专利名称:以火药为动力锚桩合一的锚锭方法和弹子锚装置的制作方法
本发明属于一种锚锭打桩方法与装置。
传统的锚锭打桩方法有抛锚、打桩、施放构件沉块等。
打桩法主要利用击打法，包括人力、机械动力、带自由落锤、带压动锤、带爆炸室及振动打桩、压入或推动打桩、流体喷射打桩等。此法对地质条件要求苛刻，尤其是人力打桩要求更严，以不软不硬为宜。桩周围的土质只要略有松动，该桩则易被拔起。对于需在水下建立攀力点的行业，例如定置渔业、养殖业等，打桩法作业条件要求高，所需劳力多，劳动强度大，工效低。此外，木桩的使用寿命短。
抛锚法对地质条件的要求也苛刻，其所建立的攀力点易受风浪潮流的影响而产生移位。而且，钢材耗量大，成本高，锚的寿命约为3至5年。
构件沉块法(例如沉箱作业)只适用于较软的地质条件，作业条件要求高，工效低，成本高，消耗大量钢材。用于工程设施，有时建立一个攀力点的费用达数千元以上。
上述几种建立攀力点的方法及其实施作业条件，受地质条件，天气及海面状况的限制都很大，且建立的攀力点常需经潮流冲积坚实后才能使用。
通过国际联机检索系统检索美国ORBIT数据库的WPI(世界专利)文档，查得有关弹子锚的文献12篇，但均未涉及以火药为动力，应用发射推进原理，在海床上就位，具有桩锚合一特点的锚锭打桩技术与装置。
本发明的目的是提出一种以火药为动力，应用发射推进原理于锚锭和打桩技术，以达到锚锭合一作用的锚锭打桩方法和弹子锚装置。
将火药置于发射器中应用发射推进原理，以火药爆炸为动力，发射器中的锚体被推进射入地层，包括水下地层，锚体上设有类似锚爪作用的弹叶和类似桩作用的弹体，还有用于固定牵引物的装置以便提供应用系统建立攀力点，具有锚锭作用的锚体深埋于地层中。发射器可安装在现场临时组装的发射架上，也可固定在运输工具上。
该弹子锚装置包括锚体和发射器。锚体包括弹体1、弹叶2和固定牵引物装置3。发射器一般为筒状，其后端有药室4，喷气口5，在发射器外壳上连接有缓冲装置。为了固定锚体和提高膛压以便获得最佳发射效率，最好设有锁紧调压装置。
弹体可为实心弹体，也可为空心弹体，但以空心弹体为宜，这样在同等推力作用下，可增加穿透深度;另外，当锚体被射入地层后，空心的弹体内即填满泥沙，增加锚体的重量和附着力，比实心锚桩明显提高其抗拉能力。为此，必须在空心弹体的末端附着弹盖7。弹叶一般为3～4片，起类似锚爪的作用，以保持锚体运动平稳并增加抗拉能力。固定牵引物装置一般用牵引索钩或牵引索环或牵引索孔等，以便提供应用系统建立攀力点，最好用牵引索钩。这些固定牵引物装置可位于弹叶上或弹体的前端，为了增加锚体的抗拉力，使锚体受牵引拉力后相对于拉力方向有足够的倾斜度，牵引索钩最好位于弹叶片上。为了夹紧固定锚体和提高膛压的锁紧调压装置，可采用弹性触头的锁紧调压螺丝6，以力求夹紧力的基本一致，获得最佳发射效果。
为了将锚体完好地射入地层，本装置采用了以火药为动力，爆炸室位于发射器后端，发射器的顶端仿照无后座力炮的设计原理，留有喷气口5。当火药在药室引爆后，推动锚体克服发射器壁以及地层对锚体的阻力而高速射入地层，弹体空心部分同时吸取泥沙并被填满，弹盖自动脱落。在锚体射入地层的过程中，锚体后所形成的真空带吸取了周围的物料填入，使锚体被深埋于地层下，形成了可靠的攀力点。
药室的大小以及锚体的壁厚可根据实用要求选用。作为动力系统的火药以单独的机构装入药室，以确保使用和运输的安全可靠。
在锚体射入地层的同时，尽管发射器本身具有一定的重量以及海水对整个发射装置的压力，但是，由于弹子锚的发射力可大于几吨、几十吨，发射器将受到反作用力而上抛，产生强烈震动，并引起海水的浪涌，因此，在发射器后端加喷气口，它能排放一部分能量，让高速的气流柱向上喷射，打在水上，减少反冲，使发射系统平衡稳定。另外，在发射器的外壳上连接有缓冲装置，以减弱发射器的上抛、震动和海水浪涌现象，提高发射装置的平衡稳定性和完好性，改善操作条件，发射装置也能多次回收使用。喷气口以喇叭型为好，缓冲装置可用连接在发射器外壳凹形园盘。
弹子锚的大小、材料以及装药量可根据不同的地质条件，所要求的发射深度，所需的抗拉能力和应用范围加以选择。
发射前将组装完毕的发射系统就位，检查好引爆系统后，通电引爆，然后回收发射系统。
尽管弹子锚的锚体一般不能回收，但是与传统的锚锭打桩技术相比，具有许多突出的优点。本发明改变以往苯重的人力机械重力方式，将以火药为动力的发射原理应用在锚锭和打桩技术上，实现锚桩合一。由于推力大，穿透深度大以及锚体的特殊结构、锚体被射入海床或河床等以后，有较好的抗拉能力，定点准确，移位小，经受海流、海浪、风暴的冲击，起铁锚、木桩和沉块的作用，可代替目前普遍使用的铁锚、木桩和沉块。它不仅适用于一般的地质条件，而且适用于传统方法不适用的较硬的地质条件，例如坚硬风化岩地层。本发明的结构简单，便于加工制造，成本低，节约材料，可根据不同的地质条件、深度要求、抗拉性能和实用要求选择不同型号的弹子锚。作为动力系统的药包以单独的机构设计、安装。因此不管是运输、保管，还是使用过程中都安全可靠，符合一般危险品管理要求，发射时仅有低沉的轻度震动。作业条件要求较低，只要船能出海即能操作，少受气候、潮流等自然因素的限制，一般只需四、五人，几分钟的时间，劳动强度小，效率高，使用寿命长，可大幅度减少工程费用。
显而易见，本发明对渔业、水产养殖业、海岛开发、内河航标、水利工程，航运和海洋工程等部门和领域均具有实用意义，尤其适用于定置渔业和养殖业打桩作业，在水下建立可靠的攀力点，减少风暴浪潮的冲击破坏。
例如采用直径为11.5cm，长为226cm的木桩打入海床，采用5吨级手拉葫芦作为拉力机构，油压电传感电子显示式的拖网拉力仪作为测力仪，拉力水平倾角为25°，当读数为1.91T时，木桩断折于78cm处。某小型锚体，穿透深度大于1.42m，拉力水平倾角25°～35°，拉力读数大于10T，直径为1.5cm的钢丝绳断，牵引索钩断裂，但锚体仍未被拔起。
图1为锚体结构图。
图2为锚体顶视图。
图3为发射器结构图。
其中1为弹体，2为弹叶，3为固定牵引物装置(牵引索钩)4为药室，5为喷气口，6为锁紧调压螺丝，7为弹盖。
以下实施例将对本发明作进一步的说明。
选用16Mnφ80×5无缝钢管作为空心弹体，长度为430mm。弹盖的厚度为22mm，与弹体末端作紧接触。采用三片弹叶直接焊接在弹体的前端，按120°均匀分布，弹叶高度为180mm，弹叶叶梢至弹体中心的距离为140mm，用厚度为80mmA3板材锻制而成。固定牵引物装置用φ12mm的钢条做成牵引索钩，直接焊接在弹叶上。
发射器选用40CrMo材料，长400mm，内径80.1mm，外径126mm。喷气口为喇叭口型，直径为50mm。缓冲园盘为环形，直接焊接在发射器的外壳上，离喷气口的距离约占发射器长度的 1/3 ，外径为280mm，内径为126mm，厚度为22mm。选用弹簧调压螺丝3只，位于发射器前端。所用的炸药可采用3＃小粒黑药12g作为付装药，双带55作为主装药，装药量为160g，用137电点火头。
安装时将锚体从发射器前端插入，将整个弹子锚固定在发射架下用吊杆等工具在水下就位，即可发射。或者将发射器固定在运输工具上，再行发射。
权利要求
1.以火药为动力锚桩合一的锚锭打桩方法，其特征在于将火药置于发射器中以火药爆炸为动力，将发射器中的锚体推进射入地层(含水下地层)，锚体上有类似锚爪作用的弹叶和类似桩作用的弹体，还有固定牵引物的装置。
2.一种弹子锚装置，特别用于锚锭打桩的弹子锚装置，其特征在于该装置包括锚体和发射器，(a)、所述的锚体有弹体(1)、弹叶(2)和固定牵引物装置(3);(b)、所述的发射器后端有药室(4)、喷气口(5)，外壳上连接有缓冲装置，最好还有锁紧调压装置。
3.根据权利要求
2所述的弹子锚装置，其特征在于弹体以空心为宜，在空心弹体的末端有弹盖(7)。
4.根据权利要求
2所述的弹子锚装置，其特征在于弹叶一般为3～4片。
5.根据权利要求
2所述的弹子锚装置，其特征在于固定牵引物装置一般用牵引索钩或牵引索环或牵引索孔，最好用牵引索钩，固定牵引物装置位于弹叶上或弹体的前端。
6.根据权利要求
2所述的弹子锚装置，其特征在于锁紧调压装置可用锁紧调压螺丝，一般位于发射器前端。
7.根据权利要求
2所述的弹子锚装置，其特征在于缓冲装置可用固定在发射器外壳的凹形园盘。
专利摘要
以火药为动力锚桩合一的锚锭方法和弹子锚装置。
文档编号E02D7/00GK87100903SQ87100903
公开日1987年12月16日 申请日期1987年2月18日
发明者林永盛 申请人:林永盛导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan