Устройство для выравнивания положения сооружения
DEVICE FOR LEVELING POSITION OF STRUCTURE

Изобретение относится к строительству, а именно к конструкциям фундаментов под сооружения, возводимых на просадочном основании.
Известны устройства для выравнивания сооружений, содержащие выполненные под подошвой фундамента домкратные ниши с установленной в них системой домкратов, обеспечивающих корректировку положения сооружения, с последующим удалением домкратов и заполнением образовавшихся зазоров распорками, бетоном или цементным раствором /см., например, патент РФ на изобретение №2333322, кл. Е02D 35/00, 2006 [1]; патент РФ на изобретение №2211896, кл. Е02D 35/00, 2003 [2]/.
Недостатками известных устройств является предельная сложность конструкций и реализации процесса выравнивания, невозможность автоматического саморегулирования сооружений в процессе эксплуатации.
Известны также фундаменты под оборудование, возводимые на просадочном основании, включающие размещенную на основании плиту с вертикальными сквозными каналами /см. а.с. СССР №658226, кл. Е02D 27/34, 1979 [3]/, либо емкости с сыпучим материалом, подаваемым под давлением поршня в специальные отверстия/ см. а.с. СССР №628234, кл. Е02D 27/34, 1976 [4]; а.с. СССР №697643, кл. Е02D 27/34, 1976 [5]/, либо с помощью специального гидравлического механизма открывания перекрывающих наклонные сквозные каналы заслонок см. патент Японии №46-15892, кл. 86А02, опубл. 1971 [6]; а.с. СССР №600253, кл. Е02D 27/34, 1975 [7]/.
Недостатками всех известных устройств являются сложность конструкций и процессов выравнивания фундамента, невозможность автоматического выравнивания положения сооружений.
Кроме того, известны устройства для выравнивания положения сооружений, содержащие размещенные между над фундаментной конструкцией и опорной плитой сооружения подключенные к электрической сети нагреватели и термоплавкую вставку /см. а.с. СССР №632802, кл. Е02D 35/00, 1978 [8]/.
Недостатком известных устройств является невозможность возвратить просевший фундамент в проектное положение по вертикали.
Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности существенных признаков является устройство для выравнивания положения сооружения на просадочном основании, содержащее размещенную между нижней и верхней опорными плитами механизм подъема верхней опорной плиты с сооружением в первоначальное положение на величину просадки нижней опорной плиты, выполненный в виде совокупности термоплавких вставок, снабженных вертикально ориентированными в них вмонтированными сжатыми винтовыми пружинами с размещенными внутри них в нескольких уровнях электронагревателями, подключенными к электросети /см. а.с. СССР №947289, кл. Е02D 27/34, 1981 [9]/ и принятое за прототип.
Недостатками устройства-прототипа являются низкие точность выравнивания положения сооружения, стабильность его положения и виброзащита сооружения в процессе эксплуатации, что объясняется неустойчивым равновесным положением сооружения, подвешенного после выравнивания на пружинах, возможность самопроизвольного опускания при эксплуатации как пружин, так и термопластичных вставок/см., например, а.с. СССР №657127, кл. E02D 27/32, 1977 [10]/, а также тем, что в случае значительной массы сооружения его собственные частоты при установке на вмонтированных пружинах опускаются в область низких частот, наиболее опасных для вибро-ударозащиты оборудования.
Сущность изобретения заключается в создании устройства для выравнивания положения сооружения на просадочном основании, основанного на фиксации величины просадки и последующего подъема опорной плиты на данную величину с помощью электромагнита, снабженного реечным храповым механизмом.
Технический результат - повышение точности процесса выравнивания положения сооружения, стабильности этого положения и виброударозащиты сооружения при эксплуатации.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном устройстве для выравнивания положения сооружения на просадочном основании, включающем размещенную между опирающейся на основание нижней и верхней опорными плитами механизм подъема верхней опорной плиты с сооружением в первоначальное положение на величину просадки основания с нижней опорной плитой, электрически соединенный с источником питания, включаемым через коммутатор от измерителя вышеуказанной просадки, особенность заключается в том, что механизм подъема верхней опорной плиты представляет собой электромагнит с вертикально закрепленной на нижней опорной плите катушкой и свободно вставленным в катушку между нижней и верхней опорными плитами сердечником, выполненным в виде постоянного стержневого магнита, соединенного с нижней опорной плитой через реечный храповой механизм, допускающий перемещение сердечника относительно данной плиты только вертикально вверх, а в качестве источника питания использован генератор постоянного напряжения, подключаемый к катушке с полярностью, обеспечивающей в сочетании с выбранной полярностью сердечника выталкивание последнего из катушки вверх.
Предлагаемое устройство схематично проиллюстрировано чертежами, где на фиг. 1 сплошными линиями оно показано в исходном состоянии до просадки основания; на фиг. 1 - пунктирными линиями - после просадки основания; на фиг. 2 - после осуществления процесса выравнивания положения сооружения.
Устройство состоит из опирающейся на основание 1 нижней опорной плиты 2, верхней опорной плиты 3 с расположенным на ней сооружением 4, и размещенного между опорными плитами 2 и 3 механизма подъема верхней опорной плиты 3 с сооружением 4 на величину просадки основания 1. При этом механизм подъема представляет собой электромагнит с вертикально закрепленной на нижней опорной плите 2 нижним торцом катушкой 5, и свободно вставленным в катушку 5 между нижней 2 и верхней 3 опорными плитами сердечником 6, выполненным в виде постоянного стержневого магнита, соединенного с нижней опорной плитой 2 через реечный храповой механизм 7, допускающий перемещение сердечника 6 относительно данной плиты 2 только вертикально вверх. Для этого реечный механизм 7 выполнен в виде соединенной верхним торцом с сердечником 6 и поступательно перемещающейся плоской зубчатой рейкой 8 с боковыми наклонными зубьями, свободно вставленной в направляющий глухой паз 9 прямоугольного сечения в нижней плите 2, снабженный на стенках с обеих зубчатых сторон рейки пластинчатыми стальными собачками 10, прикрепленными через пружины 11 к дну глухих отверстий 12 в узких боковых сторонах паза 9 и вставленных своими свободными концами между наклонными вниз зубьями рейки 8 /см., например, Элементы приборных устройств, под ред. д.т.н. О.Ф. Тищенко, М., 1982, ч. 1, стр. 241 [11]/. При этом катушка 5 электрически соединена с источником питания 13, включаемым через коммутатор 14 от измерителя просадки 15 с электрическим выходом, установленным на верхней плите 3. Причем, в качестве измерителя просадки 15 может быть использовано оптическое устройство с преобразователем, применяемое, например, в геодезии, а в качестве источника питания 13 - генератор постоянного напряжения, подключаемый к катушке 5 с полярностью, обеспечивающей в сочетании с выбранной полярностью сердечника 6 выталкивание последнего из катушки 5 вверх. Таким образом, катушка 5 подключается к источнику питания с любой полярностью, а если сердечник 6 втягивается в катушку 5, то полярность подключения источника 13 изменяется на противоположную. Такой механизм выбора нужной полярности более прост и надежен, чем, например, указание заданной полярности установки сердечника 6 с дальнейшим указанием подключения катушки 5 к генератору 13 с полярностью, согласной с полярностью сердечника 6.
Работа предлагаемого устройства осуществляется следующим образом. В исходном состоянии до просадки основания 1 положение элементов устройства показано сплошными линиями на фиг. 1. В случае возникновения просадки /см. пунктирные линии на фиг. 1/ измеритель просадки 15 выдает на коммутатор 14 электрический сигнал заданной величины, последний включает генератор постоянного напряжения 13 с заданной амплитудой и полярностью сигнала, подаваемого в катушку 5 электромагнита, сердечник 6 выталкивается вверх из катушки 5 на заданную величину, поднимая верхнюю опорную плиту 3 с сооружением 4 /см. фиг. 2/ в исходное положение. При этом реечный храповой механизм 7 позволяет сердечнику 6 смещаться ввверх относительно катушки 5 /собачка 10 постепенно сжимает пружину 11 наклонной стороной зубьев рейки 8 и уходит внутрь отверстия 12. Однако, упруго выходящая обратно после прохода зуба собачка 10 не позволит рейке 8 двигаться вниз, упираясь в плоские стороны зубьев, то есть будет удерживать плиту 3 и сооружение 4 при дальнейшей эксплуатации от возникновения возможной просадки до просадки основания 1.
По мнению заявителя, предлагаемое устройство отличается сравнительной простотой конструкции и регулировки, надежностью и точностью в процессе эксплуатации, и позволяет автоматически без участия обслуживающего персонала осуществлять необходимое выравнивание сооружения в случае просадки его основания на неустойчивой почве.