Устройство для задавливания зонда и завинчивания якорей переносной установки статического зондирования Советский патент 1982 года по МПК E02D1/00 

лены между коническими шестернями с воз можностью понеремонного зацепления зубчатыми полумуфтами конических и)есте реи, одна из которых жестко связана с цн линдрической шестерней. На фиг. 1 изображеио иредложсино устройство в процессе вдавливания зонда на фиг. 2 - то же, в процессе завинчива ния якорей; на фиг. 3-5 - конструктивны элементы предлагаемого устройства. Устройство состоит из рамы 1, устройст ва для задавливания зонда и завинчивания якорей 2, источника давления (наиример гидростанции) 3, зонда 4 с колонной штанг 5, зажимных 1патроиов 6 и 7 (соответственно подвижного и неподвижного), якорей 8 и системы измерения (на фиг. не показана) Устройство для задавлнваии.я зонда и завинчивания якорей состоит из гидроцил.индра вдавливания 9 со штоком, зажимного натрона 6. Гидроцилиндр 9 имеет фланец 10, зубчатую рей;ку 11, нанравляющую 12 и шток 13. На штоке 13 с двух сторон закреиляется скоба 14 с направляющими 15, с помошью которых она связана с гидроцилиндром 9. В скобе на нодш,инниках скольжеиия смоитирован полый вал 16 с многогранными отверстиями на торцах 17 и 18, на котором свободно вран1ается цилиндрическая шестерня 19, жестко связанная с конической шестерней 20. На торце конической шестерни 20 закреплеиа зубчатая полумуфта 21 со скошенными зубьямя. Коническая шестерия 20 находится в зацеплении с |Конической шестерней 22, в свою очередь находящейся в зацеплении с конической шестерней 23, свободно вращающейся на полом (Валу 16. На торне шестерни 23 закреплена зубчата,я нолумуфта 24 со скошенными зубьями. Между кон1 ческими шестернями 20 и 23 располо/кены полумуфты 25 и 26 со скощенными зубьями. Нолумуфты 25 и 26 сидят на шионке 27, свободно иеремещаются вдоль вала 16 и прижаты к ответным полумуфтам 21 и 24 конических шестерен 20 н 23 пружиной 28. При завинчивании Я1корей устройство 2 ставится на землю н крепится с помощью лопаток 29 для восприятия крутящего реактивного момента. При завинчивании якорей в слабые грунты устройство 2 ставится многогранным отверстием 17 иа .многогранный хвостовик якоря 8 и удерживается от крутящего момента щтаигой 5, -проиун енной через шток устройства 2 (по типу бурения мотобуром). На гидроцилиндре 9 установлен реверсивный золотник 30, переключаемый двумя кулачками 31, расположенными «а скобе 14 и нажимающими во время хода скобы или цилиндра «а рычаги 32 золотника 30. Устройство 2 с ИСТОЧНИКОМ давления 3 связано с помощью разрывных муфт 33 шлангов 34. Общее усилие вдавливания зонда определяется по манометру 35. Зажимной нодвнжный патрон 6 закреплен на конце штока 13, неподвижный натрон 7 - на закреилеииой раме 1. Оинсываемое устройство работает след 1оид11м образом. При статическом зоидированнн на точке зондирования размечаются места под якоря, которые иоочередно заворачиваются в грунт. Вначале якорь заворачивается вручную на длнну лоиастн, а затем, в зависимости от грунтов, на многогранный стержень якоря надевается устройство 2 (см. фиг. 2) таким образом, чтобы скоба 14 ложилась на грунт н кренилась лопатками 29, или иа Многогранный хвостовик якоря одевается переходник 36 с буром м на него уже ставится устройство 2 с многогранным отверстием на торце 17 и удерживается от вращения штангами 5, нронущенными через шток гидроцилиндра (но типу бурения мотобуром). При включении устройства 2 с иомoнJ,ью золотника, расиоложенного на устройстве, и источника давлеиня 3 гидроцилиндр 9 совершает возвратно-иостуиатсльные перемещения относительно неиодвнжного щтока 13 и вращает закреиленной на нем рейкой И шестерню 19. Шес терпя 19, жестко связанная с конической шестерней 20 и иолумуфтой 21 со скощенными зубьями, расположенными так, что при прямом вращении они входят в зацепление с полумуфтой 25, сидяиюй на валу 16 на щпоике 27, враплает вал вместе с якорем, а нри обратном ходе поршня и вращении щестернп 19 полумуфта 25 отжимается от полумуфты 21 и вращеи1 е валу не передается. Коническая щестерня 20 передает вращение через коническую шестерню 22 конической шестерне 23, связанной через полумуфту 24 с полумуфтой 26, спдяи1ей на валу на ЩНонке. Скощенные зубья на полумуфтах 24 и 26 расиоложеиы так, что нри передаче момента валу 16 иолумуфтамн 21 и 25ири вращении шестерни 19 в одну сторону полумуфта 26 отжимается от полумуфт;ы 24, а при изменении направления ращения нолумуфты 24 и 26 входят в заепление и передают момент вращения ваIV 16 а нолумуфта 25 при этом отжимаетя отполумуфты 21. Шестерни 20 и 23 сегда вращаются в разные стороны. Таким образом, нри вращении шестери 19 в одну сторону будет нередаваться. ращение валу 16 полумуфтами 21 и 25, а ри вращении щестерни 19 в другую стороу .- полумуфтами 24 и 26. Причем при n3j енении направления вращения шестерней 9 вал 16 всегда будет вращаться в одну, торону. Таким образом, нри заворачиваии якоря 8 в грунт он будет заворачиаться при ходе цилиндра в одну и другую орону. Здесь по сравнению с прототипом

скорость завинчивания увеличивается в лва раза.

Описанным выше образом якорь завннчивается на необходимую глубину. Затем устройство 2 нереставл:яется на второй якорь и нроцесс якорения повторяется.

После завинчивання якоря 8 скрепляются с рамой 1, на которую устанавливается устройство 2 (см. фиг. 1), через шток поршня и патроны 6 и 7 пропускается колонна штанг 5 вместе с зондом 4.

При включении гидростанции 3 устройство 2 работает в режиме задавливання или извлечени-я зонда, т. е. производится статическое зондирование грунта.

При задавливапии или извлечении зонда шток 13 совершает возвратно-поступательное перемеидение относительно неподвижного гидроцилиндра 9. При этом при ходе вниз патрон 6 вдавливает зонд, а -патрон 7 пропускает колонну штанг 5, при ходе вверх патрон 6 скользит по .колонне, а патрон 7 удерживает колонну от извлечения.

Измерения в процессе вдавливания зонда осуществляется измерительной системой (электрической, гидравлической и т. д.). Общее усилие вдавливания определяется по манометру 35.

Аналогично осуществляется извлечение зонда. В этом случае переключаются патроны 6 и 7 на извлечение и при ходе штока 13 вверх патрон 7 пропускает колонну, при ходе штока 13 вниз патрон 6 скользит по колонне, а патрон 7 удерживает ее от надения.

По оконча1нии зондирования производится выворачивание якорей. В этом случае устройство 2 ставится .многогранным отверстием 18 на переходник 36, соеднненный со стержнем якоря, и фиксируется на нем от осевого перемещення, т. е. устройство ставится на переходник другой стороной вала (по од ошению к завинчиванию). При это.м при хйде цилиндра 9 вращение без холостого хоДа будет осуществляться в другую по отношению к завинчиванию якоря сторону. Реактивный момент при выворачивании якоря воспрпнимается пропущенными через шток 13 штангами 5, которые удерживаются от вращения вручную.

Таки.м образом, с помощью описываемого устройства осуществляется завинчивание и выви-нч.ивание якорей без холостого хода цнлиндра. Скорость здесь увеличивается по сравнению с прототипом в два раза.

Формула )1 3 о б р е т е н и я

Устройство для задавлИВания зоида и завинчивания якорей переносной установки статического зондирования, включающее раму, гидроцилиндр вдавливания с рейкой и штоком, снабженным скобой с кулачками « полым валом, на котором смонтированы правая и левая подпружиненные

нолумуфты и цилиндрическая шестерня, взанмодействующая с рейкой гидроцилиндра, зах имной патрон и источник давления, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности при завинчивании якорей за счет исключения холостого хода гидроцилиндра вдавливания, на НОЛОМ валу скобы монтированы снабженные зубчатыми .цолумуфтами две конические шестерни и промежуточная коничеекая шестерня, находящаяся в постоянном зацеплении с коническими щестернями, при этом правая и левая подпружинные нолумуфты установлены между коническими шестернями с возможностью попеременного зацепления с зубчатыми полумуфтамн конических шестерен, одна 13 которых жестко связана с цилиндрической шестерней.

Источникн информации, принятые во вниманне при экспертизе;

1. Пенетрациоино-каротажная станция. Каталог геофизической аппаратуры. Недра, 1969.

45

2 Авторское свидетельство СССР 567999, кл. G Q1 N 3/42, 1975 (прототип). ///,

V

V

;t-,.

4%-./ К -rlpxLi.j-, 4ib

АФиг

фиг. 5