Силовой элемент для разрушения монолитных объектов

 

Использование: в горном деле, строительстве для разрушения монолитных конструкций и объектов, для добычи природного камня.Сущность изобретения: силовой элемент состоит из торцевых обойм и прижимных гаек, между которыми вдоль эластичной распорной камеры установлены секции из пары пуансонов. Пуансоны в каждой секции установлены с возможностью образования цилиндра с продольным внутренним каналом для размещения эластичной распорной камеры и радиальной раздвижки. Каждый пуансон выполнен с радиальным пазом, охватывающим выступ парного пуансона, который расположен вдоль образующей цилиндра. Внутри камеры установлена стенка с продольной канавкой на боковой поверхности стяжки, по которой рабочая жидкость попадает внутрь распорной эластичной камеры. Силовой элемент имеем также штуцер, соединенный с гидросистемой, конусные зажимы с каналом для прохода рабочей жидкости и резьбой для соединения с концами стяжки. Для возможности выборки зазоров между продольно расположенными внешними частями силового элемента стяжка выполнена с разнонаправленной резьбой и шлицами на концах. Концы эластичной распорной камеры герметично зажаты между внутренней поверхностью конусной торцевой обоймы и внешней конусной поверхностью зажимов. При подаче рабочей жидкости в эластичную рабочую камеру происходит раздвижка пуансонов в радиальном направлении и как следствие разрушение стенок шпура. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к горному делу и строительству и может быть применено для добычи природного камня, разлома негабаритов и валунов, разрушения монолитных массивов и конструкций.

Известно устройство для направленного разрушения монолитных объектов, включающее продольные распорные элементы, образующие цилиндр с продольной полостью, в которой размещена эластичная распорная камера. Для обеспечения плотного предварительного прилегания к поверхности шпура устройство имеет клиновые накладки на внешней поверхности распорных элементов и пружины [1] Недостатком устройства является неравномерность передачи разрушающих усилий на стенки шпура и как следствие неравномерность развития трещины.

Известен силовой элемент для разрушения монолитных объектов, являющийся наиболее близким к предложенному и включающий секцию из продольно расположенных раздвижных пуансонов, образующих цилиндр с продольной полостью, в которой размещена эластичная распорная камера, стяжка, расположенная внутри последней, кольца из упругого эластичного материала, стягивающие пуансоны, торцевые обоймы и прижимные гайки [2] Недостатком известного устройства является неэффективная его работа в шпурах и скважинах, имеющих продольную кривизну из-за возможности заклинивания пуансонов, а также невысокая надежность из-за недостаточной герметизации концевых заделок эластичной распорной камеры, а также то, что необходимость выполнения выступов и пазов как на торцевых обоймах, так и на раздвижных пуансонах снижает технологичность выполнения силового элемента.

Целью изобретения является обеспечение эффективной работы силового элемента в шпурах с продольной кривизной, создание равномерно направленных разрушающих усилий на стенки шпура, и как следствие равномерное развитие трещин, повышение надежности работы за счет улучшения герметичности концевых заделок эластичной распорной камеры и повышение технологичности изготовления силового элемента.

Достигается это тем, что силовой элемент для разрушения монолитных объектов, включающий секцию из соединенной упругими эластичными кольцами пары пуансонов, имеющих пазы и выступы, и установленных с возможностью образования цилиндра, имеющего внутренний продольный канал, и раздвижки в радиальном направлении, эластичную распорную камеру, размещенную во внутреннем продольном канале цилиндра, стяжку с каналом подачи рабочей жидкости в эластичную распорную камеру, резьбу на концах стяжки, торцевые обоймы и прижимные гайки, штуцер для подачи рабочей жидкости, силовой элемент снабжен дополнительными секциями, установленными вдоль эластичной рабочей камеры и конусными зажимами, при этом паз каждого пуансона выполнен радиальным, а выступ расположен вдоль образующей, а конусные зажимы установлены с возможностью зажима концов эластичной распорной камеры между внутренней поверхностью торцевых обойм и наружной поверхностью конусных зажимов, кроме того канал для подачи рабочей жидкости стяжки может быть выполнен в виде канавки на ее боковой поверхности, резьба на ее концах выполнена противонаправленной, а на торцах стяжки выполнены шлицы, внутренняя поверхность торцевой обоймы выполнена конусной и имеет закругления в местах контакта с эластичной распорной камерой.

На фиг. 1 изображен силовой элемент, продольный разрез; на фиг. 2 раздвижные элементы, количество которых выбирается в зависимости от требуемой длины силового элемента; на фиг. 3 сечение по А-А на фиг. 1; на фиг. 4 схема раздвижки пуансонов при подаче рабочей жидкости в эластичную рабочую камеру.

Силовой элемент состоит из торцевых обойм 1 и 2 с прижимными гайками 3 и 4, конусных зажимов 5 и 6 с внутренней резьбой и каналом для прохода рабочей жидкости, стяжки 7 с канавкой 8, шлицами 9 и 10 на торцах и с левой и правой резьбой на концах для соединения с конусными зажимами 5 и 6, имеющими соответствующие резьбы. Стяжка 7 размещена внутри эластичной камеры 11, вдоль которой установлены секции 12, каждая из которых состоит из пары пуансонов 13, установленных с возможностью образования цилиндра с продольным внутренним каналом и возможностью радиальной раздвижки при заполнении рабочей камеры жидкостью и воздействия камеры на внутреннюю поверхность пуансонов. Каждый пуансон выполнен в виде части цилиндра, имеющей паз и выступ, расположенные во взаимно перпендикулярных плоскостях, а именно радиальный паз 14 и выступ, выполненный вдоль по образующей цилиндра и по периметру его боковой поверхности. В каждой секции глубина паза и ответного ему выступа выполнены равными, ширина паза равна ширине выступа, с условием обеспечения радиальной раздвижки. Каждая пара пуансонов стянута упругими эластичными кольцами 15, размещенными в кольцевых канавках. Стяжка 7 имеет на одном конце правую, а на другом левую резьбу. Конусные зажимы 5 и 6 также выполнены с противонаправленными резьбами для соединения с соответствующими концами стяжки.

Торцевые обоймы 1 и 2 имеют внутреннюю конусную поверхность с сужением, направленную в сторону пуансонов, и с закругленными кромками, контактирующими с эластичной распорной камерой, концы которой зажаты между внутренней конусной поверхностью торцевых обойм и наружной конусной поверхностью конусных стяжек, обеспечивая при этом надежную герметизацию концов эластичной распорной камеры.

Прижимные гайки 3 и 4 имеют наружную резьбу для соединения с внутренней резьбой торцевых обойм и внутреннюю резьбу для соединения со штуцером 16 или заглушкой 17. Для разрушения мощных пластов силовые элементы можно собирать в гирлянду из двух и более силовых элементов, для чего они соединяются между собой с помощью короткой вставки, имеющей на концах штуцеры 16. При заполнении силового элемента рабочей жидкостью заглушка предварительно выворачивается для удаления воздуха. При сборке элемента стяжка 7, имеющая на торцах шлицы 9 и 10 с помощью левой и правой резьбы, обеспечивает регулировку расстояния между торцевыми обоймами 1 и 2, и выборку микрозазоров между сопрягаемыми плоскостями в поперечном относительно продольной оси силового элемента направлений торцевых обойм и секций, а также секций между собой, предотвращая выдавливание в эти микрозазоры эластичной распорной камеры.

Силовой элемент работает следующим образом. Он устанавливается в шпур с ориентацией раздвижки пуансонов в сторону, перпендикулярную направлению раскола монолита. От шланга высокого давления рабочая жидкость поступает через штуцер 16, внутренний канал конусного зажима 5 и канавку 8 в эластичную распорную камеру 11, при расширении последней происходит раздвижка пуансонов в радиальном направлении. Так как выступы пуансонов ограничены при перемещении охватывающими плоскостями пазов, то раздвижка пуансонов осуществляется в диаметрально противоположных направлениях, оказывая разрушающее воздействие на стенки шпура или скважины. При сбросе давления в гидросистеме после образования трещины упругие эластичные кольца возвращают пуансоны в исходное положение.

Предлагаемый силовой элемент работает от подачи рабочей жидкости как от насоса с механическим, так и от насоса с ручным приводом, что дает возможность использования всей установки в полевых условиях. Количество подключаемых силовых элементов не ограничено, соединение элементов в гирлянду дает возможность снизить давление в гидросистеме. Комплект установки с ручным приводом насоса имеет малый вес, компактен и не требует разборки и монтажа при перемещении или изменении видов работ.

Формула изобретения

1. СИЛОВОЙ ЭЛЕМЕНТ ДЛЯ РАЗРУШЕНИЯ МОНОЛИТНЫХ ОБЪЕКТОВ, включающий секцию из соединенной упругими эластичными кольцами пары пуансонов, имеющих пазы и выступы, установленных с возможностью образования цилиндра с продольным внутренним каналом и радиальной раздвижки, эластичную распорную камеру, размещенную во внутреннем продольном канале, расположенную внутри эластичной камеры стяжку с каналами подачи рабочей жидкости внутрь камеры, отличающийся тем, что силовой элемент снабжен дополнительными секциями, установленными вдоль эластичной распорной камеры, и конусными зажимами с каналом прохода рабочей жидкости и резьбой для соединения со стяжкой, при этом у каждого пуансона паз выполнен радиальным и размещен с охватом выступа парного пуансона, а выступ расположен вдоль образующей, конусные зажимы установлены с возможностью уплотнения концов эластичной распорной камеры между внутренней поверхностью торцевых обойм и внешней поверхностью конусных зажимов.

2. Элемент по п.1, отличающийся тем, что резьба на концах стяжки выполнена противонаправленной, а на торцах стяжки выполнены шлицы, при этом на конусных зажимах выполнена соответствующая концам стяжки резьба.

3. Элемент по п.1, отличающийся тем, что канал для подачи рабочей жидкости стяжки выполнен в виде продольной канавки на боковой поверхности стяжки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4