Устройство для разрушения негабарита

(51) 4 Е 21 С 37/12 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ иг ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬГГИЯМПРИ ГННТ СССР(56) Авторское свидетельство СССРУ 726333, кл. Е 21 С 37/02, 1978.Авторское свидетельство СССРВ 1004635, кл. Е 21 С 37/02, 1981. 2(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗРУШЕНИЯ НЕГАБА РИТА(57) Изобретение относится к горномуделу и строительству и м.б. использовано для разрушения монолитных объектов. Цель изобретения - повышениеэффективности разрушения эа счет ступенчатого измерения давления, соэда 149027ваемого при ударном внедрении клинового наконечника 9 в шпур 2, заполненный жидкостью 10. Ударный поршень с клиновым наконечником 9, охваченный трубчатой втулкой-уплотнителем 3, вставляется в устье 1 шпура 2, заполненного жидкостью 10. Клиновой нако 44нечник 9 выполнен ступенчатым, Приударе по концу ударного поршня 4 онвнедряется в жидкость 10. Трубчатаявтулка 3 уплотняет устье 1 шпура 2.При выходе очередного участка ступенив жидкость 10 в шпуре 2 происходитимпульсное уменьшение давления.3 ил.Изобретение относится к горнодобывающей и строительной технике и может быть применено для отбойки природного камня, разрушения старой кир 15 пичной кладки или фундамента, футеровки металлургических агрегатов и смерзшихся грузовЦель изобретения - повышение эффективности разрушения за счет сту 20 пенчатого изменения давления, создаваемого при ударном внедрении клинового наконечника в шпур, заполненный зпщкостью,25На фиг.1 показано устройство, вшпуре, общий вид; на фиг.2 - конструкция ударного поршня; на фиг.3вариант выполнения устройства со ступенчатой клиновой поверхностью, 30Устройство для разрушения негабарита состоит иэ вставляемых в устье1 шпура 2, трубчатой втулки 3 и ударного поршня 4, н отражателя 5, укладываемого на дно 6 шпура 2 острым З 5концом 7 вверх. Поршень 4 выполненна длине с цилиндрической частью,на которой для улучшения смазки игидроплотности накатан микрорельеф 8(фиг,2) и с эаходной частью в виде 40плоского клинового наконечника 9 надлине С (фиг.1,3). В полости шпураразмещен разрушающий материал (жидкость) 10. На клиновом наконечникевыполнены ступени 11, Разрушение монолита с помощью устройства производят следующим образом. Бурят шпур 2и на дно 6 укладывают отражатель 5заостренным концом 7 вверх. Затемв устье 1 шнура вставляют до упора 50в монолит буртом трубчатую втулку 3и закладывают через центральное отверстие уплотнения в полость шпураразрушающий материал 10. После этогов уплотнение вставляют поршень 4 с 55наконечником 9 на конце. В зависимости от вида материала разрушающеедействие будет различным. Рассмотримварианты В качестве материала применена жидкость, При ударных воздействиях на поршень 4 последний получает осевое смещение к дну 6 шпура. При этом плоский наконечник 9 раздвигает жидкость в направлении, перпендикулярном поверхности наконечника с силойкоторая в соответствии с параллелограммом сил ,фиг.1) обра. овала осевой силой Р и радиальной разрушающей силой И. Так как потерь на трение в паре наконечник - жидкость практически нет (кроме внутреннего трения), то преобразование ударной осевой энергии Р происходит максимально в давление жидкости. Зто зависит от угла наконечника при егз вершине, чем острее - тем эффективнее. Тем не менее ударное попыени давления силой Р передается по всему объему жидкости в виде волин. с час тотой и амплитудой в зависимости от характеристики виброударьика, Прямая волна, дойдя до отражателя з, начиная от острия и до дна 6 разделяется на два потока и преобразуется в боковые разрушающие силы К (фиг,1). Тем не менее необходимо, чтобы грямая волна и обратная не находились в противофазе, а наоборот в одной фазе, чтобы использовать явление резонанса и снизить энергетические затраты, Для этого вибратор должен быть регулируемым по частоте импульсов. Таким же образом создают разрушающую нагрузку ударными инструментами (кувалдой, молотом и т.д,). Создаваемое давление распространяется не только к отражателю, но и вверх к устью 1 шпура, В этом случае давление передается вдоль конусной поверхности уплотнения и преобразуется в силу Г, большая часть которой награвлена радиально и прижимает стенки конусной ча"ти уплотнения к стенкам шпура 2 для уплотнения наружнзго зазора. Эта же сила создает трение для сто - порения от возможного осевого смещеобладая повышенной смачиваемостьюпроникает в щели и поры, при ударныхнагрузках создает пцроудары, снижающие прочность монолита. Кроме того,в результате высокочастотных воздействий топливо может нагреться и вусловиях высоких давлений самовоспламениться (или от поданной искры),как в цилиндре двигателя. Такимобразом к импульсному созданию давления добавляется взрывное сгораниежидкости в шпуре. При использованииручных ударных инструментов полезнаконструкция ступенчатого наконечника(фиг:3). Шаг ступеней Ь=0,5 - 3 ммопределяется практически, так какзависит от свойств гидросистемы,Вместо ступени 11 могут быть канавки,отверстия, углубления, Работа наконечника 9 на участке С описана выше.При выходе участка ступени в объемимпульсно сжатой жидкости в шпурепроисходит также импульсное уменьшение, сброс давления за счет резкогоуменьшения объема наконечника 9 наступени 11, При дальнейшем смещениивсе повторяется вновь с большой частотой, Такой характер изменений давления приводит к созданию гидроударов, кавитации в жидкости, уменьшающих сопротивление монолита разрушению и соответственно энергозатрат,В условиях импульсных смен давленийвыгодно применять поверхностно-активные вещества в жидкости для использования разупрочняющего эффекта Ребиндера. Формула и зоб р етения Устройство для разрушения негабарита, включающее ударный поршень склиновым наконечником и трубчатуювтулку-уплотнитель устья шпура, охватывающую ударньп поршень, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения эффективности разрушенияза счет ступенчатого изменения давления, создаваемого при ударном внедрении клинового наконечника в шпур,заполненный жидкостью, клиновой наконечник выполнен ступенчатым,5 1490274 6ния под действием осевого давления.Эта сила мала, так как площадь кольцевого сечения сведена к минимуму.Кроме трения стенок предусмотрена5компенсация осевого давления установ- .кой пружины сжатия с расчетным усилием (фиг.1). Для уменьшения трения иизноса, а также для гидроплотностина поверхности цилиндрической частипоршня, на длиневибронакаткой нанесен микрорельеф 8. Микроканавкисоздают масляные карманы для смазки,а также препятствуют протеканию поповерхности. Кроме того, плотную снатягом посадку сопряжения уплотнения со стержнем делать не надо, таккак независимо от вязкости жидкостьпод ударом мгновенно повьппает своюплотность, а скорость распространения такова, что даже зазор можетстать препятствием. А если в качестве жидкости применять высоковязкиевещества: масло индустриальное, солидолы, масло с наполнителем, гидропласты (капрон, фторопласт и т.д.),сыпучие вещества (графит, дисульфидмолибдена и т.д.), то с увеличениемплотности и вязкости материалы становятся псевдожидкими и поэтому уплотнений практически не требуют.Втулка в этом случае будет большецентрирующей, чем уплотняющей и поэтом. ее можно сделать из фторопласта нли из металла, так как осевое35давление вверх будет отсутствовать.Но здесь необходимо помнить, чтоповышение вязкости приносит не только плюсы, но и потери энергии навнутреннее трение, уплотнение материала, Для уменьшения внутреннеготрения в воду добавляют полимеры,повьппающие текучесть. Если в маслодобавить капроновую или полиэтиленовую крошку, то ударная нагрузка нагреет масло, а вместе с ним и наполнитель, который, обладая, большимкоэффициентом расширения, создастпостоянное повьппение давление вшпуре между ударами. Возможно такжеприменение в качестве жидкости легкоиспаряющихся жедкостей (керосин,бензин, дизельное топливо). Керосин,1490274 Составитель А.РайскийРедактор М.Товтйн Техред М. Ходанич Корректор Л,Бескид Подписное 449 Заказ 3676/35 ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5