Устройство для забивания стрежневого элемента в грунт



Устройство для забивания стрежневого элемента в грунт
Устройство для забивания стрежневого элемента в грунт
Устройство для забивания стрежневого элемента в грунт
Устройство для забивания стрежневого элемента в грунт
Устройство для забивания стрежневого элемента в грунт
Устройство для забивания стрежневого элемента в грунт

 


Владельцы патента RU 2535316:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт горного дела им. Н.А. Чинакала Сибирского отделения Российской академии наук (RU)

Изобретение относится к горной и строительной технике, применяется для забивания вертикальных стальных труб и при бестраншейной прокладке трубопровода для забивания труб-кожухов в грунт. Устройство содержит основной ударный узел, установленный в отверстии переходного элемента, а также как минимум один дополнительный ударный узел, установленный по оси основного ударного узла в дополнительном отверстии переходного элемента, и соединенный с этим переходным элементом. Обеспечивается увеличение скорости забивания стержневого элемента в грунт путем повышения частоты ударов и возникновения эффекта "разжижения грунта". 6 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

Техническое решение относится к горной и строительной технике и может быть применено для забивания вертикальных стальных труб и при бестраншейной прокладке трубопровода для забивания труб-кожухов в грунт.

Известно устройство для погружения трубы в грунт забиванием по авторскому свидетельству №1622532, кл. E02F 5/18, опубл. в БИ №3 за 1991 г., содержащее ударный узел, закрепленную в его передней части втулку для взаимодействия с торцом забиваемой трубы, на которой выполнены радиальные выступы и размещены упругие элементы по окружности между радиальными выступами, и приспособление для регулирования жесткости упругого элемента. Каждый упругий элемент выполнен в виде изогнутой пластинчатой пружины, установленной с возможностью взаимодействия средней частью с внутренней поверхностью трубы, а приспособление для регулирования жесткости упругого элемента выполнено в виде расположенных на внешней поверхности втулки углублений для размещения концов пружин.

Недостатком известного устройства является низкая эффективность его работы вследствие малой скорости забивания трубы в грунт под действием ударов, наносимых по торцу трубы ударным узлом, максимальная частота которых ограничена своим предельным значением для каждого отдельного ударного узла.

Наиболее близким аналогом по технической сущности и совокупности существенных признаков является устройство для бестраншейной прокладки трубопровода в грунте по патенту РФ №2101421, кл. E02F 5/18, опубл. в БИ №1 за 1998 г., включающее ударный узел и втулку и снабженное тросом с лебедкой, причем трос прикреплен к ударному узлу, а лебедка с закрепленным к ней другим концом троса монтирована с другой стороны забиваемой трубы, причем трос размещен в трубе.

Недостатком этого устройства является низкая эффективность его работы вследствие малой скорости забивания трубы в грунт под действием ударов, наносимых ударным узлом через втулку по трубопроводу, максимальная частота которых ограничена своим предельным значением для каждого отдельного ударного узла. Повышение частоты ударов ударного узла может быть достигнуто сокращением времени цикла между двумя соседними ударами и зависит от длины хода ударника. При достижении минимально возможной длины хода ударника дальнейшее увеличение частоты ударов может происходить только за счет увеличения скорости движения ударника и предударной скорости. Предударная скорость ограничена по условиям прочности соударяющихся деталей.

Технической задачей предлагаемого решения является повышение эффективности работы устройства вследствие увеличения скорости забивания стержневого элемента в грунт путем повышения частоты ударов и возникновения эффекта "разжижения грунта".

Поставленная задача решается тем, что устройство для забивания стержневого элемента в грунт, содержащее основной ударный узел, установленный в отверстии переходного элемента, согласно техническому решению снабжено, как минимум, одним дополнительным ударным узлом, установленным по оси основного ударного узла в дополнительном отверстии переходного элемента, и соединенным с ним.

Такое выполнение устройства обеспечивает увеличение частоты ударных воздействий по торцу стержневого элемента, которое происходит вследствие сложения частоты ударов, как минимум, двух любых ударных узлов, имеющих каждый свои технические характеристики. При этом повышается скорость забивания стержневого элемента в грунт. В результате происходит повышение эффективности работы устройства. Кроме того, увеличение частоты ударных воздействий приводит к появлению дополнительного эффекта - "разжижения грунта" и, как следствие, к снижению сопротивления внедрению в грунт стержневого элемента за счет уменьшения трения. Это способствует увеличению скорости забивания стержневого элемента в грунт, что способствует повышению эффективности работы устройства.

Целесообразно, чтобы основной и каждый дополнительный ударные узлы образовали с переходным элементом конусные соединения. Такое выполнение устройства обеспечивает точное соосное размещение, как минимум, двух ударных узлов на переходном элементе, устойчивое крепление переходного элемента на торце стержневого элемента и полную передачу ударных импульсов через переходной элемент к стержневому элементу. Это приведет к увеличению скорости забивания стержневого элемента в грунт, что обеспечит повышение эффективности работы. Кроме того, конусные соединения делают возможным легкое снятие ударных узлов с переходного элемента при технологической необходимости.

Целесообразно, чтобы основной и каждый дополнительный ударные узлы образовали с переходным элементом торцевые контакты. Такое выполнение устройства обеспечит полную передачу ударного импульса от каждого ударного узла переходному элементу без потерь, существующих при жестком соединении каждого из ударных узлов с переходным элементом,масса корпусов которых поглощает часть ударного импульса от другого ударного узла.

Целесообразно, чтобы торцевые контакты основного и каждого дополнительного ударных узлов с переходным элементом были обеспечены резьбовыми соединениями. Такое выполнение устройства обеспечивает не только точное соосное размещение, как минимум, двух ударных узлов на переходном элементе, но и исключает снятие основного ударного узла с переходного элемента при ударе дополнительного ударного узла и наоборот. В этом случае следующий ударный импульс от основного ударного узла не будет потрачен на восстановление его соединения с переходным элементом, нарушенного воздействием ударного импульса от дополнительного ударного узла, и наоборот.

Целесообразно, чтобы торцевые контакты основного и каждого дополнительного ударных узлов с переходным элементом были обеспечены с помощью стяжных элементов, закрепленных одними концами на основном и дополнительном ударных узлах соответственно, а другими концами соответственно на переходном элементе. При таком выполнении устройства каждый следующий удар от основного или дополнительного ударных узлов будет направлен на повышение эффективности работы за счет более полной передачи ударных импульсов к стержневому элементу через плотные торцевые контакты всех ударных узлов с переходным элементом. Кроме этого масса корпуса одного ударного узла не будет являться "паразитным" телом, поглощающим часть ударного импульса от другого ударного узла и наоборот.

Целесообразно при этом устройство снабдить кольцевым пригрузом с демпфирующим элементом, расположенными на кольцевом выступе, выполненном на боковой поверхности переходного элемента. Такое выполнение устройства обеспечит более эффективное соединение переходного элемента со стержневым элементом, забиваемым в грунт, т.к. вес кольцевого пригруза будет уравновешивать силу отдачи каждого ударного узла и препятствовать обратному движению стержневого элемента из фунта. Демпфирующий элемент, расположенный между кольцевым пригрузом и переходным элементом, обеспечивает постоянное действие веса пригруза на переходной элемент и более эффективное восприятие сил отдачи указанных ударных узлов. Кроме того, исключается случайное снятие переходного элемента со стержневого элемента под воздействием ударных нагрузок.

Целесообразно, чтобы торцевые контакты основного и каждого дополнительного ударных узлов с переходным элементом были обеспечены с помощью стяжных элементов, закрепленных одними концами на основном и дополнительном ударных узлах соответственно, а другими концами соответственно на стержневом элементе с помощью поперечно расположенного в нем пальца. Такое выполнение устройства обеспечивает не только плотные торцевые контакты между переходным элементом и всеми ударными узлами, но и постоянный контакт между переходным элементом и стержневым элементом. Это способствует более полной передаче ударного импульса от каждого ударного узла через переходной элемент к погружаемому в грунт стержневому элементу, что приводит к увеличению скорости забивания стержневого элемента в грунт. В результате происходит повышение эффективности работы устройства. Кроме этого предотвращается случайное снятие переходного элемента со стержневого элемента под действием ударных импульсов.

Сущность технического решения поясняется примером конкретного исполнения устройства для забивания стержневого элемента в грунт и чертежами фиг.1-6. На фиг.1 изображено устройство для забивания стержневого элемента в грунт, общий вид в продольном разрезе, в котором оно снабжено как минимум одним дополнительным ударным узлом, установленным по оси основного ударного узла в дополнительном отверстии переходного элемента, и образует с ним конусное соединение. На фиг.2 - то же устройство, в котором основной и дополнительный ударные узлы с переходным элементом образуют торцевые контакты, которые обеспечены их резьбовыми соединениями. На фиг.3 - увеличенное изображение торцевого контакта, обеспеченного указанным резьбовым соединением. На фиг.4 - то же устройство, в котором торцевые контакты основного и каждого дополнительного ударных узлов с переходным элементом обеспечены с помощью стяжных элементов, закрепленных одними концами на основном и дополнительном ударных узлах соответственно, а другими концами соответственно на переходном элементе. На фиг.5 изображено то же устройство, что на фиг.4, общий вид в продольном разрезе, в котором оно снабжено кольцевым пригрузом с демпфирующим элементом, расположенными на кольцевом выступе, выполненном на боковой поверхности переходного элемента. На фиг.6 изображено то же устройство, в котором торцевые контакты основного и каждого дополнительного ударных узлов с переходным элементом обеспечены с помощью стяжных элементов, закрепленных одними концами на основном и дополнительном ударных узлах соответственно, а другими концами соответственно на стержневом элементе с помощью поперечно расположенного в нем пальца.

Устройство для забивания стержневого элемента 1 (фиг.1) в грунт (далее - устройство) содержит основной ударный узел 2, установленный в отверстии переходного элемента 3, и как минимум один дополнительный ударный узел 4, установленный по оси основного ударного узла 2 в дополнительном отверстии переходного элемента 3. Причем основной 2 и дополнительный 4 ударные узлы с переходным элементом 3 могут образовать конусные соединения (фиг.1).

В устройстве основной 2 и дополнительный 4 ударные узлы с переходным элементом 3 могут образовать торцевые контакты, обеспеченные их резьбовыми (фиг.2, 3) соединениями или стяжными элементами 5-8 (фиг.4-6), которыми снабжено устройство. Стяжные элементы 5-8 закреплены одними концами на основном 2 и дополнительном 4 ударных узлах соответственно, а другими концами соответственно на переходном элементе 3. При этом устройство может быть снабжено кольцевым пригрузом 9 (фиг.5) с демпфирующим элементом 10, расположенными на кольцевом выступе, выполненном на боковой поверхности переходного элемента 3. Для обеспечения указанных торцевых контактов стяжные элементы 5-8 в устройстве могут быть закреплены одними концами на основном 2 и дополнительном 4 ударных узлах соответственно, а другими концами на стержневом элементе соответственно, например, при помощи поперечно расположенного в нем пальца 11 (фиг.6).

Устройство работает следующим образом. Основной ударный узел 2 через конусное (фиг.1) или резьбовое (фиг.2, 3) соединение с торцевым контактом передает ударные импульсы переходному элементу 3, который передает эти ударные импульсы стержневому элементу 1 со своей частотой ударов. Под действием ударных импульсов стержневой элемент 1 погружается в грунт. Одновременно с этим дополнительный ударный узел 4 через указанные конусное или резьбовое соединение с торцевым контактом передает свои ударные импульсы переходному элементу 3 со своей частотой. Под действием ударных импульсов от дополнительного ударного узла 4 стержневой элемент 1 также погружается в грунт. Частота ударов основного 2 и дополнительного 4 ударных узлов может быть разной. Общая частота воздействия на стержневой элемент 1 через переходной элемент 3 складывается из частот основного 2 и дополнительного 4 ударных узлов. Это обеспечивает увеличение скорости забивания стержневого элемента в грунт. В результате происходит повышение эффективности работы устройства. Воздействие ударных импульсов с повышенной частотой приводит к "разжижению грунта", к уменьшению сопротивления внедрению, к повышению скорости забивания стержневого элемента в грунт, что способствует повышению эффективности работы устройства.

Для обеспечения торцевых контактов основного 2 и каждого дополнительного 4 ударных узлов с переходным элементом 3 могут применяться резьбовые соединения, которые обеспечивают не только точное соосное размещение, как минимум, двух ударных узлов на переходном элементе 3, но и исключает снятие основного 2 ударного узла с переходного элемента 3 при ударе дополнительного 4 ударного узла и наоборот.

Для обеспечения торцевых контактов основного 2 и каждого дополнительного 4 ударных узлов с переходным элементом 3 могут применяться стяжные элементы 5-8 (фиг.4), которые обеспечивают надежную передачу ударного импульса от основного 2 и дополнительного 4 ударных узлов переходному элементу 3. При этом масса дополнительного ударного узла 4 не воспринимает ударный импульс от основного ударного узла 2 и наоборот. Весь ударный импульс от обоих ударных узлов 2, 4 передается через переходной элемент 3 стержневому элементу 1.

Вес кольцевого пригруза 9, расположенного на кольцевом выступе переходного элемента 3, компенсирует силы отдачи от основного 2 и дополнительного 4 ударных узлов (фиг.5). Демпфирующий элемент 10, расположенный между кольцевым пригрузом 9 и кольцевым выступом, выполненным на боковой поверхности переходного элемента 3, изолирует кольцевой пригруз 9 от воздействия ударных нагрузок и обеспечивает постоянный силовой контакт между кольцевым пригрузом 9 и переходным элементом 3. Тем самым исключается обратное движение стержневого элемента 1 из грунта под действием сил отдачи основного 2 и каждого дополнительного 4 ударных узлов. Кроме того, исключается случайное снятие переходного элемента 3 со стержневого элемента 1, которое может произойти под воздействием ударных нагрузок.

Крепление стяжных элементов 5-8 одними концами соответственно на основном 2 и дополнительном 4 ударных узлах, а другими концами соответственно на стержневом элементе 1 (как показано на фиг.6) предотвращает не только случайное снятие переходного элемента 3 со стержневого элемента 1, но и обеспечивает полную передачу ударных импульсов от обоих ударных узлов 2, 4 через переходной элемент 3 стержневому элементу 1.

1. Устройство для забивания стержневого элемента в грунт, содержащее основной ударный узел, установленный в отверстии переходного элемента, отличающееся тем, что оно снабжено как минимум одним дополнительным ударным узлом, установленным по оси основного ударного узла в дополнительном отверстии переходного элемента и соединенным с этим переходным элементом.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что основной и каждый дополнительный ударные узлы образуют с переходным элементом конусные соединения.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что основной и каждый дополнительный ударные узлы образуют с переходным элементом торцевые контакты.

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что торцевые контакты основного и каждого дополнительного ударных узлов с переходным элементом обеспечены их резьбовыми соединениями.

5. Устройство по п.3, отличающееся тем, что торцевые контакты основного и каждого дополнительного ударных узлов с переходным элементом обеспечены с помощью стяжных элементов, закрепленных одними концами на основном и дополнительном ударных узлах соответственно, а другими концами соответственно на переходном элементе.

6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что оно снабжено кольцевым пригрузом с демпфирующим элементом, расположенными на кольцевом выступе, выполненном на боковой поверхности переходного элемента.

7. Устройство по п.3, отличающееся тем, что торцевые контакты основного и каждого дополнительного ударных узлов с переходным элементом обеспечены с помощью стяжных элементов, закрепленных одними концами на основном и дополнительном ударных узлах соответственно, а другими концами соответственно на стержневом элементе с помощью поперечно расположенного в нем пальца.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области бестраншейной прокладки трубопроводов. Устройство для бестраншейной прокладки трубопроводов способом прокола содержит подающий механизм из направляющей рамы с горизонтальными и вертикальными направляющими катками с возможностью их взаимодействия с внешней поверхностью прокладываемого трубопровода, и канатной тяговой лебедки, стержень, неподвижно закрепленный на фланце, смонтированном на переднем по направлению прокола конце прокладываемого трубопровода, с установленной на его конце шаровой опорой с возможностью опирания на нее полого рабочего наконечника конической формы, внутри полого рабочего наконечника на его участке цилиндрической формы, с его опиранием на фланец с помощью уплотнений установлен электродвигатель кругового относительно оси стержня вращения.

Изобретение относится к технологии строительных работ и может быть использовано для бестраншейной прокладки подземных коммуникаций в плывунах и болотистых грунтах.

Изобретение относится к горной и строительной технике и может быть использовано при бестраншейной прокладке подземных коммуникаций. Способ заключается в погружении трубы в грунт, формировании грунтового керна в забойной части погружаемой трубы, его транспортировке по грунтопроводу порциями давлением воздуха, поступающего по затрубному пространству, отсечении порций грунтового керна и образовании камеры перед порцией грунтового керна путем смещения грунтопровода по оси погружения.

Изобретение относится к горной и строительной технике, применяется при бестраншейной прокладке подземных коммуникаций. Способ заключается в бурении скважины породоразрушающим инструментом забойного снаряда, соединенного с двойной бурильной колонной, с непрерывным удалением шлама от забоя скважины и транспортировкой шлама потоком отработанного рабочего тела под давлением по центральному каналу двойной бурильной колонны.

Изобретение относится к технологии строительных работ и может быть использовано для бестраншейной прокладки пучка труб при сооружении тупиковых горизонтальных скважин или в стесненных городских условиях.

Изобретение относится к горной и строительной технике и может быть использовано при бестраншейной прокладке подземных коммуникаций. Способ включает погружение трубы в грунт открытым концом, формирование в ней грунтового керна и удаление его из трубы подаваемой текучей средой путем отрыва и выдавливания по частям.

Изобретение относится к устройствам для бестраншейной замены трубопроводов при ремонте и реконструкции подземных инженерных коммуникаций. Устройство содержит труборазрушающий рабочий орган с двумя дисковыми ножами, расширитель для увеличения диаметра скважины, приспособление для крепления нового пластмассового трубопровода и тяговый элемент в виде троса с установленными на нем элементами.

Изобретение относится к строительству трубопроводов. Способ включает проходку траншеи и размещение в ней защитного кожуха с последующим размещением в нем трубопровода.

Изобретение относится к строительной технике - к бестраншейной прокладке трубопроводов под препятствиями, используется при строительстве подземных коммуникаций под железными и автомобильными дорогами и т.п.

Изобретение относится к горному делу и строительству - к технологии направленного горизонтального бурения скважин в грунте, применяется при бестраншейной прокладке и ремонте подземных коммуникаций.

Изобретение относится к гидромолотам для погружения в грунт железобетонных и стальных свай, шпунта и других забивных элементов. Способ управления сваебойным гидромолотом заключается в переключении двух двухпозиционных клапанов, один из которых периодически сообщает поршневую полость гидроцилиндра со сливной магистралью, другой периодически сообщает поршневую полость гидроцилиндра со штоковой полостью.

Изобретение относится к строительным машинам для забивки в грунт свай, стальных труб, шпунта и других забивных элементов. Гидромолот для забивания свай содержит трубчатый корпус, ударную массу, два гидроцилиндра для подъема ударной массы, гидрораспределитель для управления потоками гидрожидкости, напорную и сливную гидролинии.

Группа изобретений относится к строительной технике и может быть использована под водой на больших глубинах для установки свай, крепежных свай и скважинных направлений в грунте морского дна и отбора образцов грунта на больших глубинах с возможностью использования на мелководье и на земле.

Изобретение относится к горному делу, строительству и геофизике - к гидравлическим ударным устройствам импульсного действия, применяется при разрушении горных пород и других твердых материалов и при сейсморазведке в качестве импульсного невзрывного источника сейсмических колебаний.

Изобретение относится к машиностроению и может найти применение в горном деле при отбойке монолитов, в строительстве, а также в сейсморазведке как механический источник возбуждения сейсмических волн на малых глубинах.

Изобретение относится к горным машинам и предназначено для ударного разрушения крепких породоподобных материалов и мерзлого грунта, для забивки свай и трамбования грунта и т.д.

Изобретение относится к горной и строительной технике, а именно к пневмоударным устройствам, и может быть использовано для забивания в грунт, в шпуры горных пород и искусственных каменных материалов клиновых инструментов различного профиля.

Изобретение относится к строительной и горной промышленности, а именно к пневматическим ударным устройствам для забивания в грунт стержневых элементов, например труб, и может найти применение также в других областях промышленности, где требуется ударное воздействие.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для погружения свай при устройстве оснований под фундаменты гражданских и промышленных сооружений, при возведении мостов, пристаней, набережных и для защиты сооружений от подмыва, для погружения свай под заданным углом к поверхности грунта.

Группа изобретений относиться к области строительства, а именно к устройствам, используемым для забивки в грунты свай, шпунта, труб и других строительных элементов. Гидромолот содержит верхний и нижний корпуса, направляющие, закрепленные в верхнем и нижнем корпусах, наголовник, закрепленный в нижнем корпусе, гидродвигатель, включающий напорный клапан, содержащий корпус, седло, разделительный клапан, выполненный с отверстием, сообщающим между собой полости со стороны переднего и заднего его торцов, управляющие поршни, сливной клапан, содержащий корпус, седло, разделительный клапан, выполненный с отверстием, сообщающим между собой полости со стороны переднего и заднего его торцов, управляющие поршни, гидроцилиндр, закрепленный на верхнем корпусе и выполненный содержащим поршень, шток, соединенный с поршнем, штоковую полость, постоянно соединенную с напорной магистралью, и поршневую полость, выполненную подключающейся либо через напорный клапан к напорной магистрали, либо через сливной клапан к сливной магистрали, ударную массу, выполненную передвигающейся вверх вниз по направляющим и соединенную со штоком, узел управления, золотник, выполненный соединенным с узлом управления и напорным и сливным клапанами. Гидромолот снабжен фальштоком, расположенным в поршневой полости гидроцилиндра и соединенным с поршнем. В гидродвигателе сливной клапан выполнен дополнительно содержащим пружину, расположенную между корпусом клапана и управляющим поршнем. Обеспечивается исключение эффекта «короткого замыкания» при переключения давления между напорной и сливной магистралями при работе гидромолота с частотой от 120 до 240 ударов в минуту, достигается повышение быстродействия, надежность и стабильность работы и, как следствие, повышенным КПД гидромолота. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 1 ил, 1 табл.
Наверх