Установка для нагружения строительных изделий

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскик

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 123.280 (21) 3218250/29-33 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано 15,1132. Бюллетень ¹42

Дата опубликования описания 1Ы182

Р М g> з

6 01 М 7/00

6 01 и 3/30

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (33) УДК 620 ° 17;

:624.072.2 (088.8) 1

А.И. Иванов, Б.С. Буленков, А.р КРцд а7Жв и Б.А. Павлов (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТАНОВКА ДЛЯ НАГРУЖЕНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к строитеЛЬству, в частнссти к установкам для строительных изделий, преимущественно на нарастающее динамическое давле5 ние, вызванное сейсмическим воздей-. ствием — сейсмическим колебанием поверхности земной коры.

Известна установка для нагружения строительных иэделий, включающая корпус с камерой давления и взрывным устройством (1 3.

Недостаток известного устройства заключается в большой его.металлоемкости.

Наиболее близким к изобретению 15 является установка для нагружения строительных изделий, включающая корпус, камеру давления, нижнюю плиту с опорным контуром для установки испытуемого изделия, верхнюю плиту с приспособлением для регулировки давления в камере и взрывное устройство (2 3.

Недостаток устройства заключается в невозможности достаточно быстро регу: 25 лировать объем камеры давления,что ограничивает воэможность использований устройства при моделировании различных видов нарастания сейсмического

- воэлействия. И) Цель изобретения — расширение функциональных воэможностей.

Цель достигается тем, что установка для нагружения строительных изделий, включающая корпус, камеру давления, нижнюю плиту с опорным контуром для установки испытуемого иэделия, верхнюю плиту с приспособлением для регулировки давления в камере и взрывное устройство, снабжена диафрагмой иэ эластичного материала, установленной между корпусом и иижней плитой, а приспособление для регулировки давления в камере выполнено в виде заполненной низкомодульным материалом трубы с поршнем, при этом внутренний диаметр трубы равен внут-. реннему диаметру камеры давления и верхней плиты.

Поршень выполнен в виде надувной камеры иэ эластичного материала.

Установка снабжена диафрагмой иэ эластичного материала, установленной между корпусом и верхней плитой.

Поршень выполнен с направляющими крестообразного типа и установлен на верхней диафрагме.

Поршень снабжен регулируемыми опорами.

974180

Поршень пропущен сквозь верхнюю диафрагму и оснащен кольцевым ножом, обращенным в сторону диафрагмы.

Труба выполнена из отдельных телескопически соединяеьых между собой секций с уплотнительными кольцами, при этом нижняя подвижная секция снаб жена регуляторами перемещения.

Труба выполнена в виде винтового сильфона с регуляторами. перемещения, вкладок, обращенных внутрь.

Регуляторы перемещений, выполнены в виде стяжных болтов.

Регуляторы перемещения выполнены

i виде гидроцилиндров с кранами и гидроприводом.

Регуляторы перемещений выполнены

s виде сильфонов с гидроприводом.

На фиг. 1 схематично показана установка, разрез; на фиг. 2 — вариант установки с телескопической трубой;

Ма фиг. 3 - вариант установки, труба которой выполнена из сильфона; на фиг. 4 — установка с поршнем, оснащенным регулируемыми элементами; на фиг. 5 — то же, оснащенным кольцевым ножом; на фиг. б — то же, выполненным в виде надувной камеры; на фиг. 7 — разрез A-A на фиг. 1, по ясняющий конструкцию поршня; на фиг. 8 — устройство узла Х (фиг.2), вариант в виде талрепа; на фиг. 9 то же, вариант в .виде гидропривода; на фиг. 10 — вариант в виде сильфонного гидропривода; на фиг. 11 устройство узла II (фиг. 3). установка для нагружения строительного изделия (фиг. 1) состоит из рамы 1, представляющей собой нижнюю плиту, на которой смонтирован опорный контур 2, служащий для установки испытуемого. строительного изделия, например фундаментной плиты 3, а над плитой 3 образована камера давления 4 в виде цилиндра 5. Сверху цилиндр 5 закрыт плитой б, выполненной в виде трубы 7, внутренняя полость 8 которой заполнена подвижной массой из низкомодульного материала, например водой. Размер поперечного сечения трубы 7 совпадает с поперечным сечением камеры давления 4. ,В нижней части трубы 7 установлен поршень 9 и эластичная прорывная диафрагма 10 из резины, служащая для того, чтобы вода в период подготови не попала в камеру давления 4,. де расположено взрывное устройство, тоящее, например, из пороха и тротила 11, отделенное от фундамент- ной плиты 3 эластичной мембраной

12, например, из резины или металла, создающей уплотнение между цилиндром 5, плитой 1 и испытуемой фундаментной плитой 3. Нижняя плита (раыа 1) связана совместно с цилиндром

5 и верхней плитой б болтами 13 с гайками 14, при этом соединение может быть выполнено и другого типа например, в виде охватывающих струбцин.

Для того, чтобы во время работы поршень 9 не заклинило, он оснащен

Ъ направляющими 15, выполненными в виде крестовины.

При этом поршень 9 совместно с эластичной прорывной диафрагмой опирается на опорные выступы 16, ус10 тановленные внутри корпуса 5 камеры давления 4.

Вариантом исполнения предложенного устройства является установка с телескопической трубой (фиг. 2).

Для увеличения импульса нарастания давления в камере труба может быть выполнена телескопической в виде отдельных секций 18,17 и 19 установленных друг в друга, при этом между стенками установлены уплотнительные кольца 20 и 21.

Секции оснащены регуляторамификсаторами 22 и 23, закрепленными на корпусах секций и плите б,. при этом на секциях и плите регуляторы25 фиксаторы закреплены при помощи кронштейнов 24, 25 и 26.

При этом регуляторы-фиксаторы могут быть выполнены в виде талрепов, состоящих из обоймы 27 и резьбовых проушин 28 и 29 с контргайками 30 и 31, а проушины закреплены на кронштейнах 24, 25 и 26 при помощи осей 32.

В последующем варианте установки

35 для нагружения строительного изделия (фиг. 3, 4, 11) труба 7 выполнена в виде сильфона, например, винтового, при этом гофры 33 сильфонной трубы оснащены отбортовками 34, пере4П крывающими впадины 35 гофр 33, создавая относительно гладкую поверхность, которая служит для облегчения выброса подвижной массы — воды, заполняющей трубу и поршень 9.

Вариант устройства регуляторафиксатора (фиг. 10), служащего элементом для установки, выполнен в виде гидропривода, представляющего собой цилиндр 36, соединенный с плитой б при помощи кронштейна 24, оснащенного осью 32.

Во внутренней полости 37 цилиндра 36 смонтирован поршень 30 со штоком 39, при этом шток 39 соединен с кронштейном 25 также при помощи оси 32.

В верхней и нижней части цилиндр

Зб имеет штуцера 40 и 41, оснащенные отсечными кранами 42 и 43, например, пробкового типа. Цилиндры

6Î 36 сведены в нижней и верхней части между собой трубопроводами (не показано), служащими для одновременного перемещения штоков 39.

Штуцера 40 и 41 связаны с насо65 сами (не показано), служащими для

-974180 йодачи жидкости как в надпоршневуюпоршень 39, так и подпоршневую полости.

Вариантом регулятора-фиксатора, .предназначенным для установки, является регулятор-фиксатор, выполненный в виде двух сильфонных приводов 44 и 45, разделенных соединительным фланцем 46.

Сильфонные приводы 44 и 45 выполнены в виде сильфонных баллонов, цилиндрические корпуса 47 которых представляют собой сильфоны.

Соединительный фланец необходим для того, чтобы состыковать сильфоны, как баллоны, так как сильфоны относительно малых диаметров выпускаются промышленностью определенных размеров по длине. Внутри сильфонов по их оси установлены направляющие цилиндры 48 и штоки 49, при этом на них смонтированы направляющие отбойники 50, служащие для того, чтобы сильфонный цилиндр в процессе работы (перемещений) не имел бокового изгиба.

Торцы 51 и 52 цилиндрических корпусов оснащены также как и в предыдущем варианте штуцерами 40 и 41 с отсечными кранами 42 и 43.

Вариантом установки является устройство (фиг. 4), где поршень установки оснащен винтовыми регуляторами, обеспечивающими регулирование объема камеры давления.

Поршень 9 установки оснащен винтовыми приспособлениями 53, например болтами, которые проходят через уплотняющую прорывную диафрагму 10 и опираются на выступы 16 корпуса 5.

Вариантом установки также является приспособление для прорезания диафрагмы (фиг. 5). На поршне 9 смонтирован кольцевой нож 54, служащий для прорезания диафрагмы 10.

Последним вариантом является ус тановка (фиг. 6), где в качестве. поршня применена надувная камера 55 например, иэ резины, которая служит одновременно и поршйем, и уплотните лем, и регулятором камеры давления.

Установка (фиг. 1) работает следующим образом.

После установки строительного изде лия 3, например фундаментной плиты на опорный контур 2 его закрывают тонкостенной эластичной мембраной 12 и на раму 1 монтируют цилиндр 5, устанавливают взрывное устройство 11 и монтируют плиту 6,выполненную в виде трубы 7, предварительно установив прорывную диафрагму 10 иэ эластич ного материала, например резины и стягивают болтами 13 с гайками 14, устанавливают поршень 9 и заполняют полость 8 трубы 7-подвижной массой из низкомодульного материала, например водой.

После проведения монтажа установки производят воспламенение взрывного устройства при помощи пиропатрона, электроэапала и пр. (не показано), выделившиеся газы создают давление по всей поверхности строительного изделия 3 и одновременно прорывают диафрагму 10 и выбрасывают поршень 9 совместно с подвижной массой, например, водой иэ.трубы 7.

При этом недостающее давление на строительное изделие соответствует нарастанию давления в фронте удар (5 ной волны, вызванной землетрясением, а спад давления обеспечивается скоростью сброса подвижной массы, находящейся в трубе 7.

Увеличивая или уменьшая величину

2О подвижной массы, увеличивая или уменьшая длину трубы, а также варьируя массой взрывного устройства и его составом можно получить практически любой закон нарастания и cnaQ5 да давления на строительное изделие.

Использование подвижной массы, кроме того, дает возможность зна- чительно уменьшить толщину верхней плиты и тем самым сэкономить знаЗО чительное количество металла при изготовлении крупногабаритных установок для испытания строительных изделий с давлениями внутри камеры давления, соответствующим 12-и баллам шкалы Рихтера.

Вариант устройства (фиг. 2) работает следующим образом. После определения величины подвижной массы и длины ее-пробега по трубе 7 устанавливают при помощи регуляторов-фикса40 торов 22 и 23 высоту трубы при rtoмощи вращения рамок 27 с последующим закреплением гайками 30 и 31.

Монтаж строительного изделия, взрывного устройства камеры давле45 ния, поршня, трубы, заполнения ее подвижной массой и воспламенения взрывного устройства производят с последующим получением результатрв эксперимента..

59 В варианте. (фиг. 3 и 11) установка работает следующим образом. Установка испытуемого изделия, взрывного устройства, монтаж камеры и прочего производится, как в первом

55 варианте.

Отличительной особенностью является труба 7 выполненная в виде сильфона, которая при помощи регулято)ров-фиксаторов 22 и 23 устанавливае@ ется на определенный размер (оасчетный размер, который определен заранее). При этом труба 7,выполненная из сильфона,либо сжимается, либо растягивается, а отбортовки 37

43 гофр 33, перекрывая полости 35 соэ974180 дают сравнительно гладкую поверхность для прохода подвижной массы - воды совместно с поршнем при воздействии на поршень газов во время работы взрывного устройства.

Преимущество трубы, выполненйой из сильфона (при выполнении тех же задач) заключается в том, что она не требует cToJIb сложной механической обработки, как телескопическая при создании уплотнений. Особенно это отражается на сравнительно боль ших диаметрах, превышающих метр и б,олее.

Вариант устройства (фиг. 10) работает следующим образом. При установке трубы 7 в заданный размер, т.е. телескопический, секций или сильфона, в верхний или нижний штуцер, соответственно 40 и .41 подается рабочая жидкость, которая перемещает поршень 38 в заданном направлении,,а он в свою очередь перемещает шток 39.

При установке секций трубы или сильфонной трубы в заданном положении перекрывают краны 42 и 43, созжавая относительно жесткую замкнутую систему, так как рабочая жидкость находится как в подпоршневом так и хадпоршневом пространстве полости 37 и при сравнительно низких давлениях (до 50 атмосфер) практически не сжимается. !

Такое решение регулятора-фиксатора для установки дает возможность механизировать процессы настройки установки, что повышает ее отдачу, так как уменьшается подготовительное время для испытания изделия.

Вариант устройства (фиг. 10) работает почти так же, как и предыдущие.

При установке секционной трубы или сильфонной трубы в заданный размер в верхний и нижний шт„ цер 40 или 41 подается или откачивается рабочая жидкость, которая, увеличиваясь в объеме, перемещает торцы 51 и 52 и совместно с ними штоки 49, при этом последние скользят в нап,равляющих цилиндрах 48, тем самым обеспечивая заданный размер установки трубы.

Такое выполнение регулятора-фиксатора дает возможность использовать выпускаемые промышленностью гермет%чные сильфоны, исключить протечки масла (рабочей жидкости) и значительно уменьшить затраты на изготовление приводов, так как для штоков и направляющих могут быть использованы станочные оборудования сравнительно малых размеров; Таким образом, можно получить высоконадежные и работоспособные элементы устройства при срав° нительно малых затратах.

При сгорании взрывного устройст2О ва, газы воздействуют на поршень 9, несущий по своей образующей кольце25

Формула изобретения

ЗО

4О

5О

Вариант установки (фиг. 4) работает следующим образом.

После теоретического определения объема камеры давления устанавливается заданный объем путем вращения винтовых приспособлений 53, например болтов, выворачивая их на необходимое расстояние от торцовой поверхности поршня, устанавливают поршень на заданное расстояние, опирая болты 53 на выступы 16 камеры давления 4.

Таким образом, можно получить изменение еще одного параметра, а именно изменение объема камеры давления и тем самым повысить точность воспроизведения нагрузки.

Вариант установки (фиг. 5) работает следующим образом. вой нож 54, который прорезает разрывную диафрагму 10, и в дальнейшем устройство работает на преодоление сил инерции воды. Такое техническое решение исключает параметр неопределенности при разрушении прорывной диафрагмы, так как резина в раэличных условиях может быть разорвана при разных силовых величинах, и тем самым повышает точность технического результата.

Вариант устройства (фиг. 6) работает следующим образом.

После сборки установки и монтажа взрывного устройства устанавливают надувную камеру 56, например, иэ резины, подают в нее воздух через штуцер (не показано), надувная камера заполняет полость камеры давления и одновременно уплотняет ее после чего производят заливку воды в трубу 7. Подавая воздух в надувную камеру, можно получить практически любой объем камеры давления при надежном уплотнении.

Такое решение дает воэможность получить надежное уплотнение камеры давления при любом изменяемом объеме, а также предварительной величине нулевого давления, необходимого для надежного показания датчиков, измеряющих давления внутри камеры в момент работы.

1. Установка для нагружения строительных издЕлий, включающая корпус, камеру давления, нижнюю плиту с опорным контуром для установки испытуемого изделия, верхнюю плиту с приспособлением для регулировки давления в камере и взрывное устройство, отличающаяся тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей, она снабжена диафраг.

Составитель В. Иалызюв

Редактор Г. Гербер Техред М.Коштура Корректор!О. Билак

Заказ 8682/57 Тираж 887 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий.

113035, Москва,;К-35, Раушская наб., д. 4/5 I

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4