УСТАНОВКА ДЛЯ СТАТИЧЕСКОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ГРУНТОВ. УСТРОЙСТВО СТАТИЧЕСКОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ДЛЯ НЕЕ
DEVICE FOR SOILS STATIC PROBING, STATIC PROBING DEVICE THEREFOR

Группа изобретений относится к области машиностроения, а именно к установке и устройству для испытания грунтов в условиях его естественного залегания с помощью метода статического зондирования, основанного на вдавливании испытательного зонда в грунт при статистической нагрузке и позволяющего определить геотехнические свойства грунта.
Известен способ испытания грунтов статической нагрузкой при проведении инженерно-геологических изысканий полевыми методами для определения деформационных и прочностных характеристик грунтов, RU №2422588 С2, E02D 1/00, 27.06.2011; RU №2252297 C1, E02D 1/00, 20.05.2005; RU №2212494 C1, E02D 1/00, 20.09.2003.
Известна установка для статического зондирования грунта, характеризующаяся наличием транспортного средства с салоном, в котором размещены пульт управления, связанный с устройством статического зондирования, и функциональное оборудование, RU №83778 U1, E02D 1/00, 20.06.2009.
Известна установка для статического зондирования грунта для определения физико-механических свойств грунта, включающая буровую машину, зонд с механизмом для его погружения, винтовой анкер, RU №2186903 С2, E02D1/00, 10.08.2002.
Известна установка для статического зондирования грунта, содержащая установленные на транспортном средстве гидроцилиндры вдавливания, гидрозажим с гидроклапаном, рабочую штангу с зондом, регулятор потока и гидросистему, RU №2026920 C1, E02D 1/00, 20.01.1995; RU №2026919 C1, E02D 1/00, 20.01.1995; SU №1826558 A1, E02D 1/00, 20.08.1995; RU №2020204 C1, E02D 1/00, 30.09.1994.
Известные установки имеют индивидуальное исполнение.
Известна установка для статического зондирования грунта, расположенная внутри кузова-фургона, выполненного утепленным и установленного на платформе шасси самоходного транспортного средства, снабженного гидравлическими опорами, и содержащая устройство статического зондирования, пульт управления, связанный с устройством статического зондирования, набор рабочих штанг, гидросистему, RU №83778 U1, E02D 1/00, 20.06.2009.
Данное техническое решение принято в качестве ближайшего аналога настоящей группы изобретений.
Установка для статического зондирования грунта ближайшего аналога установлена в утепленном кузове-фургоне, в котором размещены устройство статического зондирования, гидросистема, пульт управления, связанный с устройством статического зондирования, а также необходимое оборудование, необходимое для проведения комплекса инженерно-геологических работ для оценки пространственной изменчивости состава и свойств грунта, повышающие точность и производительность установки в целом.
Однако транспортное средство ближайшего аналога оснащено двумя гидравлическими опорами с возможностями регулирования их положения посредством пульта управления, размещенными в задней части кузова-фургона, и устройство статического зондирования имеет свой пульт управления, оно установлено в задней части кузова-фургона, проведение зондирования зависит от регулировки положения этих гидравлических опор, при этом центр тяжести шасси смещен, это усложняет эксплуатацию и снижает качество эксплуатационных работ.
Кузов-фургон ближайшего аналога не имеет запасной двери, окон и вентиляционного люка, функциональное оборудование размещено непропорционально относительно всего внутреннего объема, что ухудшает условия проведения эксплуатационных работ.
В устройстве статического зондирования ближайшего аналога зондирование грунта проводят с помощью вдавливания конического наконечника зонда в грунт и операции анкерения установки снижают ее эксплуатационные режимы.
В основу настоящей группы изобретений положено решение задачи, позволяющей повысить эксплуатационные качества и возможности установки, обеспечить безопасность проведения зондирования грунтов.
Технический результат группы изобретений заключается в улучшении условий проведения зондирования грунтов за счет рационального размещения оборудования в кузове-фургоне, наличия четырех окон, запасной двери и вентиляционного люка и за счет размещения в кузове-фургоне стеллажа со съемными рамками для штанг и верстака, в обеспечении надежности зондирования за счет выполнения устройства статического зондирования с механическим захватом, наличия в нем гидроцилиндров подачи и пневматического устройства удержания штанг и за счет выполнения в установке гидравлического бака с набором фильтров и гидронасоса при взаимодействии их с гидросистемой, в возможности управления процессом зондирования с единого пульта управления.
Согласно изобретению эта задача решается за счет того, что установка для статического зондирования грунтов расположена внутри кузова-фургона. Кузов-фургон выполнен утепленным и установлен на платформе шасси самоходного транспортного средства. Самоходное транспортное средство снабжено гидравлическими опорами. Установка для статического зондирования грунтов содержит устройство статического зондирования, пульт управления, связанный с устройством статического зондирования, набор рабочих штанг, гидросистему.
Устройство статического зондирования выполнено с механическим захватом, установлено на опорное основание, закрепленное на платформе и размещенное при соответствии центру тяжести шасси самоходного транспортного средства.
По переднему борту на платформе кузова-фургона выполнен люк, в котором размещен гидронасос с возможностью взаимодействия с устройством статического зондирования и исполнительными элементами гидравлических опор.
Гидронасос соединен с гидравлическим баком, расположенным справа от гидронасоса. Гидравлический бак выполнен в корпусе с крышкой. Крышка снабжена с внутренней стороны магнитным диском. Гидравлический бак оснащенным фильтром заливным и фильтром низкого давления. Гидронасос и гидравлический бак соединены с гидросистемой.
Слева от гидронасоса установлен пульт управления с расположенным рядом сиденьем оператора.
По заднему борту слева на платформе кузова-фургона установлен стеллаж для размещения съемных рамок для штанг.
По заднему борту справа на платформе кузова-фургона установлен верстак.
Кроме того, кузов-фургон имеет не меньше четырех окон.
Кроме того, кузов-фургон имеет не меньше двух дверей.
Кроме того, кузов-фургон имеет не меньше двух люков, выполненных на крыше.
Кроме того, пульт управления установки статического зондирования содержит рукоятки управления передними и задними гидравлическими опорами.
Кроме того, пульт управления установки статического зондирования содержит манометр напорной линии гидронасоса.
Кроме того, пульт управления установки содержит рукоятку управления подачей устройства статического зондирования.
Согласно изобретению эта задача решается за счет того, что устройство статического зондирования выполнено с механическим захватом. Устройство статического зондирования входит в состав установки для статического зондирования грунтов, описанной выше.
Устройство статического зондирования содержит два гидроцилиндра подачи, имеющие возможности взаимодействия с гидронасосом. Гидроцилиндры подачи соединены между собой хомутом.
Устройство статического зондирования содержит направляющую штангу, пневматическое устройство удержания штанг, имеющее возможность взаимодействия с пультом управления.
Механический захват устройства статического зондирования расположен между гидроцилиндрами подачи и предназначен для зажима штанг при задавливании или подъеме их из грунта гидроцилиндрами подачи.
Механический захват состоит из корпуса, резьбовой втулки для крепления корпуса к хомуту, подвижной и неподвижной плашек с подкладками, рукоятки выбора режимов.
Рукоятка выбора режимов имеет положения: горизонтальное, соответствующее режиму «нейтральное», нижнее, соответствующее режиму «задавливание», и верхнее, соответствующее режиму «подъем», кроме того, она имеет возможности взаимодействия с пультом управления установки статического зондирования.
Гидроцилиндры подачи и пневматическое устройство удержания штанг закреплены на основании, а направляющая штанга закреплена на нижней части основания.
Кроме того, пульт управления установки содержит рукоятки управления подачей механического захвата с рабочей и максимальной скоростями перемещений.
Кроме того, пульт управления установки статического зондирования содержит манометр давления в гидроцилиндрах подачи.
Кроме того, пульт управления установки содержит рукоятку управления пневматическим устройством удержания штанг.
Заявителем не выявлены источники, содержащие информацию о технических решениях, идентичных настоящей группе изобретений, что позволяет сделать вывод о ее соответствии критерию «новизна».
За счет реализации отличительных признаков изобретения (в совокупности с признаками, указанными в ограничительной части формулы) достигаются важные новые свойства объекта.
Выполнение устройства статического зондирования с механическим захватом и установка его на опорное основание, которое закреплено на платформе и размещено при соответствии центру тяжести шасси самоходного транспортного средства, обеспечивает безопасность проведения зондирования грунтов.
Наличие на платформе кузова-фургона люка, в котором размещен гидронасос с возможностью взаимодействия с устройством статического зондирования и исполнительными элементами гидравлических опор, который соединен с гидравлическим баком и расположен рядом с гидронасосом, взаимодействие гидравлического бака и гидронасоса с гидросистемой повышает эксплуатационные возможности установки.
Выполнение гидравлического бака в корпусе с крышкой и снабжение его набором фильтров обеспечивает безопасность и надежность эксплуатации.
Размещение пульта управления с сиденьем оператора в кузове-фургоне и проведение операций по управлению гидравлическими опорами, гидроцилиндрами подачи и пневматическим устройством удержания штанг устройства статического зондирования с единого пульта повышает эксплуатационные качества и возможности установки.
Наличие у кузова-фургона четырех окон, двух дверей и двух люков, расположенных на крыше кузова-фургона улучшает эксплуатационные условия.
Заявителю не известны какие-либо публикации, которые содержали бы сведения о влиянии отличительных признаков группы изобретений на достигаемый технический результат. В связи с этим, по мнению заявителя, можно сделать вывод о соответствии заявляемых технических решений критерию «изобретательский уровень».
Сущность группы изобретений поясняется чертежами:
на фиг. 1 - Установка для статического зондирования грунтов, общий вид со стороны левого борта;
на фиг. 2 - Установка для статического зондирования грунтов, общий вид со стороны правого борта;
на фиг. 3 - Установка для статического зондирования грунтов, общий вид со стороны заднего борта;
на фиг. 4 - Установка для статического зондирования грунтов, общий вид сверху;
на фиг. 5 - Установка для статического зондирования грунтов, общий вид сверху без крыши;
на фиг. 6 - Установка для статического зондирования грунтов, репродукция, фрагмент размещения оборудования;
на фиг. 7 - Установка для статического зондирования грунтов, гидравлический бак, общий вид;
на фиг. 8 - Установка для статического зондирования грунтов, гидравлический бак, вид сверху;
на фиг. 9 - Устройство статического зондирования, общий вид спереди;
на фиг. 10 - Устройство статического зондирования, общий вид сбоку;
на фиг. 11 - Устройство статического зондирования, механический захват, общий вид;
на фиг. 12 - Устройство статического зондирования, механический захват, изометрия;
на фиг. 13 - Пульт управления установкой, панель, схематично.
На чертежах представлено:
Шасси самоходного транспортного средства - 1,
платформа (на шасси 1) - 2.
Правый борт (шасси 1) - 3,
левый борт (шасси 1) - 4,
передний борт (шасси 1) - 5,
задний борт (шасси 1) - 6.
Гидравлические опоры (на шасси 1) - 7.
Кузов-фургон для установки статического зондирования (на платформе 2) - 8.
Устройство статического зондирования (в кузове-фургоне 8) - 9,
механический захват (для устройства 9) - 10,
опорное основание (для устройства 9) - 11.
Гидронасос (в кузове-фургоне 8) - 12,
люк (для гидронасоса 12) - 13.
Гидравлический бак (в кузове-фургоне 8) - 14,
корпус (бака 14) - 15,
крышка (бака 14) - 16,
магнитный диск (на крышке 16) - 17,
фильтр заливной (бака 14) - 18,
фильтр низкого давления (бака 14) - 18.
Пульт управления (в кузове-фургоне 8) - 20,
сиденье оператора (около пульта 20) - 21.
Стеллаж для штанг (в кузове-фургоне 8) - 22,
съемные рамки для штанг (на стеллаже 22) - 23.
Верстак (в кузове-фургоне 8) - 24.
Кузов-фургон 8 имеет:
Окна (левый борт 4) - 25,
окно (правый борт 3) - 26,
окно (передний борт 5) - 27.
Дверь основная (правый борт 3) - 28,
дверь запасная (задний борт 6) - 29.
Крышу - (кузова-фургона 8) 30,
люк вентиляционный (на крыше 30) - 31,
люк функциональный (на крыше 30) - 32.
Устройство статического зондирования 9 имеет:
Гидроцилиндры подачи (устройства 9) - 33,
хомут (для соединения гидроцилиндров 33) - 34,
направляющую для штанг (устройства 9) - 35,
пневматическое устройство удержания штанг (устройства 9) - 36,
основание (для крепления гидроцилиндров 33 и устройства 36) - 37.
Механический захват 10 устройства 9 содержит:
корпус (захвата 10) - 38,
резьбовую втулку (захвата 10) - 39,
подвижную плашку с регулировочной прокладкой (захвата 10) - 40,
неподвижную плашку с регулировочной прокладкой (захвата 10) - 41,
рукоятку выбора режимов (захвата 10) - 42.
На пульте управления 20 расположены:
Рукоятки управления передними гидравлическими опорами (на пульте 20) - 43,
рукоятки управления задними гидравлическими опорами (на пульте 20) - 44.
Манометр напорной линии гидронасоса (на пульте 20) - 45.
Рукоятка управления подачей устройства статического зондирования (на пульте 20) - 46.
Рукоятка управления подачей механического захвата с рабочей скоростью перемещения (на пульте 20) - 47,
рукоятка управления подачей механического захвата с максимальной скоростью перемещения (на пульте 20) - 48.
Манометр давления в гидроцилиндрах подачи (на пульте 20) - 49.
Рукоятка управления пневматическим устройством удержания штанг (на пульте 20) - 50.
Установка для статического зондирования грунтов расположена внутри кузова-фургона 8. Кузов-фургон 8 выполнен утепленным, установлен на платформе 2 шасси 1 самоходного транспортного средства с правым 3, левым 4, передним 5 и задним 6 бортами. Шасси 1 снабжено гидравлическими опорами 7.
Установка для статического зондирования грунтов содержит устройство статического зондирования 9, гидронасос 12, гидравлический бак 14, пульт управления 20, стеллаж 22 и верстак 24.
Устройство статического зондирования 9 выполнено с механическим захватом 10, установлено на опорном основании 11, закрепленном на платформе 2 и размещенном при соответствии центру тяжести шасси 1 самоходного транспортного средства.
По переднему борту 5 на платформе 2 кузова-фургона 8 выполнен люк 13, в котором размещен гидронасос 12 с возможностью взаимодействия с устройством статического зондирования 9 и исполнительными элементами гидравлических опор 7.
Гидронасос 12 соединен с гидравлическим баком 14, расположенным справа от гидронасоса 12. Гидравлический бак 14 выполнен в корпусе 15 с крышкой 16. Крышка 16 снабжена с внутренней стороны магнитным диском 17. Гидравлический бак 14 оснащен фильтром заливным 18 и фильтром низкого давления 19.
Гидронасос 12 и гидравлический бак 14 взаимодействуют с гидросистемой.
Слева от гидронасоса 12 установлен пульт управления 20 с расположенным рядом сиденьем 21 оператора.
По заднему борту 6 слева на платформе 2 кузова-фургона 8 установлен стеллаж 22 для размещения съемных рамок 23 для штанг.
По заднему борту 6 справа на платформе 2 кузова-фургона 8 установлен верстак 24.
Кузов-фургон 8 имеет не меньше четырех окон, два из которых 25 расположены на левом борту 4 в центре и слева верхней его части, третье 26 - на правом борту 3 справа в верхней его части и четвертое 27 на переднем 5 борту.
Кузов-фургон 8 имеет не меньше двух дверей, одна из которых основная 28 расположена в центре правого борта 3, а вторая 29 - в центре заднего борта 6 с возможностью использования ее в качестве запасной.
Кузов-фургон 8 имеет не меньше двух люков 31 и 32, выполненных на крыше 30, один из которых расположен в ее передней части и выполнен вентиляционным 31 с возможностью использования в качестве запасного, а второй - функциональный 32 расположен над устройством статического зондирования 9.
Пульт управления 20 установки статического зондирования содержит рукоятки управления передними 43 и задними 44 гидравлическими опорами 7.
Пульт управления 20 установки статического зондирования содержит манометр 45 напорной линии гидронасоса 12.
Пульт управления 20 установки статического зондирования содержит рукоятку управления подачей 46 устройства статического зондирования 9.
Устройство статического зондирования 9 выполнено с механическим захватом 10 и входит в состав установки для статического зондирования грунтов.
Устройство статического зондирования 9 содержит два гидроцилиндра подачи 33, имеющие возможности взаимодействия с гидронасосом 12.
Гидроцилиндры подачи 33 соединены между собой хомутом 34.
Устройство статического зондирования 9 содержит направляющую для штанг 35. Направляющая для штанг 35 закреплена на нижней части основания 37 и предотвращает изгиб колонны штанг при задавливании.
Устройство статического зондирования 9 содержит пневматическое устройство 36 удержания штанг. Пневматическое устройство 36 удержания штанг имеет возможность взаимодействия с пультом управления 20.
Гидроцилиндры подачи 33 и пневматическое устройство 36 удержания штанг закреплены на основании 37.
Механический захват 10 устройства статического зондирования 9 расположен между гидроцилиндрами подачи 33 и предназначен для зажима штанг при задавливании или подъеме их из грунта гидроцилиндрами подачи 33.
Механический захват 10 состоит из корпуса 38, резьбовой втулки 39, подвижной 40 и неподвижной 41 плашек с подкладками и рукоятки 42 выбора режимов.
Корпус 38 прикреплен к хомуту 34 с помощью резьбовой втулки 39. Подвижная 40 и неподвижная 41 плашки выполнены с подкладками, обеспечивающими регулировку усилия прижима их к штанге.
Рукоятка 42 выбора режимов имеет положения: горизонтальное, соответствующее режиму «нейтральное», нижнее, соответствующее режиму «задавливание», и верхнее, соответствующее режиму «подъем».
Рукоятка 42 имеет возможности взаимодействия с пультом управления 20 установки статического зондирования.
Пульт управления 20 установки статического зондирования содержит рукоятку 47 управления подачей механического захвата 10 с рабочей скоростью перемещения.
Пульт управления 20 установки статического зондирования содержит рукоятку 48 управления подачей механического захвата 10 с максимальной скоростью перемещения.
Пульт управления 20 установки статического зондирования содержит манометр 49 давления в гидроцилиндрах подачи 33.
Пульт управления 20 установки статического зондирования содержит рукоятку 50 управления пневматическим устройством 36 удержания штанг.
Статическое зондирование грунтов осуществляют следующим образом.
Проверяют горизонтальность положения установки, при необходимости корректируют положения рукоятками 43 и/или 44 управления гидравлическими опорами 7.
Поднимают механический захват 10 с помощью рукоятки 42 управления подачей устройства статического зондирования 9 в крайнее верхнее положение. Устанавливают в отверстия основания 37 устройства статического зондирования 9 направляющую для штанг 35 и фиксируют ее болтами. При необходимости собирают зонд со штангами и устанавливают направляющую для штанг 35 вместе с зондом.
Для исключения выпадения зонда вниз фиксируют его пневматическим устройством 36 удержания штанг включением рукоятки 50 на пульте управления 20.
Верхнюю часть штанги зажимают механическим захватом 10.
Управляя рукояткой подачи 46 устройства статического зондирования 9 на пульте управления 20 вдавливают зонд в грунт до нижнего положения механического захвата 10, после чего устанавливают следующую штангу, поднимают механический захват 10 и продолжают задавливание.
Усилие задавливания контролируют по манометру 49 давления в гидроцилиндрах подачи 33.
При задавливании не допускают наклон и боковые смещения платформы 2, которые могут возникнуть при превышении допустимого усилия задавливания.
Подъем рабочего оборудования осуществляют в обратной последовательности. При этом подъем можно осуществлять рукояткой 48 управления подачей механического захвата 10 с максимальной скоростью перемещения.
Устройством статического зондирования 9 задавливают в грунт, при последующем подъеме, штанги диаметром 36 мм и 56 мм.
Заявленная «Установка для статического зондирования грунтов и устройство статического зондирования для нее» изготовлены промышленным способом ООО «ЗАВОД БУРОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ» и проведенные опытные работы по определению геотехнических свойств грунта обусловливают, по мнению заявителя, соответствие их критерию «промышленная применимость».
Предложенная группа изобретений позволяет:
- повысить эксплуатационные качества установки;
- повысить эксплуатационные возможности установки;
- обеспечить безопасность проведения зондирования грунта.