Струйный монитор

 

Изобретение относится к строительству и м.б. использовано для образования и заполнения прорезей и полостей з грунте. Цель - сокращение эксплуатационных затрат. Струйный монитор включает трубопровод 1 и присоединенный к нему снизу корпус (К) 2 с цилиндрической полостью 3, боковые 4 и торцовое 5 сопла (С). В К 2 размещен клапан переключения направления действия струй, выполненный в виде подпружиненного пустотелого с отвер

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК,(д))g E 21 С 45/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

A-A

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4632221/03 (22) 04.01.89 (46) 23.02.91. Бюл. Ф 7 (71) Специализированный проектноизыскательский и экспериментальноконструкторский институт Гидроспецпроект" (72) М.Ф. Хасин (53) 622.234.5(088.8) (56) Авторское свидетельство, СССР

Ф 1162980, кл. Е 2 1 С 45/00, 1984.

Авторское свидетельство СССР

Р 1122829, кл. Е 21 С 45/ОО, 1983.

„„Я0„„1629546 А 1

2 (54) СТРУИНЬП1 МОНИТОР (57) Изобретение относится к строительству и м.б. использовано для образования и заполнения прорезей и полостейй в грунте . Цель — сокращение эксплуатационных затрат. Струйный монитор включает трубопровод 1 и присоединенный к нему снизу корпус (К) 2 с цилиндрической полостью 3, боковые

4 и торцовое 5 сопла (С) . В К 2 размещен клапан переключения направления действия струй, выполненный в виде подпружиненного пустотелого с отвер1629546 стиями поршня 6 с присоединенным к нему:штоком 7 с запорным элементом 8.

В средней части К 2 ниже боковых С 4 закреплен цилиндр 11 с центральным и периферииными 13 продольньии каналами.

В цилиндре 11 перпендикулярно его продольной оси расположен регулируемый фиксирующий элемент, выполненный, например, в виде шариков 16 с упругими элементами 17 и регулировочными пробками 18. Шток 7 установлен в центральном канале цилиндра 11 с зазором в е го средней части и диаме тр е ro верхней части превышает диаметр нижИзобретение относится к строитель20 ству и может быть использовано для образования и заполнения прорезей и полостей в грунте, преимущественно при сооРужении противофильтрационных завес, укреплении грунтов, образовании . грунто бетонных свай.

Цель изобретения — сокращение эксплуатационных затрат.

На фиг. 1 изображен струйный монитор, продольный разрез; на фиг. 2— сечение А-А на фиг. 1.

Струйный монитор содержит трубопровод 1 и присоединенный к нему снизу корпус 2 цилиндрической полостью 3.

Корпус 2 имеет установленные в нем боковые сопла 4 и торцовое сопло 5.

Нижний торец корпуса 2 может также быть оснащен буровым наконечни-ком.

Б корпусе 2 размещен клапан переключения направления действия струй, в состав которого входят пустотелый поршень 6 и присоединенный к нему шток 7 с запорным элементом 8. Поршень 6 имеет в нижней части боковые отверстия 9. Запорный элемент 8 подпружинен пружиной 10. Диаметр верхней, ° части штока 4 превышает диаметр нижней части.

В средней части корпуса 2 ниже боковых сопел закреплен цилиндр 11,, имеющий продольные каналы: центральные 12 и .периферийные 13, В центральном канале 12 размещен шток 7 с воэможностью продольного перемещения, 5S причем .участок изменения диаметра штока 7 расположен внутри канала 12.

У торцов канала 12 установлены герменей. При погружении монитора вода движется по трубопроводу 1, проходит через поршень 6, его отверстия 9, по каналам 1 3 и ис те кае т из торцов о ro

С 5. Погрузив монитор на заданную величину, увеличивают. Расход подачи воды, в результате чего поршень 6 со штоками 7 и запорным элементом 8 перемещается в нижнее положение, открывая вход в боковые С 4 и закрывая

С 5. Истекающие иэ боковых С 4 струи размывают грунт и при подъеме монитора образуют в грунте прорезь. 2 ил.

r тизирующие уплотнения 14, а в средней части канала 12 между ним и,штоком 7 имеется зазор, образующий полость 15, причем длина этой полости превышает длину хода штока 7.

В цилиндре 11 перпендикулярно его продольной оси расположен регулируемый фиксирующий элемен т, выполненный, например, в виде шари.;ав 16 с упругими элементами 17 и регулировочными пробками 18. Шарики 16 взаимодействуют со штоком 7 на участке изменения его диаметра.

Струйный монитор работает следующим образом.

В подвешенный на подъемном механизме или на буровой установке струйный монитор подают воду или раствор и ведут погружение монитора в грунт.

Пр этом вода движется по трубопроводу 1, проходит через поршень 6, его отверстия 9, по каналам 13 и истекает из торцового сопла 5. В течение процесса погружения поршень 6 находится в верхнем положении, перекрывая вход в боковые сопла 4, а торцовое сопло 5 открыто. После погружения монитора на заданную глубину увеличивают расход подачи водя (или закрепляющего раствора), s реэультате чего поршень 6 со штоком 7 и запорным элементом 8 перемещается в нижнее положение, открывая вход в боковые сопла 4 и закрывая торцовое сопло 5. Истекающие из боковых сопел

4 струи размывают грунт и при подьеме .(Рабочем ходе) монитора образуют, в грунте прорезь или, при одновременном вращении монитора, цилиндрическую

1б2954 полость, заполняемую смесью раствора с размытым грунтом. По окончании рабочего процесса подачу раствора в монитор прекращают и клапан.под воз5 действием пружины 1О возвращается в верхнее положение.

Работа клапана обусловлена следующими факторами. При движении жидкости внутри корпуса 2 создается давление, равное сумме гидростатического давления и гидродинамических потерь давления, главным образом, при прохождении жидкости через торцовое сопло 5; На торцы штока 7 действуют силы, равные произведению давления на площадь поперечного сечения штока 7.

Поскольку верхняя часть штока 7 имеет больший диаметр, на верхний его торец действует сила больше, чем на 20 нижний. Силы эти не уравновешены, так как полость 15 заполнена воздухом и в ней не создается противодавление. Разность сил стремится переместить клапан вниз, этому противодей-25 ствуют шарики 1б, а.также трение штока 7 в уплотнениях 14. При увеличении расхода жидкости гидродинамические потери прохода жидкости через сопло 5 возрастают, увеличивая общее давление внутри корпуса 2, величины сил и их разность. Отрегулированный на эту разность сил фиксирующий элемент отжи- мается, освобождая шток 7, который перемещается вниз. При закрытом сопле 5 и открытых боковых соплах 4 дав ление жидкости внутри корпуса 2 возрастает до максимума, надежно удержи6 6 вая клапан в нижнем положении. После включения подачи жидкости давление внутри корпуса 2 уменьшается до минимума, давая воэможность перемещению клапана вверх под воздействием пружины 10. Последняя должна быть подобрана так, чтобы давать возможность перемещению клапана вниз под действием указанной разности сил и обеспечивать его возврат вверх после уменьшения этой разности сил.

Формула изобре теиия

Струйный монитор, содержащий трубопровод, корпус с цилиндрической полостью, боковые и торцовое сопла и клапан, выполненньпЪ в виде подпружиненного пустотелого с отверстиями поршня с присоединенным к нему штоком с запорным элементоМ, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью снижения эксплуатационных затрат, корпус, снабжен размещенным в нем ниже боковых сопл цилиндром с центральным и периферийными продольными каналами и регулируемым фиксирующим элементом, расположенным в указанном цилиндре перпендикулярно его продольной оси, при этом диаметр верхней части штока превышает диаметр нижней, шток установлен в центральном канале цилиндра с зазором в его средней части, герметизацией у торцов и возможностью взаимодействия на участке из" менения диаметра с фиксирующим элементом.