Устройство для разрушения прочных грунтов

(51) М. Кл. Е 02 Г 5/30 присоединением заявк Государственный комлт. И. Баловнев,Могилевскии маши ностроительн Министерства высшего и среднего специ Белорусской ССР и Московский автомобил Министерства высшего и среднего специальн(54) УСТРОИСТВО ДЛЯ РАЗРУШЕНИЯ ПРОЧНЫ ГРУНТОВ2 Наиболее близким техническим решениемк предла гаемому является устойство, Включающее корпус с винтовым наконечником и выхлопными отверстиями на боковой поверхности, поршень с перепускным клапаном, надпоршневую полость, рабочую камеру с подводящим газопроводом и клапан управления выхлопом 12.Недостатком известного устройства является увеличение энергоемкости при раз 1 о рушении прочных грунтов. Этот недостатокобусловлен тем, что при импульсном истечении газа в массив прочното грунта сохраняется постоянным объем емкости. Газ, истекая импульсно через выхлопные отверстия, образует в грунте посредством волны сжа тия полость, функционируя в которой волнасжатия, преобразующаяся у дневной поверхности в волну разрежения, отделяет объем разрушения от массива грунта, Сохранение постоянным объема емкости для сжатого газа при газоимпульсном воздействии на прочный грунт увеличивает общий объем газа, состоящий в этот момент из объема емкости устройства и объема полости в грунте, что снижает давление волны сжатия.При этом увеличивается энергоемкость гаИзобретение относится к строительно-дорожному машиностроению и используется в оборудовании для предварительного рыхления грунта.Известно устройство для разрушения грунта высоким импульсным давлением газа, включающее зуглубляемый в грунт рабочий наконечник и соединенный с ним трубчатый корпус, в котором выполнена емкость для сжатого газа. Емкость через клапаны сообщена с подводящей магистралью газа и с выхлопными отверстиями, находящимися в корпусе вблизи наконечника 11.Недостатком этого устройства является повышение энергоемкости при разрушении прочных грунтов, Указанный недостаток обусловлен тем, что импульсное истечение газа в грунт происходит при постоянном оо ьеме емкости. Прочный грунт, в то же время, обчадает значительно большим противодавлением импульсному истечению газа, чем талый грунт: Совокупность этих двух факторов увеличивает время истечения газа из емкости, снижая мощность импульса и повышая, тем самым, энергоемкость разрушения прочных грунтов. т,; - . ",". ,",.". й инс итут, ч" л ь ного аз 6 вамИя":", .Р ого образования СССРзодинамического разрушения мерзлых грунтов.Цель изобретения - повышение эффективности рыхления за счет обеспечения устойчивого давления выхлопа.Указанная цель достигается тем, что надпоршневая полость выполнена в виде пневматического аккумулятора и сообщена с подводя щим газопроводом через рабочую камеру и перепускной клапан, при этом клапан управления выхлопом сообщен с подводящим газопроводом с атмосферой посред. 10 ством трсхходового крана, а поршень расположен в рабочей камере.На фиг.изображен общий вид устройства, разрез; на фиг. 2 - сечение А - А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б - Б на фиг. 1.Устройство для газодинамического разрушения прочных грунтов включает винтовой наконечник 1, жестко соединенный с трубчатым корпусом 2, в котором образованы рабочая камера 3, поршень 4 и над поршневая полость 5, выполненная в виде пневматического аккумулятора. В рабочей камере 3 установлен ограничитель 6 подъема поршня вверх, Поршень 4 оснащен амортизирующими пружинами 7 и уплотнительными кольцами 8. В поршне 4 выполнен сквоз. ной канал 9, в котором посредством пружины 10 и стопорных колец 11 и 12 установлен псрспускной клапан 13, оснащенный уплотнительным кольцом 14. В нижней части рабочей камеры установлен клапан 15 уп- зо равлсния выхлопом с камерой 16 управления и пружиной 7, движение клапана 15 вверх ограничено стопорным кольцом 18. Клапан 15 перекрывает выхлопные отверстия 19, камера 3 через подводящие газопроводы 20, 21 и двухпозиционный кран 22 сообщена с источником сжатого газа, например ком прессором высокого давления (не показан). Камера 16 управления через газопроводы 23 и 24 сообщена с трехходовым краном 25, который в свою очереь сое динен с рабочей камерой 3 и атмосферой.Устройство для газодинамического разрушсння мерзлых грунтов работает следующим образом.Посредством приводного механизма (не показан) обеспечивается вращение и верти кальное внедрение винтового наконечника 1 вместе с трубчатым корпусом 2 в грунт. Одновременно рабочая камера 3 через кран 22, подводящие газопроводы 21 и 20 заполняется сжатым газом высокого давления. Через кран 25, газопроводы 24 и 23 сжатый газ поступает также в камеру 16 управления,Клапан 15 поднимается вверх до упора в кольцо 18, перекрывая выхлопные отверстия 19. Поступающий в рабочую камеру 3 сжатый газ перемещает поршень 4 вверх. При упоре поршня 4 в ограничитель 6 сжатый газ, сжимая пружину 10, открывает перепускной клапан 13 и поступает в надпоршневую полость 5. После заполнения устройства газом камера 16 управления посредством крана 25 соединяется с атмосферой. Давление сжатого газа практически мгновенно перемещает вниз клапан 15, сжимая пружину 17 и обеспечивая выпуск сжатого газа через выхлопные отверстия 19. В момент открытия клапана 15 давление газа в рабочей камере 3 несколько уменьшается по сравнению с давлением газа в надпоршневой йолости 5. Поршень 4 перемещается вниз, принудительно вытесняя газ из рабочей камеры 3 в импульсном режиме. Пружины 7 амортизируют удар поршня 4 в конце хода. После выглубления корпуса 2 устройство устанавливается в новое место рыхления и цикл работы повторяется. Газ, находящийся в надпоршневой полости 5, может использоваться для интенсификации истечения неоднократно. Возможные утечки компенсируются подачей газа через клапан 3.Использование изобретения повысит эффективность рыхления и снизит энергоем. кость разрушения грунта, уменьшение энергоемкости разрушения происходит из-за обеспечения устройством переменного объема истечения и принудительного вытеснения газа из рабочей камеры в импульсном режиме, что сохраняет постоянным давление волны сжатия до полного опорожнения рабочей камеры.Формула изобретенияУстройство для разрушения прочных грунтов, включающее корпус с винтовым наконечником и выхлопными отверстиями на боковой поверхности, поршень с перепуск-. ным клапаном, надпоршневую полость, рабочую камеру с подводящим газопроводом и клапан управления выхлопОм, отличаю- и(ееся тем, что, с целью повышения эффективности рыхления за счет обеспечения устойчивого давления выхлопа, надпоршневая полость выполнена в виде пневматического аккумулятора и сообщена с подводящим газопроводом через рабочую камеру и перепускной клапан, при этом клапан управления выхлопом сообщен с подводящим газопроводом и с атмосферой посредством трех- ходового крана, а поршень расположен в рабочей камере.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР569687, кл. Е 02 Г 5/18, 1976.2. Авторское свидетельство СССР621839, кл. Е 02 Г 5/30, 1977 (прототип).