Устройство для разрушения негабарита

 

Изобретение относится к горному делу и строительству и м.б. использовано для разрушения монолитных объектов. Цель изобретения - повышение эффективности разрушения за счет ступенчатого измерения давления, создаваемого 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 наконечник 9 выполнен ступенчатым. При ударе по концу ударного поршня 4 он внедряется в жидкость 10. Трубчатая втулка 3 уплотняет устье 1 шпура 2. При выходе очередного участка ступени в жидкость 10 в шпуре 2 происходит импульсное уменьшение давления. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

COL(HA ËÈÑÒÈ×ÅÑÍÈÕ

РЕСПУБЛИК (19) (И) 24 А1 (51) 4 Е 21 С 37/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг.1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬГГИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 432S315/23-03 (22) 09. 11. 87 (46) 30. 06.89. Бюл. Н- 24 (75) В.П.Зайцев (53) 622.233.05 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 726333, кл. Е 21 С 37/02, 1978.

Авторское свидетельство СССР

В 1004635, кл. E 21 С 37/02, 1981.

2 (S4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗРУШЕНИЯ НЕГАБА РИТА (57) Изобретение относится к горному делу и строительству и м.б. использовано для разрушения монолитных объектов. Цель изобретения — повышение эффективности разрушения эа счет ступенчатого измерения давления, соэда149027 ваемого 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 нако1

4 нечник 9 выполнен ступенчатым. При ударе по концу ударного поршня 4 он внедряется в жидкость 10. Трубчатая втулка 3 уплотняет устье 1 шпура 2.

При выходе очередного участка ступени в жидкость 10 в шпуре 2 происходит импульсное уменьшение давления.3 ил.

Изобретение относится к горнодобывающей и строительной технике и может быть применено для отбойки природного камня, разрушения старой кир15 пичной кладки или фундамента, футеровки металлургических агрегатов и смерзшихся грузов °

Цель изобретения — повышение эффективности разрушения за счет сту20 пенчатого изменения давления, создаваемого при ударном внедрении клинового наконечника в шпур, заполненный япщкостью, 25

На фиг.1 показано устройство, в шпуре, общий вид; на фиг.2 — конструкция ударного поршня; на фиг.3 вариант выполнения устройства со ступенчатой клиновой поверхностью. 30

Устройство для разрушения негабарита состоит иэ вставляемых в устье

1 шпура 2, трубчатой втулки 3 и ударного поршня 4, и отражателя 5, укладываемого на дно 6 шпура 2 острым концом 7 вверх. Поршень 4 выполнен на длине с цилиндрической частью, на которой для улучшения смазки и . гидроплотности накатан микрорельеф 8 (фиг.2) и с эаходной частью в виде 40 плоского клинового наконечника 9 на длине С (фиг.1,3). В полости шпура размещен разрушающий материал (жидкость) 10. На клиновом наконечнике выполнены ступени 11. Разрушение мо- 45 нолита с помощью устройства произво дят следующим образом. Бурят шпур 2 и на дно 6 укладывают отражатель 5 заостренным концом 7 вверх. Затем в устье 1 шнура вставляют до упора 50 в монолит буртом трубчатую втулку 3 и закладывают через центральное отверстие уплотнения в полость шпура разрушающий материал 10. После этого в уплотнение вставляют поршень 4 с 55 наконечником 9 на конце. В зависимости от вида материала разрушающее действие будет различным. Рассмотрим варианты,, 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, пер«ену,икулярном поверхности наконечника с силой которая в соответствии с параллелограммом сил (фиг.1) обра"овала осевой силой Р и радиаль«ой разрушающей силой N. Так как потерь на трение в паре наконечник — жидкость практически нет (кроме в«утреннего трения), то преобразование ударной осевой энергии P происходит максимально в давление жидкости. Зто зависит от угла наконечника при егз вершине, чем острее — тем эффективнее.

Тем не менее дар«ое попыле«и давления силой Р передается по всему объему жидкости в виде вол«ь. с час-тотой и амплитудой в завис« лости от характеристики виброударьика. Прямая волна, дойдя до отражателя 5, начиная от острия и до дна 6 разделяется

«а два потока и преобразуется в боковые разрушающие силы R (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 «е только к отражателю, но и вверх к устью 1 шпура. В этом случае давление передается вдоль конус«ой 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 наружн -o зазора.

Эта же сила coздает трение для cTo— порения от возможногo осевого смещеобладая повышенной смачнваемостью проникает в щели и поры, при ударных нагрузках со зда е т гид роуд ары, с нижающие прочность монолита. Кроме того, в результате высокочас-,отных воздействий топливо может нагреться и в условиях высоких давлений самовоспламениться (или от поданной искры), как в цилиндре двигателя. Таким образом к импульсному созданию давления добавляется взрывное сгорание жидкости в шпуре. При использовании ручных ударных инструментов полезна конструкция ступенчатого наконечника (фиг:3). Шаг ступеней b=0,5 — 3 мм определяется практически, так как зависит от свойств гидросистемы.

Вместо ступени 11 могут быть канавки, отверстия, углубления, Работа наконечника 9 на участке С описана выше.

При выходе участка ступени в объем импульсно сжатой жидкости в шпуре происходит также импульсное уменьшение, сброс давления за счет резкого уменьшения объема наконечника 9 на ступени 11. При дальнейшем смещении все 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 давлений выгодно применять поверхностно-активные вещества в жидкости для использования разупрочняющего эффекта Ребиндера.

Формула и зоб р етения

Устройство для разрушения негабарита, включающее ударный поршень с клиновым наконечником и трубчатую втулку-уплотнитель устья шпура, охватывающую ударный поршень, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности разрушения за счет ступенчатого изменения давления, создаваемого при ударном внедрении клинового наконечника в шпур, заполненный жидкостью, клиновой наконечник выполнен ступенчатым.

5 1490274 6 ния под действием осевого давления.

Эта сила мала, так как площадь кольцевого сечения сведена к минимуму.

Кроме трения стенок предусмотрена

5 компенсация осевого давления установ- . кой пружины сжатия с расчетным усилием (фиг. 1) . Для уменьшения трения и износа, а также для гидроплотности на поверхности цилиндрической части поршня, на длине of вибронакаткой нанесен микрорельеф 8. Микроканавки создают масляные карманы для смазки, а также препятствуют протеканию по поверхности. Кроме того, плотную с натягом посадку сопряжения уплотнения со стержнем делать не надо, так как независимо от вязкости жидкость под ударом мгновенно повышает свою плотность, а скорость распространения такова, что даже зазор может стать препятствием. A если в качестве жидкости применять высоковязкие вещества: масло индустриальное, солидолы, масло с наполнителем, гидро- 25 пласты (капрон, фторопласт и т.д.), сыпучие вещества (графит, дисульфид молибдена и т.д.), то с увеличением плотности и вязкости материалы становятся псевдожидкими и поэтому уплотнений практически не требуют.

Втулка в этом случае будет больше центрирующей, чем уплотняющей и поэтом„ ее можно сделать из фторопласта нли из металла, так как осевое

35 давление вверх будет отсутствовать.

Но здесь необходимо помнить, что повышение вязкости приносит не только плюсы, но и потери энергии на внутреннее трение, уплотнение материала. Для уменьшения внутреннего трения в воду добавляют полимеры, повышающие текучесть. Если в масло добавить капроновую или полиэтиленовую крошку, то ударная нагрузка нагреет масло, а вместе с ним и наполнитель, который, обладая. большим коэффициентом расширения, создаст постоянное повышение давление в шпуре между ударами. Возможно также применение в качестве жидкости легко испаряющихся жидкостей (керосин, бензин, дизельное топливо). Керосин, 1490274

Корректор Л,Бескид

Редактор М.Товтйн

Заказ 3676/35 Тирам 449 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Составитель А. Райский

Техред М. Ходанич

P)