Патент на изобретение №2252989

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗРУШЕНИЯ ПРОЧНЫХ И МЕРЗЛЫХ ГРУНТОВ

(57) Реферат:

Изобретение относится к области горного дела и строительства и может быть использовано в устройствах газодинамического действия для послойного разрушения массива прочного и мерзлого грунта. Устройство для разрушения прочных и мерзлых грунтов включает полый штанговый корпус центрального рыхлителя, кинематически связанный и установленный соосно с разрядной втулкой, кинематически связанный с разрядной втулкой и установленный соосно с последней корпус винтового наконечника, вертикально расположенные направляющие валы для закрепления на раме базовой машины, на которых установлены с возможностью продольного перемещения кронштейны, с закрепленными на них втулками для соединения с направляющими валами, на нижних торцах которых закреплен защитный экран с центральным отверстием для прохода полого штангового корпуса центрального рыхлителя, краны для управления подачей сжатого газа и трубопроводы для подвода сжатого газа от источника питания к газораспределительному механизму, выполненному в виде закрепленной на верхнем торце полого штангового корпуса центрального рыхлителя основной рабочей камеры с полым хвостовиком, установленным в сквозное центральное отверстие жестко соединенного с кронштейнами кольцевого корпуса, в котором выполнены центральный верхний кольцевой канал с радиальными каналами и центральный нижний кольцевой канал с радиальными каналами, установленного с возможностью ограниченного осевого перемещения внутри разрядной втулки и взаимодействия с нижним торцом штангового корпуса клапана для сообщения кольцевого зазора между штанговым корпусом и центральной подводящей трубкой с выхлопными отверстиями в разрядной втулке, имеющего полость управления и размещенную в полости управления центральную подводящую трубку, пружину для поджатия клапана к нижнему торцу штангового корпуса центрального рыхлителя. Оно снабжено четырьмя дополнительными газодинамическими рыхлителями, хвостовики которых размещены в сквозных концентрических отверстиях, выполненных в кольцевом корпусе. Вокруг каждого сквозного концентрического отверстия выполнены верхний концентрический кольцевой канал с радиальными каналами и нижний концентрический кольцевой канал с радиальными каналами. Один из верхних концентрических кольцевых каналов сообщен через кран для управления подачей сжатого газа с трубопроводом для подвода сжатого газа от источника питания и посредством выполненных в кольцевом корпусе радиальных каналов сообщен через радиальные каналы и внутреннею полость в хвостовике с внутренней полостью рабочей камеры. Каждый другой верхний концентрический кольцевой канал через радиальные каналы в кольцевом корпусе сообщен с центральным верхним кольцевым каналом. Один из нижних концентрических кольцевых каналов сообщен через кран для управления подачей сжатого газа с трубопроводом для подвода сжатого газа от источника питания и посредством выполненных в кольцевом корпусе радиальных каналов сообщен через кольцевую проточку в хвостовике, через центральную подводящую трубку с полостью управления клапаном для сообщения кольцевого зазора между штанговым корпусом дополнительного рыхлителя и центральной подводящей трубкой с выхлопными отверстиями в разрядной втулке. Каждый другой нижний концентрический кольцевой канал через радиальные каналы в кольцевом корпусе сообщен с центральным нижним кольцевым каналом. Повышается производительность. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области горного дела и строительства и может быть использовано в устройствах газодинамического действия для послойного разрушения массива прочного и мерзлого грунта.

Известно по авт.св. СССР №968228, МПК 3 Е 02 F 5/30, устройство для послойной разработки мерзлых грунтов, включающее рабочий наконечник и трубчатый корпус с выхлопными отверстиями, которые через клапан сообщены с емкостью сжатого газа. На верхней части трубчатого корпуса закреплен упорный диск, к которому по периметру шарнирно подвешены стержневые рассекатели. Каждый рассекатель смонтирован на упорном диске посредством шарнирной головки, которая связана с рассекателем посредством резьбового соединения.

Недостатками этого устройства являются:

1. Стержневые рассекатели выполняют пассивную роль при дроблении на фракции прочного или мерзлого грунта, так как при подаче из выхлопных отверстий импульса сжатого газа происходит отрыв пласта грунта от массива и его поднятие. Пласт оказывается опертым на стержневые рассекатели, но не разрушен на мелкие фракции. Это происходит потому, что на периферии воронки разрушения энергии расширяющихся газов будет уже недостаточно для сильного удара грунта по рассекателям. В результате образуются негабаритные куски (крупные сколы) мерзлого или прочного грунта. Образующийся негабарит затрудняет использование разработанного грунта для обратной засыпки траншей и котлованов, экскавацию и транспортировку грунта.

Если же увеличить долю энергии импульса сжатого газа на удар грунта о стержневые рассекатели, то возрастет энергоемкость разрушения.

2. Стержневые рассекатели только частично выполняют роль защитного экрана, так как все куски, размеры которых меньше, чем расстояние между стержневыми рассекателями, будут не дробиться, а перемещаться остаточной энергией газового импульса за пределы воронки разрушения.

Наиболее близким решением к предлагаемой конструкции рыхлителя являются рыхлитель по авт.св. СССР №1421012, МПК 4 Е 02 F 5/32 (прототип), включающий полый штанговый корпус, кинематически связанный и установленный соосно с седлом, кинематически связанную с седлом и установленную соосно с последним разрядную втулку с выхлопными отверстиями, кинематически связанный с разрядной втулкой и установленный соосно с последней корпус винтового наконечника, вертикально расположенные направляющие валы для закрепления на раме базовой машины, на которых установлены с возможностью продольного перемещения кронштейны, с закрепленными на них втулками, для соединения с направляющими валами, на нижних торцах которых закреплен защитный экран с центральным отверстием для прохода штангового корпуса, краны для управления подачей сжатого газа и трубопроводы для подвода сжатого газа от источника питания к газораспределительному механизму, выполненному в виде закрепленной на верхнем торце штангового корпуса основной рабочей камеры с полым хвостовиком, установленным в сквозное центральное отверстие жестко соединенного с кронштейнами кольцевого корпуса, в котором выполнены центральный верхний кольцевой канал с радиальными каналами и центральный нижний кольцевой канал с радиальными каналами, установленного с возможностью ограниченного осевого перемещения внутри разрядной втулки и взаимодействия с нижним торцом седла клапана для сообщения кольцевого зазора между седлом и центральной подводящей трубкой с выхлопными отверстиями в разрядной втулке, имеющего полость управления и размещенную в полости управления пружину для поджатая клапана к нижнему торцу седла.

Кинематическая связь штангового корпуса с седлом, седла с разрядной втулкой, разрядной втулки с корпусом винтового наконечника выполнена в виде шлицевого соединения со стопорными приспособлениями для соединения деталей между собой.

В прототипе применен оригинальный узел газораспределения. Наличие в кольцевом корпусе центрального верхнего кольцевого канала с радиальными каналами и центрального нижнего кольцевого канала с радиальными, наличие двух кранов управления позволяет осуществить надежный вариант дифференцированной подачи сжатого газа в рабочую камеру и в полость управления клапаном, а также обеспечить быстрое обнаружение неисправностей и их устранение.

Расположение кольцевого корпуса выше защитного экрана и основной рабочей камеры позволяет легко осуществить его монтаж на вертикально расположенные направляющие валы и демонтаж с вертикально расположенных направляющих валов при проведении технического обслуживания, ремонта в полевых условиях, что позволяет улучшить условия эксплуатации рыхлителя.

Наличие в прототипе разъемных соединений с дифференцированным восприятием нагрузок (крутящий момент воспринимают шлицевые соединения, а осевые нагрузки – соприкасающиеся детали рыхлителя) позволяет перераспределить нагрузки на детали рыхлителя, осуществить ремонт, быструю замену в полевых условиях вышедших из строя уплотнений или деталей, что также улучшает условия эксплуатации рыхлителя.

Недостатком прототипа является то, что его конструкция, работающая в режиме послойного разрушения мерзлого или прочного грунта, плохо приспособлена к дроблению грунта на мелкие фракции. Указанный недостаток обусловлен тем, что на периферии воронки разрушения энергии газового импульса становится уже недостаточно для дробления грунта на мелкие фракции.

Требуется внести конструктивные изменения в прототип. В новом конструктивном решении по сравнению с прототипом по авт.св. СССР №1421012, МПК 4 Е 02 F 5/32, предусмотрено: установить четыре дополнительных газодинамических рыхлителя, хвостовики которых целесообразно разместить в концентрических отверстиях, выполненных в кольцевом корпусе.

Если же внести такие конструктивные изменения в прототип, то потребуются изменения в газораспределительном механизме для обеспечения надежной работы устройства.

Эти конструктивные изменения позволят создать дополнительные газовые импульсы для равномерного дробления грунта на фракции.

Технический результат, который будет достигнут при осуществлении изобретения, – повышение производительности и равномерности дробления грунта на фракции за счет одновременного воздействия энергии газовых импульсов от рыхлителей, расположенных в концентрических отверстиях кольцевого корпуса и от рыхлителя, установленного в центральном отверстии кольцевого корпуса.

Для достижения этого технического результата хвостовики четырех дополнительных газодинамических рыхлителей размещены в сквозных концентрических отверстиях, выполненных в кольцевом корпусе, причем вокруг каждого сквозного концентрического отверстия выполнены верхний концентрический кольцевой канал с радиальными каналами и нижний концентрический кольцевой канал с радиальными каналами, при этом один из верхних концентрических кольцевых каналов сообщен через кран для управления подачей сжатого газа с трубопроводом для подвода сжатого газа от источника питания и посредством выполненных в кольцевом корпусе радиальных каналов сообщен через радиальные каналы и внутреннюю полость в хвостовике с внутренней полостью рабочей камеры, а каждый другой верхний концентрический кольцевой канал через радиальные каналы в кольцевом корпусе сообщен с центральным верхним кольцевым каналом, а один из нижних концентрических кольцевых каналов сообщен через кран для управления подачей сжатого газа с трубопроводом для подвода сжатого газа от источника питания и посредством выполненных в кольцевом корпусе радиальных каналов сообщен через кольцевую проточку в хвостовике, через центральную подводящую трубку с полостью управления клапаном для сообщения кольцевого зазора между штанговым корпусом и центральной подводящей трубкой с выхлопными отверстиями в разрядной втулке, а каждый другой нижний концентрический кольцевой канал через радиальные каналы в кольцевом корпусе сообщен с центральным нижним кольцевым каналом.

Кроме того, особенность устройства для разрушения прочных и мерзлых грунтов заключается в том, что центральный верхний кольцевой канал через кран для управления подачей сжатого газа, через трубопроводы, через один из верхних концентрических кольцевых каналов с радиальными каналами в стенке кольцевого корпуса сообщен с источником питания, а центральный нижний кольцевой канал через кран для управления подачей сжатого газа, через трубопроводы, через один из нижних концентрических кольцевых каналов с радиальными каналами в стенке кольцевого корпуса сообщен с атмосферой и с источником питания.

На защитном экране выполнены четыре сквозных концентрических отверстия для прохода дополнительно установленных штанговых корпусов.

Эти частные отличительные признаки направлены на достижение того же технического результата – повышение производительности и равномерности дробления грунта на фракции за счет одновременного воздействия энергии пяти газовых импульсов на массив разрабатываемого мерзлого или прочного грунта.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг.1 дан общий вид устройства для разрушения прочных и мерзлых грунтов,

на фиг.2 – вид А на фиг.1;

на фиг.3 – вид в разрезе кольцевого корпуса с системой управления;

на фиг.4 – сечение Б-Б на фиг.3;

на фиг.5 – сечение В-В на фиг.3;

на фиг.6 – завинчиваемая в грунт часть рабочего оборудования (в разрезе) одного из рыхлителей.

Устройство для разрушения прочных и мерзлых грунтов содержит вертикально расположенные направляющие валы 1, закрепленные на раме (не показано) базовой машины, кольцевой корпус 2, связанный с вертикально расположенными направляющими валами 1 посредством кронштейнов 3 и охватывающих валы 1 втулок 4 с возможностью продольного перемещения, неподвижно закрепленный на нижних торцах направляющих валов 1 защитный экран 5, в котором выполнено центральное отверстие 6 для прохода полого штангового корпуса 7 центрального рыхлителя и концентрические отверстия 8 для прохода полых штанговых корпусов 7 дополнительных рыхлителей (фиг.1, 2).

На фланцевой части 9 полого штангового корпуса 7 центрального рыхлителя и на фланцевых частя 9 полых штанговых корпусов 7 дополнительных рыхлителей закреплены основные рабочие камеры 10, которые расположены выше защитного экрана 5 (фиг.1)

Корпус каждой основной рабочей камеры 10 выполнен в виде полого цилиндра с нижней 11 и верхней 12 фланцевыми частями с выполненными в них концентрическими отверстиями 13, в которых установлены болты 14 для соосного крепления нижней фланцевой части 11 корпуса основной рабочей камеры 10 к фланцевой части 9 полого штангового корпуса 7 центрального рыхлителя или к фланцевой части 9 полого штангового корпуса 7 дополнительного рыхлителя, для соосного крепления верхней фланцевой части 12 корпуса основной рабочей камеры 10 к фланцевой части 15 полого хвостовика 16 центрального рыхлителя или к фланцевой части 17 полого хвостовика 18 дополнительного рыхлителя (фиг.1, 2).

В кольцевом корпусе 2 выполнены: центральное отверстие 19 диаметром dц, центральный верхний кольцевой канал 20 с радиальными каналами 21 и 22, центральный нижний кольцевой канал 23 с радиальными каналами 24 и 25 (фиг.3, 4, 5), сквозные концентрические отверстия 26 диаметром d.

Вокруг каждого сквозного концентрического отверстия 26 выполнены в кольцевом корпусе 2 верхний концентрический кольцевой канал 27 с радиальными каналами 28 и нижний концентрический кольцевой канал 29 с радиальными каналами 30 (фиг.3, 4, 5).

Полый хвостовик 16 кинематически связан с приводным механизмом (не показан) и установлен с возможностью вращения во внутренней полости центрального отверстия 19 кольцевого корпуса 2, в которой также установлены гильза 31 с радиальными каналами 32, гильза 33 с радиальными каналами 34, уплотнительные кольца 35, фланцы 36 уплотнительные (фиг.3, 4, 5).

Каждый полый хвостовик 18 дополнительного рыхлителя кинематически связан с приводным механизмом (не показан) и установлен с возможностью вращения во внутренней полости сквозного концентрического отверстия 26 кольцевого корпуса 2, в которой также установлены гильза 37 с радиальными каналами 38, гильза 39 с радиальными каналами 40, уплотнительные кольца 41, фланцы 42 уплотнительные (фиг.3, 4, 5).

В полом хвостовике 16 центрального рыхлителя выполнены радиальное отверстие 43, в котором установлена центральная подводящая трубка 44, и кольцевая проточка 45 диаметром dк, в которой трубка 44 закреплена (фиг.3, 5).

В полом хвостовике 18 каждого дополнительного рыхлителя выполнены радиальное отверстие 46, в котором установлена центральная подводящая трубка 44, и кольцевая проточка 47 диаметром dк, в которой трубка 44 закреплена (фиг.3, 5).

Каждая центральная подводящая трубка 44 по продольной оси установлена в полости 48 основной рабочей камеры 10, в полости 49 штангового корпуса 7, в клапане 50, в полости 51 управления этим клапаном 50 (фиг.1, 3, 6).

Клапан 50 установлен внутри разрядной втулки 52 с возможностью ограниченного осевого перемещения и взаимодействия с нижним торцом штангового корпуса 7 (фиг.6). Клапан 50 поджимается к нижнему торцу штангового корпуса 7 пружиной 53 и перекрывает выхлопные отверстия 54, выполненные радиально на разрядной втулке 52. Движение клапана 50 вверх ограничено нижнем торцом штангового корпуса 7.

Разрядная втулка 52 с полым штанговым корпусом 7, с корпусом 55 винтового наконечника установлена соосно и связана шлицевыми соединениями 56 и 57, соединительными муфтами 58, с контргайками 59 (фиг.6). На корпусе 55 винтового наконечника выполнена винтовая лопасть 60.

Трубопровод 61 подключен к источнику питания 62 (фиг.3). Трубопровод 61 через трубопровод 63, через кран 64 для управления подачей сжатого газа, через трубопровод 65, штуцер 66, через радиальный канал 67 в кольцевом корпусе 2, через один из верхних концентрических кольцевых каналов 27 с радиальными каналами 28 в кольцевом корпусе 2, через радиальные каналы 38 в гильзе 37, через радиальные каналы 68 в хвостовике 18 сообщен с внутренней полостью 69 хвостовика 18 дополнительного рыхлителя (фиг.3, 4).

Внутренняя полость 69 хвостовика 18 дополнительного рыхлителя сообщается с полостью 48 основной рабочей камеры 10 (фиг.1, 3).

Трубопровод 61 через трубопровод 63, через кран 64 для управления подачей сжатого газа, через трубопровод 65, штуцер 66, радиальный канал 67, через один из верхних концентрических кольцевых каналов 27, через радиальный канал 21 в кольцевом корпусе 2 (фиг.3, 4), через центральный верхний кольцевой канал 20, через радиальные каналы 22 в кольцевом корпусе 2, через радиальные каналы 32 в гильзе 31, через радиальные каналы 70 в хвостовике 16 сообщен и с внутренней полостью 71 хвостовика 16 центрального рыхлителя. Внутренняя полость 71 хвостовика 16 центрального рыхлителя сообщается с полостью 48 основной рабочей камеры 10 (фиг.1, 3).

Трубопровод 61 через трубопровод 63, через кран 64 для управления подачей сжатого газа, через трубопровод 65, штуцер 66, радиальный канал 67, через один из верхних концентрических кольцевых каналов 27, через радиальный канал 21, через центральный верхний кольцевой канал 20, радиальные каналы 21 в кольцевом корпусе 2, через другие верхние концентрические кольцевые каналы 27 и радиальные каналы 28 в кольцевом корпусе 2, через радиальные каналы 38 в гильзах 37, через радиальные каналы 68 в хвостовиках 18 сообщен с внутренними полостями 69 в хвостовиках 18 и других дополнительных рыхлителей (фиг.3, 4).

Трубопровод 61 через трубопровод 72, через кран 73 для управления подачей сжатого газа, через трубопровод 74, штуцер 75, радиальный канал 76 в кольцевом корпусе 2, через один из нижних концентрических кольцевых каналов 29 с радиальными каналами 30 в кольцевом корпусе 2, через радиальные каналы 40 в гильзе 39, кольцевую проточку 47 в хвостовике 18, имеющую диаметр dк, через центральную подводящую трубку 44 сообщен с полостью 51 управления клапаном 50 для сообщения кольцевого зазора между штанговым корпусом 7 и центральной подводящей трубой 44 с выхлопными отверстиями 54 в разрядной втулке 52 (фиг.3, 5, 6).

Трубопровод 61 через трубопровод 72, через кран 73 для управления подачей сжатого газа, через трубопровод 74, штуцер 75, радиальный канал 76 в кольцевом корпусе 2, через один из нижних концентрических кольцевых каналов 29, через радиальный канал 24 в кольцевом корпусе 2 (фиг.3, 5), через центральный нижний кольцевой канал 23, через радиальные каналы 25 в кольцевом корпусе 2, через радиальные каналы 34 в гильзе 33, через кольцевую проточку 45 в хвостовике 16, имеющую диаметр dк, через центральную подводящую трубку 44 сообщен с полостью 51 управления клапаном 50 для сообщения кольцевого зазора между штанговым корпусом 7 основного рыхлителя и центральной подводящей трубкой 44 с выхлопными отверстиями 54 в разрядной втулке 52 (фиг.6).

Трубопровод 61 через трубопровод 72, через кран 73 для управления подачей сжатого газа, через трубопровод 74, штуцер 75, радиальный канал 76 в кольцевом корпусе 2, через один из нижних концентрических кольцевых каналов 29, через радиальный канал 24 в кольцевом корпусе 2 (фиг.3, 5), через центральный нижний кольцевой канал 23, через радиальные каналы 24 в кольцевом корпусе 2, через другие нижние концентрические кольцевые каналы 29 и радиальные каналы 30 в кольцевом корпусе 2, через радиальные каналы 40 в гильзах 39, через кольцевые проточки 47 в хвостовиках 18, имеющие диаметр dк, через центральные подводящие трубки 44 сообщен с полостями 51 управления клапанами 50 для сообщения кольцевых зазоров между штанговыми корпусами 7 и центральными подводящими трубками 44 с выхлопными отверстиями 54 в разрядных втулках 52 и других дополнительных рыхлителей (фиг.3, 5, 6).

Работа устройства для разрушения прочных и мерзлых грунтов осуществляется следующим образом. Посредством приводного механизма (не показан) обеспечивается вращение полого хвостовика 16 центрального рыхлителя и полых хвостовиков 18 дополнительных рыхлителей, вертикальное завинчивание корпусов 55 винтовых наконечников с разрядными втулками 52 и полыми штанговыми корпусами 7 рыхлителей в мерзлый или прочный грунт (фиг.1).

Крутящий момент воспринимают шлицевые соединения 56 и 57, а осевые нагрузки – соприкасающиеся элементы полого штангового корпуса 7 рыхлителя и разрядной втулки 52, разрядной втулки 52 и корпуса 55 винтового наконечника (фиг.6).

Контргайки 59 препятствуют отвинчиванию соединительных муфт 58, в результате чего исключаются утечки сжатого газа при заполнении кольцевого зазора между штанговым корпусом 7 рыхлителя и центральной подводящей трубкой 44 (фиг.6) при заполнении полостей 48 основных рабочих камер 10 (фиг.1).

Одновременно с завинчиванием устройства в грунт оператор открывает краны 64 и 73 для управления подачей сжатого газа (фиг.3).

От источника 62 питания по трубопроводам 61 и 63, через кран 64 для управления подачей сжатого газа, через трубопровод 65, штуцер 66, через радиальный канал 67 и один из верхних концентрических кольцевых каналов 27 с радиальными каналами 28 в кольцевом корпусе 2, через радиальные каналы 38 в гильзе 37, через радиальные каналы 68 в хвостовике 18 сжатый газ поступает в полость 69 хвостовика 18 дополнительного рыхлителя (фиг.3, 4), в полость 48 основной рабочей камеры 10, в кольцевой зазор между штанговым корпусом 7 рыхлителя и центральной подводящей трубкой 44 (фиг.1, 6).

Одновременно из верхнего концентрического кольцевого канала 27 через радиальный канал 21 в кольцевом корпусе 2 (фиг.3, 4), через центральный верхний кольцевой канал 20, через радиальные каналы 22 в кольцевом корпусе 2, через радиальные каналы 32 в гильзе 31, через радиальные каналы 70 в хвостовике 16 сжатый газ поступает во внутреннюю полость 71 хвостовика 16 центрального рыхлителя (фиг.3, 4), в полость 48 основной рабочей камеры 10, в кольцевой зазор между штанговым корпусом 7 рыхлителя и центральной подводящей трубкой 44 (фиг.1, 6).

В то же время из центрального верхнего кольцевого канала 20, через радиальные каналы 21 в кольцевом корпусе 2, через другие верхние концентрические кольцевые каналы 27 и радиальные каналы 28 в кольцевом корпусе 2, через радиальные каналы 68 в хвостовиках 18 сжатый газ поступает во внутренние полости 69 в хвостовиках 18 и других дополнительных рыхлителей (фиг.3, 4), в полости 48 основных рабочих камер 10, в кольцевые зазоры между штанговыми корпусами 7 рыхлителей и центральными подводящими трубками 44 (фиг.1, 6).

От источника 62 питания по трубопроводам 61 и 72 через кран 73 для управления подачей сжатого газа, через трубопровод 74, штуцер 75, радиальный канал 76 в кольцевом корпусе 2, через один из нижних концентрических кольцевых каналов 29 с радиальными каналами 30 в кольцевом корпусе 2, через радиальные каналы 40 в гильзе 39, кольцевую проточку 47 в хвостовике 18, имеющую диаметр dк, через центральную проводящую трубку 44 сжатый газ поступает в полость 51 управления клапаном 50 для сообщения кольцевого зазора между штанговым корпусом 7 и центральной проводящей трубкой 44 с выхлопными отверстиями 54 в разрядной втулке 52 (фиг.3, 5, 6).

Одновременно из нижнего концентрического кольцевого канала 29 через радиальный канал 24 в кольцевом корпусе 2 (фиг.3, 5), через центральный нижний кольцевой канал 23, через радиальные каналы 25 в кольцевом корпусе 2, через радиальные каналы 34 в гильзе 33, через кольцевую проточку 45 в хвостовике 16, имеющую диаметр dк, через центральную подводящую трубку 44 сжатый газ поступает и в полость 51 управления клапаном 50 для сообщения кольцевого зазора между штанговым корпусом 7 основного рыхлителя и центральной подводящей трубкой 44 с выхлопными отверстиями 54 в разрядной втулке 52 (фиг.6).

В то же время от центрального нижнего кольцевого канала 23 через радиальные каналы 24 в кольцевом корпусе 2, через другие нижние концентрические кольцевые каналы 29 и радиальные каналы 30 в кольцевом корпусе 2, через радиальные каналы 40 в гильзах 39, через кольцевые проточки 47 в хвостовиках 18, имеющие диаметр dк, через центральные подводящие трубки 44 сжатый газ поступает в полости 51 управления клапанами 50 для сообщения кольцевых зазоров между штанговыми корпусами 7 и центральными подводящими трубками 44 с выхлопными отверстиями 54 в разрядных втулках 52 и других дополнительных рыхлителей (фиг.3, 5, 6).

После завинчивания рыхлителей на расчетную глубину рыхления оператор поворачивает кран 73 для управления подачей сжатого газа в такое положение, при котором полости 51 управления клапанами 50 сообщаются с атмосферой (фиг.1, 3, 6). Давление сжатого газа в кольцевых зазорах между штанговыми корпусами 7 рыхлителей и центральными подводящими трубками 44 перемещает вниз клапаны 50 управления выхлопом (фиг.1, 3, 6). Пружины 53 под клапанами 50 управления выхлопом сжимаются. Начинается импульсный выпуск сжатого газа через выхлопные отверстия 54 в разрядных втулках 52 из кольцевых зазоров между штанговыми корпусами 7 рыхлителей и центральными подводящими трубками 44, из полостей 48 основных рабочих камер 10, из внутренней полости 71 в хвостовике 16 центрального рыхлителя, из внутренних полостей 69 в хвостовиках 18 дополнительных рыхлителей (фиг.1, 3, 6).

Мерзлый или прочный грунт испытывает одновременное воздействие пяти газовых импульсов от рыхлителей, расположенных в концентрических отверстиях 26 кольцевого корпуса 2, и от рыхлителя, установленного в центральном отверстии 19 кольцевого корпуса 2 (фиг.1, 3). Это способствует равномерному дроблению грунта на фракции, увеличению объема разрушения за цикл рыхления, повышению производительности.

После завершения цикла рыхления оператор устанавливает устройство на новое место рыхления. Цикл работы повторяется.

Формула изобретения

1. Устройство для разрушения прочных и мерзлых грунтов, включающее полый штанговый корпус 7 центрального рыхлителя, кинематически связанный и установленный соосно с разрядной втулкой 52, кинематически связанный с разрядной втулкой 52 и установленный соосно с последней корпус 55 винтового наконечника, вертикально расположенные направляющие валы 1 для закрепления на раме базовой машины, на которых установлены с возможностью продольного перемещения кронштейны 3 с закрепленными на них втулками 4 для соединения с направляющими валами 1, на нижних торцах которых закреплен защитный экран 5 с центральным отверстием 6 для прохода полого штангового корпуса 7 центрального рыхлителя, краны 64 и 73 для управления подачей сжатого газа и трубопроводы для подвода сжатого газа от источника 62 питания к газораспределительному механизму, выполненному в виде закрепленной на верхнем торце полого штангового корпуса 7 центрального рыхлителя основной рабочей камеры 10 с полым хвостовиком 16, установленным в сквозное центральное отверстие 19 жестко соединенного с кронштейнами 3 кольцевого корпуса 2, в котором выполнены центральный верхний кольцевой канал 20 с радиальными каналами 22 и центральный нижний кольцевой канал 23 с радиальными каналами 25, установленного с возможностью ограниченного осевого перемещения внутри разрядной втулки 52 и взаимодействия с нижним торцом штангового корпуса 7 клапана 50 для сообщения кольцевого зазора между штанговым корпусом 7 и центральной подводящей трубкой 44 с выхлопными отверстиями 54 в разрядной втулке 52, имеющего полость 51 управления и размещенную в полости 51 управления центральную подводящую трубку 44, пружину 53 для поджатия клапана 50 к нижнему торцу штангового корпуса 7 центрального рыхлителя, отличающееся тем, что оно снабжено четырьмя дополнительными газодинамическими рыхлителями, хвостовики 18 которых размещены в сквозных концентрических отверстиях 26, выполненных в кольцевом корпусе 2, причем вокруг каждого сквозного концентрического отверстия 26 выполнены верхний концентрический кольцевой канал 27 с радиальными каналами 28 и нижний концентрический кольцевой канал 29 с радиальными каналами 30, при этом один из верхних концентрических кольцевых каналов 27 сообщен через кран 64 для управления подачей сжатого газа с трубопроводом 61 для подвода сжатого газа от источника 62 питания и посредством выполненных в кольцевом корпусе 2 радиальных каналов сообщен через радиальные каналы и внутреннею полость 69 в хвостовике 18 с внутренней полостью 48 рабочей камеры 10, а каждый другой верхний концентрический кольцевой канал 27 через радиальные каналы 21 в кольцевом корпусе 2 сообщен с центральным верхним кольцевым каналом 20, а один из нижних концентрических кольцевых каналов 29 сообщен через кран 73 для управления подачей сжатого газа с трубопроводом 61 для подвода сжатого газа от источника 62 питания и посредством выполненных в кольцевом корпусе 2 радиальных каналов сообщен через кольцевую проточку 47 в хвостовике 18, через центральную подводящую трубку 44 с полостью 51 управления клапаном 50 для сообщения кольцевого зазора между штанговым корпусом 7 дополнительного рыхлителя и центральной подводящей трубкой 44 с выхлопными отверстиями 54 в разрядной втулке 52, а каждый другой нижний концентрический кольцевой канал 29 через радиальные каналы 24 в кольцевом корпусе 2 сообщен с центральным нижним кольцевым каналом 23.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что центральный верхний кольцевой канал 20 через кран 64 для управления подачей сжатого газа, через трубопроводы, через один из верхних концентрических кольцевых каналов 27 с радиальными каналами 28 в кольцевом корпусе 2 сообщен с источником 62 питания, а центральный нижний кольцевой канал 23 через кран 73 для управления подачей сжатого газа, через трубопроводы, через один из нижних концентрических кольцевых каналов 29 с радиальными каналами в кольцевом корпусе 2 сообщен с атмосферой и с источником 62 питания.

3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что на защитном экране 5 выполнены четыре сквозных концентрических отверстия 8 для прохода штанговых корпусов 7 дополнительных рыхлителей.

РИСУНКИ

MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 03.03.2006

Извещение опубликовано: 20.08.2007 БИ: 23/2007