[发明专利]整块物体破碎装置

说明书

本发明涉及采矿业和建筑业，更确切地说涉及整块物体破碎装置。

本发明可最有成效地用以破碎钢筋混凝土基础和其他坚实的钢筋混凝土建筑物地基。

推荐的整块物体破碎装置还可用以沿成排钻眼崩落大块天然岩石，随后将其整修成块;用以破碎老的建筑物的混凝土地基;用以在开采矿层时减弱难以崩落的顶板强度;用于煤层强制除气，以及用以破碎自然条件下的岩石，以研究其受力变形的情况。

本发明还可在机器制造业中，在需要很大定向作用力的机械手、压力机、起重器、剪板机及其他设备上用作执行机构的大功率小型传动装置。

现有的整块物体破碎装置（SU，A，1033819）具有园筒状壳体，由两个侧板构成，侧板可沿垂直于壳体纵轴线的方向作往复运动。当将该装置置于钻眼（整块物体上的孔）中时，侧板对需破碎的物体起有直接挤裂的作用。在壳体内，沿其纵轴线，并与其共轴安装有用弹性材料制成的膨胀室，在膨胀室的空腔内装有直的刚性带孔芯管，其端部形成接管咀，通过接管咀使膨胀室与受压工作介质源连通。膨胀室端部密封地固定在刚性法兰上，同时，在每个法兰上均装有上述接管咀。每个法兰形成带有内螺纹的套管，套管的内螺纹与接管咀的外螺纹咬合。每个侧板的内表面均由两个以钝角相交的平面构成，此两平面平行于壳体的纵轴线。壳体的每个侧板都以其内表面与膨胀室的外表面相接。为在壳体内，在其侧板之间形成定向作用力，在膨胀室几何轴线的两侧沿直径相对地各设有一个楔形件，每个楔形件均有一个面部与不接触侧板的膨胀室外表面相接，另有夹有锐角的两个侧面，与侧板内表面的两个平面相接。楔形件用以传递由不接触侧板的膨胀室表面部位所产生的作用力，还用以在这些部位衬垫膨胀室。此外，还设有将侧板压向膨胀室的紧固件，紧固件为用弹性材料制成的宽环，装在壳体外面的环形凹槽内。

现有的这种装置未能得到推广应用，因为其膨胀室内工作介质所产生的压力有限，一般不超过100MPa，因此，作用于整块物体钻眼壁体上的作用力也很有限。这是由于作用在直的刚性芯管端部和与其刚性连接的法兰端部的工作介质压力在芯管内产生很大的轴向负荷，此负荷张拉着芯管。这使相对设置的法兰端部和侧板端部之间产生间隙。在100MPa以上的高压下，这一间隙很难封严，致使膨胀室弹性材料在间隙处发生弯曲。为防止在直的芯管承受过大拉力时膨胀室的弹性材料发生弯曲，必须增加芯管的刚度。

加大芯管的直径以提高其刚度，这受到膨胀室内腔尺寸的限制，而膨胀室内腔的尺寸又取决于其壁厚和该装置在截面上的外形尺寸。增大膨胀室内腔的尺寸而不改变其壁厚和该装置在截面上的外形尺寸会缩短楔形件和侧板的移动行程。此外，由于芯管中具有纵向空腔以及在其侧壁上具有向膨胀室内腔引进工作介质所需的孔眼，因而减小了芯管的截面面积。

现有的另一种整块物体破碎装置（PCT/SU，87/00008）具有圆筒状壳体和截面为多角形的内表面。壳体由至少两个侧板构成，侧板可以沿垂直于壳体纵轴线的方向作往复运动，在将该装置置于整块物体的钻眼中时，侧板用以直接挤裂整块物体。在壳体内，沿其纵轴线，并与其共轴安装有截面为菱形的分离机构。此分离机构用以将壳体内部空间分割成数个空腔。每一空腔内设有由弹性材料制成的膨胀室，膨胀室与工作介质源连通，还设有装在膨胀室两侧并与之相接的楔形件。每一楔形件的截面均呈梯形，因此，不与膨胀室相接的楔形件的面部与侧板的内表面及分离机构相接。当向膨胀室内输送工作介质时，膨胀室即膨胀，同时与侧板和分离机构相接，并开始向侧板、楔形件和分离机构施加压力。

楔形件也向侧板传递作用力，此作用力是由不与侧板相接的膨胀室表面部位产生的，此时，分离机构起限制膨胀室向壳体纵轴线方向膨胀的作用，使其只能向作用于需破碎的整块物体的侧板和楔形件的方向膨胀，即分离机构起支撑作用。分离机构为截面呈菱形的芯体，并配置有刚性地固定在芯体端部的法兰。法兰上旋转有接管咀，用以向膨胀室引入受压工作介质，在接管咀上固定有膨胀室。此外，还设紧固件，用以将侧板压向膨胀室，并使侧板彼此压紧，此紧固件为四个由弹性材料制成的圆环，装在侧板的外面，沿全长均匀分布。这种整块物体破碎装置的结构可以不用直的芯管，而由分离机构来承担支撑的作用，分离机构位于各膨胀室之间，从而提高了破碎装置的刚度。分离机构的布置充分利用了壳体内未被膨胀室、移动侧板和楔形件占据的空间，而不会由于弹性膨胀室的截面尺寸而限制分离机构的截面面积。