутрь ствола скважины удерживают бащмаки 25. Они же создают вторую (нижнюю) из двух опор ущирителя (верхняя - бащмаки 24), которые воспринимают реактивный отпор грунта при укатке его вальцом 6. По истечении заданного времени валец 6 возвращается в исходное положение. Конструкция ущирителя предусматривает возможность регулировки для конкретных грунтовых условий и может обусловить высокую надежность в эксплуатации и удобство в управлении. Технико-экономическая эффективность вальцового ущирителя заключается в следующем: образовании ущиренной полости, достаточного диаметра, с уплотненным основанием, что обеспечивает увеличение несущей способности сваи по грунту, а, следовательно, обуславливает сокращение количества свай на сооружаемый объект или уменьщение их заглубления; сокращения энергозатрат; автоматическом управлении и сигнализации, обуславливающих контроль качества, облегчающих эксплуатацию. Формула изобретения 1. Вальцовый ущиритель, включающий корпус с приводом, шарнирно установленный на приводе конический валец и опорные выдвижные бащмаки, отличающийся тем, что, с целью расщирения технологических возможностей, он снабжен рыхлителем И сбрасывателем, щарнирно установленными в корпусе на уровне конического вальца с возможностью поворота посредством гидроцилиндра, и кареткой с торцовым вальцом и разравнивателем, при этом каретка установлена на торце корпуса с возможностью осевого перемещения и распора посредством дополнительных опорных выдвижных бащмаков. 2.Ущиритель по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен ограждающим кожухом, прикрепленным к каретке и установленным в корпусе по месту расположения рыхлителя. 3.Ущиритель по п. 1, отличающийся тем, что вальцы имеют резиновые бандажи. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 673702, кл. Е 02 D 17/14S, L978. 2.Авторское свидетельство СССР № 327293, кл. Е 02 D &/44. 1969 (прототип) .

ик

а

Л

п

12

N

15

г

VJ

N

Г-

Фт.1

/ I/ Фи.2

5