Устройство для выравнивания положения сооружения

Полезная модель относится к строительству, а именно к конструкциям фундаментов под сооружения, возводимых на просадочном основании.
Известны устройства для выравнивания сооружений, содержание 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. E02D 33/00, 2006; патент РФ на изобретение №2211896, кл. E02D 35/00, 2003 [1], [2]/.
Недостатками известных устройств является предельная сложность конструкций и реализации процесса выравнивания.
Также известен фундамент под оборудование, возводимый на просадочном основании, включающий размещенную на основании плиту с вертикальными сквозными каналами /см. а.с. СССР №638226, кл. E02D 27/34, 1979 [3]/.
Недостатком указанного фундамента является сложность процесса его выравнивания, необходимость забивки в подфундаментное пространство уплотняющей смеси.
Известны более простые конструкции устройств для выравния положения сооружений, предусматривающие выпускание сыпучего мате жала из специальных отверстий в емкости либо под давлением /см., например, а.с. СССР №628234, кл. E02D 27/34, 1976 [4]; а.с. СССР №697643, кл. E02D 27/34, 1976 [5]/, либо с помощью специального гидравлического механизма открывания перекрывающих наклонные сквозные каналы заслонок /см., например, патент Японии №46-15392, кл. 86А02, опублик. 1971 [6]; a.c. СССР №600253, кл. E02D 27/34, 1975 [7] /.
Недостатками известных устройств являются сложность конструкций и реализации процесса выравнивания.
Кроме того, известно устройство для выравнивания положения сооружения, содержащее размещенные между надфундаментной конструкцией и опорной плитой сооружения, подключенные к электрической сети нагреватели и термоплавкую вставку /см. а.с. СССР №632802, кл. E02D 35/00, 1978 [8] /.
Недостатком известного устройства является невозможность возвратить просевший фундамент в проектное положение по вертикали.
Наиболее близким устройством к заявленной полезной модели по совокупности существенных признаков является устройство для выравнивания положения сооружения на просадочном основании, содержащее размещенные между нижней и верхней опорными плитами термоплавкие вставки для возврата верхней опорной плиты в исходное положение, каждая из которых снабжена вертикально смонтированной в ней сжатой витой цилиндрической пружиной и подключенным к сети электронагревательным элементом /см. а.с. СССР №947289, кл. E02D 27/34, 1981 [9]/, и принятое за прототип.
Недостатками устройства-прототипа являются предельно низкие эксплуатационные характеристики, что объясняется одноразовостью устройства /его разрушением в процессе выравнивания/, неустойчивым равновесным положением сооружения, подвешенным после выравнивания на пружинах из-за возможности самопроизвольного спускания при эксплуатации как пружин, так и термопластичных вставок /см., например, а.с. СССР №657127, кл. E02D 27/32, 1977 [10]/, и, соответственно, низкой точностью и стабильностью. Кроме того, при сравнительно большой массе сооружения его собственные частоты при подвешивании на разжатых пружинах опускаются в область низких частот, наиболее опасных для виброзащиты оборудования.
Сущность полезной модели заключается в создании простого точного и надежного устройства для подъема сооружения на величину просадки его основания с помощью регулируемого разжатия первоначально сжатой цилиндрической пружины.
Технический результат-улучшение эксплуатационных характеристик устройства, повышение его точности, стабильности и виброударозащиты.
Указанный технический результат при осуществлении полезной модели достигается тем, что в известном устройстве для выравнивания положения сооружения на просадочном основании, включающем размеренные между нижней и верхней опорными плитами подъемные вставки, каждая из которых снабжена вертикально смонтированной в ней сжатой витой цилиндрической пружиной и подключенным к сети электронагревательным элементом, особенность заключается в том, что вставка выполнена в виде изоляционной цилиндрической втулки с двумя расположенными напротив друг друга вдоль образующих рядами сквозных отверстий, цилиндрическая прусика плотно кадета на втулку, а электронагревательный элемент представляет собой мощную термобиметаллическую пластинчатую пружину U-образной формы с наружным активным слоем, снабженную периодически прикрепленными по бокам к ее внешней поверхности стальными штырями, при этом U-образная пружина плотно с фиксацией вставлена в осевое отверстие цилиндрической втулки вниз основанием с введением штырей в ее соответствующие боковые отверстия и выступанием их свободных концов между витками цилиндрической пружины за пределы наружной боковой поверхности втулки.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 схематично показано устройство на общем виде; на фиг. 2 и фиг. 3 - подъемная вставка с вертикальным диаметральным разрезом, соответственно, в первоначальном положении и после осуществления процесса выравнивания.
Устройство состоит из опирающейся на основание 1 нижней опорной плиты 2, верхней опорной плиты 3 с установленным на нем сооружением 4 и разметенных между нижней 2 и верхней 3 опорными плитами подъемных вставок 5 для возврата верхней опорной плиты 3 вместе с сооружением 4 в первоначальное положение на величину просадки основания 1. При этом каждая вставка 5 выполнена в виде изоляционной цилиндрической втулки с двумя расположенными напротив друг друга вдоль образующих их рядами сквозных отверстий 6, и снабжена плотно надетой на втулку сжатой витой цилиндрической пружиной 7, а также подключенным к сети с помощью гибких проводов 8 электронагревательным элементом. Последний представляет собой мощную термобиметаллическую пластинчатую пружину U-образной формы с наружным активным слоем 10, снабженную периодически прикрепленными по бокам к ее внешней поверхности стальными штырями 11. При этом U-образная пружина 9 плотно с фиксацией винтом 12 к крышке 13 вставлена в осевое отверстие 14 цилиндрической втулки 5 вниз своим основанием с введением штырей 11 в соответствующие боковые отверстия 6 и выступанием их свободных концов между витками сжатой цилиндрической пружины 7 за пределы наружной боковой поверхности втулки 5 с фиксацией этими концами пружины 7 на втулке 5 в сжатом состоянии, а гибкие провода 8 введены внутрь втулки 5 через отверстие 15 в ее боковой поверхности и припаяны к концам U-образной пружины 9. Процесс изготовления мощных термобиметаллических элементов описан, например, в /Л.Е. Андреева. Упругие элементы приборов. М., 1962, стр. 207, 210, 213 [11] /, причем, такие элементы могут выполнять и силовые функции, например, в качестве дроссельных заслонок в трубопроводах /см. [11], стр. 207/. Выбор, например, в качестве активного слоя бериллиевой бронзы БрБ2, а в качестве пассивного слоя инвара Н36 с работой в диапазоне от 100° до 150°С позволяет не учитывать в принципе малые деформации U-образной пружины при колебаниях температуры внешней среды.
Работа предлагаемого устройства происходит следующим образом.
В первоначальном состоянии до просадки основания 1 положение элементов подъемной вставки 5 показано на фиг. 2. Пружина 7 сжата, и удерживается в данном состоянии выступающими наружу втулки 5 сквозь ее витки штырями 11. Возвращение просевшего сооружения 4 после просадки основания 1 в первоначальное положение происходит следующим образом. Включается подключенный к электросети электронагревательный элемент, то есть термобиметаллическая пружина 9. Ток питания плавно увеличивают, пружина 9 постепенно нагревается и начинает изгибаться внутрь /см. фиг. 3/, так как активный ее слой 10 снаружи. При этом сначала верхние штыри 11 освобождают верхнюю зажатую часть пружины 7, и она, разжимаясь вверх, поднимает плиту 3 вместе с сооружением 4. Далее, в случае необходимости, увеличивают ток питания, и второй сверху штырь 11 освобождает еще один участок пружины 7, увеличивая ее подъем и т.д. до полного осуществления процесса выравнивания. После этого пружина 9 термобиметалла остывает и принимает положение, показанное на фиг. 2, штыри 11 опять входят между витков уже разжатой пружины 7 и удерживают ее в процессе эксплуатации в данном разжатом состоянии, не давая ей возможности постепенно деформироваться под действием веса сооружения 4. При сборке устройства исходное сжатие пружины 7 удобнее осуществить при втянутых внутрь втулки 5 штырях 11 полностью всех, то есть с подачей электрического питания, а потом вывести штыри 11 наружу, убрав питание.