Устройство погружения строительных элементов в грунт
Владельцы патента RU 2571779:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский государственный национальный исследовательский университет" (RU)
Изобретение относится к строительству. Техническим результатом является повышение надежности работы установки за счет обеспечения забивки строительных элементов в грунт строго вертикально или горизонтально. Предложено устройство погружения строительных элементов в грунт, содержащее строительный элемент, установленный на поршне-забойнике. При этом устройство снабжено корпусом цилиндрической формы, с открытого конца которого установлен поршень-забойник с размещенными по окружности огнестрельными орудиями - гарпунно-китобойными пушками ГКП-БМ, в количестве двадцати штук, в направлении к грунту, в которые вставлены выстреливаемые элементы. Причем огнестрельные орудия размещаются на одном уровне относительно поршня-забойника посредством шайб-проставок. 2 ил.
Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для импульсного вдавливания в грунт длинных строительных элементов.
Аналогом разработанного устройства является установка для заглубления анкеров и свай УЗАС-2 на базе модернизированного артиллерийского орудия М-47 (Монография В.В. Маланин, О.Г. Пенский «Сопряженные модели динамики импульсно-тепловых машин и проникание недеформируемых тел в сплошную среду», г. Пермь, 2007, Федеральное агентство по образованию ГОУ ВПО «Пермский Государственный университет») для погружения в грунт анкеров и свай.
Установка УЗАС-2 представляет одноствольное артиллерийское орудие М-47 с размещенным в канале ствола вдавливаемым строительным элементом, установленное на самоходную машину. При работе установки производится выстрел из артиллерийского орудия. Аналог изобретения позволяет обеспечить импульсное вдавливание длинных, до 2.5 метров, строительных элементов в грунт до 4 метров.
Сходства разработанного устройства и аналога заключаются в том, что в установках применяется метод застреливания строительных элементов в грунт.
Недостатки аналога заключаются в применении установки только для заглубления строительных элементов в грунт на глубину до 4 метров.
Прототипом предлагаемого изобретения является установка для погружения в грунт строительных элементов (Патент на изобретение №2348757, МПК E02D 7/00, опубликован 10.03.2009, Бюл. №7).
Установка включает установленное на транспортном средстве артиллерийское орудие с размещенным в канале ствола поршнем-забойником, контактирующим с вдавливаемым строительным элементом. Конструктивно она выполнена из не менее трех орудий, равномерно расположенных и соединенных между собой относительно центра, в котором помещен застреливаемый строительный элемент. Поршень-забойник выполнен из двух частей: центральной - с крышкой, опирающейся на застреливаемый элемент, и боковых балок, жестко скрепленных с центральной частью, причем концы балок установлены в стволы орудий. При работе установки выстрелы всех орудий синхронизированы между собой.
Изобретение позволяет обеспечить импульсное вдавливание длинных строительных элементов в грунт, нормально к поверхности, оптимизировать количество пороха в каждой из пушек в зависимости от длины застреливаемого элемента и плотности грунта, снизить нагрузки на элементы конструкции установки.
Недостатки прототипа заключаются в большом давлении в каналах стволов, трудности транспортировки установки из-за ее размеров, при отказе одного из ствола - нестрогом горизонтальном/вертикальном погружении в грунт строительного элемента.
Задачей создания изобретения является разработка конструкции устройства погружения строительных элементов в грунт, свободного от недостатков прототипа.
Поставленная задача решается с помощью признаков, указанных в формуле изобретения, общих с прототипом, таких как: устройство для погружения строительных элементов в грунт, содержащее строительный элемент 1, установленный на поршне-забойнике 2, и отличительных существенных признаков, таких как: оно снабжено корпусом 3 цилиндрической формы, с открытого конца которого установлен поршень-забойник 2 с размещенными по окружности огнестрельными орудиями 4 в количестве двадцати штук в направлении к грунту, внутри которых вставлены выстреливаемые элементы Т-образной формы, при этом огнестрельные орудия 4 размещены на одном уровне относительно поршня-забойника 2 посредством шайб-проставок 5.
Технический результат от вышеперечисленной совокупности существенных признаков - повышение надежности работы установки, забивка строительных элементов в грунт строго вертикально/горизонтально.
Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 - схематично показан продольный разрез устройства, на фиг. 2 - поперечный разрез устройства.
Описание устройства, предназначенного для забивания строительных элементов в грунт, включает следующие позиции:
1 - Строительный элемент.
2 - Поршень-забойник.
3 - Корпус.
4 - Огнестрельные орудия (например, ГКП-БМ) в количестве двадцати штук.
5 - Шайба-проставка.
В корпус 3 помещен поршень-забойник 2 с огнестрельными орудиями 4. В огнестрельные орудия 4 вставлены выстреливаемые элементы. Огнестрельные орудия 4 устанавливаются на одной высоте относительно поршня-забойника 2 с помощью шайб-проставок 5. Поршень-забойник 2 помещается в корпус 3 с помощью строительного элемента 1: поршень-забойник 2 с установленными огнестрельными орудиями 4 устанавливается на строительный элемент 1 и после этого вставляется в корпус 3 (фиг. 1).
Устройство, отличающееся тем, что в нем вместо трех мощных артиллерийских орудий, например М-47 - 1 штуки, применяется большое число огнестрельных орудий, например гарпунно-китобойных пушек ГКП-БМ (производство ОАО «Мотовилихинские заводы» г. Пермь) в количестве 20 штук при одинаковой силе воздействия на строительный элемент (фиг. 2). В случае отказа одного или нескольких орудий предлагаемое устройство позволяет погружать строительный элемент в грунт строго горизонтально/вертикально.
Описание принципа работы устройства
В поршень-забойник 2 устанавливаются по кругу огнестрельные орудия 4 в количестве двадцати штук с вставленными в них выстреливаемыми элементами. С помощью шайб-проставок 5 огнестрельные орудия 4 выравниваются по высоте относительно поршня-забойника. Поршень-забойник 2 надевается на строительный элемент. Строительный элемент 1 вместе с поршнем-забойником 2 вставляется в корпус. Корпус 3 располагается строго горизонтально/вертикально. Производится выстрел из всех огнестрельных орудий 4 одновременно (система управления на чертеже не показана). Выстреливаемые элементы под действием силы, создаваемой горящим порохом, движутся по стволу огнестрельных орудий 4, при этом поршень-забойник 2 и строительный элемент 1 двигаются по корпусу 3. Строительный элемент 1 погружается в грунт.
Устройство погружения строительных элементов в грунт, содержащее строительный элемент, установленный на поршне-забойнике, отличающееся тем, что оно снабжено корпусом цилиндрической формы, с открытого конца которого установлен поршень-забойник с размещенными по окружности огнестрельными орудиями - гарпунно-китобойными пушками ГКП-БМ, в количестве двадцати штук, в направлении к грунту, в которые вставлены выстреливаемые элементы, при этом огнестрельные орудия размещаются на одном уровне относительно поршня-забойника посредством шайб-проставок.
