RU1774994C

RU1774994C - Hydrowedge device

Info

Publication number: RU1774994C
Application number: SU904874021A
Authority: RU
Inventors: Василий Степанович Бурдов; Юрий Николаевич Марченко
Original assignee: В.С.Бурдов и Ю.Н.Марченко
Priority date: 1990-10-12
Filing date: 1990-10-12
Publication date: 1992-11-07

Abstract

Сущность изобретени : устройство содержит корпус, основной и два вспомогательных цилиндра с поршн ми и штоками, клинь , раздвижные щеки, траверсу с упором . Вспомогательные цилиндры шарнирно закреплены на траверсе перпендикул рно основному. Клинь вспомогательных цилиндров соединены со штоками, шарнирно. Устройство имеет упор с замком дл жесткой фиксации основного цилиндра. Упор шарнирно соединен со штоком основного цилиндра . Замок состоит из двуплечих рычагов, св занных диагонально т гами. На верхних концах рычагов шарнирно установлены зубчатые башмаки. Вспомогательные клинь контактируют рабочими гран ми и перемещают упор основного цилиндра перпендикул рно своему перемещению. Гидропривод устройства содержит управл емый вручную распределитель, регулируемый гидроуправл емый распределитель. Вначале работает основной цилиндр, перемеща основной клин. По достижении предельных усилий в работу включаютс дополнительные цилиндры. Они, перемеща сь, запирают замок и перемещают основной клин. 4 з.п. ф-лы, 1 ил. ЁSUMMARY OF THE INVENTION: the device comprises a body, a main and two auxiliary cylinders with pistons and rods, a wedge, sliding cheeks, a cross-arm with a stop. Auxiliary cylinders are pivotally mounted on a beam perpendicular to the main one. The wedges of the auxiliary cylinders are connected to the rods, articulated. The device has a stop with a lock for rigidly fixing the main cylinder. The emphasis is pivotally connected to the rod of the main cylinder. The lock consists of two shoulders levers connected diagonally by rods. Toothed shoes are pivotally mounted on the upper ends of the levers. The auxiliary wedges are in contact with the working faces and move the stop of the main cylinder perpendicular to its movement. The hydraulic actuator of the device comprises a manually controlled distributor, an adjustable hydraulically controlled distributor. Initially, the main cylinder works by moving the main wedge. Upon reaching the utmost efforts, additional cylinders are included in the operation. Moving, they lock the castle and move the main wedge. 4 s.p. f-ly, 1 ill. Yo

Description

Изобретение относитс к горному делу, а именно к скважинным и шпуровым устройствам дл разрушени горных пород, и может быть использовано дл отрыва по строчке шпуров или скважин мелких и крупных монолитов природного камн , создани искус- ственной подошвы при разработке месторождений строительного камн высокими уступами, горных выработок в твердых породах, проходке траншей на суше и по дну мор , а также при разрушении прочных монолитных оснований и фундаментов из бетона и железобетона подлежащих сносу инженерных сооружений.The invention relates to mining, namely, downhole and borehole devices for destroying rocks, and can be used to tear small and large monoliths of natural stone along a line of holes or boreholes, create an artificial sole when developing construction stone deposits with high ledges, mining workings in solid rocks, trenching on land and along the bottom of the sea, as well as in the destruction of solid monolithic foundations and foundations of concrete and reinforced concrete to be demolished engineering structures.

Известен гидроклин, включающий корпус с основным и вспомогательным гидроцилиндром с поршн ми и штоком и клин, при этом вспомогательный гидроцилиндр размещен в штоке поршн основного гидроцилиндра , а клин закреплен на штоке поршн вспомогательного гидроцилиндра.A hydroclin is known, including a housing with a main and auxiliary hydraulic cylinder with pistons and a rod and a wedge, while the auxiliary hydraulic cylinder is located in the piston rod of the main hydraulic cylinder, and the wedge is mounted on the piston rod of the auxiliary hydraulic cylinder.

Указанное устройство дл развити необходимых расклинивающих усилий требует применени высокого давлени в гидросистеме, что приводит к увеличению энергетических затрат и снижению надежности устройства.Said device for developing the necessary proppant forces requires the use of high pressure in the hydraulic system, which leads to an increase in energy costs and a decrease in the reliability of the device.

Известно гидроклиновое устройство, выбранное в качестве прототипа, включающее корпус, основной цилиндр с поршнем и штоком, основной клин, вспомогательный цилиндр с поршнем и штоком, размещенXIKnown hydrocline device selected as a prototype, comprising a housing, a main cylinder with a piston and a rod, a main wedge, an auxiliary cylinder with a piston and a rod, placed XI

22

ЮYU

2 2

соwith

.кый в поршне-штоке основного цилиндра, раздвижные щеки с камерами, заполненными упругими вкладышами, установленными с возможностью взаимодействий с основным клином через распорные сухари. Обес- печениеавтоматической. which in the piston-rod of the main cylinder, sliding cheeks with chambers filled with elastic liners installed with the possibility of interaction with the main wedge through spacers. Automatic

последовательности срабатывани основного и вспомогательного гидроцилиндров достигаетс установкой золотника на вспомогательном гидроцилиндре,the sequence of operation of the main and auxiliary hydraulic cylinders is achieved by installing a slide valve on the auxiliary hydraulic cylinder,

Указанное устройство не позвол ет значительно увеличить эффект расклинивани ввиду того, что основной и вспомогательный цилиндры установлены ссосно, обеспечива , этим простое сложение усилий , передаваемых на гзспоиагательмый к основной клинь . Кроме того, .nan, упругих вкладышей, вл ющихс демпфирующими устройствами; приводит к погпощен но и рассеиванию части энергии, нагреванию элементов устройства и снижению их долговечности . Распорные сухэри подвергаютс высоким нагрузкам от двух гидроцмлинд- рон, порождающим значительные контактные и сжимающие напр жени .This device does not significantly increase the wedging effect due to the fact that the main and auxiliary cylinders are installed coaxially, thereby providing a simple addition of the forces transmitted to the main wedge. In addition, .nan, resilient liners which are damping devices; It leads to the absorption and dissipation of part of the energy, heating of the elements of the device and a decrease in their durability. The expanding crackers are subjected to high loads from two hydraulic cylinders, generating significant contact and compressive stresses.

Целью изобретени вл етс повышение эффективности работы устройства и расширени его функциональных возможностей за счет увеличени распирающего усили при снижении энергоемкости расклинивани .The aim of the invention is to increase the efficiency of the device and expand its functionality by increasing the bursting force while reducing the energy consumption of the wedging.

На чертеже изображен пример исполнени гидроклинового устройства с элементами гидросистемы,The drawing shows an example embodiment of a hydrocline device with hydraulic elements,

Гмдроклмновое устройство содержит корпус 1. основной цилиндр 2 с поршнем м штоком, соединенным через посредство пальца 3 с упором 4, имеющим проушины с замком, состо щим из шарнмрно прикрепленных к проушинам двуплечих рычагов 5 и 6, св занных диагонально т гами 7. На верхних концах рычагов 5 и О шарнирно установлены зубчатые башмаки 8, взаимодействующие с зубчатыми рейками 9, которые вл ютс т гами корпуса 1 и имеют упорные зубь . Вспомогательные односторонние клинь 10 м 11, взаимодействующие своими скошенными поверхност ми друг с другом, шарнирно закреплены на штоках поршней вспомогательных цилиндров 12 и 13, соответственно. Вспомогательные цилиндры 12 и ГЗ установлены на траверсе 14, жестко св занной с упором 15 и перпендикул рным ей основным клином 16, который размещен между раздвижными щеками 17 с внутренними скошенными поверхност ми , параллельными пролегающим рабочим поверхност м основного клина 16.-Концева часть боковой поверхности раздвижных щек 17 выполнена конической, а обращенна к траверсе часты 18, св занна с зубчатыми рейками 9, - ступенчато-цилиндрической с нарастанием по диаметру снизу вверх.The GMC device includes a housing 1. a main cylinder 2 with a piston and a rod connected via a pin 3 with a stop 4, having lugs with a lock, consisting of two-arm levers 5 and 6, which are connected to the lugs diagonally and connected diagonally by rods 7. On the upper the ends of the levers 5 and O are pivotally mounted toothed shoes 8, which cooperate with the gear racks 9, which are the rods of the housing 1 and have a persistent tooth. The auxiliary one-sided wedges 10 m 11, interacting with each other with their beveled surfaces, are pivotally mounted on the piston rods of the auxiliary cylinders 12 and 13, respectively. Auxiliary cylinders 12 and GZ are mounted on a crossarm 14, rigidly connected with an abutment 15 and a main wedge 16 perpendicular to it, which is located between the sliding cheeks 17 with internal beveled surfaces parallel to the working surfaces of the main wedge 16. The end part of the side surface the sliding cheeks 17 are conical, and the traverse is often 18, connected to the toothed racks 9, stepwise cylindrical with increasing diameter from bottom to top.

Гидропривод устройства содержит бакThe hydraulic device contains a tank

19, насос 20, предохранительный клапан 21, сливной фильтр 22, управл емый вручную распределитель 23, регулируемый гидроуп- равл емый распределитель 24, напорную19, pump 20, safety valve 21, drain filter 22, manually controlled valve 23, adjustable hydraulic valve 24, pressure head

0 магистраль 25 основного цилиндра 2, сливную магистраль 26, магистраль обратной св зи 27, напорную магистраль 28 и магистраль обратной св зи 29 вспомогательных цилиндров 12 и 13.0 main cylinder 2 25, drain 26, feedback 27, pressure 28 and feedback 29 of auxiliary cylinders 12 and 13.

5 Устройство, помещенное раздвижными щеками 17 в предварительно подготовленную в разрушаемом объекте скважину соответствующих размеров, -работает следующим образом.5 A device placed by sliding cheeks 17 in a well of appropriate sizes previously prepared in a destructible object, works as follows.

00

Включают насос 20, забирающий масло из Озка 19 и, при ненагр уженной системе, сливающий масло через предохранительный клапан 21 и фильтр 22 обратно в бак 19.Turn on the pump 20, which takes oil from Ozka 19 and, with an unloaded system, drains the oil through the safety valve 21 and filter 22 back into the tank 19.

5 При ручном включении распределител 23 (в положении, изображенном на фиг. 1) масло поступает в рабочую полость основ- ного цилиндра 2, воздейству через поршень , шток и палец 3 на упор 4, далее на5 When the dispenser 23 is manually turned on (in the position shown in Fig. 1), the oil enters the working cavity of the main cylinder 2, acting through the piston, rod and pin 3 on the stop 4, then on

0 вспомогательные клинь 10 и 11 и на упор траверсы 15 с основным клином 16, передающим усилие на раздвижные щеки 17. Вс система (поршень-шток-упор-дополнительные клинь -упор траверсы с основным кли5 ном), включа траверсу 14, перемещаетс вниз до тех пор, пока не произойдет остановка вследствие достиджени предельных усилий в напорной полости основного цилиндра (либо не произойдет разрушение0 auxiliary wedges 10 and 11 and against the stop of the traverse 15 with the main wedge 16, which transfers the force to the sliding cheeks 17. The entire system (piston-rod-stop-additional wedge-stop of the traverse with the main wedge 5), including the crosshead 14, moves down to until there is a stop due to reaching the maximum forces in the pressure cavity of the main cylinder (or failure

0 объекта, если его сопротивление меньше развиваемых усилий). Масло под давлением проходит из напорной магистрали 25 основ- ного цилиндра 2 в магистраль обратной св зи 27 и переключает регулируемый0 object, if its resistance is less than the developed efforts). Oil under pressure passes from the pressure line 25 of the main cylinder 2 to the feedback line 27 and switches the adjustable

5 гидроуправл емый распределитель 24 в положение подачи давлени в рабочие полости вспомогательных цилиндров 12 и 13. Вспомогательный клин 10, перемеща сь, нажимает на свободный конец двуплечего5, the hydraulic control valve 24 to the position of the pressure supply into the working cavities of the auxiliary cylinders 12 and 13. The auxiliary wedge 10, moving, presses on the free end of the two-shouldered

0 рычага 5, отклон ет его и рычаг 6 через т ги 7 и вводит в зацепление зубчатые башмаки S и рейки 9, отключа основной цилиндр 2, таким образом, от воздействи осевой нагрузки , запира на корпус упор 4 основного0 of the lever 5, deflects it and the lever 6 through the rods 7 and engages the gear shoes S and the rack 9, disconnecting the main cylinder 2, thus, from the action of the axial load, locking the stop 4 of the main

5 гидроцилиндра, Усили перемещаемых вспомогательных клиньев 10 и 11 передаютс через нижний упор 15 на основной клин 16 и раздвижные щеки 17 с величинами, пропорциональными произведению коэффициентов расклинивани .5 of the hydraulic cylinder. The forces of the movable auxiliary wedges 10 and 11 are transmitted through the lower stop 15 to the main wedge 16 and the sliding cheeks 17 with values proportional to the product of the wedging coefficients.

Конусность концевой части раздвижных щек 17 приводит к тому, что напр жени разлома, воздействующие на стенки скважины, перемещаютс сверху вниз, увеличива веро тность возникновени разлома на поверхности разрушаемого объекта и распространени его вглубь в нужном направлении . Дл увеличени глубины и ширины разлома после того, как вс длина хода основного клина 16 использована, в образовавшийс зазор между стенками скважины и раздвижными щеками 17 последовательно ввод т ступенчато-цилиндрическую часть 18 раздвижных щек 17 до образовани надежного разлома разрушаемого объекта. Если разрушение объекта произошло, то возврат устройства в исходное положение осуществл етс вручную с помощью распределител 23,The taper of the end part of the sliding cheeks 17 causes the fracture stresses acting on the walls of the well to move from top to bottom, increasing the likelihood of a fracture occurring on the surface of the object being destroyed and spreading it deeper into the desired direction. In order to increase the depth and width of the fault after the entire stroke length of the main wedge 16 has been used, a stepped-cylindrical part 18 of the sliding cheeks 17 is sequentially introduced into the gap between the walls of the well and the sliding cheeks 17 until a reliable fracture of the destructible object is formed. If the destruction of the object has occurred, then the device is returned to its initial position manually using the distributor 23,

В случае сминани стенок скважины без разлома объекта происходит резкое падение давлени в напорной магистрали основного цилиндра 2, регулируемый гидроуправл емый распределитель 24 переключает дополнительные цилиндры 12 и 13 на обратный ход, зубчатые башмаки 8 и рейки 9 выход т из зацеплени и произойдет повторение описанного выше цикла.If the walls of the well are crushed without breaking the object, a sharp drop in pressure occurs in the pressure line of the main cylinder 2, the adjustable hydraulic control valve 24 switches the additional cylinders 12 and 13 to the reverse stroke, the gear shoes 8 and rails 9 disengage and the cycle described above repeats .

Устройство позвол ет получать значительные разрывные усили без наращивани давлени в гидросистеме с использованием стандартного оборудовани на 16 МПа. Если в прототипе усили возрастают в 1,5-2 раза, по сравнению с его аналогами, то в за вл емом устройстве, благодар применению дополнительных клиньев, получаемые разрывные усили возрастают на пор док. Так при рабочем давлении 16 МПа, использование основного и дополнительного цилиндров диаметром 80 мм и раздвижных щек длиной 600 мм на скважине диаметром 100 мм позвол ет достигнуть разрывных усилий пор дка 10В Н. Практически наращивание разрывных усилий сдерживаетс лишь прочностными характеристиками конструкций и значени ми предельных напр жений на сжатие разрушаемых объектов (сниманием стенок скважин ).The device allows significant breaking forces to be obtained without pressure buildup in the hydraulic system using standard 16 MPa equipment. If the prototype forces increase by 1.5-2 times, compared with its counterparts, then in the claimed device, due to the use of additional wedges, the resulting breaking forces increase by an order of magnitude. So, at a working pressure of 16 MPa, the use of the main and additional cylinders with a diameter of 80 mm and sliding cheeks with a length of 600 mm on a borehole with a diameter of 100 mm allows tensile forces of the order of 10V N to be achieved. pressure to compress destructible objects (by removing the walls of the wells).

Использу за вл емое изобретение, можно разработать ручные (дл скважин диаметром 40-60 мм) или навесные (дл скважин диаметром 60-105 мм) гидроклиновые установки дл разрушени монолитов.Using the claimed invention, it is possible to develop manual (for wells with a diameter of 40-60 mm) or mounted (for wells with a diameter of 60-105 mm) hydrocline installations for the destruction of monoliths.

Устройство может быть навешенным на стрелу экскаватора, установленным на буровой станок или смонтированным на врубовой машине в групповой комбинации дл проходки горизонтальных тоннелей и вертикальных стволов.The device can be mounted on an excavator boom, mounted on a drilling rig, or mounted on a cutting machine in a group combination for driving horizontal tunnels and vertical shafts.

Использование за вл емого изобретени позвол ет отказатьс от взрывов, опасных дл здоровь человека порошков и жидкостей. Оно менее энергоемко, чем, например , электрогидравлические установки. Величина получаемых разломов позвол ет осуществл ть разборку разрушаемого объекта без дополнительных устройств дл раздвижки глыб. Величины достигаемыхThe use of the claimed invention eliminates explosions hazardous to human health of powders and liquids. It is less energy intensive than, for example, electro-hydraulic installations. The magnitude of the resulting faults makes it possible to disassemble the destructible object without additional devices for extending the blocks. Values Achieved

разрывных усилий позвол ют увеличить шаг скважин в 3-4 раза по сравнению с существующими установками и снизить затраты на бурение.tensile forces make it possible to increase the well spacing by 3-4 times in comparison with existing rigs and reduce drilling costs.

15fifteen

Claims

1. Hydrocline device containing a housing in communication with the hydraulic system of the main and auxiliary cylinders with

pistons and rods, each of which is connected to the wedge, and sliding cheeks, which, in order to increase the efficiency of the device and expand its functionality, by increasing the bursting force while reducing the energy consumption of wedging, it is equipped with an additional auxiliary a cylinder with a piston and a rod connected to a wedge,

traverse with a stop on which it is perpendicular to the axis of the main cylinder and pivotally symmetrical to it. auxiliary cylinders with wedges are fixed, and the wedge of auxiliary cylinders

connected to their rods pivotally, with a stop pivotally connected to the rod of the main cylinder, a lock mounted with the possibility of rigidly connecting the stop of the main cylinder to the body,

the auxiliary wedges are pivotally connected to the rods and are installed between the stop of the main cylinder and the traverse with the possibility of interaction between the working faces and the movement of the stop of the main cylinder with the wedge perpendicular to the movement of the wedges of the auxiliary cylinders.

2. The device according to p. 1, characterized in that the emphasis of the main cylinder is made with eyes, and the lock is made in the form of gear shoes pivotally mounted at the ends of two diametrically connected double-arm levers, the axes of which are parallel and intersect the axis of the eyes

emphasis installed with the possibility of interaction with gear racks mounted on the housing, and the free end of one of the two shoulders of the levers is placed with the possibility of interaction with one of the wedges of the auxiliary cylinders.

3. The device pop, 1, characterized in that the hydraulic system is equipped with an adjustable hydraulically controlled distributor.

4. The device according to claim 1, characterized in that, in order to reduce lateral loads not the body, the wedges of the auxiliary cylinders are made with one-sided bevels facing each other.

5. The device according to claim 1, characterized in that a part of the lateral surfaces of the sliding cheeks, located on the side of the yoke, is made stepwise cylindrical, and the end part is conical.

I AM