Устройство герметизации устья шпура

Предлагаемая полезная модель относится к горной промышленности, а именно к средствам упрочнения горных пород, более конкретно к устройству для герметизации устья шпура при заполнении жидкой быстротвердеющей смесью внутренней полости шпура, в который установлен анкерный стержень.
Известны устройства герметизации устья шпуров, представляющие собой запорные пробки анкерной крепи, выполненные из эластичного материала, которые должны предусматривать одновременную установку анкерного стержня и отвод воздуха при заполнении шпура жидкой твердеющей смесью. При этом пробка должна образовывать уплотнение со стенками шпура и легкую установку в шпур.
Известно устройство герметизации шпуров (патент RU 2029093 опуб. 20.12.1995), направленное на повышение надежности фиксации герметизатора в распертом состоянии при нагнетании любых скрепляющих составов, обеспечение возможности как одноразового, так и многократного использования герметизатора. Устройство содержит герметизатор, выполненный в виде центральной трубки с охватывающей ее уплотнительной эластичной втулкой и смонтированным на выходном конце трубки обратным клапаном, инъекционную трубку, соединенную резьбой с центральной трубкой. Устройство содержит винтовой механизм распора с распорной трубой, охватывающей инъекционную трубку. Винтовой механизм распора снабжен нажимной гайкой, установленной посредством рабочей резьбы на центральной трубке и воздействующей на эластичную втулку. Распорная трубка имеет торцовую головку, контактирующую с нажимной гайкой.
Недостатками такого устройства является сложность конструкции из-за наличия винтового механизма распора, а также наличие вероятности повреждения упругого материала деталей конструкции от воздействия винтового механизма распора, который также загромождает пространство шпура, что приводит к уменьшению проходного сечения каналов для прохода жидкостей и воздуха. Недостатком также является большая трудоёмкость монтажа из-за необходимости выполнения дополнительных операций распора после установки герметизатора в шпур.
Известно устройство для герметизации шпура, раскрытое в патенте RU 2360123 опуб.27.06.2009, которое направлено на повышение надежности герметизации устья шпура в анкере ампульно-нагнетательного способа закрепления. Устройство представляет собой трубу герметизатора, охватывающей канат и воздухоотводящую трубку и содержащей упругую втулку герметизатора, кольцевая проточка на трубе выполнена с наружной стороны и дополнительно углублена кольцевой проточкой со сквозными отверстиями, перекрытыми обратными клапанами в виде упругой втулки, внешнюю поверхность которой и кольцевой проточки концентрично охватывает наружная упругая втулка, концы которой обжаты хомутами, а с внутренней стороны трубы герметизатора у ее торца в зазоре между канатом и трубой дополнительно размещена полая втулка с пробкой, при этом зазор между канатом и трубой герметизатора у ее торца заделан перемычкой, охватывающей внешние поверхности каната дополнительной втулки и воздухоотводящей трубки.
Недостатками этого устройства является сложность конструкции из-за наличия обратного клапана и пробки, что усложняет изготовление и установку в шпур.
Наиболее близким техническим решением в части конструктивного выполнения (прототип) является устройство герметизации устья шпура в составе анкерной крепи, раскрытое в авт. св. СССР №1086178, опубл. 15.04.1984. Согласно изобретению, запорная пробка (3) содержит корпус из упругого материала, в центральной части которого имеются каналы для размещения анкерного стержня, подачи жидкого твердеющего материала и отвода воздуха, а на внешней сопрягаемой со стенками шпура части выполнены уплотнительные ребра. Уплотнительные ребра выполнены концентричными кольцами в плоскостях, перпендикулярных оси шпура.
Недостатком данной конструкции является то, что такое расположение уплотнительных ребер затрудняет установку запорной пробки в шпур, так как уплотнительные ребра такой конструкции для плотной посадки пробки в шпур должны быть достаточно жесткими, а значит толстыми и/или малой высоты.
Технической проблемой, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является разработка устройства простой конструкции, технологичной при эксплуатации и обеспечивающей надежность герметизации устья шпура.
Обозначенная проблема может быть успешно решена с помощью заявляемой полезной модели, согласно которой устройство для герметизации устья шпура, выполненное в виде запорной пробки анкерной крепи, содержит корпус из упругого материала, в центральной части которого выполнены каналы для размещения анкерного стержня, подачи жидкого твердеющего материала и отвода воздуха, а на внешней сопрягаемой со стенками шпура части выполнены уплотнительные ребра, при этом уплотнительные ребра имеют спиральную форму.
Кроме этого, предпочтительно, если высота уплотнительных ребер и расстояние между ними выполнены с возможностью обеспечения в деформированном состоянии касания между собой боковой поверхности смежных ребер при расположении корпуса внутри шпура.
Техническим результатом является уменьшение сопротивления установки в шпур запорной пробки без значительного ухудшения ее герметизирующей функции.
Предлагаемая полезная модель иллюстрируется чертежами, где
на фиг. 1 изображен вид с торца устройства для герметизации устья шпура;
на фиг. 2 - вид устройства сбоку;
на фиг. 3 – вид устройства в продольном разрезе по А-А на фиг. 2 при установке в шпур (без изображения анкерного стержня).
Устройство для герметизации устья шпура, выполненное в виде запорной пробки анкерной крепи, содержит корпус 1 из упругого материала, в центральной части которого выполнены канал 2 для размещения анкерного стержня, канал 3 для подачи жидкого твердеющего материала и канал 4 для отвода воздуха.
На внешней сопрягаемой со стенками шпура части выполнены уплотнительные ребра 5, которые имеют спиральную форму. При этом высота ребер 5 и расстояние между ними такие, что в деформированном состоянии обеспечивается касание между собой боковой поверхности смежных ребер 5 при расположении корпуса 1 внутри шпура.
Работает устройство для герметизации устья шпура следующим образом.
Перед установкой в шпур в канал 2 устанавливают анкерный стержень, в канал 3 - трубку для подачи твердеющего материала, в канал 4 - трубку для отвода воздуха. Затем производят установку корпуса 1 в устье шпура с проворотом в направлении завинчивания спирали ребер. При этом ребра 5 деформируются, и происходит касание между собой боковой поверхности смежных ребер 5, благодаря чему образуется спиральный канал между ребрами 5 уменьшенного поперечного сечения. При заполнении шпура жидким твердеющим материалом последний начинает проходить по этому спиральному каналу, но так как его путь является более протяженным, чем в случае использования кольцевых ребер, происходит затвердевание смеси до того, как она пройдет по спиральному каналу, при использовании быстротвердеющего материала.
Из-за того, что происходит касание между собой боковой поверхности смежных ребер 5, обеспечивается упругое их прижатие к стенке шпура и большая суммарная площадь контакта ребер 5 с поверхностью стенки шпура. За счет этого обеспечивается надежность герметизации устья шпура.
Таким образом, не требуется использование толстых и жестких ребер 5, что совместно с возможностью ввинчивания корпуса 1 в шпур, обеспечивает уменьшение сопротивления установки в шпур запорной пробки без значительного ухудшения ее герметизирующей функции.
Предлагаемая полезная модель достаточно проста по конструкции и технологична при эксплуатации и установки в устье шпура.