Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАПОЛНЕНИЯ МЕШКОВ ГРУНТОМ

Изобретение относится к области военного дела, а более конкретно к устройствам для заполнения грунтом прямых и криволинейных мешков, тканевых и бумажных оболочек, контейнеров и габионов насыпного типа для их применения при фортификационном оборудовании позиций и районов расположения войск для возведения наблюдательно-огневых сооружений, укрытий для защиты личного состава, материально-технических средств и транспорта, главным образом, в особых природно-климатических и гидрогеологических условиях, например, в пустынно-степной местности или при высоком уровне грунтовых вод и др.

Известно изобретение «Устройство для наполнения клапанных мешков сыпучим материалом», - аналог (Патент RU №2120893 от 20.08.1997 года МПК-8 В65В 1/18, патентообладатель (заявитель и автор) Копылов Юрий Всеволодович, опубл. 27.10.1998 г.), состоящее из бункера, загрузочной камеры с лопастным питателем, загрузочного патрубка с отсекателем, при этом лопасти питателя с их обратной стороны снабжены аэродинамическими элементами в виде полок, установленных перпендикулярно поверхности лопастей.

Недостатками данного устройства являются узкая область применения, сложность и неудобство эксплуатации в полевых условиях при засыпке мешков и оболочек большой емкости грунтом с включением разного рода фракций из камней, щебня, гальки, комьев суглинка или мерзлого грунта.

Известно также изобретение «Устройство для заполнения мешков сыпучими материалами», - прототип (Патент RU №2284285 от 16.06.2004 года МПК-8 В65В 1/00, автор Вуколов Владимир Николаевич, патентообладатель Закрытое акционерное общество «ТЕНЗО-М», опубл. 27.09.2006 г., Бюл. №27), состоящее из рамы с загрузочным бункером (воронкой) и выходным раздаточным патрубком, на котором установлен механизм захвата и фиксации мешка и выполнено отверстие для подачи сжатого воздуха, при этом устройство содержит также пневмоклапан и эжектор, диффузор которого закреплен в отверстии для подачи воздуха в загрузочный бункер (воронку), а приемная камера сообщена с атмосферой.

Недостатками такого устройства являются низкие тактико-технические характеристики, сложность применения в полевых условиях для заполнения мешков и оболочек большого объема, а также использования при этом сыпучих материалом с большим удельным весом с включением камней, щебня, гальки, комьев суглинка или мерзлого грунта, склонных к самоуплотнению и образованию упрочненного свода, затрудняющего подачу грунта в раздаточный патрубок без применения специального приспособления для его разрушения.

Задачами предлагаемого технического устройства являются повышение тактико-технических характеристик за счет обеспечения возможности механизированного и ручного заполнения рыхлым грунтом мешков и оболочек в особых природно-климатических и гидрогеологических условиях как на поверхности земли, так и непосредственно в котлованах при возведении фортификационных сооружений на позициях и в районах расположения войск за короткий промежуток времени с привлечением минимального по составу расчета.

Решение поставленных задач достигается тем, что в предложенном устройстве для заполнения мешков рыхлым грунтом рама выполнена объемной каркасной конструкции, включающей регулируемую по высоте сборно-разборную подставку с телескопическими выдвижными стойками, фиксируемые по высоте крепежными болтами, при этом в загрузочном бункере предусмотрены приспособления в виде маятникового рычага для разрушения уплотнения грунтовых сводов, а в раздаточном патрубке закреплено запорное приспособление в виде стальной заслонки. Такое устройство обеспечивает, в зависимости от условий выполнения боевой задачи, возможность заполнения различных емкостей механизированным способом с помощью одноковшовых экскаваторов, фронтальных экскаваторов-погрузчиков или вручную.

Сущность предложенного технического решения поясняется чертежами, на которых изображены: на фиг. 1 - показан общий вид устройства для заполнения мешков грунтом; на фиг. 2 и 3 - показаны, соответственно, общий вид составных частей конструкции загрузочного бункера и сборно-разборной подставки; на фиг. 4 - показан поперечный разрез устройства для заполнения мешков грунтом с приспособлениями в виде маятникового рычага для разрушения сводов и стальной заслонки раздаточного патрубка; на фиг. 5 и 6 - показаны соответственно варианты механизированного заполнения тканевого контейнера («Биг-бег») грунтом при помощью бункера и с использованием сборно-разборной подставки; на фиг. 7 и 8 - показаны соответственно вариант механизированной доставки мешков, заполненных грунтом, для возведения фортификационного сооружения и общий вид сборно-разборной подставки в транспортном положении.

Заявленное устройство для заполнения мешков грунтом (фиг. 1-8), состоящее из рамы, загрузочного бункера 1 и раздаточного патрубка 2 с механизм захвата и фиксации 3 мешка 4, отличается тем, что в нем рама выполнена объемной каркасной конструкции 5, включающей регулируемую по высоте сборно-разборную подставку 6 с телескопическими выдвижными стойками 7, фиксируемые по высоте крепежными болтами 8, при этом в загрузочном бункере 1 предусмотрены приспособления в виде маятникового рычага 9 для разрушения уплотнения грунтовых сводов 10, а раздаточном патрубке 2 закреплено запорное приспособление в виде стальной заслонки 11.

Для удобства эксплуатации предлагаемого устройства, расширения диапазона по механизированному выполнения большого объема работ с ограниченным привлечением ручного труда, а также достижения возможности по заполнению мешков грунтом непосредственно с укладкой их в защитные стены фортификационного сооружения с использованием загруженного грунтом бункера 1, без выполнения промежуточных операций, предусмотрены в нем четыре грузоподъемные петли 12, а также четыре металлических крюка 13 для закрепления на них тканевых контейнеров и, при необходимости, доставки и укладки непосредственно в защитные стены фортификационного сооружения. Кроме того, в подставке 6 бункера 1 для надежного его закрепления и обеспечения безопасности работ по механизированной загрузке рыхлым грунтом предусмотрены четыре выступающие упора 14 (фиг. 3), выполненных из профильных труб, которые одновременно предназначены для закрепления петель 15 тканевого контейнера 16 типа «Биг-бег» (фиг. 6) при его заполнении грунтом, как одноковшовым экскаватором, а при установке рядом двух и более устройств, также с использованием фронтальных экскаваторов-погрузчиков типа ANT-1200, ЭП-2626 или «Беларусь». При этом для повышения устойчивости и прочности конструкции подставка 6 снабжена двумя продольными распорками 17, закрепленными в муфтах 18 при помощи болтов 19, а также по углам торцовых рам приварены стальные косынки 20 (фиг. 3, 4).

Устройство работает следующим образом. Вблизи возводимого фортификационного сооружения подготовляется площадка для удобства выполнения работ, в первую очередь, механизированным способом. Завозится и складируется в необходимых объемах рыхлый песчаный грунт, пригодный по уровню влажности, для заполнения бумажных мешков 4 и оболочек. Устанавливается рядом один или несколько комплектов устройств для заполнения мешков 4 (фиг. 1) вручную или механизированным способом. В зависимости от применяемой конструкции мешков 4 (криволинейных оболочек, тканевых контейнеров «Биг-бег» 16 и др.) собирается металлическая подставка 6 (фиг. 1, 3, 4) необходимой высоты за счет выдвижения на определенную длину телескопических стоек 7 и закрепления их крепежными болтами 8, а также производится крепление двух продольных распорок 17 в муфтах 18 при помощи болтов 19. Устанавливается на подставку 6 и фиксируется на упорах 14, выполненных в стойках рамы, загрузочный бункер 1 (фиг. 1-4). Прикрепляется к раздаточному патрубку 2 бункера 1 мешок 4 (фиг. 1) с надежной его фиксацией при помощи крюков 3. Производится заполнение бункера 1 рыхлым грунтом (песком, супесью, песчано-гравийной смесью и др.), при этом для непосредственного заполнения мешка 4 грунтом открывается заслонка 11. При задержке с подачей грунта в раздаточный патрубок 2 с помощью маятникового рычага производится разрушение уплотненного грунтового свода 10, образующегося над раздаточным патрубком (фиг. 4). В отдельных случаях слежавшийся в бункере 1 грунт может разрыхляться с помощью саперной лопаты. Для удобства заполнения коротких по длине мешков типа ЗМС или тканевых контейнеров «Биг-бег» 16 под ними может устраиваться подставка из двух-шести прямоугольных мешков, заполненных уплотненным грунтом.

Конструкция предложенного технического решения соответствует современным требованиям и обеспечивает возможность в короткие сроки производить механизированную загрузку бункера 1 грунтом с помощью одноковшовых экскаваторов или фронтальных экскаваторов-погрузчиков типа ANT-1200, ЭП-2626, «Беларусь» и др. при условии установки на одной линии вместе двух-трех комплектов, а также вручную с помощью саперных лопат при установке их по отдельности, например, в процессе отрывки котлована и использовании рыхлого грунта одновременно для заполнения мешков и укладки их в защитные стены фортификационного сооружения.

Кроме того, предложенное устройство может применяться при возведении периметровых защитных стен военных объектов или открытых фортификационных сооружений многоярусной конструкции, включающих малогабаритные многосекционные габионы насыпного типа ГНТ-1 - ГНТ-3, или грунтонабивные тканевые оболочки ОГН, установленные на верхнем ярусе, для механизированного заполнения их грунтом с помощью бункера 1 и автокрана при невозможности выгрузки грунта фронтальными экскаваторами-погрузчиками.

Предложенная конструкция устройства может применяться для заполнения грунтом гибких контейнеров «Биг-бег» 16 (фиг. 5, 6) и последующей загрузки их в транспортное средство или укладки в стены фортификационного сооружения, используя одновременно бункер 1 с грунтом и запасные «Биг-бег» 16 (фиг. 5), для сокращения сроков его возведения.

Конструктивное решение устройства выполнено также из расчета возможности заполнения мешков 4 или тканевых контейнеров 16 при условии присоединения их непосредственно к раздаточному патрубку 2 бункера 1, без использования подставки 6, за счет открытия заслонки 11 при поднятии бункера 1 на высоту около 60-80 см любым грузоподъемным средством (фиг. 5). Кроме того, свободная от бункера 1 подставка 6, в это время может быть использована для заполнения грунтом механизированным способом тканевых контейнеров 16 за счет крепление петель 15 за выступающие упоры 14 (фиг. 6).

При возведении войсковых фортификационных сооружений в заранее подготовленных для них котлованах, мешки, заполненные грунтом и уложенные в бункер 1, могут подаваться в котлован механизированным способом с использованием грузоподъемного оборудования (фиг. 7).

Предложенная конструкция устройства для обеспечения высоких тактико-технических характеристик при оперативном выполнении задач по возведению войсковых фортификационных сооружений в особых условиях с использованием табельных мешков и оболочек, а также мешков, реализуемых в больших количествах через торговую сеть, должна использовать грунт, как строительный материал, отвечающей определенным нормативным техническим требованиям по минимальной влажности и рыхлой структуре с удельным весом примерно 1,6-1,8 т/м³. К такому материалу относятся в первую очередь песок, супесь, рыхлый суглинок и насыпные грунты. В войсковых условиях предложенное устройство, в основном загрузочный бункер 1, может применяться для использования любого другого сыпучего строительного материала или бетонного раствора, необходимых для возведения долговременных фортификационных сооружений на важных военных и государственных объектах.

Для обеспечения надежности, долговечности и безопасности эксплуатации предложенного устройства, учитывая интенсивность его применения при строительстве военных объектов, конструктивное решение бункера 1 выполнено с коэффициентом прочности не ниже К_пр=3.

Разборка устройства для заполнения мешков грунтом и транспортирования его для установки на новом месте или на склад для хранения производится в обратной последовательности. Для разборки и погрузки устройства вручную привлекается расчет из 4-х человек или грузоподъемное средство и расчет из 2-х человек. При этом вначале снимают бункер 1, а затем разбирают подставку 6, складывая ее в компактный пакет (фиг. 8), для последующей укладки во внутрь бункера 1.

Перевозка комплекта устройства для заполнения мешков грунтом, сложенным в транспортное положение, может осуществляется любым видом транспорта на любые расстояния без ограничений. Погрузочно-разгрузочные и монтажные работы выполняться вручную или с привлечением грузоподъемного средства.

Преимуществами предложенного устройства для заполнения мешков грунтом по сравнению с известными техническими решениями, являются:

- более высокая эффективность применения, соответствующая современным требованиям, при решении инженерных задач по фортификационному оборудованию позиций и районов расположения войск с учетом возможности выполнения комплекса работ механизированным способом и вручную за короткий промежуток времени;

- возможность применения предлагаемого устройства при строительстве различных военных объектов или выполнении погрузочно-разгрузочных работ, как в мирное, так и в военное время;

- возможность применения устройства на поверхности земли или в котловане непосредственно у фортификационного сооружения для снижения трудозатрат на его возведение;

- обеспечение безопасности работы и значительное сокращение численности привлекаемого личного состава;

- простота и надежность конструкции, минимальные затраты на техническое обслуживание и ремонт, безопасность и долговременность эксплуатации;

- минимальная масса и стоимость конструкции, высокая транспортабельность, легкость сборки или разборки.

Готовность предложенного технического устройства к изготовлению опытных образцов и использованию их в войсках подтверждается наличием чертежей и необходимых объемов табельных комплектов мешков и оболочек, находящихся на инженерных складах, а также освоенной технологией возведения войсковых фортификационных сооружений в особых условиях.

Теоретические исследования и проведенные расчеты показывают, что предложенная конструкция устройства для заполнения мешков грунтом по основному критерию оценки «эффективность применения - стоимость и реализуемость» имеет показатели, примерно в два раза выше по сравнению с существующими аналогами.