Стенд для исследования подводного резания грунтов

 

1. СТЕНД ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ . ПОДВОДНОГО РЕЗАНИЯ ГРУНТОВ, включающий наполненный жидкостью герметичный корпус, люк с запорным механизмом , установленный внутри корпуса контейнер с грунтом, модель рабочего органа с механизмом его перемещения и источник гидростатического давления, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и снижения трудоемкости герметизации корпуса, запорный механизм выполнен из шарнирно установленных на наружной стороне корпуса стенда двуплечих рычагов, каждый из которых имеет расположенный на одном из плеч упор для взаимодействия с люком, и из смонтированных своими корпусами неподвижно относительно корпуса стенда .гидроцилиндров , штоки которых соединены с другими плечами рычагов, а поршневые полости сообщены посредством трубопроводов с обратными клапанами с внутренней полостью корпуса и с источником гидростатического давления. , 2. Стенд по п. 1,отличающ и и с я тем, что длины плеч каждого двуплечего рычага отвечают зависимости RtvK Лот Е, и г tj - длины плеч, взаимодейгде ствующих соответственно с люком и штоком гидроцилиндра; -площадь внутренней поверхности люка; (О п -количество гидроцилиндс ров; -площадь поршня гидроцилиндра; К -коэффициент потерь давпот ления в трубопроводах и обратных клапанах. 4 3.Стенд по пп. 1 и 2, о т л ичающийся тем, что запорный 00 00 механизм имеет пружины сжатия, каждая из которых установлена между коро пусом гидроцилиндра и соответствующиь) СХ) плечом двуплечего рычага, плечи кото рых шарнирно соединены между собой и снабжены фиксаторами. 4.Стенд по пп. 1-3, о т л и ч аю щ и и с я тем, что поршневые полости гидроцилиндров соединены между собой посредством У1«.внительного трубопровода-;

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И

4(s>) Е 02 F 3/92

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К ABTOPCHO5hY СВИДЕТЕЛЬСТВУ " квот

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3498693/29-03 (22) 11.10.82 (46) 07.03.85. Бюл. У 9 (72) А.Б. Ермилов, А. А. Карошкин и Д.Д.Тургумбаев (71) Московский ордена Трудового

Красного Знамени автомобильно-дорожный институт и Фрунзенский политехнический институт (53) 621.879.45(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 846662, кл. Е 02 F 3/92, 1980 (прототип). (54) (57) 1. СТЕНД ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ .

ПОДВОДНОГО РЕЗАНИЯ ГРУНТОВ, включающий наполненный жидкостью герметичный корпус, люк с запорным механизмом, установленный внутри корпуса контейнер с грунтом, модель рабочего органа с механизмом его перемещения и источник гидростатического давления, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и снижения трудоемкости герметизации корпуса, запорный механизм выполнен из шарнирно установленных на наружной стороне корпуса стенда двуплечих рычагов, каждый из которых имеет расположенный на одном из плеч упор для взаимодействия с люком, и из смонтированньм своими корпусамн неподвижно относительно корпуса стенда .гидроцилиндров, штоки которых соединены с другими плечами рычагов, а поршневые полости сообщены посредством трубопроводов с обратными клапанами с внутренней полостью корпуса и с источником гидростатического давления.

2. Стенд по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что длины плеч каждого двуплечего рычага отвечают зависимости где f и 3 — длины плеч, взаимодействующих соответственно с люком и штоком гидроцилиндра, Fn — площадь внутренней поверхности люка; — количество гидроцилиндров, — площадь поршня гидроцилиндра, Кпвт — коэффициент потерь давления в трубопроводах и обратных клапанах.

3. Стенд по пп. 1 и 2, о т л ич а ю шийся тем, что запорный механизм имеет пружины сжатия, каждая из которых установлена между корпусом гидроцилиндра и соответствующи плечом двуплечего рычага, плечи которых шарнирно соединены между собой и снабжены фиксаторами.

4. Стенд по пп. 1-3, о т л и ч аю шийся тем, что поршневые полости гидроцилиндров соединены между собой посредством увавнительного трубопровода;;

1а ) Г и Мпот

Ф 1143

Изобретение относится к стендово= му оборудованию- для изучения процессов подводного резания грунтов рабочнмн органамн землеройных машин.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является стенд для исследования подводного резания грунтов, содержащий наполненный жидкостью .герметичный корпус с люком, снабженным запорными устройствами, 10 размещенный внутри корпуса контейнер с грунтом, модель рабочего органа, соединенную с приводным механизмом, и источник гидростатического давления.

Контейнер с предварительно подготовленным грунтом помещается в герметичный корпус через люк, который герметизируется запорными устройствами перед заливкой жидкости. Источник гидростатического давления снабжен 20 газовым баллоном, соединенным с внутренней полостью герметичного корпуса через разделительную диафрагму и обеспечивающим эффективную прокачку герметичного корпуса (1) ., 25

Недостатками известного стенда являются значительная трудоемкость и малая надежность герметизации люка перед каждым экспериметом, связанная с последовательной затяжкой большого количества. болтовых соединений со строго определенным момен" том затяжки, предварительно выверенным для различных величин гидростатического давления, создаваемого в герметичном корпусе. С увеличением гидростатического давления повышается отпорное усилие, действующее изнутри на люк и нарушающее герметичность корпуса, что приводит к интен- 40 сивному просачиванию воды через уплотнение люка.

Цель изобретения - повышение надежности.и:снижение трудоемкости герметизации корпуса. 45

Указанная цель достигается тем, что в стенде для исследования подводного резания грунтов, включающем наполненный жидкостью герметичный корпус, люк с запорным механизмом, 50 установленный внутри корпуса контейнер с грунтом, модель рабочего органа с механизмом его перемещения и источник гидростатического давления, запорный механизм выполнен из шар- 55 нирно установленных на наружной сто роне корпуса стенда двуплечих рычагов, каждый из которых имеет расположен808 а ный на одном из плеч упор для взаимо" действия с люком, и из смонтированных своими корпусами неподвижно относительно корпуса стенда гидроцилиндров, штоки которых соединены с другими плечами .рычагов, а поршневые полости сообщены посредством трубопроводов с обратньии клапанами с внутренней полостью корпуса и с источником гидростатического давления.

Длины плеч каждого двуплечего рычага отвечают зависимости где 1, и 1 — длины плеч, взаимодействующих соответственно с люком и штоком гидроцилиндра, — площадь внутренней поверхности люка, — количество гидроцилиндpoB, — площадь поршня гидроцилиндра, Кпот — коэффициент потерь давления в трубопроводах и обратных клапанах.

Запорный механизм имеет пружины сжатия, каждая из которых установлена между корпусом гидроцнлиндра и соответствующим плечом двуплечего рычага, плечи которых шарнирно соединены между собой и снабжены фиксаторами.

Поршневые полости гидроцнлиндров соединены между собой посредствбм уравнительного трубопровода.

На фиг. 1 изображена схема стенда для исследования подводного резания грунтов, на фиг. 2 — конструкция двуплечего рычага; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 2.

Стенд .содержит герметичнйй корпус 1, внутри которого смонтирована модель рабочего органа 2, закрепленная на каретке 3 посредством тензоэвена 4. Каретка 3 установлена на продольной направляющей 5 и соединена с винтовой передачей 6, в свою очередь соединенной с приводным механизмом 7. Герметичный корпус 1 соединен с источником гидростатического давления, который содержит металлоконструкцию 8 и вертикальный гидроцилиндр 9, шток 10 которого соединен с грузовой платформой 11, на которой расположен калиброванный груз 12.

08 4 фиксаторами 34. Поршневые полости 35 гидроцилиндров 30 соединены между собой уравнительным трубопроводом 36.

Кроме того, поршневые полости 35 соединены посредством обратных клапанов 37 с напорным трубопроводом 15 источника гидростатического давления и герметичным корпусом 1 и посредством обратного клапана 38 — с вентилем )9 для заполнения поршневых полостей 35 жидкостью. На уравнительном трубопроводе 36 и герметичном корпусе 1 установлены манометры 40.

В верхней части герметичного корпуса 1 смонтирован патрубок 41 с устройством для выпуска воздуха при прокачке стенда (не показано). Внут ри герметичного корпуса 1 установлен контейнер 42 с грунтом 43.

3 11438

Грузовая платформа 11 соединена с подъемной лебедкой 13 при помощи каната 14. Для разделения жидкости, наполняющей герметичный корпус 1 (вода, глинистый раствор и т.п.) и масла, наполняющего вертикальный гидро- цилиндр 9, в напорном трубопроводе 15,, которым соединены гидроцилиндр 9 и герметичный корпус 1, установлена . разделительная диафрагма 16, С напор- 10 ным трубопроводом 15 параллельно йсточнику гидростатического давления .соединен через другую диафрагму 17 баллон 18 со сжатым газом, снабженный редуктором 19 и вентилем 20. 15

Для заливки жидкостью герметичного корпуса 1 на напорном трубопроводе 15 смонтирован вентиль 21. Между напорным трубопроводом 15 и разделительными диафрагмами 16 и 17 смонти- 20 рованы обратнь1е клапаны 22 и 23.

Герметичный корпус 1 снабжен люком 24, установленным на уплотне" нии 25, которое смонтировано с наружной стороны корпуса 1. Кроме того, снаружи на корпусе 1 закреплены проушины 26, в которых закреплены запорные устройства, выполненные в виде двуплечих рычагов 27. Последние выполнены с коротким плечом 28, уста- 30 новленным на наружной поверхности люка 24, и длинным плечом 29, соединенным со штоком гидроцилиндра 30.

Длина плеча определяется отношением:

35 где 1 — длина короткого плеча 28 рычага 27; 40 — длина длинного плеча 29 рычага 27;

Р, — площадь внутренней, поверхности люка 24, испытывающей гидростатическое давление; 45 и — количество гидроцилиндров 30;

à — площадь поршня 31 гидроцилиндра 30;

Кпя- коэффициент потерь давления 50 в трубопроводах и обратных клапанах.

Между гидроцнлиндрами 30 и короткими плечами 28 двуплечих рычагов 27 смонтированы дополнительные пружи- 5$ ны 32 сжатия. Короткие 28 и длин" .: ные 29 плечи рычагов 27 соединены между собой шарнирами 33 и снабжены

Стенд для исследования подводного резания грунтов работает следующим образом.

Контейнер 42 с уплотненным и выровненным грунтом 43 устанавливают. через открытый люк 24 внутрь герметичного корпуса 1, после чего закрывают люк 24. Короткие плечи 28 рычагов 27 устанавливают на наружной поверхности люка 24 поворотом вокруг шарниров 33, затем соединяют фиксаторами 34 короткие и длинные плечи 28 и 29 между собой, при этом пружины 32 поджимают люк 24 к уплотнению 25. Открытием вентилей 39 и 21 обеспечивают заполнение жидкостью через трубопровод 15 герметичного корпуса 1 и через обратный клапан 38 и уравнительный трубопровод 36 - поршневых полостей 35 гидроцилиндров 30. Контейнер 42 с грунтом 43 выдерживают определенное время в жидкости для того, чтобы грунт пропитался жидкостью на заданную глубину. Затем, при закрытых вентилях 21 и 39 и открытом вентиле 20 производят прокачку герметичного корпуса i для удаления пузырьков воздуха. Для этого сжатий гаэ из баллона 18 воздействует на разделительную диафрагму 17, открывая обратный клапан 23 и повышая давление внутри корпуса 1, воздух иэ корпуса 1 выпускается через патрубок 41. Далее вентиль 20 закрывают и, опуская лебедкой 13 платформу 11 с калиброванными грузами 12, обеспечивают передачу стабильного, давления от гидроцилиндра 9 через разделительную диафрагму 16, обратный клапан 22 и напорный

114380 трубопровод 15 внутрь герметичного корпуса 1.

Гидростатическое давление внутри герметичного корпуса 1 обеспечивает открытие обратных клапанов 37 и со- 5 ответствующее повышение давления в поршневых полостях 35 гидроцилиндров 30. Усилие, создаваемое этим давлением на штоках гидроцнлиндров 30, передается через двуплечие рычаги 27 10 на наружную поверхность люка 24, прижимая его к уплотнению 25 корпуса 1.

При этом с повышением гидростатического давления внутри герметичного корпуса 1 автоматически повьппается 15 усилие прнжатия люка 24 к уплотнению 25, что обеспечивает надежную герметизацию корпуса 1 на всех режимах работы. Равномерность действия гидроцилиндров 30 обеспечивается 20 уравнительным трубопроводом 36., Затем производят резание грунта 43 моделью рабочего органа 2 при дейст-,, вии гидростатического давления. Уси- . лие подводного резания регистрирует- Ю ся при помощи тензозвена 4 и комплек8 6 та тензометрической аппаратуры (не показан). После проведения эксперимента обеспечивают слив жидкости из герметичного корпуса 1 и поршневых полостей 35 гидроцнлиндров 30. Соответственно снижается до минимума

1усилие прижатня люка 24 рычагами 27.

Освобождая Фиксаторы 34, поворачивают короткие плечи 28 рычагов 27 вокруг шарниров 33, как показано пунктиром на чертеже, и открывают люк 24 для удаления контейнера 42.

Преимущество изобретения заключается в автоматизации процесса герметизации корпуса стенда пропорционально действующему гндростатическому давлению. Существенно уменьшается трудоемкость и время подготовки стенда к каждому опыту, повышается надежность герметичного соединения люка с корпусом, что особенно важно при моделировании большой глубины погружения под воду рабочего органа и создания гидростатических давлений величиной 10-20 ИПа и более.

1143808

Составитель Н.Лихоперскнй

Техред И.Астапош Корректор М.Самборская

Редактор Н.Яцола

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4

Заказ 864/25 Тираж 649 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035,. Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5