Устройство для бурения шпура или скважины

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ БУРЕНИЯ ШПУРА ИЛИ СКВАЖИНЫ(71) Заявитель Учреждение образования Брестский государственный технический университет(72) Авторы Чернюк Владимир Петрович Акулич Ярослав Антонович Семенюк Сергей Михайлович(73) Патентообладатель Учреждение образования Брестский государственный технический университет(57) Устройство для бурения шпура или скважины, включающее погружаемый в грунт бур,выполненный в виде конической пружины сжатия, надетой на конический полый наконечник и прикрепленной к нему в нескольких местах точечной электросваркой, с механизмом привода в виде стержня, соединенного нижним концом с коническим полым наконечником, а верхним - с ручным или механизированным воротом, отличающееся тем, что стержень выполнен полым и снабжен патрубком для подачи воды на верхнем и сквозными отверстиями на нижнем его концах, причем конический полый наконечник бура на наружной боковой поверхности оборудован сквозными перфорированными водопропускными отверстиями каплевидной формы диаметром 2-4 мм между витками конической пружины сжатия.(56) 1. На подступах к весне // Приусадебное хозяйство. -1. - 1987, фиг. 4 (аналог). 2. Патент РБ 14103 на изобретение Устройства для бурения шпура или скважины,МКП 21 3/00 / В.П. Чернюк, Я.А. Акулич, О.С. Семенюк Заявитель УО БрГТУ. Заявл. 02.03.09, опубл. 28.02.2011 (прототип). Полезная модель относится к области строительства, горному делу и касается выполнения рабочих органов буровых устройств, машин и механизмов для образования скважин и шпуров в грунте при производстве взрывных работ, устройстве вертикального дренажа,водопонижения, при разработке всех видов грунтов, устройстве набивных и буронабивных свай, а также в других целях. Известно ручное устройство для бурения шпуров или скважин, содержащее погружаемый в грунт шнековый бур с диском, оснащенный коронкой в виде сверла, а также механизм привода бура в виде трубы с воротом 1. Недостатками этого устройства, помимо сложности конструкции из-за наличия в буре винтового диска, сверла, болта, шнека, являются повышенные трудо- и энергоемкости образования скважин и шпуров из-за отсутствия смазки водой трущихся поверхностей и разрушающихся материалов. Наиболее близким техническим решением к заявляемому является ручное или механизированное устройство, включающее погружаемый в грунт бур, выполненный в виде конической пружины сжатия, надетой на конический полый наконечник и прикрепленной к нему в нескольких местах точечной электросваркой, с механизмом привода в виде стержня, соединенного нижним концом с коническим полым наконечником, а верхним - с ручным или механизированным воротом 2. Недостатками данного устройства являются повышенные трудоемкость и энергоемкость образования шпуров и скважин и небольшая глубина их проходки, особенно в плотных и прочных грунтах, из-за отсутствия смазки водой контактирующих с грунтом поверхностей и разрушающихся материалов. Задачами настоящего решения являются снижение энергоемкости и трудоемкости образования шпуров и скважин и увеличение глубины их проходки (за счет смазки водой трущихся поверхностей и разрушающихся материалов). Поставленные задачи решаются тем, что в известном устройстве для бурения шпура или скважины, включающем погружаемый в грунт бур, выполненный в виде конической пружины сжатия, надетой на конический полый наконечник и прикрепленной к нему в нескольких местах точечной электросваркой, с механизмом привода в виде стержня, соединенного нижним концом с коническим полым наконечником, а верхним - с ручным или механизированным воротом, стержень выполнен полым и снабжен патрубком для подачи воды на верхнем конце и сквозными отверстиями - на нижнем его конце, причем конический полый наконечник бура на наружной боковой поверхности оборудован сквозными перфорированными водопропускными отверстиями каплевидной формы диаметром 2-4 мм между витками конической пружины сжатия. Сопоставительный с прототипом анализ показывает, что заявляемое устройство отличается от известного тем, что стержень выполнен полым стержень снабжен патрубками для подачи воды на верхнем его конце стержень снабжен сквозными отверстиями на нижнем его конце конический полый наконечник бура на наружной боковой поверхности оборудован сквозными перфорированными водопропускными отверстиями диаметр водопропускных отверстий равен 2-4 мм 2 77632011.12.30 водопропускные отверстия имеют каплевидную форму водопропускные отверстия расположены между витками конической пружины сжатия. Указанные отличительные признаки являются новыми и достаточными для получения положительного эффекта (снижения энергоемкости и трудоемкости бурения, увеличения глубины проходки) и решения поставленных задач, что позволяет их считать существенными и квалифицирует техническое решение как полезную модель. Работоспособность устройства (как и прототипа) достигается путем завинчивания бура за стержень воротом непосредственно в грунт, при этом грунт разрабатывается конической пружиной сжатия, транспортируется по ней и осыпается в полость конического наконечника или на поверхность. Однако при этом будет достигнута большая эффективность и производительность бурения (чем у прототипа) за счет смазки водой контактируемых с грунтом поверхностей (витков бура и наружной поверхности конического наконечника), а также смачивания водой разрушаемого материала (грунта). Одновременно с вращение бура в зону разрушения подается вода по патрубку, полому стержню,сквозным отверстиям на нижнем конце стержня, полости конического наконечника и водопропускным перфорированным отверстиям каплевидной формы. В результате в грунте образуется более глубокая выемка в виде мелкой скважины. Повторяя таким образом цикл бурения несколько раз, в грунте можно образовать шпур или скважину большей глубины,быстрее и с меньшими трудо- и энергозатратами. Сравнение заявляемого объекта с другими техническими решениями в данной отрасли строительства и горном деле (бурении) не позволило выявить в них признаки, дискредитирующие новизну описываемого устройства. Сущность заявляемого объекта поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен общий вид устройства с местным разрезом в процессе образования скважины, на фиг. 2 - фрагмент водопропускного отверстиякаплевидной формы на фиг. 1 Обозначения 1 - бур 2 - механизм привода 3 - коническая пружина сжатия 4 - конический полый наконечник 5 - места точечной электросварки пружины 3 6 - полый стержень 7 - ворот 8 - патрубок 9 - сквозные отверстия 10 - перфорированные водопропускные отверстия. Устройство для бурения шпура или скважины состоит из погружаемого в грунт полого бура 1 и механизма привода 2. Бур 1 выполнен в виде конической пружины сжатия 3,надетой на конический полый наконечник 4 и прикрепленной к нему в нескольких местах точечной электросваркой 5. Механизм привода 2 бура 1 изготовлен в виде стержня 6, соединенного нижним концом (на сварке) с коническим полым наконечником 4, а верхним с ручным воротом 7 (фиг. 1). Стержень 6 изготовлен полым и в верхней части снабжен патрубком 8 для подачи воды. В нижней части стержень 6 снабжен сквозными отверстиями 9 для пропуска воды. Конический полый наконечник 4 на наружной боковой поверхности оборудован сквозными перфорированными водопропускными отверстиями 10 диаметром 2-4 мм каплевидной формы для свободного и беспрепятственного пропуска воды к наружной боковой поверхности наконечника 4 (фиг. 1, 2). Отверстия 10 устроены между витками конической пружины сжатия 3. Для образования шпура или скважины в грунт вдавливают бур 1 осевым усилием подачис одновременным вращением посредством крутящего моментамеханизма привода 2 за ворот 7 и полый стержень 6 конического полого наконечника 4, на наружную поверхность которого надета и приварена в нескольких местах 5 точечной электросваркой коническая пружина сжатия 3. В процессе ввинчивания в грунт бура 1 в зону разработки грунта по патрубку 8, полости стержня 6, сквозным отверстием 9, полости наконечника 4, водопропускным отверстием 10 каплевидной формы подается вода, улучшающая разработку, снижающая энергоемкость и трудоемкость процесса бурения. Далее разработанный грунт транспортируется по конической пружине 3 и наконечнику 4 в его полость. После набора достаточ 3 77632011.12.30 ного количества грунта в полость бура 1 (полость наконечника 4), о чем будет свидетельствовать усиленная величина осевого усилия подачии крутящего момента , бур 1 за стержень 6 и ворот 7 вынимается со скважины, а грунт высыпается из него на поверхность во временный отвал. Далее осуществляют второй и последующие циклы погружения-извлечения бура до образования шпура или скважины необходимой глубины, но значительно легче (по сравнению с прототипом) за счет наличия воды в зоне разработки грунта. Скважина в дальнейшем может быть эффективно использована для устройства буронабивных и камуфлетных свай, дренажа, лунок во льду, взрываемых шпуров и в других целях. Конструкция устройства для бурения шпуров и скважин весьма проста, эффективна,аналогов не имеет. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4