Герметизатор шпура

 

*р, СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)s Е 21 О 21/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4863180/03 (22) 31.08.90 (46) 23.10.92. Бюл. f+ 39 (71) Донецкий научно-исследовательский угольный институт (72) С,П.Морозов и В.В.Кара (56) Авторское свидетельства СССР

М 231501, кл. Е 21 F 5./02. 1967.

Авторское свидетельство СССР

N - 1504351, кл. E 21 Р 21/00, 1987. (54) ГЕРМЕТИЗАТОР ШПУРА (57) Использование: изобретение относится к горной промышленности, в частности к

Изобретение относится к горной промышленности. в частности к технологии упрочнения горных пород скрепляющими растворами.

Известны герметизаторы, состоящие из трубы, герметизирующего, удерживающего элемента и распорного устройства, у которых удерживающие элементы выполнены в виде цанговых лепестков или кулачков. Ко торые входят в зацепление со стенками шпура (1). (2).

Недостатком этих герметизаторав является сложность конструкции, чта приводит к удорожанию герл;етизатарав. Кра.ле того, в условиях слабых парад возможны разрушения стенок шпуров и срывы герметизатара при высоких напорах растворов.

Наиболее близким по конструктивному исполнению к достигаемому результату является герметизатор шпура, у которого герметизирующий элемент выполнен из эластичного мэтериала с твердостью, продольно уменьшающейся от концов к середине. а стопор для обеспечения.. Ж 1770581 А1.Технологии упрочнения горных пород скрепляющими растворами. Гер .;етизатор включает трубу, надетый на нее герметизирующий элемент из эластичного r.гатериала, нажимное приспасааление. стопор и обратный клапан. С целью повышения надежности закрепления герметизатора в шпуре герметизирующий элемент снабжен расположенными в пазах разрезными упругими кольцами с выступами, оснащенными твердосплавными пластинами. 1 з.п.ф-лы, 6 ил. неподвижности трубы при распоре — в виде эластичных остроконечных выступов на поверхности герметизирующега элемента, вершины которых размещены на окружности с диаметрам больше диаметра шпура (3).

Недостатком известного ген:.;етизатара является та, чта он не обеспечивает надежность закрепления герметизатара при высоких давлениях растворов, особенна в условиях абводненных глинистых парад.

Под действием воды на стенка.< шнура образуется слой растворенной глинь|, который играет роль смазки и снижает силы трения между поверхностью герметизирующего элемента и стенками шпурэ, чта тем самым снижает надежность закрепления герметизатора в шпуре.

Целью изобретения является повышение надежности закрепления герметизатора в шпуре. Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемом герматизаторе, включа ащем трубу. наде.ый на нее герметизирующий элемент из эластичного материала с твердостью, продольно

1770581 уменьшающейся ат торцов к середине, навинченнае на трубу нажимнае приспособление, стопор и обратный клапан, герметизирующий элемент выполнен с кольцевьпли пазами, в которых размещены разрезные кольца, выполненные иэ упругого материала и имеющие заостренные выступы, оснащенные твердосплавными пластинами, при этом глубина паза равна суммарной величине толщины кольца и высоты выступа.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, чта предлагаемый герметизатар от известного отличается тем, tTQ герметизиру ащий элемент выполнен с кольцевыми пазами, в которых размещены разрезные кольца, выполненные из упругого материала и имеющие заостренные выступы, оснащенные .твердосплавнь ми пластинами. при этом глубина паза равна суммарной величине толщины кольца и высоты выступа.

Выполнение герметизирующего элемента с кольцевыми пазами, в которых размещены разрезные кольца, выполненные из упругого материала и имеющие заостренные выступы, оснащенные твердасплавными пластинами, и при глубине паза, равной суммарной величине толщины коль: ца и высоты выступа, паззоляет закреплять . герметизатор в шпуре путем внедрения выступов с твердасплавными пластинами в породные стенки шпура, что обеспечивает более надежное закрепление герметизато: ра, особенно в условиях абводненных глинистых пород.

Таким образам, предлагаемый герл1етизатор соответствует критерию "новизна".

Сравнение заявляемого решения не только с прототипам, на и с другими техническими решениями в данной области техники позволило выявить в нем признаки, Отличающие заявляемое решение ат прототипа, при этом новая совокупность признакаB обусловила свойства. заключающиеся в повышении надежности закрепления герметизатора в L ïóðå, что позволяет сделать вывод а соответствии критерию изобретения "существенные отличия".

На фиг.1 показан герметизэтар в собранном виде: на фиг.2 — сечение герметизатора А-А на фиг.1: на фиг.3 — вид разрезного кольца в изаметрии; на фиг.4— герметизатар при вводе ега в шпур: на фиг.5 — герметизатар в шпуре после ега распара; на фиг.6 — узел! нз фиг.5, вид заостренного выступа разрезного кольца. внедренного в породную стенку шпура, Герметизатар состоит из трубы 1. герметизирующега элемента 2, нэжимнаго приспособления 3 и обратного клапана 4.

Труба имеет резьбу, нэ которую навинчивается нажимное приспособление 3.

Герметизиру ащий элемент 2 выполнен в виде эластичных саосных колец, твердость которых уменьшается от торцов герметизатора к середине. Между соасными кольцами герметизирующего элемента расположены дополнительные кольца 5, которые несут на

15 себе стапорные выступы 6. Концы стопорных выступов 6 расположены по окружности, несколько большей, чем окружность шпура, благодаря чему осуществляется стопорение трубы i, на которую навинчивается нэжимнае приспособление 3.

На средней части герметизирующего элемента 2 в пазах размещены разреэные упругие кольца 7, на поверхности которых укреплены заостренные выступы 8, оснащенные твердасплавными пластинами 9 (фиг.6). Разрезные кольца 7 выполнены из

20 из стали,и способны при распоре герметизирующега элемента 2 расширяться и передавать усилия на заостренные выступы 8.

Форма выступов коническая или призматическая.

Поверхность выступов 8 покрыта твердосплавными пластинами 9, которые служат для лучшего внедрения выступов в пород25

30 ные стенки шпура.

Глубина кольцеьаго паза герметизирующега элемента равна суммарной величине толщины упругого разрезного кольца и высоты выступа.

Торцы герметизиру1ощего элемента закрыты колпачками 10, а между задним колпачком 10 и нажимным приспособлением 3 расположена стопарная шайба 11, Нажимное приспособление 3 имеет заднюю резьбу, посредством которой герметизатор соединяется с загрузочной трубкой

12, Герметизатар устанавливают следующим ОЬраэам. С помощью загрузочной трубки 12 герметизэтар вводится в шпур 13, при этом стапорные выступы 6 сжимаются, фиксируют трубу 1.

При вращении загрузочной трубки 12 нажимнае приспособление 3 навинчивается на трубу 1 и сжимает герметизирующий элемент 2, При этом в первую очередь распираются л1ежду стенками шпура саосные кольца 2 с л1еньшей твердостью, в данном

50 случае кольца, находящиеся в средней части герметизирующего элемента.

Разрезные упругие кольца 7. расположенные в пазах герметиэириащего элел ента, расширяются, а их выступы 8, оснащенные тееадасплавныгли пластинал и упругого паласового материала, например

1770581

9, внедряются в породные стенки 14 шпура

13. B случае обводненных глинистых парад зубья 8 продавлиаа от слой растворенной глины 15. Размеры выступов 8 (угол заострения и высота) принима атся в зависимости ат прочности пород, а которых пробурен шпур, В слабых породах выступы более острые и высокие, в прочных — низкие и менее острые.

После распора среднего кольца герметизирующего элемента 2 и внедрения вы. ступов 8 в станки шпура происходит распор остальных соосных колец последовательно от середины к торцам герметизатора, . Благодаря внедрению заостренных выступов 8 в породные стенки шпура достигается прочное закрепление герметизатора в шпуре.

После распора всех колец герметизирукнщего элемента 2 а загрузочную трубку 12 подают скрепляющий состав, который по трубе 1 и через обратный клапан 4 поступает в шпур.

После прекращения подачи скрепляющего состава обратный клапан 4 закрывается.

Предлагаемый герметизатор является герметизатаром разовога действия и из шпура не извлекается.

Из нажимнаго приспособления выаинчивают только загрузочную трубку, которую используют многократна.

Установленный герметизатор служит заглушкой для предотвращения вытекания раствора из шпура.

Преимущество предлагаемого герметизатора по сравнению с прототипом состоит

- в том, что он имеет на эластичном герметиЗирующем элементе упругие разрезные кольца с остроконечными выступами, каторые внедряются в породные стенки шпура. и более надежно удерживают герметизатор.

Это преимущество в большей степени проявляется в условиях обводненных глинистых пород., Ь таких парадах стенки шпура

5 покрыты слоем растворенной s воде глины, которая играет роль смазки. Если герметизирующий эластичный элемент не имеет упругих колец с остроконечными выступами, как например. выполнен герметизатор, 10 принятый за прототип, то в условиях обводненных глинистых пород ан при высоких давлениях будет выдавливаться из шпура.

В более прочных породах также не всегда достигается надежность герметизатора, 15 принятого за прототип. Если стенки шпура гладкие, не имеют шероховатостей, то герметизиру ащий элемент не способен удерживаться при высоких давлениях только за счет сил трения. У предлагаемого гермети20 затора к сила л трения добавляются еще усилия, препятствующие скалыванию породы, которые существенна повышают надежность закрепления герметизатара.

25 Формула изобретения

Герметизатар шпура, включающий Трубу, надетый на нее герметизирующий элемент из эластичного материала с твердостью, продольно уменьшающейся ат

30 торцов к середине, навинченное на трубу нажимнае приспособление, GTof lop и обратный клапан,отличающийся тем, что, с целью повышения надежности закрепле-. ния герметизатора в шпуре, герметизирую35 щий элемент выполнен с кольцевыми пазами, в которых размещены разрезные кольца, выполненные из упругого материала и имеющие заостренные высгупы, оснащенные твердасплавными пластинами. при

40 этом глубина паза равна суммарной величине толщины кольца и высоты выступа.

1770581

1770581

Фи@ б!

Корректор О.К3рковецкая

Составитель

Техред M.Mîðãåíòàë

Редактор

Заказ 3724 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

2 р

8 у

3

5

8

8

7 г