ТРУБЧАТЫЙ ДИЗЕЛЬ-МОЛОТ

Полезная модель относится к мостовому, гидротехническому и промышленному строительству, в частности, может быть использовано для погружения свай, шпунта и других строительных элементов посредством дизель-молота.
Известен свайный дизель-молот, содержащий рабочий цилиндр, шабот, кольцевую камеру сгорания, составной ударник, выполненный из двух частей: нижней и верхней с отношением их масс не менее 2:1, причем верхняя часть закреплена в рабочем цилиндре посредством фиксаторов с электромагнитным выключателем. Верхняя часть ударника имеет конический шток, а в его нижней части выполнена коническая полость по размерам штока, соединяющего обе части ударника (1).
Недостатками известного свайного дизель-молота являются сложность конструкции, ограниченные возможности его применения: так как камера сгорания выполнена постоянного объема без средства изменения объема, то невозможно увеличить массу верхней части ударника, поэтому забивание свай производят в грунты слабой и средней плотностей.
Известен дизель-молот для забивки свай, содержащий рабочий цилиндр с патрубками для отвода выхлопных газов, шабот, ударник, выполненный из расположенных одна над другой частей, объединенных между собой посредством фиксатора с поршнем, основную и дополнительную камеры сгорания, топливную систему (2).
Недостатком известного технического решения является низкая эффективность его работы, сложность в эксплуатации, ненадежность конструкции из-за динамического воздействия на механическое закрепление верхней части относительно нижней части ударника.
Наиболее близким техническим решением по технической сути и достигаемому техническому эффекту является трубчатый дизель-молот, содержащий рабочий цилиндр с продувочными патрубками и отверстием, составной ударник из двух частей, верхней и нижней, в каждой из которых расположена осевая цилиндрическая полость, шабот, основную камеру сгорания со средством изменения объема, представляющим собой сообщающиеся с ней посредством впускных отверстий дополнительные камеры сгорания, подъемно-сбрасывающее устройство для запуска молота, направляющую трубу с механизмом фиксации верхней части ударника и топливную систему с насосом (3).
Недостатками известного технического решения являются ограниченные возможности его применения, так как диапазон изменения энергии удар незначителен из-за фиксированной массы составного ударника, сложность в изготовлении и эксплуатации.
Техническим результатом является расширение эксплуатационных возможностей трубчатого дизель-молота.
Технический результат достигается тем, что трубчатый дизель-молот, содержащий рабочий цилиндр с продувочными патрубками и отверстием, составной ударник из двух частей верхней и нижней, в каждой из которых расположена осевая цилиндрическая полость, шабот, основную камеру сгорания со средством изменения объема, представляющим собой сообщающиеся с ней посредством впускных отверстий дополнительные камеры сгорания, подъемно-сбрасывающее устройство, топливную систему с насосом согласно полезной модели, его составной ударник выполнен с возможностью изменения ударной массы, он снабжен штоком, предназначенным для соединения встык верхней и нижней частей и для
использования в качестве дополнительной ударной массой и установленным в соразмерные ему осевые цилиндрические полости, в корпусе рабочего цилиндра ниже уровня основного продувочного отверстия диаметрально противоположно ему выполнено, по меньшей мере, одно дополнительное продувочное отверстие, причем каждое продувочное отверстие снабжено пробкой, выполненной в виде винта, каждая дополнительная камера сгорания включает корпус, выполненный в виде втулки с внутренней резьбой, в которой размещен полый винт, снабженный вкладышем в виде стакана, помещенного в полости винта, причем его положение возможно менять, таким образом, что дно стакана открывает или закрывает впускное отверстие.
Полезная модель поясняется чертежами, где
- на фиг.1 изображен дизель-молот в режиме работы «большой» верхней частью составного ударника, разрез;
- на фиг.2 то же в режиме работы «средней» верхней частью составного ударника, разрез;
- на фиг.3 то же в режиме работы «меньшей» верхней частью составного ударника, разрез;
- на фиг.4 то же в режиме работы штоком в качестве верхней части составного ударника, разрез;
- на фиг.5 дополнительная камера сгорания с открытым впускным отверстием (подключенная к основной камере сгорания), сечение;
- на фиг.6 дополнительная камера сгорания с закрытым впускным отверстием (отключенная от основной камеры сгорания), сечение;
Трубчатый дизель-молот содержит рабочий цилиндр 1 с продувочными патрубками 2 и продувочным отверстием 3 с винтом 4, шабот 5, ударник составной из двух частей 6, 7, соответственно, нижней и сменной верхней части, направляющую трубу 8 и подъемно-сбрасывающее устройство 9 для запуска трубчатого дизель-молота.
В каждой из частей 6, 7 выполнена осевая цилиндрическая полость (на чертеже не показана). Осевые цилиндрические полости имеют одинаковые диаметры. Нижняя 6 и верхняя 7 части соединены встык посредством вертикального цилиндрического штока 10 с компрессионными кольцами 11, размещенного соответственно в осевых цилиндрических полостях. Шток 10 является дополнительной ударной массой.
В корпусе рабочего цилиндра 1 ниже уровня продувочного отверстия 3 выполнено диаметрально противоположное ему, по меньшей мере, одно дополнительное продувочное отверстие 12, которое перекрывают винтом 13.
Основная кольцевая камера сгорания 14, образованная поверхностями взаимодействия шабота 5 и нижней 6 части составного ударника, снабжена средством изменения объема, представляющим собой сообщающиеся с ней посредством впускных отверстий 15 дополнительные 16 камеры сгорания.
Каждая дополнительная 16 камера сгорания включает корпус, выполненный в виде втулки 17 с внутренней резьбой, в который помещен полый винт 18, снабженный вкладышем 19 в виде стакана. Стакан установлен в полости винта 18 горизонтально. Положение стакана возможно менять, таким образом, что его дно соответственно открывает или закрывает впускное отверстие 15.
Нижняя 6 часть составного ударника имеет кольцевую проточку 20 для взаимодействия с захватом подъемно-сбрасывающего устройства 9.
В верхнем торце верхней 7 части составного ударника жестко закреплена проушина 21, посредством которой она устанавливается внутри направляющей трубы 8.
Направляющая труба 8 снабжена упором 22. Она выполнена с продольной прорезью 23.
Трубчатый дизель-молот снабжен топливной системой, включающей топливный насос (на чертеже не показана).
Используя сменную верхнюю часть составного ударника различной массы, трубчатый дизель-молот может работать в разных режимах. Выбор режима работы дизель-молота зависит от плотности грунтов и массы забиваемых свай.
При наличии плотных грунтов дизель-молот работает с «большой» верхней частью составного ударника (фиг.1). При наличии грунтов средней плотности и свай, масса которых вдвое превышает массу нижней ударной части, дизель-молот работает со «средней» верхней частью составного ударника (фиг.2). При наличии слабых грунтов и свай, масса которых не более массы нижней ударной части, дизель-молот работает с «малой» верхней частью составного ударника (фиг.3). Возможен вариант режима работы дизель-молота, когда шток является верхней частью составного ударника (фиг.4).
Трубчатый дизель-молот работает в режиме с «большой» верхней частью составного ударника следующим образом (фиг.1).
Дизель-молот подвижно закрепляют к мачте копра (не показан). Продувочные отверстия 3, 12 закрывают соответственно винтами 4, 13. Для того, чтобы подключить дополнительные 16 камеры сгорания к основной 14 камере сгорания, из каждой втулки 17 вынимают полый винт 18, помещают в его полость соответствующим образом вкладыш 19. Затем винт 18 вставляют во втулку 17 так, что основная камера 14 посредством открытого впускного отверстия 15 сообщается с дополнительной камерой 16.
Затем дизель-молот устанавливают шаботом 5 на забиваемую сваю.
Подъемно-сбрасывающее устройство 9 соединяют с лебедкой (не показана на чертежах) копра. Подъемный рычаг подъемно-сбрасывающего устройства 9 через продольную прорезь 23 направляющей трубы 8 входит в зацепление с кольцевой проточкой 20 на нижней ударной части 6. Лебедку копра включают на подъем. Ударные части 6, 7, соединенные штоком 10, поднимаются. Подъемно-сбрасывающее устройство 9, достигнув упора 22, выходит из зацепления с проточкой 20 нижней ударной части 6. После чего
обе ударные части 6, 7 вместе со штоком 10 под действием силы тяжести падают вниз. Нижняя ударная часть 6 нажимает на рычаг топливного насоса и топливо подают в основную камеру сгорания 14. При этом нижняя ударная часть 6 перекрывает продувочные патрубки 2.
Ударные части 6, 7, двигаясь далее вниз, сжимают воздух, который при этом нагревается, и в момент их удара по шаботу 5 распыленное ударом топливо смешивается со сжатым воздухом внутри основной 14 и дополнительных 16 камер сгорания.
Вследствие высокой температуры происходит возгорание рабочей смеси. Образующиеся при сгорании газы создают давление на нижнюю ударную часть 6 и через шабот 5 на погружаемую сваю. Так как при ударе происходят мгновенные упругие отскоки верхней ударной части 7 и штока 10, то возникают дополнительные ударные импульсы по шаботу 5 через нижнюю ударную часть 6, причем наличие компрессионных колец 11 создает при этих отскоках чередование сжатия и вакуума в мгновенно образующихся зазорах между торцами штока 10 и ударных частей.
Нижняя ударная часть 6 начинает ускоренное движение вверх под действием силы давления газов, толкая ударами верхнюю ударную часть 7. После нескольких соударений между ударными частями 6, 7 они ускоренно перемещаются вверх до окончания процесса выхлопа через продувочные патрубки 2. Затем при всасывании свежего заряда воздуха через продувочные патрубки 2 нижняя ударная часть 6 тормозится, и между торцами ударных частей 6, 7 образуется зазор, который ликвидируется возникающим вакуумом в торцах штока 10 и ударных частей 6, 7.
После потери скорости ударные части 6 и 7 под действием силы тяжести начинают движение вниз. Далее топливо подается в основную 14 камеру сгорания, после перекрытия продувочных патрубков 2 происходит сжатие воздуха. Удар по шаботу 5 наносится ударными частями 6 и 7, находящимися в контакте между собой.
Затем цикл повторяется.
Дизель-молот работает в режиме со «средней» верхней частью» составного ударника следующим образом (фиг.2). Предварительно извлекают «большую» 7 верхнюю часть составного ударника из направляющей трубы 8. Затем при помощи лебедки копра за проушину 21 устанавливают «среднюю» верхнюю 7 часть составного ударника в направляющей трубе 8. После чего, отвинчивая винт 4, открывают продувочное отверстие 3 и отключают от основной 14 камеры сгорания, например, одну дополнительную камеру сгорания 16 посредством установки вкладыша 19 таким образом, что дно стакана закрывает впускное отверстие 15.
Запуск и работа трубчатого дизель-молота со «средней» верхней 7 частью составного ударника осуществляется аналогичным образом, как и с «большой» верхней 7 частью составного ударника. При этом сжатие воздуха и выхлоп отработанных газов осуществляются с использованием продувочного отверстия 3.
Для работы в режимах с «малой» верхней 7 частью составного ударника продувочное отверстие 3 закрывают винтом 4, а продувочное отверстие 12 открывают, вывинчивая винт 13 (фиг.3). Дополнительные 16 камеры отключают от основной 14 камеры сгорания. При этом в каждой из них устанавливают вкладыш 19 таким образом, что дно стакана закрывает соответствующее впускное отверстие 15. При этом сжатие воздуха и выхлоп отработанных газов осуществляются с использованием продувочного отверстия 12.
В режиме работы штоком в качестве верхней 7 части составного ударника продувочные отверстия 3, 12 открывают, вывинчивая соответственно винты 4, 13. При этом сжатие воздуха и выхлоп отработанных газов осуществляется с использованием продувочных отверстий 3, 12.
Предложенный трубчатый дизель-молот позволит расширить его эксплуатационные возможности посредством изменения массы составного
ударника, за счет выполнения его верхней части сменной и использования ударной массы штока. Предложенный дизель-молот позволит заменить несколько моделей серийных трубчатых дизель-молотов.
Изготовлен и испытан опытный образец трубчатого дизель-молота. Предполагается его серийное изготовление.
SU №564385 А 05.07.77
SU №1543010 A1 15.02.90
SU №1717724 А1 08.11.91
(прототип)