Устройство для погружения конструкций

 

изобретение относится к строительству и смежным с ним отраслям народного хозяйства и предназначено для погружения различных объектов, рыхления материалов и грузов. Цель - повышение эффективности в работе. Устройство состоит из полого корпуса 1, в котором размещен поршень 2 со штоком 3 В корпусе выполнена камера 4, заполненная жидкой рабочей средой В последнюю введен электрод 5, соединенный с системой управления работой Корпус и шток связаны с погружаемой конструкцией . Электрод 5 выполнен коаксиальным, а полый корпус 1 - двухкамерным с допо.1 нительной верхней камерой 6 большего дна метра Поршень 2 выполнен с осевыми отверстиями 7. Коаксиальный электрод 5, в частности, размещен по оси штока в осевой расточке штока с поршнем Устройство может быть снабжено дополнительным коаксиальным электродом 9 и ограничительным упором в виде подвижной жесткой прокладки 10, размещенной на уступе 11 дополни тельной верхней камеры между жидкой рабо чей средой и торцом поршня Поршень со штоком, в частности, выполнен в виде на правляющей с несколькими опорными элементами , соприкасающимися с вн треннеи поверхностью дополнительной верхней камс ры симметрично по ее поперечном сече нию 1 з п ф-лы, 3 ил Ј (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ .РЕСПУБЛИК

SU» 1620539

А 1 (51)5 Е 02 В 7 06, 7 10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A8TOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4647937/ЗЗ (22) 06.02.89 (46) 15.01.91. Бюл. № 2 (72) В. В. Петухов, Г. Н. Гаврилов, А. Л. Егоров и Ю. Т. Дзядзин (53) 624.155.5 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 274718, кл. Е 02 D 7/06, 1969.

Авторское свидетельство СССР № 424947, кл. Е 02 D 7/00, 1968. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОГРУЖЕНИЯ

КОНСТРУКЦИЙ (57) Изобретение относится к строительству и смежным с ним отраслям народного хозяйства и предназначено для погружения различных объектов, рыхления материалов и грузов. Цель — повышение эффективности в работе. Устройство состоит из полого корпуса 1, в котором размещен поршень 2 со штоком 3. В корпусе выполнена камера 4, заполненная жидкой рабочей средой.

В последнюю введен электрод 5, соединенный с системой управления работой. Корпус и шток связаны с погружаемой конструкцией. Электрод 5 выполнен коаксиальным, а полый корпус 1 — двухкамерным с дополнительной верхней камерой 6 большего диаметра. Поршень 2 выполнен с осевыми отверстиями 7. Коаксиальный электрод 5, в частности, размещен по оси штока в осевой расточке штока с поршнем. Устройство может быть снабжено дополнительным коаксиальным электродом 9 и ограничительным упором в виде подвижной жесткой прокладки 10, размещенной на уступе 11 дополнительной верхней камеры между жидкой рабочей средой и торцом поршня. Поршень со штоком, в частности, выполнен в виде направляющей с несколькими опорными элементами, соприкасающимися с внутренней поверхностью дополнительной верхней камсры симметрично по ее поперечному сечению. 1 з. п. ф лы, 3 нл.

1620539

3

Изобретение относится к строительству и смежным с ним отраслям народного хозяйства и предназначено для погружения различных объектов, рыхления материалов и грузов.

Цель изобретения — повышение эффективности работы устройства..

На фиг. 1 приведена конструктивная схема импульсного погружателя с одним коаксиальным электродом; на фиг. 2 — то же, с двумя коаксиальными электродами; на фиг. 3 — возможное выполнение поршня со штоком, разрез А-А на фиг. 2.

Устройство состоит из полого корпуса l, в котором размещен поршень 2 со штоком 3.

Полость корпуса — камера — за полнена жидкой рабочей средой 4, в которую введен электрод 5 — высоковольтный разрядник для возбуждения электрических разрядов. Корпус и шток поршня выполнены со связями их с погружаемой конструкцией (сваей и т. п.). Шток, например, связан с упором или пригрузом; а корпус, например, скреплен с наголовником на погружаемой свае и т. и. Электрод 5 выполнен коаксиальным с центральным проводником, окруженным изоляцией, и наружным проводником в виде трубчатого тела, охватывающего через изоляцию центральный проводник, связанный, например, с положительным полюсом, а наружный проводник — с отрицательным полюсом высоковольтного источника питания (не показан). Полый корпус выполнен двухкамерным с дополнительной верхней (поршневой) камерой 6 диаметром, большим, чем основная рабочая камера, заполненная жидкой средой 4. Поршень 2 снабжен осевыми отверстиями 7 со штуцерами для заливки среды и выпуска воздуха.

Коаксиальный электрод 5 может быть размещен по оси штока 3 в осевой расточке 8 штока с поршнем.

Устройство может быть выполнено с дополнительным коаксиальным электродом 9 и ограничительным упором в виде подвижной жесткой прокладки 10, размещенной на дне 11 дополнительной верхней камеры между жидкой рабочей средой и торцом поршня.

Прокладка также снабжена осевыми отверстиями для исключения прилипания торца поршня.

В устройстве поршень со штоком выполнен в виде направляющей 12 с несколькими опорными элементами 13, соприкасающимися с внутренней поверхностью дополнительной верхней поршневой камеры симметрично по ее поперечному сечению.

Устройство работает следующим образом.

В момент подачи напряжения на коаксиальный электрод 5 — высоковольтный разрядник — на нем инициируется мощный электрический разряд, например, в несколько десятков кДж. Этот разряд порождает в рабочей камере, заполненной жид5

4 кой рабочей средой 4, силовое гидродинамическое поле расширяющегося парогазового (плазменного) пузыря. Под действием импульса давления этого поля поршень 2 со штоком 3 совершает относительно корпуса 1 поступательное перемещение в поршневой камере 6, воздействуя на погружаемую конструкцию через ее связи со штоком и корпусом и погружая ее. Давление, действующее на торец поршня, складывается из кратковременного действия волны сжатия (ударной волны) и давления, обусловленного расширением плазменного пузыря — давления гидропотока, рас-читываемого по управлениям теории несжимаемой жидкой среды. Импульс рабочего усилия при этом имеет «пиковый» характер, с большим относительно кратковременным мгновенным значением силы. Однако жесткого удара здесь нет. При периодическом инициировании— возбуждении — высоковольтного электрического разряда процесс приобретает периодический характер. Величину импульса рабочего усилия регулируют варьированием подводимой к электроду электроэнергии и, например, величины пригруза. Промежуток времени между разрядами регулируют, согласовывая его с частотой собственных упругих колебаний погружаемой конструкции и обеспечивая наиболее производительный резонансный режим работы. Выполнение электрода коаксиальным существенно увеличивает стабильность разрядов и его характеристик, исключая их «срывы» из-за различных причин, так как при таком выполнении линейный, ниточный характер электрической дуги при разряде изменяется на кольцевой характер (теоретически). Выполнение полого корпуса устройства с верхней дополнительной поршневой камерой 6 большего диаметра обуславливает постоянство объема жидкой рабочей среды, создает ступеньку в корпусе — ограничитель хода поршня, чем стабилизирует характеристики процесса. Снабжение поршня 2 осевыми отверстиями 7 со штуцерами для заливки жидкой рабочей среды и выпуска воздуха упрощают изготовление, сборку и обслуживание устройства. Размещение коаксиального электрода 5 по оси штока 3 в осевой расточке штока и поршня 2 исключает выполнение отверстий в корпусе устройства с неизбежной местной концентрацией напряжений; увеличивает прочность, надежность и долговечность корпуса.

При наличии двух электродов вначале подают напряжение на один из них, например 5, возбуждают первый электрический разряд, давление на торец поршня 2 передается от рабочей среды через жесткую подвижную прокладку 10, размещенную на выступе 11 поршневой камеры между средой и торцом поршня. На погружаемую конструкцию воздействует импульс рабочего усилия, выводит конструкцию из состояния относи1б20539

5 тельного покоя, «страгивает» ее на относительно небольшую величину, преодолевая инерционные нагрузки, силу сцепления со средой и пр. Затем через большой промежуток времени порядка (60-+40) мкс подают напряжение на другой . коаксиальный электрод, например, 9 и возбуждают второй рабочий электрический разряд мощностью в несколько десятков раз большей (75++-25) кДж мощности первого разряда. Второй разряд вызывает в рабочей камере описанные выше явления с соответственно большими энергиями и мощностями. На неуспевшую остановиться или существенно замедлиться погружаемую конструкцию воздействует дополнительный мощный импульс рабочего усилия и ускоренно погружает ее.

Выполнение поршня со штоком в виде направляющей конструкции 12 с несколькими спорными элементами 13, соприкасающимися с внутренней поверхностью поршневой 2О камеры симметрично по ее поперечному сечению, обеспечивает снижение момента инерции поршня со штоком, уменьшение инер6 ционности системы при передаче усилия без перекосов.

Формула изобретения

1. Устройство для погружения конструкций, включающее полый корпус, в котором размещены поршень со штоком и камера, заполненная жидкой рабочей средой, в.которой установлены электроды, подсоединенные к высоковольтному источнику питания, ограничительные упоры, наголовник, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности в работе, корпус выполнен с дополнительной камерой большего диаметра, чем диаметр основной, и расположенной над ней, а поршень установлен в дополнительной камере и выполнен с осевыми отверстиями, а ограничительный упор выполнен в виде подвижной жесткой прокладки, контактирующей с дном дополнительной камеры.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что поршень со штоком выполнен в виде направляющей с опорными элементами, контактирующими с внутренней поверхностью дополнительной камеры.

1620539

Составитель Н. Заболоцкая

Ред а кто р В. Ковтун Техред А. Кравчук Корректор С.Шевкун

Заказ 4223 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, !01