PL201000B1 - Sposób wytwarzania kotwi iniekcyjnej i kotew iniekcyjna - Google Patents

Abstract

1. Sposób wytwarzania kotwi iniekcyjnej po- legaj acy na wykonywaniu korpusu z profilowa- nej rury rozpr eznej i laczeniu go poprzez spa- wanie z ko ncówkami: nape lniania i zamykaj ac a, znamienny tym, ze na oba ko nce rury roz- preznej nasuwa sie rurowe obejmy, a potem do otworu ka zdego z ko nców wciska si e lacz ac a rurk e, albo korek, przy czym czynno sci te mo z- na wykona c odwrotnie, a nast epnie profilowe pustki po laczenia pomi edzy rur a rozpr ezn a, obejm a i lacz ac a rurk a, od czo la, wype lnia si e spoin a lub klejem. PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania kotwi iniekcyjnej i kotew iniekcyjna, stosowane w górnictwie do wzmacniania górotworu, zwłaszcza przy stabilizacji ociosu węglowego w procesie wydobycia węgla i budowie chodników w podziemiach kopalnianych, z możliwością urabiania kotwi przy pomocy kombajnu, przy stabilizacji i wzmacnianiu skał w budownictwie podziemnym, budowie komór i tuneli, przy budowie stoków, tam przeciwlawinowych i innych rozwiązaniach technologicznych w budownictwie.

Znany jest sposób produkcji kotwi, których korpus wytwarza się z typowych profili cienkościennych, poprzez wielokrotnie łączenie wzdłuż osi profilowanej rury rozprężnej - ekspansyjnej. Na końcach rury rozprężnej mocuje się końcówki: napełniania i końcówkę zamykającą, a także końcówki łączące, które zespala się z cienkościenną rurą przez połączenie spawane czołowe lub kątowe. Końcówki profilowanych rur wytwarza się również jako końcówki wieloczęściowe. W wyniku spawania dochodzi jednak do rekrystalizacji materiału i niekontrolowanego zmniejszenia wytrzymałości materiału i w związku z tym do zmniejszenia maksymalnej siły zrywającej. Jednocześnie w przypadku końcówek wieloczęściowych, na których są położone minimalnie dwie spoiny zwiększa się ryzyko nieszczelności każdego połączenia spawanego.

Kotwie z rurami rozprężnymi problem ewentualnych nieszczelności mają rozwiązany przez wykonanie w końcówkach specjalnego wgłębienia, zalanego masą klejową lub lutem metalowym. Ten sposób produkcji zwiększa siłę zrywającą złącza, w stosunku do złącza spawanego, ale wytwarzanie tego typu kotwi jest bardziej pracochłonne i energochłonne. Znany jest także szereg rozwiązań konstrukcyjnych kotwi iniekcyjnych. Z połączenia konstrukcji głowicy uszczelniającej kotwi iniekcyjnej typu IRMA i kotwi ciernej rozprężnej typu Swellex lub BOLTEX powstała kotew iniekcyjna, rozprężna PAKRAN. Jest to rozwiązanie, które łączy działanie kotwi ciernej i urządzenia do iniekcji, oraz pozwala uzyskać zwartą kompozycję górotworu, wymaganą przy efektywnym wydobyciu kopalin. Znana konstrukcja pozwala także na optymalizację kosztów, ponieważ uszczelnia koniec otworu wiertniczego przed wypływem masy iniekcyjnej co daje rzeczywistą oszczędność około 1/3 tej masy. Kotew typu PAKRAN jest zbudowana z cienkościennej rury, profilowanej na całej swej długości, dociskanej do ścianki otworu wiertniczego, pod wpływem ciśnienia masy iniekcyjnej znajdującej się wewnątrz rury. Stwardniała masa iniekcyjna wypełnia przestrzeń otworu wiertniczego i jest łatwo urabiana kombajnem ścianowym lub chodnikowym. Inne konstrukcje znanych kotwi również są zbudowane z cienkościennych profili, pofałdowanych jedno lub wielokrotnie wzdłuż osi rury rozprężnej. Wadą znanych konstrukcji kotwi jest skomplikowane rozwiązanie ich końcówek, zwłaszcza dla kotwi, które mają wypływ medium iniekcyjnego w innym miejscu niż na końcu profilowanej rury, a także dla kotwi składających się z kilku części.

Celem wynalazku jest uniknięcie niedogodności znanych sposobów wytwarzania kotwi i wad konstrukcji kotwi iniekcyjnej.

Cel ten uzyskano według wynalazku, który zawiera sposób wytwarzania kotwi iniekcyjnej polegający na tym, że na oba końce profilowej rury rozprężnej nasuwa się pod ciśnieniem rurowe obejmy, a potem do otworu każdego z końców wciska się łączącą rurkę, albo korek. Czynności te można wykonać odwrotnie. Następnie profilowe pustki połączenia pomiędzy rozprężną rurą, obejmą i łączącą rurką, od czoła, wypełnia się spoiną lub klejem. Korzystnie przed nasunięciem obejm na końce rury rozprężnej, profiluje się oba końce w kształcie szyjki o średnicy mniejszej od zewnętrznej średnicy przekroju tej rury.

Wynalazek zawiera również konstrukcję kotwi iniekcyjnej. Kotew iniekcyjna ma korpus zbudowany z cienkościennej, profilowanej wzdłuż osi rury rozprężnej, która ma na zewnątrz swych obu końców nasuniętą obejmę, a wewnątrz zamontowaną łączącą rurkę lub walcowy korek. Profilową pustkę pomiędzy rurą, obejmą i łączącą rurką lub korkiem, kotew iniekcyjna ma wypełnioną od strony czoła, spoiną albo klejem.

Rozprężna rura ma końcówki w kształcie szyjki, o średnicy mniejszej od zewnętrznej średnicy przekroju rury. W odmianie wynalazku łącząca rurka ma umieszczony w przepływowym otworze kulkowy zawór zwrotny.

Łącząca rurka kotwi iniekcyjnej ma zewnętrzną powierzchnię końcówki wystającej z rozprężnej rury, ukształtowaną w sposób ułatwiający połączenie z innym elementem konstrukcyjnym, korzystnie w postaci zewnętrznego gwintu lub rowka obwodowego, lub fałd powierzchni. W innej odmianie wynalazku łącząca rurka kotwi ma na swym końcu, wystającym z rozprężnej rury, umieszczoną przedłużaPL 201 000 B1 jącą rurkę z wewnętrznym gwintem. Natomiast obejma może mieć od strony rozprężnej rury, stożkowy kołnierz i/lub od strony odwrotnej zewnętrzny gwint.

Przedmiot wynalazku w przykładach wykonania jest pokazany na rysunku, którego Fig. 1 przedstawia kotew iniekcyjną w przekroju wzdłużnym, zakończoną na obu końcach łączącą rurką, Fig. 2 przekrój poprzeczny tej kotwi, w miejscu zamontowania zaworu kulkowego, Fig. 3 ukazuje przekrój wzdłużny przez połączenie dwóch kotwi, a Fig. 4 przekrój poprzeczny przez kotew w miejscu zamocowania uszczelki. Fig. 5 rysunku przedstawia przekrój wzdłużny przez dwie kotwy złączone łącznikiem z wylotem bocznym, Fig. 6 pokazuje przekrój wzdłużny przez końcówkę kotwi z korkiem, a Fig. 7 przekrój wzdłużny przez końcówkę kotwi jej łączącą rurkę, z rurką przedłużającą, zamkniętą wewnętrznym zaworem upustowym, natomiast Fig. 8 ukazuje przekrój wzdłużny przez połączenie dwóch kotwi rurką przedłużającą. Kotew iniekcyjna według wynalazku jest zbudowana z cienkościennej rury rozprężnej 1, profilowanej wzdłuż osi przekroju symetrycznego, zbliżonego w kształcie do gwiazdy, która ma na swej zewnętrznej powierzchni umieszczoną uszczelkę 18, służącą do zatamowania wypływu medium iniekcyjnego z otworu wiertniczego. Rura rozprężna 1 ma na swych obu końcach, które są zwężone w kształcie szyjki 8, umocowane łączące rurki 3, wtłoczone do środka końca rury 1, lub zaślepki w kształcie walcowego korka 4. Na oba szyjkowe końce rury 1 są włożone obejmy 2 z uskokowym przesunięciem. Profilowa pustka 5, powstała pomiędzy rurą 1, łączącą rurką 3 i obejmą 2, jest wypełniona spoiną 6 lub masą klejową 7. Łącząca rurka 3, która służy do przepływu masy iniekcyjnej pod ciśnieniem, ma w otworze przepływowym 9, umieszczony zwrotny zawór kulkowy 10, zabezpieczający przed powrotnym wypływem medium iniekcyjnego z rury rozprężnej 1. Kulka zaworu 10 jest zabezpieczona przed wypadnięciem kołkiem 19. Na końcu łączącej rurki 3, który wystaje z szyjki 8 rury 1, jest wykonany gwint zewnętrzny 11, lub rowek obwodowy 12. Wykorzystując gwint zewnętrzny 11 na łączącej rurce 3 można zamontować zewnętrzny zawór upustowy 23 do odprowadzania medium iniekcyjnego pod ciśnieniem z kotwi, albo rurowy łącznik 21, uszczelniony pierścieniem 20, przy połączeniu dwu lub więcej kotwi ze sobą, jak również w przypadku połączenia kotwi poprzez łącznik 22 z wylotem bocznym, z bocznym zaworem upustowym 25.

W innej odmianie kotew ma na końcu łączącej rurki 3, umocowaną spoiną 6, rurkę przedłużającą 13 z gwintem wewnętrznym 14, w której to rurce 13 jest umieszczony wewnętrzny zawór upustowy 24 uszczelniony pierścieniem 20. Do rurki 13 może także być wkręcona kolejna łącząca rurka 3_innej kotwi, w przypadku potrzeby połączenia kolumny o wymaganej długości. Obejma 2 może mieć ze strony rury rozprężnej 1 kołnierz stożkowy 15, podtrzymujący podkładkę 17, opierającą się o czoło skały przy ujściu otworu wiertniczego, a z drugiej strony na swej powierzchni zewnętrznej wykonany gwint 16, umożliwiający zawieszenie dodatkowych urządzeń np. przy wzmacnianiu górotworu.

Wytwarzanie kotwi iniekcyjnej według wynalazku umożliwia uproszczenie technologii produkcji i zmniejszenie jej kosztów, a jednocześnie podwyższenie jakości wyrobu, głównie ze względu na poprawę złącz spawanych które spełniają jednocześnie funkcję nośną i uszczelniającą.

Zastosowanie obejmy zewnętrznej w konstrukcji kotwy zabezpiecza spoinę przed rozerwaniem rury rozprężnej przy iniekcji. Jednocześnie obejma w wykonaniu z kołnierzem stożkowym służy między innymi do umocowania podkładki opierającej się o czoło skały, przy wylocie otworu wiertniczego. Unifikacja łączącej rurki, stwarza możliwość osiągnięcia wszystkich potrzebnych funkcji, takich jak na przykład: napełnianie kotwi, wzajemne łączenie, możliwość przykręcenia zaworu upustowego lub łącznika z wylotem bocznym.

Rozwiązanie według wynalazku można wykorzystać przy konstruowaniu i produkcji nowoczesnych kotwi dla różnych potrzeb i technologicznych zastosowań. Nowe rozwiązanie umożliwia również pełną automatyzację wytwarzania, co dotychczas nie było w praktyce osiągalne.

Claims (8)

1. Sposóbwytwarzaniakotwi iniekcyjnej polegający na wykonywaniu korpusu z profiiowanej rury rozprężnej i łączeniu go poprzez spawanie z końcówkami: napełniania i zamykającą, znamienny tym, że na oba końce rury rozprężnej nasuwa się rurowe obejmy, a potem do otworu każdego z końców wciska się łączącą rurkę, albo korek, przy czym czynności te można wykonać odwrotnie, a następnie profilowe pustki połączenia pomiędzy rurą rozprężną, obejmą i łączącą rurką, od czoła, wypełnia się spoiną lub klejem.

PL 201 000 B1

2. Sposób wedługzastrz. 1, znamiennytym, że korzystnie przednasunięciem obejm na końce rury zszpzężndj, pzsfilgjd się jej sbs ksńcd w kształcie szyjki, s średnicy mniejszej sd zewnętrznej śzddnics przekrsju tej rury.

3. Kotew i niekcyjna, któred kospuu j eet zbudowany z cienkościenned, proriiowanej my lozpręęned s przekrsju symetrycznym i psłączsny ns ksńcsch z ksńcówksmi: nspełnisnis i zsmyksjącą, znamienna tym, że jej rurs rszprężns (1) ms ns zewnątrz swych sbu ksńców nasuniętą sbejmę s wewnątrz zsmsntswsną łączącą rurkę (3) lub wslcswy ksrek (4), przy czym prsfilswą pustkę psmiędzy rurą rszprężną (1), sbejmą (2) i łączącą rurką (3) lub ksrkiem (4), sd strsny czsłs rury ms wypełnisną spsiną (6) lub klejem (7).

4. Kotew i nie^yca we dług zastez. 3, znamienna tym, że 1 θ- proriiowana1ura lozppężnalO ma ksńcówki w ksztsłcie szyjki (8) średnicy mniejszej sd zewnętrznej średnicy przekrsju rury (1).

5. Kotew według 3, znamienna tym, że j łącząca rurka ((3 ma uw przepływswym stwsrze (9) kulkswy zswór zwrstny (10).

6. Kotew we dług zas^z. 3, znamienna tym, że 1 θ- łącząca łurka 1(3 ma zewnętrznąpowierzchnię ksńcówki wystsjącej z rszprężnej rury (D uksztsłtewsną w spssób ułstwisjący psłączenie z innym elementem ksnstrukcyjnym, ksrzystnie w psstsci zewnętrznegs gwintu (11) lub rswks sbwsdswegs (12).

7. Kotew według zastez. 3, znamienna tym, że 1 c- łącząca rmka 1(3 ma na swym końcu wyytejącym z rszprężnej rury (1), umieszczsną przedłużsjącą rurkę (13) z zewnętrznym gwintem (14).

8. Kotew według zas^z. 3, znamienna tym, że 1ej cheema 1(2 ^ma od s^ony γζ^^ρ^(^ζ^^^γ^^- nury d stsżkswy ksłnierz (15) i/lub sd strsny sdwrstnej zewnętrzny gwint (16).