Гидрораспорное устройство

 

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к технике разрушения горных пород, и может быть использовано также в промышленности строительных материалов. Сущность изобретения: гидрораспорное устройство включает эластичную трубчатую оболочку, охватывающую трубку с каналами для прохода рабочей среды, имеющую на концевых участках приспособления с кольцевыми полостями для крепления и герметизации эластичной оболочки, при этом площадь кольцевых полостей в поперечном сечении сужается в направлении кромок эластичной оболочки, а уплотнительные упругие элементы, которыми снабжено устройство, установлены в кольцевых полостях с возможностью продольного перемещения относительно оси устройства. 2 з. п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к технике горных работ и может быть использовано для разрушения негабаритов скальных пород и отрыва по строчке шпуров монолитов природного камня, а также в промышленности стройматериалов.

Известно гидрораспорное устройство, включающее корпус в виде трубки с глухими торцами и каналами для прохода жидкости, входной патрубок, эластичную трубчатую оболочку, охватывающую корпус, приспособления для крепления и герметизации оболочки на корпусе с противоположных его торцов [1] Недостатками этого устройства являются пониженная прочность кромок эластичной оболочки и сложность операций по их заделке и демонтажу.

Наиболее близким к изобретению является гидрораспорное устройство, включающее трубчатый корпус с каналами для прохода рабочей жидкости, охватывающую трубчатый корпус эластичную трубчатую оболочку, кромки которой закреплены на противоположных концевых участках трубчатого корпуса [2] Существенным недостатком этого известного устройства является невозможность реализации высоких давлений рабочей жидкости при разрушении прочных горных пород, что снижает эксплуатационную надежность и эффективность устройства.

Целью изобретения является повышение эксплуатационной надежности и эффективности устройства за счет более надежной герметизации эластичной оболочки.

На фиг. 1 представлено гидрораспорное устройство, продольный разрез (вариант I); на фиг.2 то же (вариант II).

Гидрораспорное устройство включает трубчатую оболочку 1 из эластичного материала, охватывающую трубчатый корпус 2, на противоположных концевых участках которого закреплены кромки оболочки 1. Трубчатый корпус 2 имеет каналы 3 для прохода рабочей жидкости, подача которой осуществляется через входной патрубок 4, расположенный со стороны внешней поверхности верхнего опорного фланца 5, насаженного на верхний концевой участок трубчатого корпуса 2. Нижний опорный фланец 6 насажен на нижний концевой участок трубчатого корпуса 2 (вар. I). Со стороны боковой поверхности концевых участков трубчатого корпуса 2 образованы кольцевые полости 7 и 8, площадь которых в поперечном сечении сужается (уменьшается) в направлении кромок эластичной оболочки 1, расположенных в указанных полостях. Конкретная геометрическая форма поперечного сечения кольцевых полостей 7 и 8 определяется технологическими возможностями приспосо- бления, с помощью которого они будут выполняться. В частном случае поперечное сечение полости может иметь форму прямоугольной трапеции.

Устройство снабжено уплотнительными элементами 9 и 10 из упругого материала, расположенными в полостях 7 и 8 с возможностью продольного перемещения относительно продольной оси устройства в зоны 11 и 12 полостей 7 и 8 с меньшей площадью поперечного сечения.

Для повышения прочности трубчатого корпуса 2 и снижения объема закачиваемой рабочей жидкости он выполнен толстостенным с отверстием 13 малого диаметра.

Согласно варианту 1, кольцевые полости 7 и 8 образованы в сплошных опорных фланцах 5 и 6 и имеют одну из боковых поверхностей конической формы (фиг.1).

В соответствии с вариантом II трубчатый корпус 2 имеет съемные верхнюю 14 и нижнюю 15 обоймы и коническую форму концевых участков 16 и 17 (фиг.2).

Кольцевые полости 7 и 8 в этом варианте образованы между конической поверхностью концевых участков 16 и 17 и внутренней поверхностью боковых стенок съемных обойм 14 и 15 (фиг.2). Съемные обоймы 14 и 15 проще в изготовлении, чем сплошные опорные фланцы 5 и 6.

Гидрораспорное устройство работает следующим образом. Сначала оно вставляется в предварительно пробуренный шпур. Затем через входной патрубок 4 подается рабочая жидкость, которая проходит через каналы 3 в трубчатом корпусе 2, раздувает оболочку 1 и прижимает ее к стенкам шпура. При этом давление рабочей жидкости воздействует также и на уплотнительные элементы 9 и 10, деформирует и смещает их в продольном направлении в зоны 11 и 12 полостей 7 и 8, имеющие меньшую площадь поперечного сечения по сравнению с зонами начального расположения уплотнительных элементов 9 и 10. Перемещение уплотнительных элементов 9 и 10 обеспечивает надежное закрепление кромок оболочки 1 и высокую степень ее герметизации, причем повышение давления рабочей жидкости обеспечивает и более высокую степень герметизации.

По достижении давлением рабочей жидкости величины, при которой напряжения в разрушаемом объекте превысят предел прочности, происходит разрушение последнего. Далее снижают давление рабочей жидкости до атмосферного, в результате чего оболочка 1 и уплотнительные элементы 9 и 10 под действием сил упругости возвращаются в начальное положение.

Изобретение позволяет повысить эффективность работы устройства за счет более высокой надежности герметизации оболочки 1 и, следовательно, возможности повышения допустимого давления рабочей жидкости в 2-3 раза.

Формула изобретения

1. ГИДРОРАСПОРНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее трубчатый корпус с каналами для прохода рабочей жидкости, охватывающую трубчатый корпус эластичную оболочку, кромки которой закреплены на противоположных концевых участках трубчатого корпуса, отличающееся тем, что оно снабжено уплотнительными упругими элементами и выполнено с образованными со стороны боковой поверхности концевых участков трубчатого корпуса кольцевыми полостями, в которых расположены кромки эластичной оболочки, при этом площадь кольцевых полостей в поперечном сечении сужается в направлении кромок эластичной оболочки, а уплотнительные упругие элементы установлены в кольцевых полостях с возможностью продольного перемещения относительно оси устройства.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что трубчатый корпус выполнен на противоположных концевых участках с опорными фланцами, в которых образованы кольцевые полости, одна из боковых поверхностей которых имеет коническую форму.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено съемными обоймами, насаженными на концевые участки трубчатого корпуса, при этом последние имеют коническую форму, между наружной поверхностью которой и внутренней поверхностью боковых стенок съемных обойм образованы кольцевые полости.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2