Устройство для заполнения нисходящих скважин веществом в рукав

 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при заряжании вертикальных или крутонаклоненных сухих и обводненных скважин взрывчатым веществом, а также при необходимости размещения в скважинах каких-либо сыпучих или жидких веществ, упакованных в пленочные рукава. Сущность изобретения состоит в том, что в устройстве, включающем гильзу с конусообразным расширением в ее нижней части и уложенный на ней в "гармошку" рукав, использован тормозной упругий элемент, охватывающий рукав в нижней части пустотелой направляющей, с возможностью его перемещения на конусообразное расширение. Устройство выполнено в виде моноблока с возможностью его размещения в скважине. Использование изобретения обеспечивает изготовление моноблоков с необходимыми параметрами в зависимости от размеров скважин, обеспечивает возможность заполнения веществом рукава в скважине требуемым количеством вещества и устранение разрывов вещества пробками рукава. 16 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к взрывным работам, в частности к зарядам для взрывных работ, и может быть использовано при заряжании вертикальных или крутонаклоненных сухих и обводненных скважин взрывчатым веществом в контейнерах (рукавах), а также при необходимости размещения в скважинах каких-либо сыпучих или жидких веществ, упакованных в рукава.

Известно устройство (патент США N 3,696,703 (10.10.72), кл. F 42 D 1/00), которое имеет два варианта выполнения (один, когда вещество подается в рукав и вместе с рукавом в процессе его заполнения перемещается по скважине до ее дна, а другой, когда упакованный рукав вначале помещается на дно скважины, а затем по мере его заполнения веществом поднимается к верху скважины.

Конструктивно оба варианта выполнены аналогично и содержат пустотелую направляющую, собранный на ней в "гармошку" рукав и закрепленный на пустотелой направляющей жесткий защитный кожух.

В нижней части пустотелой направляющей выполнено конусообразное расширение, которое в зависимости от способа размещения вещества в скважине, диаметра скважины и диаметра рукава выполнено с соответствующими размерами для обеспечения равномерного распределения рукава по поверхности конусообразного расширения и размещения рукава в скважине без складок.

Дополнительным усовершенствованием является сужение в нижней части кожуха, также выполняющее функцию равномерного распределения рукава, заполняемого веществом.

Данное устройство в варианте заполнения рукава веществом скважины сверху не обеспечивает регулирование скорости схода рукава под действием веса загружаемого в него вещества, особенно в обводненной скважине, а следовательно, не исключает возможности образования пробок из складок неравномерно сходящего рукава, что приводит к снижению качества заряда.

Кроме того, данное устройство не является автономным и требует дополнительных механизмов для его установки и заполнения веществом.

Наиболее близким к изобретению является устройство для упаковки вещества в пленочный рукав в сухой и обводненной скважинах (Устройство для заряжания обводненных технологических скважин на карьерах. Информационный листок N 53, серия 52.13.21, КазНИИНТИ, Алма-Ата, 1984).

Данное устройство включает пустотелую направляющую (гильзу), в верхней части которой установлена воронка для подачи вещества, а в нижней - тормозное кольцо, представляющее собой пустотелое конусообразное расширение, широким концом обращенное к скважине.

Рукав собирается в виде "гармошки" по наружной поверхности гильзы, часть его спускается с гильзы и закрывается и при перемещении в скважину под весом подаваемого вещества тормозится за счет трения его внутренней поверхности о конусообразное расширение, выполняющее функцию торможения.

Лежащий в основе этого устройства принцип торможения внутренней поверхностью рукава о конусную поверхность тормозного кольца не обеспечивает регулирования и стабилизации силы торможения рукава, приводит к потере жесткости рукава и как результат этого - к образованию складок ложного дна, которые образуют пробки из материала рукава в столбе вещества, что ведет к неоправданному расходу рукава и ухудшает качество упаковки вещества и технические характеристики заряда.

Процессы подачи вещества в рукав и последующей усадки столба вещества в рукаве сопровождаются эффектами, препятствующими формированию непрерывного столба вещества от нижней части рукава, а также значительно превышающими расход рукава по отношению к минимально необходимому его количеству, связанному только с глубиной скважины.

Наиболее существенный из эффектов - потеря жесткости рукава, находящегося под перемещающимся в нем веществом, и образование складки ложного дна, через которую вещество не может просыпаться со скоростью его подачи в рукав. В этом случае рукав, расположенный ниже образующейся складки, ввиду незначительной продольной жесткости сжимается под действием веса вещества, находящегося над складкой и перемещается вниз до вещества, размещенного внизу до образования складки.

В столбе вещества образуется пробка из материала рукава, расход рукава резко возрастает, а при недостаточном его запасе верхний конец обрывается и уходит в скважину. Это делает невозможным осуществление процесса дальнейшего размещения вещества в рукаве.

Сила трения вещества о внутреннюю поверхность рукава является одной из причин образования складки рукава под падающим веществом, так как обуславливает дополнительный сход рукава через конусообразный тормоз, сила торможения которого уравновешена весом вещества уже расположенного на дне скважины конца рукава.

Сила трения вещества о рукав связана с разностью скоростей перемещения вещества и рукава. Она определяется свойствами вещества, материалом и состоянием внутренней поверхности рукава.

Сила трения вещества о рукав резко возрастает при уменьшении проходного сечения рукава, обусловленного сближением стенок рукава.

Это происходит при продольном натяжении рукава под воздействием сил веса и торможения о стенки скважины и дополнительно под действием веса материала рукава. Это возможно также под действием атмосферного давления при быстром сходе рукава с пустотелой направляющей без подсоса воздуха. Последнее происходит при непрерывной подаче вещества с производительностью, при которой перекрывается подаваемым веществом все сечение рукава, При этом подаваемое вещество за счет значительных сил трения, обусловленных смыканием стенок рукава под воздействием атмосферного давления, зависает в рукаве по всей его длине.

Так как в поперечном сечении вещество заполняет рукав частично то в этом случае рукав вместе с веществом под действием его веса будет укладываться в скважине в виде складок.

При недостаточном запасе рукава в пакете в конечном итоге весь рукав сойдет в скважину. Процесс размещения вещества не будет осуществлен.

Таким образом, процесс заполнения веществом рукава в скважине может быть осуществлен только если сила торможения рукава превышает силы трения вещества о рукав.

Сила инерции перемещения рукава обусловлена ускорением массы вещества, расположенного в донной части рукава. В результате сил инерции возможны значительные ударные нагрузки на рукав, приводящие к его порыву при столкновении с препятствиями (выступы в скважине, дно скважины, граница воды и воздуха).

При размещении рукава с веществом в обводненной скважине через столб воды в первый период процесса в результате действующей силы инерции вещество с рукавом заглубляется в воду и в результате выталкивающей силы возвращается назад. При этом рукав ослабляется и под действием сил трения поступающего вещества образуется складка с последующим утягиванием рукава.

Для снижения отрицательного действия сил инерции и выталкивающей силы необходимо обеспечивать торможение, возрастающее по мере увеличения скорости движения рукава.

Кроме того, целесообразным является в момент остановки рукава осуществлять резкое увеличение силы торможения.

Техническая задача изобретения - создание устройства для заполнения нисходящих сухих и обводненных скважин веществом в рукав, обеспечивающее регулирование силы торможения рукава по требуемому закону и снижение ее зависимости от диаметра используемого рукава, равномерное заполнение рукава требуемым количеством вещества с учетом влияния закономерностей процессов формирования столба вещества при его подаче в рукав, перемещении рукава по скважине и последующей усадке вещества в рукаве в скважине, возможность расчета необходимой длины рукава и улучшения технических характеристик заряда, а также создание унифицированного моноблока с заранее заданными функциональными характеристиками в зависимости от условий применения.

Задача решается тем, что в устройстве для заполнения нисходящих скважин веществом в рукав, содержащем пустотелую направляющую с конусообразным расширением в нижней части, собранный на ней и закрытый с одного конца рукав с возможностью его схода, согласно изобретению содержит тормозной упругий элемент, охватывающий рукав в нижней части пустотелой направляющей, с возможностью его перемещения.

Предлагаемое устройство реализует функцию торможения, обеспечиваемую увеличением силы трения рукава, достигаемой за счет тормозного упругого элемента, который имеет возможность перемещения на конусообразное расширение в нижней части пустотелой направляющей в зависимости от силы натяжения рукава.

Тормозной упругий элемент выполнен с возможностью взаимодействия с рукавом с силой, не превышающей величины где d - толщина рукава, м; G_п - прочность рукава при растяжении, Н/м; K_т - средний коэффициент трения рукава по материалу пустотелой направляющей и материалу тормозного упругого элемента; Z - высота сечения продольной складки рукава, равная где
P_i - постоянная, равная 3,14;
d - толщина рукава, м;
D_p - наружный диаметр пустотелой направляющей, м;
D_т - эквивалентный наружный диаметр пустотелой направляющей, м;
h - высота площади контакта тормозного кольца с рукавом, м.

Устройство содержит стопорное эластичное кольцо, охватывающее рукав в верхней части пустотелой направляющей с возможностью перемещения вместе с ним, что предотвращает на конечном этапе заполнения рукава веществом сход рукава в скважину путем заклинивания между тормозным упругим элементом и конусообразным расширением пустотелой направляющей эластичного кольца.

Устройство снабжено чехлом, закрепленным в верхней части пустотелой направляющей с возможностью охвата по всей ее длине, что предохраняет собранный рукав от контакта со стенками скважины и предотвращает возможность его повреждения.

В устройстве тормозной упругий элемент установлен с возможностью охвата чехла, что улучшает условия торможения рукава.

В устройстве тормозной упругий элемент закреплен на чехле, что улучшает условия торможения рукава за счет возврата тормозного упругого элемента силой упругости чехла при уменьшении усилия натяжения рукава при погружении его в обводненную скважину.

В устройстве конусообразное расширение нижней части пустотелой направляющей выполнено под углом
α > arctgK_тр, (2)
где
K_тр - коэффициент трения материала рукава о материал направляющей, что обеспечивает лучшие условия для схода рукава.

В устройстве пустотелая направляющая снабжена выступом в верхней части, чехол закреплен сверху выступа, а стопорное кольцо размещено снизу выступа, что улучшает условия закрепления чехла.

В устройстве пустотелая направляющая снабжена выступом, размещенным в ее нижней части над конусообразным расширением, а тормозной упругий элемент размещен под выступом, что предотвращает складкообразование рукава в области тормозного упругого элемента.

Устройство содержит кольцо, охватывающее чехол и размещенное над выступом в нижней части пустотелой направляющей, что уменьшает складкообразование рукава над тормозным упругим элементом.

В устройстве по периметру пустотелой направляющей в месте сочленения с конусным расширением выполнено углубление, улучшающее работу тормозного упругого элемента при уменьшении усилия натяжения рукава и возврате тормозного упругого элемента на цилиндрическую часть пустотелой направляющей.

В устройстве широкая часть конусообразного расширения пустотелой направляющей выполнена скругленной для предотвращения обрезания рукава при увеличении усилия натяжения.

В устройстве пустотелая направляющая выполнена составной для обеспечения возможности регулирования ее длины при изменении длины рукава в зависимости от глубины скважины.

В устройстве пустотелая направляющая снабжена в верхней части воронкой для улучшения условий подачи вещества и обеспечения изготовления устройства в виде унифицированного моноблока с возможностью установки его в скважину.

В устройстве стопорное эластичное кольцо выполнено с возможностью взаимодействия с рукавом на длине, равной
K_п·[E]·H_п, м,
где
K_п - коэффициент предохранительного запаса рукава;
[E] - предельная продольная деформация материала рукава при растяжении;
H_п - высота незаполненной части рукава над веществом (м), что улучшает условия удержания верхней части рукава на пустотелой направляющей.

Это условие также обеспечивает наличие незаполненной части рукава при завершении процесса заполнения рукава веществом для обеспечения компенсации расхода рукава при усадке вещества, а также торможение нерасходуемой (верхней) части рукава на указанной длине с силой, превышающей силу торможения расходуемой части рукава, обеспечивает размещение требуемого количества вещества путем коррекции столба вещества при длительном нахождении в скважине. Это снижает вероятность перемещения всего рукава в скважину, которая существует из-за воздействия климатических условий и геотехнических факторов.

В устройстве закрытый конец рукава выполнен двухслойным, что уменьшает возможность порыва конца рукава о стенки скважины при его перемещении.

В устройстве тормозной упругий элемент в сечении выполнен круглым, что обеспечивает лучшие условия торможения в связи с равномерным распределением сил взаимодействия с рукавом.

Основным фактором, определяющим качество формирования столба вещества в рукаве в скважине является поддержание натянутого состояния рукава и исключение образования складок рукава при его сходе по мере заполнения веществом, что зависит от сил, воздействующих на рукав, основными из которых являются стягивающая его с пустотелой направляющей сила трения подаваемого вещества о рукав и сила веса вещества, помещаемого в рукав.

Поддержание натянутого состояния рукава может быть достигнуто путем торможения рукава, что к тому же обеспечивает выбор оптимальной длины рукава и возможность заполнения рукава всем необходимым количеством вещества, так как обеспечивается реализация закономерностей проходящих при этом процессов, а именно: усадки вещества в результате его уплотнения под действием удара падающего вещества в процессе его подачи и веса вещества, увлажнения вещества при попадании воды в рукав в обводненной скважине, а также винтового изгиба рукава с веществом, упакованным в рукав с диаметром меньшим диаметра скважины, деформации столба вещества, связанной с неровностями скважины, и учитывается влияние изменения климатических условий и геотехнических процессов при длительном нахождении вещества в скважине.

Использование тормозного упругого элемента во взаимодействии с конусообразным расширением в нижней части пустотелой направляющей обеспечивает исключение поперечных и снижение продольных до безопасного уровня деформаций материала рукава, а следовательно повышает силу торможения, в том числе изменяющуюся по требуемому закону, а также с учетом использованного приема торможения уменьшает зависимость силы торможения от диаметра рукава.

Совокупность приведенных существенных признаков устройства обеспечивает реализацию заполнения нисходящих скважин веществом в герметичный рукав и возможность достижения предъявляемых требований по качеству формирования заряда взрывчатого вещества.

Кроме того предлагаемое устройство представляет собой функционально законченный унифицированный моноблок, обеспечивающий его серийное изготовление и размещение в большом количестве скважин, используемых при проведении взрывов на разрезах открытой добычи полезных ископаемых.

Далее изобретение поясняется описанием конкретного, но не ограничивающего изобретение примера осуществления устройства для заполнения нисходящих скважин взрывчатым веществом в рукав.

На фиг. 1 изображено минимизированное устройство для заполнения нисходящих скважин взрывчатым веществом в рукав, разрез; на фиг. 2 - устройство - моноблок для заполнения нисходящих скважин взрывчатым веществом в рукав, в половинном разрезе.

Предпочтительный вариант осуществления изобретения.

Устройство для заполнения нисходящих скважин веществом в рукав характеризуется примером наилучшей реализации.

На фиг. 1 изображено устройство согласно изобретению в минимально необходимом составе, обеспечивающем функцию размещения взрывчатого вещества (ВВ) в рукаве в нисходящих скважинах как сухих, так и обводненных.

Устройство состоит из гильзы 1 с конусным расширением 2 в ее нижней части. На гильзе 1 уложен в "гармошку" рукав 3, нижний конец которого спущен с конуса 2 и стянут затяжкой 4. В нижней части гильзы 1 в месте перехода ее цилиндрической части в конусную 2 установлено тормозное упругое кольцо 5, охватывающее рукав 3.

Данное устройство может быть размещено как над скважиной, так и внутри скважины с помощью хорошо известных специалистам в этой области приспособлений.

На фиг. 2 изображено устройство - моноблок, выполняющее функцию размещения ВВ в рукаве в нисходящих сухих и обводненных скважинах.

Моноблок показан размещенным в скважине 6 и состоит из гильзы 1 с конусообразным расширением 2, уложенного на гильзе 1 в "гармошку" рукава 3, нижний конец которого спущен с конуса 2 и стянут затяжкой 4.

В верхней части гильзы 1 имеется приемная воронка 7. Гильза 1 может быть выполнена цельной или с вставкой 8, длина которой выбирается в зависимости от длины собранного на гильзе 1 рукава 3.

Рукав 3 размещен в чехле 9.

Гильза 1 снабжена верхним 10 и нижним 11 выступами, выполненными в форме колец.

Кольца 10 и 11 могут быть выполнены как в виде отдельных деталей, жестко закрепленных на гильзе, так и заодно с гильзой в процессе ее изготовления.

Рукав 3 в верхней части охвачен стопорным эластичным кольцом 12.

Чехол 9 в верхней части охвачен стопорным кольцом 13, размещенным над кольцевым выступом 10, а в нижней части - стягивающим кольцом 14, размещенным над кольцевым выступом 11.

В месте сочленения гильзы 1 с конусом 2 выполнено углубление 15.

Рукав охвачен тормозным упругим кольцом 5. Усилие взаимодействия тормозного упругого кольца 5 рассчитывается по формуле (1).

Моноблок может полностью изготавливаться в заводских условиях или собираться непосредственно на месте использования.

Моноблок может быть размещен над скважиной с помощью опорных элементов, хорошо известных специалистам в этой области и в данном примере не приводящихся, так как наиболее предпочтительным является размещение моноблока в скважине 6 и удерживание его в устье скважины 6 с использованием собственного элемента конструкции, а именно приемной воронки 7, выполненной с диаметром, большим диаметра скважины 6.

При размещении моноблока внутри скважины наибольший диаметр моноблока выбирается исходя из условия его свободного размещения в скважине, т.е. меньше диаметра скважины.

Узел конструкции моноблока, включающий приемную воронку 7, гильзу 1 и конусообразное расширение, 2 может быть выполнен составным или в виде одной детали.

Указанный узел может быть выполнен из дюралюминия, полиэтилена, полипропилена, поливинилхлорида, винипласта, углепластика и прочих, в том числе армированных материалов, обладающих жесткостью, прочностью и толщиной стенок, достаточными для выполнения функции каркаса.

Составные части узла могут быть объединены в единое целое известными специалистам способами (сваркой, склеиванием, резьбовым и т.п. соединениями).

Гильза 1 с конусным расширением 2 и приемной воронкой 7 может быть выполнена в сечении круглой или овальной или в виде многогранника или в комбинированном из приведенных геометрических форм виде.

Длина, диаметр гильзы 1 и конусного расширения 2 выбираются исходя из диаметра скважины 6 и диаметра и длины рукава 3 с условием свободного схода собранного на гильзе 1 рукава 3. Длина рукава 3 выбирается расчетным путем исходя из глубины скважины и усадки ВВ с некоторым запасом.

Расчет длины рукава не приводится, так как он хорошо известен специалистам в этой области.

Угол α конусного расширения 2 выполняется в соответствии с формулой (2), в которой учитывается баланс сил на наклонной поверхности конуса 2 из условия учета скатывающей силы, силы трения рукава 3 о поверхность материала конуса 2 и силы прижатия рукава 3 тормозным упругим кольцом 5.

Нижний край конуса 2 выполнен скругленным с целью предотвращения обрезания рукава 3 при рывках под нагрузкой. В качестве материала рукава 3 используют полиэтиленовую пленку, либо любой другой материал, наиболее подходящий для выполнения необходимой функции и хорошо известный специалистам в данной области техники.

При этом применяют рукав 3 стандартный, изготовленный промышленностью, или изготавливают непосредственно перед использованием средствами и способами, также хорошо известными специалистам в данной области.

Запас рукава 3, обеспечивающий формирование столба вещества, определяется зависимостью от расхода рукава на складкообразование в процессе усадки столба вещества, расхода рукава на изгиб столба вещества в скважине, расхода рукава на огибание выступов стенок скважины и с усадкой высоты вещества в осевом направлении скважины. Расчет запаса рукава не приводится, так как хорошо известен специалистам в этой области.

Нижний конец рукава 3 стянут с конусообразного расширения 2 и с помощью затяжки 4, которая может быть выполнена в виде шнура или любом другом виде, хорошо известном специалистам (в том числе в виде завязанного в узел конца рукава 3).

Часть рукава 3 ниже затяжки 4 вывернута и натянута на конец рукава 3 для предохранения его от порыва при его перемещении по скважине 6.

Верхний конец рукава 3 закреплен на гильзе 1 под кольцевым выступом 10 с помощью удерживающего кольца 12 с возможностью его перемещения вместе с рукавом 3 на конечном этапе заполнения рукава ВВ.

Собранный в "гармошку" на гильзе 1 рукав 3 закрыт чехлом 9, который может быть изготовлен из того же материала, что и рукав, но большей толщины для предотвращения порыва рукава при транспортировке моноблока и помещении его в скважину 6.

Чехол 9 закреплен на гильзе 1 стопорным кольцом 13, которое размещено над верхним кольцевым выступом 10. Стопорное кольцо 13 может быть выполнено из упругого материала, например из резины.

Тормозное кольцо 5 размещено в нижней части гильзы 1 в месте перехода цилиндрической части в коническую 2. Тормозное кольцо 5 охватывает рукав 3 и закреплено в нижней части чехла 9.

Способ закрепления тормозного кольца 5 на чехле 9 может быть реализован как показано на фиг. 2, т.е. в отвороте конца чехла 9, вывернутый конец которого может быть жестко соединен с чехлом 9 путем склеивания или любым другим образом, хорошо известным специалистам в данной области.

В нижней части чехол 9 охвачен стягивающим кольцом 14, размещенным над кольцевым выступом 11 и выполняющим функцию натяжения чехла 9 и дополнительного прижатия рукава 3 к кольцевому выступу 11.

Кольцевые выступы 10 и 11 формируют зазор между собранным в "гармошку" рукавом 3 и чехлом 9.

Кроме того, нижний кольцевой выступ 11 в совокупности с чехлом 9 обеспечивает уменьшение продольных и поперечных складок рукава 3 путем его расправления перед тормозным кольцом 5.

Углубление 15, выполненное перед конусным расширением 2, предназначено для возврата тормозного кольца 5 при рывках рукава.

Тормозное упругое кольцо 5 выполнено в сечении круглым, но сечение может иметь и другую форму, наиболее целесообразную в зависимости от конкретных условий, учитывающих материалы, из которых изготовлены как тормозное упругое кольцо 5, так и рукав 3 и чехол 9, а также условия использования (в сухих или обводненных скважинах).

Тормозное упругое кольцо 5, удерживающее кольцо 12, стопорное кольцо 13 и стягивающее кольцо 14 могут быть изготовлены из резины или других упругих материалов, хорошо известных специалистам в этой области.

В описании предлагается предпочтительный вариант выполнения предлагаемого устройства, однако очевидно, что возможны различные изменения и модификации, не выходящие за пределы существа и объема изобретения.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Полностью снаряженный моноблок устанавливается в скважину 6 и удерживается в ее устье на внешней стороне приемной воронки 7, имеющей больший диаметр, чем устье скважины 6.

При подаче в приемную воронку 7 ВВ рукав 3 в нижней части начинает заполняться ВВ, при превышении весом вещества, а также превышении силы трения подаваемого вещества о внутренние стенки рукава 3, силы торможения рукава 3 тормозным упругим кольцом 5 начинает перемещаться по скважине 6. При этом рукав 3 с натягом, определяемым усилием прижатия рукава 3 к образующей гильзы 1 тормозным упругим кольцом 5, перемещается между чехлом 9 с закрепленным в его нижней части тормозным упругим кольцом 5 и гильзой 1.

В процессе перемещения рукава 3 в скважине сила веса ВВ превышает усилие тормозного кольца 5 и последнее начинает перемещаться на конусообразное расширение 2, тем самым увеличивая усилие торможения рукава 3.

То же самое происходит при рывках рукава 3, связанных как с преодолением изгибов и выступов скважины 6, когда временное замедление продвижения рукава по скважине приводит к возрастанию силы веса от поступающего вещества и следующим за этим рывкам рукава 3, так и кратковременного увеличения силы трения подаваемого вещества о внутреннюю поверхность рукава 3, связанную с условиями подачи вещества.

При достижении концом рукава 3 с веществом поверхности воды в обводненной скважине рукав ныряет, а затем возвращается назад под действием выталкивающей силы, в это время образуются поперечные складки рукава 3, о которые ударяется поступающее в рукав вещество, что приводит к рывкам рукава, которые компенсируются вышеприведенным механизмом взаимодействия тормозного кольца 5 и конусообразного расширения 2.

В момент выныривания конца рукава 3 ослабляется его натяжение и тормозное кольцо 5 при помощи упругой силы натянутого чехла 9, а также при помощи кольцевого углубления 15 возвращается в исходное состояние, обеспечивающее оптимальные условия торможения рукава 3. Затем по мере заполнения рукава 3 веществом его складки расправляются и рукав 3 полностью заполняется ВВ.

При достижении концом рукава 3 дна скважины натяжение рукава 3 под воздействием силы веса вещества прекращается и натяжение рукава 3 происходит только за счет силы трения поступающего вещества о стенки рукава 3. Механизм торможения рукава 3 при этом остается тем же, что был приведен выше.

Тормозное упругое кольцо 5 в совокупности с конусообразным расширением 2 обеспечивает компенсацию инерционности сползания рукава при кратковременных рывках при ударе вещества о складки рукава и предотвращает ослабление его натяжения и недопустимый излишний расход рукава.

Таким образом, происходит демпфирование рывка, так как энергия рывка гасится упругостью тормозного кольца 5. Осевое перемещение рукава 3 происходит с задержкой и тем самым повышается надежность размещения вещества в рукаве 3.

Стягивающее кольцо 14, охватывающее чехол 9 с возможностью его прижатия к поверхности кольцевого выступа 11, также усиливает демпфирующий эффект.

В процессе усадки за счет трения вещества о внутреннюю поверхность рукава 3 неизбежно его осевое стягивание. В растворяющемся сухом веществе при попадании воды в рукав 3 уплотнение и усадка происходят в процессе растворения вещества.

Расход рукава 3 на приведенные процессы осуществляется из предусмотренного запаса рукава 3, который по мере расхода стягивает по гильзе 1 удерживающее кольцо 12, заклинивающееся либо над нижним выступом 11, либо в области тормозного упругого кольца 5, предотвращая тем самым сход открытого конца рукава 3 в скважину 6.

Участок взаимодействия удерживающего кольца 12 с рукавом 3 на поверхности гильзы 1 может быть рассчитан с помощью формулы (3).

Устройство, инициирующее подрыв ВВ, в данном описании не приводится, так как оно размещается в скважине хорошо известными специалистам в данной области средствами.

Изобретение обеспечивает повышение надежности упаковки вещества в пленочный рукав в скважине, снижение расхода рукава, применение для упаковки вещества рукава, диаметром, равным или превышающим диаметр скважины, а также рукава с изменяющимися размерами поперечного сечения, экономию взрывчатого вещества, сокращение времени заряжания и в конечном итоге обеспечивает повышение качества заряда и эффективность взрыва.

Кроме того, изобретение обеспечивает возможность создания унифицированного моноблока с функцией размещения различных веществ в нисходящих сухих и обводненных скважинах, что значительно снижает расходы и трудоемкость снаряжения большого количества скважин и позволяет автоматизировать этот процесс.

Формула изобретения

1. Устройство для заполнения нисходящих скважин веществом в рукав, содержащее пустотелую направляющую с конусообразным расширением в нижней части, собранный на ней и закрытый с одного конца рукав с возможностью его схода, отличающееся тем, что оно содержит тормозной упругий элемент, охватывающий рукав в нижней части пустотелой направляющей с возможностью его перемещения.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что тормозной упругий элемент выполнен с возможностью взаимодействия с рукавом с силой, не превышающей величины

где d - толщина рукава, м;
G_n - прочность рукава при растяжении Н/м;
К_т - средний коэффициент трения рукава по материалу пустотелой направляющей и материалу тормозного упругого элемента;
Z - высота сечения продольной складки рукава, равная

где P_i - постоянная, равная 3,14;
d - толщина рукава, м;
D_р - наружный диаметр пустотелой направляющей, м;
D_т - эквивалентный наружный диаметр пустотелой направляющей, м;
h - высота площади контакта тормозного упругого элемента с рукавом, м.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно содержит удерживающее эластичное кольцо, охватывающее рукав в верхней части пустотелой направляющей с возможностью перемещения вместе с ним.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено чехлом, закрепленным в верхней части пустотелой направляющей с возможностью охвата по всей ее длине.

5. Устройство по п.1 или 4, отличающееся тем, что тормозной упругий элемент установлен с возможностью охвата чехла.

6. Устройство по п.1 или 4, отличающееся тем, что тормозной упругий элемент закреплен на чехле.

7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что конусообразное расширение нижней части пустотелой направляющей выполнено под углом
α > arctgK_тр,
где К_тр - коэффициент трения материала рукава о материал конусообразного расширения.

8. Устройство по п.1 или 4, отличающееся тем, что пустотелая направляющая снабжена выступом в верхней части, чехол закреплен сверху выступа, а стопорное кольцо размещено снизу выступа.

9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что пустотелая направляющая снабжена выступом, размещенным в ее нижней части над конусообразным расширением, а тормозной упругий элемент размещен под выступом.

10. Устройство по п.1, отличающееся тем, что содержит кольцо, охватывающее чехол и размещенное над выступом в нижней части пустотелой направляющей.

11. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что по периметру пустотелой направляющей в месте сочленения с конусообразным расширением выполнено углубление.

12. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что широкая часть конусообразного расширения выполнена скругленной.

13. Устройство по п.1, отличающееся тем, что пустотелая направляющая выполнена составной.

14. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что пустотелая направляющая снабжена в верхней части воронкой.

15. Устройство по п.2, отличающееся тем, что стопорное кольцо выполнено с возможностью взаимодействия с рукавом на длине, равной
К_п · [Е] · Н_п, м,
где К_п - коэффициент предохранительного запаса рукава;
[Е] - предельная продольная деформация материала рукава при растяжении;
Н_п - высота незаполненной части рукава над веществом, м.

16. Устройство по п.1, отличающееся тем, что закрытый конец рукава выполнен двухслойным.

17. Устройство по п.1, отличающееся тем, что тормозной упругий элемент в сечении выполнен круглым.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

MM4A - Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 14.08.2007

Извещение опубликовано: 27.12.2008        БИ: 36/2008

---