Свайный дизель-молот

 

Изобретение относится к области строительства, а именно к сваебойнйму оборудованию для погружения в грунт свай и им подобных конструкций при устройстве свайных фундаментов зданий и сооружений.Целью изобретения является повышение эффективности удара . Ударная часть молота состоит из подвижного рабочего цилиндра 1, насаженного на польпЧ . направляющий шток 2, и поршня-бойка 22, подвешенного внутри подвижного цилиндра 1 за его верхнюю часть 3 пружиной 21 растяже

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„.SU„„145288

А1 (5g 1 Е 02 D 7/12

f 1, .; »" t

/)+ I

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

П

М

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4267254/29-33 (22) 24.06.87 (46) 23.01.89. Бюп. Р 3 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт транспортного строительства (72) А.В.Веселов и. С.Г.Фоменко (53) 624 .155.15(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 220858, кл. Е 02 D 7/ 12, 1968.

Авторское свидетельство СССР

У 477217, кл. Е 02 D 7/12, 1976.

Авторское свидетельство СССР

В 652272, кл. E 02 D 7/12, 1979. (54) СВАЙНЬЙ ДИЗЕЛЬ-ИОЛОТ (57) Изобретение относится к области строительства, а именно к сваебойному оборудованию для погружения в грунт свай и им подобных конструкций при устройстве свайных фундаментов зданий и сооружений. Целью изобретения является повышение эффективности удаВ ра. Ударная часть молота состоит из подвижного рабочего цилиндра 1 ° насаженного на польп . направляющий шток

2, и поршня-бойка 22, подвешенного внутри подвижного цилиндра 1 за его верхнюю часть Э пружиной 21 растяже"

1452884 ния с зазором относительно полого. направляющего штока 2. Фиксация положения спиралей концов пружины 21 растяжения, навинченных на верхнюю часть

3 подвижного цилиндра 1 и поршеньбоек 22, осуществлена с использованием втулок 24 с внутренними спиральными канавками. Топливная система включает воздушный насос, цилиндрическая полость 8 которого выполнена в стенке нижней части 4 подвижного цилиндра t, а неподвижный полый поршень 40 установлен на платформе 27 рядом с направляющим полым штоком 2 и параллельно ему. Цилиндрическая полость 8 воздушного насоса выполнена с наклонными сквозными отверстиями 9, закрываемыми подвижной заслонкой 13 с подпружиненным фиксатором

Изобретение относится к строительству, а именно к сваебойному оборудованию, и может быть использовано для погружения в грунт железобетонных, деревянных и других свай и им .подобных конструкций при устройстве свайных фундаментов зданий и сооружений, Цель изобретения — повышение эф" фективности удара.

На фиг.1 изображен свайный дизельмолот, общий вид на фиг.2 — сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 и 4 — системы вентиляции и подачи топлива; на фиг.5 — узел Х на фиг.3; на фиг.6-9 — принцип 1 аботы подвижной заслонки с подпружиненным фиксатором.

Свайный дизель-молот состоит иэ подвижного рабочего цилиндра 1, насаженного на полый направляющий шток

2. Рабочий цилиндр 1 выполнен из верхней 3 и нижней 4 частей, соединенных между собой на резьбе. Верхняя часть 3 рабочего цилиндра 1 выполнена переменного сечения, при этом часть с наименьшим сечением выполнена со спиральными канавками: 5 и каналами для шпонок 6. Кроме того, верхняя часть 3 рабочего цилиндра 1 снабжена проушиной 7, предназначенной для зацепления захвата грузо14, с помощью которой осуществляют регулирование количества подаваемого насосом воздуха. Канал неподвижного полого поршня 40 воздушного насоса соединен с полостью, направляющего штока 2 и снабжен отсечным 45 и обратным 41 клапанами. Полость направляющего штока 2 заполнена дизельным топливом 48 и снабжена вертикальным топливопроводом 35, соединяющим ее с камерой сгорания молота. Регулирование количества дизельного топлива 48, подаваемого из полости направляющего штока 2 в сферическое углубление 32 камеры сгорания; осуществляется с помощью тарельчатого клапана

36 с пружиной 37 растяжения, установленного внутри вертикального топливопровода 35. 9 ил.

2 подъемного устройства копра. В стен ке нижней части 4 рабочего цилиндра

1 выполнена цилиндрическая полость 8, в. боковой стенке которой имеются

5 наклонные сквозные отверстия 9 для .подачи воздуха в цилиндрическую полость 8. Кроме того, в стенке нижней части 4 рабочего цилиндра 1 выполне" ны всасывающе-выхлопные отверстия

10 (не показаны) и круглое отверстие 10 с резьбой, снабженное пробкой. Пери-. метр торца нижней части 4 рабочего цилиндра 1 выполнен с выступами 11, чередующимися с углублениями 12. Нак15 лонные сквозные отверстия 9 закрыты подвижной заслонкой 13, снабженной фиксатором 14 . с пружиной 15, размещенным в цилиндрическом канале 16, которым снабжена подвижная заслон20 ка 13. Фиксатор 14 представляет собой стержень круглого сечения, верх.ний конец которого установлен в одно иэ наклонных сквозных отверстий 9, а нижний выполнен с проушиной к ко торой привязывается регулирующий тросик. Подвижная заслонка 13 имеет возможность перемещения по направляющим 17, закрепленным на наружной поверхности нижней части 4 рабочего

30 цилиндра 1 параллельно его центральной оси. Перемещение подвижной за14528 слонки 13 осуществляют натяжением прикрепленного к ней тягового тросика 18, переброшенного через блочек

19, установленный на консолях 20, 5 жестко закрепленных на наружной поверхности нижней части 4 рабочего цилиндра 1. Ограничение хода подвижной заслонки 13 осуществляется с одной стороны упором, выцолненным на, 1П наружной поверхности нижней части 4 рабочего цилиндра 1, а с другой стороны консолями 20 блочка 19. Внутри подвижного цилиндра 1 на пружине 21 растяжения подвешен поршень 22, 15 выполненный в виде цилиндра переменного сечения с бойком 23 и снабженный поршневыми кольцами. На наружных боковых поверхностях верхней части поршня 22, имеющей меньший диаметр, 20 выполнены ..внутренние спиральные канавки 5 и каналы для шпонок 6, аналогичные спиральным канавкам и каналам, имеющимся в верхней части 3 рабочего цилиндра 1. Фиксация пружины 21 рас- 25 тяжения,.нижние спирали которой ввинчены во внутренние спиральные канавки 5 поршня 22, . а верхние — в спиральные канавки 5, выполненные в верхней части 3 рабочего цилиндра 1, осуществлена посредством втулок ?4 со шпонками 25. Наружный диаметр втулок 24 соответствует внутреннему диаметру нижней части 4 подвижного цилиндра 1, а внутренний — наружным

35 диаметрам верхней части 3 рабочего цилиндра 1 поршня 22, имеющим наименьшее сечение. Крепление втулок 24 к подвижному цилиндру 1 и поршня 22 осуществлено посредством шпонок 25.

В нижней части бойка 23 поршня 22 выполнено сферическое углубление 26.

Полый направляющий шток 2 своей нижней частью жестко закреплен на платформе 2?, выполненной с утолщением

28 в виде обруча, опоясывающего направляющий шток 2 снаружи. В утолщении 28 и самой платформе 27 напротив торцовых выступов 11 нижней части 4 рабочего цилиндра 1 выполнены сквозные отверстия по форме торцовых выступов 11 (не показаны), позволяющие передавать удар подвижного цилиндра

1 непосредственно на наголовник 29 забиваемой сваи 30. Верхняя часть полого штока 2 имеет массивное днище

31, на наружной поверхности которого по центру выполнено сферическое углубление 32 камеры сгорания. Наруж84

4 ная боковая поверхность полого направляющего штока 2 в верхней части снабжена уплотнительными кольцами.

В боковой стенке полого направляющеь го штока 2 выполнено круглое отверстие 33, все оси которого совпадают с осями отверстия 10, выполненного в боковой стенке нижней части 4 рабочего цилиндра 1, а диаметр меньше, чем диаметр отверстия 10. Отверстие

33.полого направляющего штока 2 выполнено с резьбой и снабжено пробкой. По центру сферического углубления 32 в днище 31 направляющего штока 2 выполнен канал 34, соединяющий сферическое углубление 32 камеры сгорания с полостью направляющего штока 2 и имеющий со стороны камеры сгорания конусообразное углубление.

Внутренняя полость направляющего штока 2 снабжена вертикальным топливопроводом 35 в виде толстостенной трубки, которая жестко прикреплена верхним концом к массивному днищу 31 направляющего штока 2, Внутренний диаметр топливопровода 35 соответ ствует диаметру канала 34 сферического углубления 3" а отверстия их каналов совпадают так, что канал топливопровода 35 является продолжением канала 34 сферического углубления 32.

В каналах 34 сферического углубления

32 и топливопроьода 35 установлен тарельчатый клапан 36, представляющий собой стержень, диаметр котррого в 1,5-2,0 раза меньше диаметра кана лов, в которых он установлен, Верхний конец стержня тарельчатого клапана 36 выполнен в виде конуса, соот ветствующего по размеру конусообразному углублению в верхней части канала 34 днища 31 направляющего штока 2. Нижний конец стержня тарельчатого клапана 36 снабжен пружиной 37р рассчитанной на определенное усилие.

Один конец пружины 37 прикреплен к верхней поверхности платформы 27 по центру площади, ограниченной боковыми стенками направляющего штока 2, а другой — к стержню тарельчатого клапана 36. Полость направляющего штока 2 снабжена также усиливающими ребрами 38 и трубчатым змеевиком 39 воздушного охлаждения топлива. Усиливающие ребра 38 выполнены в виде пластин, которые по периметру жестко закреплены с внутренней поверхностью боковых стенок и днища 3 1 направляю5 14 щего штока 2, с наружной поверхностью трубки топливопровода 35 и с верхней поверхностью платформы 27, Спирали трубчатого змеевика 39 воздушного охлаждения топлива пропущены через специально предназначенные для них отверстия в усиливающих ребрах 38 и жестко закреплены с усиливающими ребрами 38 на сварке. На верхней поверхности платформы 27 рядом с направляющим штоком 2 и параллельно ему в цилиндрической полости 8, выполненной в нижней части 4 рабочего цилиндра 1, установлен неподвижный полый поршень

40 воздушного насоса, наружная боковая поверхность которого в верхней части снабжена уплотнительными кольцами, В нижней части внутренний канал полого поршня 40 воздушного насоса соединен с полостью направляющего штока 2. В месте входа в полость направляющего штока 2 внутреннего канала полого поршня 40 воздушного насоса установлен обратный клапан 41, состоящий иэ корпуса 42, конической пробки 43 и толкающей пружины 44.

Нижняя часть боковой стенки неподвижного полого поршня 40 снабжена отсечным клапаном 45 для вывода воздуха иэ канала поршня 40 воздушного насоса в атмосферу, На боковых поверхностях направляющего штока 2 выполнены вертикальные направляющие 46, которые размещены в продольных пазах

47 нижней части 4 подвижного цилиндра 1 и для исключения вращения его на направляющем штоке 2. Внутренняя полость направляющего штока 2 заполнена дизельным топливом 48.

Дизель-молот работает следующим образом.

После вывинчивания последовательно пробок иэ отверстия 10 нижней части 4 подвижного цилиндра 1 и из отверстия 33 заполняют полость направляющего штока 2 дизельным топливом 48, затем пробки устанавливают в исходное положение. Свайный дизель молот устанавливают и закрепляют на наголовнике 29 подготовленной к забивке сваи 30. Лебедкой копра эа про ушину 7 подвижный рабочий цилиндр 1 поднимают в верхнее положение. При этом через. наклонные сквозные отверстия 9 и всасывающе-выхлопные окна

I цилиндрическая полость 8 воздушного насоса и полость в нижней части 4 подвижного цилиндра 1 заполняются

52884 воздухом. После этого проушину 7 разъединяют с захватом лебедки копра и под влиянием собственного веса, а также веса подвешенного на пружине

21 растяжения поршня 22 подвижный рабочий цилиндр 1 свайного дизель-молота начинает движение вниз по нап-. равляющему штоку 2. При движении под1д вижного рабочего цилиндра 1 вниз наклонные сквозные отверстия 9 цилиндрической полости 8 воздушного насоса и всасывающе-выхлопные окна подвижного рабочего цилиндра 1 перекрыва15 ются и происходит сжатие воздуха в канале неподвижного полого поршня 40 и камере сгорания рабочего цилиндра

1. Когда давление воздуха в канале неподвижного полого поршня 40 воз2п душного насоса превысит величину усилия, необходимого.для сжатия толкающей пружины 44 обратного клапана 41, коническая пробка 43, удерживаемая в конусообразном углублении канала

25 полого поршня 40 толкающей пружиной

44, отжимаетая и воздух иэ канала полого поршня 40 воздушного насоса поступает в полость направляющего штока

1, заполненную дизельным топливом 48.

3 После этого давление воздуха в канале неподвижного полого поршня 40 воздушного насоса резко падает и толкающая пружина 44 обратного клапана 4 1 возвращает коническую пробку 43 в 1 исходное положение, запирая канал неподвижного полого поршня 40. Воздух, поступивший из канала полого поршня 40 воздушного насоса в полость направляющего штока 2, проходит че4р реэ дизельное топливо 48 и скапливается в верхней части полости направ ляющего штока 2. При этом давление в полости направляющего штока 2 резко повышается и дизельное топливо 48

45 по вертикальному топливопроводу 35, а затем по каналу 34 доходит до конусообразного конца стержня тарельчатого клапана 36, запирающего выходное.отверстие канала 34 в сферическом углублении 32, выполненном в днище

31 направляющего штока 2. Когда дав ление дизельного топлива 48 в кана" ле 34 превысит величину усилия, необходимого для растяжения пружины 37, 55 тарельчатого клапана 36, то стержень тарельчатого клапана 36 отжимается вверх.и дизельное топливо 48 поступает в .сферическое углубление 32 камеры сгорания. После этого давле1

52884

7 14 ние воздуха в верхней части полости направляющего штока 2 падает и стержень тарельчатого клапана 36 под действием собственного веса и усилия пружины 37 растяжения возвращается в исходное положение, запирая канал

34 в днище 3 1 направляющего штока 2.

В это время подвижный рабочий цилиндр 1 продолжает свое падение, опускаясь по направляющему штоку 2 и сжимая воздух в камере сгорания.

Затем он достигает поверхности платформы 27 и через сквозные отверстия, имеющиеся в платформе 27, торцовыми выступами 11 нижней части 4 наносит удар по наголовнику 29 сваи 30, вызывая ее-погружение. При этом скорость подвижного цилиндра 1 уменьшается и становится равной скорости движения погружаемой сваи 30. В то же время скорость движения массивного ударника, подвешенного к подвиж ному цилиндру 1 на пружине 21 растяжения с зазором относительно днища

31 полого направляющего штока 2, остается прежней. Спустя мгновения после удара подвижного цилиндра 1 по наголовнику 29 сваи 30 поршень 22 проходит расстояние, отделяющее его от днища 31 полого направляющего штока 2,и, растянув пружину 21, на которой он подвешен, наносит удар бойком 23 по сферическому углублению

32, в котором имеется порция дизельного топлива 48. Удар бойка 23 поршня 22 через направляющий шток 2 передается погружаемой свае 30 и придает ей дополнительное ускорение. В сферическом углублении 32 камеры сгора" ния происходит распыпение дизельного топлива 48 и воспламенение образовавшейся воздушно-топливной смеси. Давление расширяющихся газов подбрасывает поршень 22 (этому также способствует усилие пружины 21 растяжения), который достигает верхней части 3 подвижного цилиндра и упирается в нее. После этого под действием давления расширяющихся газов происходит подъем подвижного рабочего цилиндра

1 вверх по направляющему штоку 2.

Одновременно происходит давление расширяющихся газов на полый направляющий шток 2, через который оно передается погружающейся свае. В рузультате время, в течение которого происходит погружение сваи 30 в грунт, значительно увеличивается, что обеспечи5

50 вает повьш ение производительности работы свайного дизель-молота. Рабочий цилиндр 1 под действием силы тяжести движется вверх по направляющему штоку 2, затем, достигнув определенной высоты, останавливается, а потом,.с возрастающей скоростью устремляется вниз и весь цикл повторяется.

После достижения погружаемой сваей

30 проектной отметки открывают отсечной клапан 45, воздух из полости канала неподвижного полого поршня 40 воздушного насоса перестает нагнетаться в полость направляющего штока

2, давление в ней падает. Дизельное топливо 48 не поступает в сферическое углубление 32 камеры сгорания и свайный дизель-молот останавливается.

В процессе погружения забивная свая 30 проходит через грунты с различной плотностью, для преодоления которых требуется различная энергия удара подвижных частей свайного дизель-молота. Увеличение энергии удара подвижного рабочего цилиндра 1 и массивного ударника обеспечивается увеличением высоты их подъема путем изменения количества подаваемого в камеру сгорания дизельного топлива

48. Количество поступающего дизель-ного топлива 48 зависит от давления воздуха в полости направляющего што- ка 2, подача которого осуществляется воздушным насосом. С помощью подвижной заслонки 13 с подпружиненным фиксатором 14 (фиг.6-9) осуществляют регулирование количества подаваемого воздушным насосом воздуха в полость направляющего штока 2, увеличение или уменьшение объема воздуха, захватываемого цилиндрической полостью

8 воздушного насоса, который затем перемещается в полость направляющего штока 2.

Свайный дизель-молот позволяет повысить эффективность погружения свай за счет увеличения продолжительности силового воздействия, оказываемого молотом на сваю, а также . за счет снижения мертвой массы неударных частей молота.

Формула изобретения

Свайный дизель-молот, включающий полый направляющий шток, ударную часть в виде рабочего подвижного цилиндра с подпружиненным поршнем-бой1452884

Фие. Ю ком, камеру сгорания, наголовник, топливную систему с насосом и топлнвопроводом, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности удара, поршень-боек подвешен к рабочему цилиндру посредством пружины растяжения, заключенной во втулки со спиральными канавками на внуть реннеи поверхности, с зазором отно .сительно полого направляющего штока, ! при этом насос топливной системы образован выполненной в сшенке рабочего цилиндра цилиндрической полостью и размещенным в ней неподвижным полым поршнем, снабженным отсечным клапаном и соединенным с полостью направ5 ляющего штока,. которая заполнена дизельным топливом, сообщена с камерой сгорания размещенным в ней топливопроводом с вертикально установленным внутри него тарельчатым клапаном с

1р пружиной растяжения, причем рабочий цилиндр на уровне цилиндрической полости имеет наклонные отверстия, закрытые подвижной заслонкой с подпружиненным фиксатором.

1452884

" 1452884

Составитель Н.Заболоцкая

Редактор И.йулла Техред А.Кравчук Корректор М.Самборская

Заказ 71.39/20 Тираж 588 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4