РАСКАТЧИК ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ НАБИВНЫХ СВАЙ

Название	РАСКАТЧИК ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ НАБИВНЫХ СВАЙ
Разработчик (Авторы)	Логинов Семен Владимирович, Преснов Олег Михайлович, Логинов Владимир Владимирович
Вид объекта патентного права	Изобретение
Регистрационный номер	2465409
Дата регистрации	27.10.2012
Правообладатель	Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский федеральный университет"
Область применения (класс МПК)	E02F 5/16 (2006.01) E21B 7/28 (2006.01)

Описание изобретения

Изобретение относится к строительной технике и может быть использовано для устройства раскатных вертикальных, наклонных и горизонтальных скважин без выемки грунта и изготовления за один рабочий цикл набивных свай.

Известен навесной рабочий орган для винтовой раскатки скважин в грунте, выполненный в виде вала, содержащего соосно расположенные хвостовик и наконечник, между которыми последовательно установлены рабочие элементы, выполненные в виде цельнометаллических цилиндров и усеченных конусов, количество цилиндров не превышает двух, усеченные конусы выполнены с равномерно увеличивающимся диаметром в сторону цилиндров, продольные оси симметрии рабочих элементов смещены параллельно продольной оси вращения навесного рабочего органа на величину, равную 0,03 диаметра цилиндра, последовательно повернуты относительно друг друга на 90°, а сами рабочие элементы жестко соединены между собой, высота каждого из цилиндров и усеченных конусов составляет 0,8 диаметра цилиндра, при этом продольные оси симметрии усеченного конуса, соединенного с хвостовиком, и наконечника совпадают с продольной осью вращения навесного рабочего органа, а наконечник выполнен в виде усеченного конуса с приваренным по его меньшей окружности острием в виде укороченного сверла (патент РФ №2204659 С1, дата приоритета 11.04.2002, дата публикации 20.05.2003, авторы Саурин А.Н. и др., RU).

Недостатком известного аналога является его низкая эффективность, обусловленная недостаточной надежностью из-за нарушения целостности вала, а также невозможностью изготовления набивной сваи за один рабочий цикл.

В качестве прототипа принято раскатывающее устройство, включающее полый приводной вал с радиальными выходными каналами и с развернутыми вокруг его продольной оси эксцентриковыми шейками, установленные на эксцентриковых шейках приводного вала с возможностью вращения цилиндрические катки для реверса устройства и по обе стороны от них в противоположных направлениях конические катки, при этом образующие конических катков расположены к продольной оси приводного вала под углом, вершина которого одной части конических катков ориентирована в направлении к головной части устройства, а другой части конических катков вершина угла ориентирована в направлении к хвостовой части устройства, головная часть приводного вала расположена перед головным катком и выполнена в виде наконечника, снабженного на наружной боковой поверхности кольцевой проточкой для выпуска строительного раствора из внутренней полости приводного вала через радиальные выходные каналы, площадь поперечного сечения которых увеличивается в направлении от продольной оси устройства (патент РФ №2080442 С1, дата приоритета 06.07.1993, дата публикации 27.05.1997, авторы Свирщевский В.К. и др., прототип, RU).

Недостатком прототипа является его низкая эффективность, обусловленная, во-первых, сложностью, трудоемкостью и дороговизной в изготовлении в связи с наличием цилиндрических и конических катков, установленных на эксцентриковых шейках приводного вала с возможностью вращения; во-вторых, высокой трудоемкостью в эксплуатации из-за подверженности плотной закупорке раскатываемым грунтом имеющейся на наружной поверхности наконечника кольцевой проточки для выпуска строительного раствора, что влечет сбои процесса бетонирования набивной сваи, так как требуются извлечение и промывка наконечника; в-третьих, недостаточной надежностью в связи с подверженностью устройства попаданию между вращающимися катками частиц грунта и влаги, а также строительного раствора, что приводит к выходу из строя раскатывающего устройства и снижению производительности при устройстве набивных свай.

Задачей изобретения является повышение эффективности раскатчика для изготовления набивных свай путем повышения его надежности, снижения трудозатрат при изготовлении и ремонте, а также обеспечения повышения производительности при устройстве набивных свай.

Для решения поставленной задачи в раскатчике для изготовления набивных свай, включающем вал с хвостовиком и соосно расположенным с ним наконечником, между которыми расположены последовательно развернутые вокруг продольной оси вала эксцентриковые рабочие элементы в виде двух цилиндров и усеченных конусов, продольные оси симметрии которых смещены параллельно продольной оси вала, усеченные конусы выполнены с равномерно увеличивающимся диаметром в направлении от наконечника к цилиндрам и от хвостовика к цилиндрам, вал снабжен полостью для подачи строительного раствора и радиальными выходными каналами, выполненными с увеличивающейся площадью поперечного сечения в направлении от продольной оси вала, согласно изобретению цилиндры и усеченные конусы выполнены совместно с валом, причем их продольные оси симметрии смещены параллельно продольной оси вращения вала на величину, равную 0,1 диаметра цилиндра, и последовательно повернуты относительно друг друга на 90°, вал выполнен полым на участке, ограниченном цилиндрами, в хвостовой части, а радиальные выходные каналы выполнены в цилиндрах со стороны максимального смещения стенки цилиндра к продольной оси вала.

Согласно изобретению каждый из цилиндров и усеченных конусов выполнен одинаковой высоты, равной от 0,8 до 1 диаметра цилиндра.

На фиг.1 схематично изображен раскатчик для изготовления набивных свай, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1.

Раскатчик для изготовления набивных свай представляет собой сопрягаемый с отечественным буровым оборудованием навесной рабочий орган для винтовой раскатки скважины и заполнения ее строительным раствором за один рабочий цикл. Раскатчик включает вал 1, снабженный хвостовиком 2, соосно расположенным с ним наконечником 3 и эксцентриковыми рабочими элементами, расположенными между ними. Эксцентриковые рабочие элементы выполнены совместно с валом 1 в виде двух цилиндров 4 и усеченных конусов 5, причем усеченные конусы расположены по обе стороны от цилиндров 4. При этом продольные оси симметрии цилиндров 4 и усеченных конусов 5 смещены параллельно продольной оси вращения вала на величину, равную 0,1 диаметра цилиндра 4, и последовательно повернуты относительно друг друга на 90°. Усеченные конусы 5 выполнены с равномерно увеличивающимся диаметром в направлении от наконечника 3 к цилиндрам 4 и от хвостовика 2 к цилиндрам. Для подачи строительного раствора вал 1 выполнен с полостью 6 в хвостовой части на участке, ограниченном цилиндрами 4, и снабжен радиальными выходными каналами 7, выполненными в цилиндрах 4 со стороны максимального смещения стенки цилиндра к продольной оси вала. При этом радиальные выходные каналы 7 обеспечивают беспрепятственный выпуск строительного раствора в скважину и, кроме того, выполнены с увеличивающейся площадью поперечного сечения в направлении от продольной оси вала, что способствует легкому удалению образующихся во время проходки скважины грунтовых пробок. Каждый из цилиндров 4 и усеченных конусов 5 выполнен одинаковой высоты, равной от 0,8 до 1 диаметра цилиндра. Соблюдение этого условия обеспечивает равномерную нагрузку на рабочие элементы и равномерную подачу строительного раствора по винтовой поверхности.

Раскатчик для изготовления набивных свай работает следующим образом.

Готовый к эксплуатации раскатчик устанавливают с помощью штанги на буровую машину и осуществляют с помощью его вращения проходку скважины без удаления грунта путем винтовой раскатки на установленную глубину. Далее осуществляют извлечение раскатчика из скважины с одновременной подачей в нее строительного раствора через полость 6 вала 1 и радиальные выходные каналы 7. Заполнение набивной скважины осуществляют при вращении вала 1. При этом рабочие элементы вала продвигают строительный раствор по винтовой поверхности в основание скважины и далее по ее высоте по мере извлечения раскатчика из скважины, а усеченные конусы 5 хвостовой части облегчают извлечение и способствуют сохранению целостности стенок скважины.

Преимущество заявляемого раскатчика для изготовления набивных свай по сравнению с известными аналогами заключается в достижении большего технического результата при изготовлении набивных свай, который выражается в повышении надежности раскатчика, снижении трудозатрат при его изготовлении и ремонте, а также в повышении производительности при устройстве набивных свай.

Формула изобретения

1. Раскатчик для изготовления набивных свай, включающий вал с хвостовиком и соосно расположенным с ним наконечником, между которыми расположены последовательно развернутые вокруг продольной оси вала эксцентриковые рабочие элементы в виде двух цилиндров и усеченных конусов, продольные оси симметрии которых смещены параллельно продольной оси вала, усеченные конусы выполнены с равномерно увеличивающимся диаметром в направлении от наконечника к цилиндрам и от хвостовика к цилиндрам, вал снабжен полостью для подачи строительного раствора и радиальными выходными каналами, выполненными с увеличивающейся площадью поперечного сечения в направлении от продольной оси вала, отличающийся тем, что цилиндры и усеченные конусы выполнены совместно с валом, причем их продольные оси симметрии смещены параллельно продольной оси вращения вала на величину, равную 0,1 диаметра цилиндра, и последовательно повернуты относительно друг друга на 90°, вал выполнен полым на участке, ограниченном цилиндрами, в хвостовой части, а радиальные выходные каналы выполнены в цилиндрах со стороны максимального смещения стенки цилиндра к продольной оси вала.

2. Раскатчик для изготовления набивных свай по п.1, отличающийся тем, что каждый из цилиндров и усеченных конусов выполнен одинаковой высоты, равной от 0,8 до 1 диаметра цилиндра.

Изобретение "РАСКАТЧИК ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ НАБИВНЫХ СВАЙ" (Логинов Семен Владимирович, Преснов Олег Михайлович, Логинов Владимир Владимирович) отмечено юбилейной наградой (25 лет Российской Академии Естествознания)
Медаль Альфреда Нобеля

Оформление наградных документов и заказ каталога