Инъектор
Изобретение относится к горному делу и строительству для укрепления горной породы и строительных конструкций и используется для введения отверждающей жидкости. Обеспечивает высокую приспосабливаемость инъектора к соответствующим местным условиям. Инъектор содержит подающий трубопровод, который на своем подводящем и отводящем концах снабжен наружными резьбами, а также имеющий интегрированный запирающий по направлению к подводящему концу продольно канализированный обратный клапан и раздуваемый шланг. Шланг герметично охватывает подающий трубопровод своими концевыми участками с образованием длинного кольцевого пространства. С одной стороны кольцевого пространства в стенке подающего трубопровода предусмотрены поперечные каналы, устья которых закрыты в кольцевом пространстве эластичными уплотнительными кольцами, позиционированными соседними с обеих сторон фиксирующими кольцами. С торцевой стороны отводящего конца подающего трубопровода установлен разрушаемый диск посредством нажимного кольца с режущим внутренним краем, а также резьбовая муфта с внутренней радиальной перемычкой. Обратный клапан образован из шарика, прижатого к устью продольного канала в подающем трубопроводе, нажимной пружины и опорного кольца. Торцевая сторона кольца, находящаяся в контакте с разрушаемым диском, снабжена поперечным пазом. Внутренний диаметр нажимного кольца больше, чем внутренний диаметр опорного кольца, однако меньше, чем внутренний диаметр радиальной перемычки в резьбовой муфте. 2 н.п.ф-лы, 3 ил.
Инъекторы используются в качестве вспомогательных средств в горном деле, в подземном строительстве, а также в области оздоровления сооружений для впрыска, например, цементной пульпы, синтетической смолы, жидкого стекла и тому подобного в горную породу или соответственно в каменную кладку. С помощью этих пропиточных жидкостей должна укрепляться горная порода или соответственно каменная кладка. Кроме того, могут достигаться уплотнения.
Из DE 4209802 С1 известен инъектор, который оказался пригодным для практического применения. Однако практика показала, что при ненадлежащем манипулировании, а именно при вводе инъектора в скважину, обычно наблюдается разрушение подающего трубопровода внутри раздуваемого шланга тогда, когда подающий трубопровод состоит из синтетического материала. Причиной этого является кольцевая канавка, охватывающая подающий трубопровод в области поперечных каналов, которые соединяют продольный канал в подающем трубопроводе с кольцевым пространством между подающим трубопроводом и раздуваемым шлангом, для ориентации закрывающего устья поперечных каналов уплотнительного кольца, которое уменьшает поперечное сечение подающего трубопровода. Результатом этого является непригодность инъектора.
Подобного рода инъектор также раскрывается в заявке ЕР 0398838 А1.
Заявка DE 2402509 А1 раскрывает трубчатый односторонний инъектор для впрыскиваний искусственной смолы, который имеет патрубок с подобными муфте входной и выходной частями. На входной и выходной частях участок шланга из гибкого материала фиксируется зажимными хомутиками. На выходной части расположен обратный клапан с шариком и аксиально направленным силовым стяжным разрезным штифтом. Если шарик расположен на отверстии силового стяжного разрезного штифта, то прорезь в силовом стяжном разрезном штифте служит в качестве дросселирующего участка для инжектируемой среды. Кроме того, средняя область патрубка с предусмотренными здесь поперечными каналами не ослабляется по окружности посредством канавки.
Заявка DE 3014834 А1 раскрывает для специалиста инъектор с незакрытыми поперечными каналами между кольцевым пространством, которое образуется посредством резинового шланга и патрубка, и внутренней частью патрубка. Поперечные каналы предусмотрены эксцентрично кольцевому пространству. Кроме того, как на подводящем конце, так и на отводящем конце установлены обратные клапаны.
В основе изобретения, исходя из уровня техники, лежит задача создания гибкого приспосабливаемого к соответствующим местным условиям инъектора, который даже при ненадлежащем манипулировании может без проблем располагаться в отверстии.
Решение этой задачи осуществляется согласно изобретению признаками пункта 1 формулы изобретения.
Благодаря использованию подающего трубопровода из синтетического материала (шланг или труба, например, из термопласта, предпочтительно ABS-сополимера) во взаимосвязи с тем, что обратный клапан предусматривается не на подводящем конце, а на отводящем конце подающего трубопровода, теперь, в зависимости от местных условий, пользователь инъектора может использовать в принципе неограниченно длинный подающий трубопровод, так как на подводящем конце нанесена лишь наружная резьба, которая служит соединителем с подачей пропитывающей жидкости. Таким образом, гибкость при вводе инъектора увеличивается.
Особенно предпочтительным, кроме того, является мероприятие, состоящее в том, что пропитывающая жидкость вводится теперь с концов сформированного между подающим трубопроводом и раздуваемым шлангом кольцевого пространства через поперечные каналы. Таким образом, может достигаться более равномерное заполнение кольцевого пространства и вместе с тем обеспечивается улучшенное заклинивание раздуваемого шланга относительно стенки отверстия для фиксирования положения инъектора.
Подающий трубопровод в области поперечных каналов не ослабляется в поперечном сечении. Согласованные с поперечными каналами уплотняющие кольца напротив удерживаются в своих положениях посредством фиксирующих колец, которые предусмотрены с обеих сторон уплотняющих колец. При этом, что касается материала эластичных фиксирующих колец, речь может идти, в частности, о резиновых кольцах, которые, тем не менее, плотно облегают подающий трубопровод так, что их положение на подающем трубопроводе фиксировано и они надежно удерживают уплотняющие кольца.
Посредством распределения поперечных каналов аксиально отстоящими друг от друга в области концов кольцевого пространства, а также посредством устранения окружных канавок значительно увеличивается стабильность подающего трубопровода, так что даже неаккуратное манипулирование инъектором не может привести к разрушению подающего трубопровода.
Обратный клапан и разрушаемый диск совместно предусмотрены на отводящем конце подающего трубопровода. Разрушаемый диск расположен на торцевой стороне отводящего конца и устанавливается с помощью имеющего внутренний острый край нажимного кольца через резьбовую муфту с внутренней кольцевой радиальной перемычкой. Внутренний острый край обеспечивает то, что при создаваемом изнутри инъектора давлении разрушаемый диск прижимается к этому острому краю и разрушается, как только будет превышено предварительно заданное сопротивление. Величина внутреннего диаметра нажимного кольца зависит от соответственно необходимого разрушающего давления разрушаемого диска или соответственно необходимого расхода пропитывающей жидкости. Резьбовая муфта в случае необходимости может быть сформирована в виде двойной резьбовой муфты, так что в дополнительную внутреннюю резьбу при необходимости может устанавливаться еще образующая удлинение инжекторная труба.
Посредством того, что, согласно пункту 2 формулы изобретения, предусмотренные в конце кольцевого пространства в стенке подающего трубопровода поперечные каналы расположены по окружности со смещением на 90° относительно друг друга, достигается дополнительное повышение стабильности подающего трубопровода.
Дополнительный предпочтительный признак изобретения усматривается в пункте 3 формулы изобретения. В соответствии с ним отводящий конец раздуваемого шланга имеет фиксированное положение на подающем трубопроводе. Этим не только устраняется нежелательное относительное смещение подающего трубопровода к раздуваемому шлангу, но и обеспечивается то, что при заполнении кольцевого пространства и прижатии раздуваемого шланга к стенке отверстия подающий трубопровод может совершать относительное смещение только к подводящему концу раздуваемого шланга.
Согласно пункту 4 формулы изобретения обратный клапан образован из шарика, прижатого к устью продольного канала в подающем трубопроводе, пружины сжатия и опорного кольца. Опорное кольцо ввинчено во внутреннюю резьбу отводящего конца подающего трубопровода. Пружина сжатия, в частности, в форме винтовой пружины сжатия опирается с одной стороны на опорное кольцо, а с другой стороны на шарик. Для улучшенного манипулирования опорное кольцо снабжено поперечным пазом, который расположен в торцевой стороне, находящейся в контакте с разрушаемым диском.
Функция разрушаемого диска согласно признакам пункта 5 формулы изобретения заключается в оптимальной фиксации, если внутренний диаметр нажимного кольца сформирован большим, чем внутренний диаметр опорного кольца, но меньшим, чем внутренний диаметр радиальной перемычки в резьбовой муфте.
Ниже изобретение более подробно поясняется посредством представленных на чертежах вариантов осуществления изобретения.
На чертежах показано:
фиг.1 в вертикальном продольном разрезе инъектор;
фиг.2 в увеличенном представлении участок II длины инъектора по фиг.1 во время подачи пропитывающей жидкости;
фиг.3 в еще более увеличенном представлении участок III по фиг.1 согласно другому варианту осуществления.
На фиг.1 представлен затвор 1 отверстия, как он может находить применение, например, для упрочнения горной породы в закрытой горной разработке и для уплотнения трещин и разрывов в горной породе благодаря тому, что через затвор 1 отверстия в горную породу впрыскивается пропитывающая жидкость TF, например цементная пульпа.
Затвор 1 отверстия имеет продольно канализированный подающий трубопровод 2 из синтетического материала, а именно из усиленного стекловолокном акрил-бутадиен-стирола. На подводящем конце 3 подающего трубопровода 2 для пропитывающей жидкости TF предусмотрена наружная резьба 4, к которой может присоединяться, например, трубопровод, который подводит пропитывающую жидкость TF.
На отводящем конце 5 подающего трубопровода 2 (фиг.1 и 3) предусмотрена наружная резьба 6, на которую навинчена выполненная из полипропилена резьбовая муфта 7 с внутренней резьбой 8. В варианте осуществления резьбовая муфта 7 сформирована в виде двойной резьбовой муфты, причем служащая соединением с подающим трубопроводом 2 внутренняя резьба 8 отделена посредством внутренней кольцевой перемычки 9 от дополнительной внутренней резьбы 10. Эта дополнительная внутренняя резьба 10 служит для установки инжекторной трубы 11, при необходимости применения такой инжекторной трубы 11. Вместо отмеченной двойной резьбовой муфты 7 также может быть использована простая резьбовая муфта без участка с дополнительной внутренней резьбой 10.
На отводящем конце 5 подающего трубопровода 2 продольный канал 12 расширен. В отводящем конце 5 предусмотрены цилиндрический удлиненный участок 13 и резьбовой участок 14. Продольный канал 12 переходит через конический участок 15 в цилиндрический удлиненный участок 13. Переходная кромка 16 от продольного канала 12 к коническому участку 15 служит в качестве уплотняющей кромки для стального шарика 17, как составной части обратного клапана 18. Обратный клапан 18 дополнительно имеет пружину 19 в виде винтовой пружины сжатия из пружинной стали, которая с одной стороны опирается на шарик 17, а с другой стороны на опорное кольцо 20 из латуни, которое ввинчено в резьбовой участок 14 отводящего конца 5. В опорном кольце 20 предусмотрено продольное отверстие 21, которое по направлению к пружине 19 переходит в раскрывающийся конический участок 22. На другой стороне опорное кольцо 20 имеет поперечный паз 23, который предусмотрен для манипулирования опорным кольцом 20.
Резьбовая муфта 7 совместно с нажимным кольцом 24 из стали служит для установки разрушаемого диска 25 из алюминия на торцевой стороне 26 отводящего конца 5 подающего трубопровода 2. При этом важно, что доходящий до опирания на разрушаемый диск 25 внутренний край 27 нажимного кольца 24 образован с острой кромкой. Кроме того, для надежной работы разрушаемого диска 25 внутренний диаметр нажимного кольца 24 сформирован большим, чем внутренний диаметр продольного отверстия 21 в опорном кольце 20, но меньшим, чем внутренний диаметр радиальной перемычки 9 в резьбовой муфте 7.
Затвор 1 отверстия дополнительно содержит, как наглядно представляют фиг.1 и 2, охватывающий подающий трубопровод 2 раздуваемый шланг 28. Концы 29, 30 раздуваемого шланга 28 прижаты посредством стальных зажимных колец 31 к внешней поверхности 32 подающего трубопровода 2. Таким образом, между подающим трубопроводом 2 и раздуваемым шлангом 28 образуется продольно проходящее кольцевое пространство 33. Кроме того, можно видеть, что в смежном с отводящим концом 5 подающего трубопровода 2 конце 30 раздуваемого шланга 28 имеется внутреннее кольцевое углубление 34, в которое вставлено прочно охватывающее подающий трубопровод 2 фиксирующее кольцо 35 из стали. Это фиксирующее кольцо 35 имеет задачу фиксации местоположения раздуваемого шланга 28 на подающем трубопроводе 2, когда пропитывающая жидкость TF через продольный канал 12 подающего трубопровода 2 и оканчивающиеся в кольцевом пространстве 33 поперечные каналы 37, которые предусмотрены в стенке 36 подающего трубопровода 2, перетекает в кольцевое пространство 33, чтобы прижать раздуваемый шланг 28 к подробно не показанной стенке отверстия. При этом смежный с отводящим концом 5 подающего трубопровода 2 конец 30 раздуваемого шланга 28 остается жестко прилегающим к подающему трубопроводу 2, в то время как подающий трубопровод 2 может относительно перемещаться к другому концу 29 раздуваемого шланга 28.
Устья 38 поперечных каналов 37 в кольцевом пространстве 33 закрыты эластичными уплотняющими кольцами 39 из резины. С обеих сторон рядом с уплотняющими кольцами 39 находятся фиксирующие кольца 40, предпочтительно также из эластичного материала, например резины, которые, тем не менее, прочно охватывают подающий трубопровод 2. Эти фиксирующие кольца 40 служат для ориентирования уплотняющего кольца 39.
После ввода затвора 1 отверстия по фиг.1 в подробно не показанное отверстие в очистном забое закрытой горной разработки подающий трубопровод 2 загружается через подводящий конец 3 пропитывающей жидкостью TF. Так как разрушаемый диск 25 предотвращает протекание пропитывающей жидкости TF, пропитывающая жидкость TF из продольного канала 12 подающего трубопровода 2 согласно стрелкам PF по фиг.2 через поперечные каналы 37 поступает в кольцевое пространство 33, причем уплотняющие кольца 39 растягиваются, а раздуваемый шланг 28 зажимается в стенке отверстия. При дальнейшем увеличении давления пропитывающей жидкости TF разрушаемый диск 25 при предварительно заданном давлении разрушается при дальнейшем воздействии острой кромки 27 на нажимном кольце 24, так что затем пропитывающая жидкость TF через обратный клапан 18, опорное кольцо 20, нажимное кольцо 24 и резьбовую муфту 7 может входить в расположенный за ними участок отверстия и вместе с тем в горную породу.
Обратный клапан 18 предотвращает обратное течение пропитывающей жидкости TF в продольный канал 12 подающего трубопровода 2, в то время как уплотняющие кольца 39, окружающие поперечные каналы 37, препятствуют обратному течению пропитывающей жидкости TF из кольцевого пространства 33 в продольный канал 12, когда пропитывающая жидкость TF более не подводится.
1. Инъектор, содержащий подающий трубопровод (2), который на своем подводящем конце (3) снабжен наружной резьбой (4), а на своем отводящем конце (5) - наружной резьбой (6), а также имеющий интегрированный, запирающий по направлению к подводящему концу (3), продольно канализированный обратный клапан (18) и раздуваемый шланг (28), который герметично охватывает подающий трубопровод (2) своими концевыми участками (29, 30) с образованием длинного кольцевого пространства (33), причем с одной стороны кольцевого пространства (33) в стенке (36) подающего трубопровода (2) предусмотрены поперечные каналы (37), устья (38) которых закрыты в кольцевом пространстве (33) эластичными уплотнительными кольцами (39), позиционированными соседними с обеих сторон фиксирующими кольцами (40), и с торцевой стороны отводящего конца (5) подающего трубопровода (2) установлен разрушаемый диск (25) посредством нажимного кольца (24) с режущим внутренним краем (27), а также резьбовая муфта (7) с внутренней радиальной перемычкой (9), причем обратный клапан (18) образован из шарика (17), прижатого к устью (16) продольного канала (12) в подающем трубопроводе (2), нажимной пружины (19) и опорного кольца (20), торцевая сторона которого, находящаяся в контакте с разрушаемым диском (25), снабжена поперечным пазом (23), и причем внутренний диаметр нажимного кольца (24) больше, чем внутренний диаметр опорного кольца (20), однако меньше, чем внутренний диаметр радиальной перемычки (9) в резьбовой муфте (7).
2. Инъектор по п.1, у которого предусмотренные с одной стороны кольцевого пространства (33) в стенке (36) подающего трубопровода (2) поперечные каналы (37) расположены по периферии со смещением друг относительно друга на 90°.
3. Инъектор по п.1 или 2, у которого положение выпускного конца (30) раздуваемого шланга (28) на подающем трубопроводе (2) зафиксировано.
