Гидроклиновое устройство

 

Сущность изобретения: устройство содержит корпус, основной и два вспомогательных цилиндра с поршнями и штоками, клинья, раздвижные щеки, траверсу с упором . Вспомогательные цилиндры шарнирно закреплены на траверсе перпендикулярно основному. Клинья вспомогательных цилиндров соединены со штоками, шарнирно. Устройство имеет упор с замком для жесткой фиксации основного цилиндра. Упор шарнирно соединен со штоком основного цилиндра . Замок состоит из двуплечих рычагов, связанных диагонально тягами. На верхних концах рычагов шарнирно установлены зубчатые башмаки. Вспомогательные клинья контактируют рабочими гранями и перемещают упор основного цилиндра перпендикулярно своему перемещению. Гидропривод устройства содержит управляемый вручную распределитель, регулируемый гидроуправляемый распределитель. Вначале работает основной цилиндр, перемещая основной клин. По достижении предельных усилий в работу включаются дополнительные цилиндры. Они, перемещаясь, запирают замок и перемещают основной клин. 4 з.п. ф-лы, 1 ил. Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК. Ж >1774994 АЗ (и)з Е 21 С 37/02

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ . ПРИ ГКНТ СССР., „" ., г, е »

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ;:.:.„:.:, К ПАТЕНТУ

1 (21) 4874021/03 (22) 12.10,90 (46) 07.11.92. Бюл. ЬЬ 41 (76) В.С.Бурдов и Ю.Н.Марченко (56) Авторское свидетельство СССР

1Ф 883425, кл. Е 21 С 37/02, 1980.

Авторское свидетельство СССР

М 969896, кл. Е 21 С 37/02, 1980. (54) ГИДРОКЛИНОВОЕ УСТРОЙСТВО (57) Сущность изобретения: устройство содержит корпус, основной и два вспомогательных цилиндра с поршнями и штоками, клинья, раздвижные щеки, траверсу с упором. Вспомогательные цилиндры шарнирно закреплены на траверсе перпендикулярно основному. Клинья вспомогательных цилин дров соединены со штоками шарнирно. Устройство имеет упор с замком для жесткой

Изобретение относится к горному делу, а именно к скважинным и шпуровым устройствам для разрушения горных пород, и может быть использовано для отрыва по строчке шпуров или скважин мелких и крупных монолитов природного камня, создания искусственной подошвы при разработке месторождений строительного камня высокими уступами, горных выработок в твердых породах, проходке траншей HB суше и hO дну моря, а также при разрушении прочных монолитных оснований и фундаментов из бетона и железобетона подлежащих сносу инженерных сооружений.

Известен гидроклин, включающий корпус с основным и вспомогательным гидрофиксации основного цилиндра. Упор шарнирно соединен.со штоком основного цилиндра. Замок состоит из двуплечих рычагов, связанных диагонально тягами; На верхних концах рычагов шарнирно установлены зубчатые башмаки. Вспомогательные клинья контактируют рабочими гранями и перемещают упор основного цилиндра перпендикулярно своему перемещению. Гидропривод устройства содержит управляемый вручную распределитель, регулируемый гидроуправляемый распределитель. Вначале работает основной цилиндр, перемещая основной клин. По достижении предельных усилий в работу включаются дополнительные цилиндры. Они, перемещаясь, запирают замок и перемещают основной клин. 4 з.п. ф-лы, 1 ил. цилиндром с поршнями и штоком и клин, при этом вспомогательный гидроцилиндр размещен в штоке поршня основного гидроцилиндра, а клин закреплен на штоке поршня вспомогательного гидроцилиндра, Указанное устройство для развития необходимых расклинивающих усилий требует применения высокого давления в гидросистеме, что приводит к увеличению энергетических затрат и снижению надежности устройства.

Известно гидроклиновое устройство, выбранное в качестве прототипа, включающее корпус, основной цилиндр с поршнем и штоком, основной клин, вспомогательный цилиндр с поршнем и штоком, размещен.Ный в поршне-штоке основнага цилиндра, ряздвижнь(е щеки с камерами, заполненными упругими вкладышами, установленными с Возможностью ВэяимодейстВия с ОснОВным клинам через распорные сухари. ОбесПЕЧЕНИ8 я В то м я т и ч 8 с к О и последовательности срабатывания основного и Вспомогательного Гидроцилиндров достигается установкой от(от(пни на Вспа могательном гидрацилиндре, Указанное устройство не позваляе! значительно увеличлть зффект расклин(лвания ввиду того, что основной и вспгч,orBтельный .цилиндрь, установлены саасно, обеспечивая зтим простое c»o>KeNие усиJINA передаваемых IB f)of!Ql B. Ят..ль(; ыи v! () новнай кл(((р!.,я I, patte rn! a, НBBN(ч(e уг(() .!(!лх

Вкладь(()(ей, являющихся демпфлру(ощим(л устрайстВЯ!ли п()ива,((ит к паГлащени)а и рассеивани:а части Bffepr!i!N, нягревяь(и(о элементов устройства и сии>кению их долговеч((аст(л PBoöoðf ft Ie ("ухааи подвергаются высоким нагрузкам от двух гидроц((линдpDB, rtOpo>((QBIoL(Jt94 зна INTGJII-.! It-te KQHTB тнь(е и сжимя(ащие напря>кения, Цель)а изобретен(ля является повь.шение эффективности рабаты устройства (л расширения его функциональных вазма>кностей за счет увеличения распираю!Jtего усилия при снижени(л энергоемкости расклинивяния.

НЯ чертеже изображен прлмер исполнения гидааклинавога устройства с злементами гидросистемы.

Гидраклиновае устройство содержит кОрпус 1, ОснаВной цилинДр 2 е поршнем и штОкОм, соединенным Ч8рез паср8дства пальца 3 с упором 4, и(ле!Ощ!3лм паау!)((лнь! с замком, состоя(цим из шярниана r!p!4Kperfленных к проушинам двуплечих рычагов 5 и

6, связанных д(лагонально тягами 7. Ня верхних концах рычагов 5 и 6 шарнирно установлены зубчатые башмаки 8, взаимодейств (ощие с зубчатыми рейками 9, KOTQрые являются тягами корпуса 1 и имеют упорные зубья. Вспомогательные односторонние клинья 10 t4 11, взаимодействующие своими скошеннь((4и поверхностями друг с друГОм, шарнирна зякрепл8ны ня штоках поршней вспомогательных цил(лндрав 12 и

13, СООтьетственно. ВспамОГЯтельны8 Цилиндры 12 и I 3 установлены на траверсе 14, жестко связанной с упорам 15 и перггендикулярным ей основным клинам 16, который размещен между раздвлжными щеками 17 с внутреннлми скаше;f!! !I)IN поверхностями, Г(ЯОЯллельными пролегающим рабочим поверхностям аснавнага клина 16. КонцеВая час) ь бОкОВОЙ поверхности разДВижных щек 17 В(:(Г(ал!(енэ Kа((ическай, Я абра!ценная к траверсе часть 18, связанная с зубчатыми рейками 9, — ступенчато-цилиндрической с нарастанием по диаметру снизу вверх.

Гидропривод устройства содержит бак

19, насос 20, предохранительный клапан 21, сливной фильтр 22, управляемый вручную распределитель 23, регулируемый гидроуправляемый распределитель 24, напорную магистраль 25 основного цилиндра 2, сливную магистраль 26, магистраль Обратной связи 27, напорную магистраль 28 и магистраль обратной связи 29 вспомогательных цилиндров 12 и 13.

Устройство, помещенное раздвижными щеками 17 в предварительно подготовленную в разрушаемом объекте скважину соответствующих размеров, работает следу(ащим образам.

Вкл(ачают насос 20, забирающий масло из бака 19 и, при ненагруженной системе,. сливающий масло через предохранительный клапан 21 и фильтр 22 обратно в бак 19.

При ручном включении распределителя

23 (в положении, изображенном на фиг. 1) масло поступает в рабочую полость основнага цилиндра 2, воздействуя через поршень, шток и палец 3 на упор 4, далее на

Вспомогательные клинья IO и 11 и на упор траверсы 15 с основным клином 16, переда30 ющим усилие на раздвижные щеки 17. Вся система (поршень-шток-упор-дополнительные клинья-упор траверсы с основным клинам), включая траверсу 14, перемещается вниз до тех пор, пока не произойдет остановка вследствие достиджения предельных ус(ллий В напорной пОлОсти ОснОВнОГО циg5 линдра (либо не произойдет разрушение объекта, если его сопротивление меньше развиваемых усилий). Масло пад давлением проходит из напорной магистрали 25 основного ц(ллиндря 2 в магистраль обратной связи 27 и переключает регулируемый гидроуправляемый распределитель 24 в положение подачи давлен(ля в рабочие полости вспомогательных цилиндров 12 и 13.

Вспомогательный клин 10, перемещаясь, нажимает на свободный конец двуплечего рычага 5, отклоняет ега и рычаг 6 через тяги

7 и Вводит в зацепление зубчатые башмаки

8 и рейки 9, отключая основной цилиндр 2, таким образом, от воздействия осевой нагрузки, запирая на корпус упор 4 основного

50 55 Гидроцилиндра, . Усилия перемещаемых Вспомогательных клиньев 10 и 11 передаются через нижний упор 15 на основной клин I6 и раздвижные щеки 17 с величинами, пропорциональными произведению коэффициентов расклинивания.

1774994

Конусность концевой части раздвижных щек 17 приводит к тому, что напряжения разлома, воздействующие на стенки скважины, перемещаются сверху вниз, увеличивая вероятность возникновения разлома на поверхности разрушаемого объекта и распространения его вглубь в нужном направлении. Для увеличения глубины и ши рины разлома после того, как вся длина хода основнога клина 16 использована, в образовавшийся зазор между стенками скважины и раздвижными щеками 17 последовательно вводят ступенчато-цилиндрическую часть 18 раздвижных щек 17до образования надежного разлома разрушаемого объекта.

Если разрушение объекта произошло, то возврат устройства в исходное положение осуществляется вручную с помощью распределителя 23.

В случае сминания стенок скважины без разлома объекта происходит резкое падение давления в напорной магистрали основного цилиндра 2, регулируемый гидроуправляемый распределитель 24 переключает дополнительные цилиндры 12 и

13 на обратный ход, зубчатые башмаки 8 и рейки 9 выходят из зацепления и произойдет повторение описанного выше цикла, Устройство позволяет получать значительные разрывные усилия без наращивания давления в гидросистеме с использованием стандартного оборудования на 16 МПа, Если в прототипе усилия возрастают в 1,5 — 2 раза, по сравнению с его аналогами, то в заявляемом устройстве, благодаря применению дополнительных клиньев, получаемые разрывные усилия возрастают на порядок. Так при рабочем давлении 16 МПа, использование основного и дополнительного цилиндров диаметром

80 мм и раздвижных щек длиной 600 мм на скважине диаметром 100 мм позволяет достигнуть разрывных усилий порядка 10" Н.

Практически наращивание разрывных усилий сдерживается лишь прачнастными характеристиками конструкций и значениями предельных напряжений на сжатие разрушаемых объектов (сниманием стенок скважин), Используя заявляемое изобретение, можно разработать ручные(для скважин диаметром 40 — 60 мм) или навесные (для скважин диаметром 60 — 105 мм) гидраклинавые установки для разрушения монолитов.

Устройство может быть навешенным на стрелу экскаватора, установленным на буровой станок или смонтированным на врубовой машине в групповой комбинации для проходки горизонтальных тоннелей и вертикальных стволов.

Использование заявляемого изобретения позволяет отказаться от взрывов, опасных для здоровья человека порошков и жидкостей. Оно менее энергоемко, чем, на5 пример, электрогидравлические установки.

Величина получаемых разломов. позволяет осуществлять разборку разрушаемого объекта без дополнительных устройств для раздвижки глыб. Величины достигаемых

10 разрывных усилий позволяют увеличить шаг скважин в 3-4 раза по сравнению с существующими установками и снизить затраты на бурение.

45

55

Формула изобретения

1. Гидраклинавае устройство, содержащее корпус, сообщенные с гидросистемай основной и вспомогательный цилиндры с поршнями и штоками, каждый из которых соединен с клином, и раздвижные щеки, о тл и ча ющеес я тем, что, с целью повышения эффективности работы устройства и расширения его функциональных возможностей, за счет увеличения распирающего усилия при снижении энергоемкости расклинивания, оно снабжено дополнительным вспомогательным цилиндром с поршнем и штоком, соединенным с клином, траверсай с упором, на которой перпендикулярно оси асновнага цилиндра и симметрично ей шарнирно закреплены вспомогательные цилиндры с клиньями, причем клинья вспомогательных цилиндров соединены с их штоками шарнирно, упором, шарнирно соединенным са штоком основного цилиндра, замком, установленным с возможностью жесткого соединения упора основного цилиндра с корпусам, при этом вспомогательные клинья шарнирно саединены са штоками и установлены между упорам основного цилиндра и траверсы с возможностью взаимодействия между сабай рабочими гранями и перемещения упора основного цилиндра с клином перпендикулярно перемещению клиньев вспомогательных цилиндров.

2. Устройство па и. 1, а т л и ч а ю щ е ес я тем, что упор основного цилиндра выполнен с проушинами, а замок выполнен в виде зубчатых башмаков, шарнирно устанавленных на концах двух диаметрально связанных тягами двуплечих рычагов, аси которых параллельны и пересекают аси проушин упора, установленных с возможностью взаимодействия с зубчатыми рейками, закрепленными на корпусе, а свободный конец одного иэ двуплечих рычагов размещен с возможностью взаимодействия с одним из клиньев вспомогательных цилиндров.

1774994

Составитель

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор 3.Салко

Редактор

Заказ 3945 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

3.Устройство поп,1,отличаю щеес я тем, что гидросистема снабжена регулируемым гидроуправляемым распределителем.

4.Устройство поп. 1,отл ичающеес я тем, что, с целью снижения боковых нагрузок на корпус, клинья вспомогательных цилиндров выполнены с односторонними скосами, обращенными друг к другу.

5. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем. что часть боковых поверхностей

5 раздвижных щек, расположенная со стороны траверсы, выполнена ступенчато-цилиндрической, а концевая часть — конической.