Анкерное устройство

011700 Область техники Настоящее изобретение относится к грунтовым анкерам, которые, как правило, представляют собой удлиненные устройства, устанавливаемые в грунт для создания опорной точки, к которой можно прикреплять другие предметы, например указательные столбы, флагштоки или т.п. Известный уровень техники Грунтовой анкер одного общеизвестного вида содержит полый ствол или полый стержень, который вводится в грунт на определенную глубину. Затем из полого внутреннего пространства выводятся в грунт рога анкера, которые стабилизируют ствол или стержень (см. патентный документ GB2216915A). Обычно устройство такого типа вводится в грунт с использованием молотка или подобного инструмента. В патентной заявке PCT/GB94/00072 описан грунтовой анкер, предназначенный для опорных стоек или других конструкций, который содержит трубчатый стакан и витой плоский стержень. При эксплуатации подготавливают отверстие, в которое устанавливается стакан. Затем конец стержня вставляют в паз, расположенный в конце стакана, и через него стержень вводят в грунт. Кроме того, чтобы предотвратить поворот стакана после установки в грунт, стакан выполнен с крыльями. Для удаления стакана из грунта сначала нужно удалить стержень, а уже затем можно будет удалить стакан. О том, как удалять из грунта стакан, не говорится. Кроме этого, существуют грунтовые анкера, которые могут устанавливаться в грунт способом вращательного перемещения. Эти устройства, которые содержат стержень и лопасти, работают как шнековые буры, и по мере образования отверстия при своем вращении смещают вокруг себя грунт, и, следовательно, обеспечивают не очень устойчивую опорную точку. Таким образом, существует необходимость в создании грунтового анкера, который можно забивать в грунт без использования молотка или подобного инструмента, легко удалять, не прилагая чрезмерного усилия, и который образует устойчивую опорную точку; такое устройство описано в данном документе. Сущность изобретения Анкерное устройство содержит стержень, который имеет коническую часть по меньшей мере на части своей длины и по меньшей мере одну винтовую лопасть, проходящую, по существу, вдоль всей длины указанной конической части, и средства зацепления, предназначенные для обеспечения возможности взаимодействия устройства с рукояткой, причем при использовании вращение рукоятки вокруг оси стержня приводит к вращению устройства с обеспечением совместного действия указанных конической части и винтовой лопасти для введения устройства в грунт. Совместное действие конической части и винтовой лопасти происходит таким образом, что при этом устройство вводится в грунт, т.е. само проделывает отверстие с резьбой. Устройство вводится в грунт благодаря тянущему воздействию, создаваемому винтовой лопастью(ями), воздействующими на грунт, окружающий ее(их). Считается, что анкерные устройства другого типа, в которых для установки анкера в грунт используется вращательное средство, фактически используют буровой принцип действия,т.е. по мере своего вращения они вытесняют грунт вокруг себя. Изобретение, описанное в данном документе, только утрамбовывает окружающий устройство грунт, образуя пространство, соразмерное с устройством. Таким образом, устройство, описанное в данном документе, можно легко извлечь из грунта путем вращения в соответствующем направлении рукоятки, находящейся в зацеплении с устройством. Тот факт, что не происходит смещения грунта, окружающего устройство, приводит к более эффективному удалению устройства из грунта и, кроме того, к образованию более устойчивого анкерного соединения в процессе эксплуатации. В дополнительном варианте коническая часть занимает основную часть длины стержня. В данном случае создание длинной конической части облегчает установку стержня в грунт, поскольку проход, образованный при установке стержня, постепенно увеличивается в размере. В дополнительном варианте поперечный размер винтовой лопасти является одинаковым вдоль большей части длины конической части стержня. Считается, что такая конструкция приводит к тому, что грунтовой анкер действует не как бур, который вытесняет грунт, расположенный вокруг него, а вводится в грунт. Предпочтительно устройство имеет плиту, расположенную перпендикулярно длине стержня на конце устройства, удаленном от конической части, или смежно с указанным концом. В процессе работы,после того, как стержень на всю длину вошел в грунт, плита взаимодействует с грунтом, находящимся непосредственно над стержнем, утрамбовывая указанный грунт вокруг устройства, так что устройство более жестко фиксируется по месту. Кроме того, плита повышает устойчивость устройства в грунте,предотвращая горизонтальное перемещение устройства. Предпочтительно анкерное устройство дополнительно содержит алмазную коронку, закрепленную на одном конце стержня рядом с указанной конической частью. В данном случае наличие алмазной коронки позволяет использовать устройство в каменной породе без риска повреждения конца стержня,входящего в грунт, что в отсутствие коронки могло бы иметь место при прохождении указанного конца сквозь камень или другие подобные включения. Предпочтительно стержень дополнительно содержит вторую коническую часть, которая расположена вблизи конца стержня, удаленного от указанной конической части, и в которой поперечное сечение-1 011700 стержня увеличивается в направлении от первой конической части стержня. Наличие указанной второй конической части повышает устойчивость устройства после установки в грунт, дополнительно уменьшая горизонтальное перемещение устройства. Считается, что наличие второй конической части устройства является очень важной составляющей эффективной работы устройства. Предполагается, что в процессе эксплуатации, по мере введения устройства в грунт вторая коническая часть утрамбовывает окружающий ее грунт в наружном направлении (от центральной оси устройства). Предпочтительно стержень устройства является полым и дополнительно содержит резьбовую часть, расположенную в полости. Таким образом, к устройству могут присоединяться различные средства крепления, которые при необходимости можно заменять, а именно крючки, зажимы и проушины. Полая середина устройства обеспечивает дополнительные преимущества при изготовлении устройства из пластмассы, а именно полая середина устройства увеличивает скорость охлаждения пластмассы после начального этапа формования устройства, так что в процессе охлаждения устройство не деформируется. Предпочтительно на первой конической части стержня расположены небольшие выступы. Наличие небольших выступов на стержне разрушает грунт, окружающий стержень. Это уменьшает трение между стержнем и грунтом, следовательно, уменьшается усилие, необходимое для перемещения устройства в грунт. Более предпочтительно выступы имеют пирамидальную форму. Установлено, что выступы такой формы особенно эффективно уменьшают усилие, необходимое для введения устройства в грунт. Предпочтительно устройство имеет цветную маркировку. Цветную маркировку можно использовать для индикации различных габаритов устройства и/или для индикации резьбы внутренней полой части, и/или по цвету можно определить, для какой цели предназначено устройство, например, для работы в очень каменистом грунте или слишком мягком грунте, либо определить, что устройство предназначено для работы совместно с другими аналогичными устройствами, например, для фиксации плиты в грунте таким образом, чтобы к ней можно было прикрепить такую вертикальную стойку, как указатель. Предпочтительно устройство имеет дренажные отверстия для предотвращения задержки воды в полости стержня и/или в средстве зацепления устройства. Наличие таких дренажных отверстий препятствует задержке воды в устройстве, что в противном случае может служить местом размножения таких насекомых, как комары. В пределах правовой охраны изобретения находится грунтовой анкер, по существу, такой, который описан и проиллюстрирован в данном документе со ссылкой на соответствующие чертежи, рассмотренные в любой комбинации. Краткое описание чертежей Изобретение описано со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых: фиг. 1 изображает схематический вид сбоку грунтового анкера, выполненного в соответствии с настоящим изобретением; фиг. 2 - схематический вид с торца в аксонометрии, изображающий средство зацепления, выполненное в соответствии с настоящим изобретением; фиг. 3 - схематический вид в аксонометрии грунтового анкера с желобчатым стержнем и одинарной винтовой лопастью, выполненного в соответствии с настоящим изобретением; фиг. 4 - схематический вид сбоку грунтового анкера с желобчатым стержнем и одинарной винтовой лопастью; фиг. 5 - схематический вид сбоку предпочтительного варианта выполнения грунтового анкера, выполненного в соответствии с настоящим изобретением, имеющего одинарную винтовую лопасть и средство зацепления гексагональной формы; фиг. 6 - схематический вид в аксонометрии предпочтительного варианта выполнения грунтового анкера, выполненного в соответствии с настоящим изобретением, имеющего одинарную винтовую лопасть и средство зацепления гексагональной формы; фиг. 7 - схематический вид в аксонометрии предпочтительного варианта выполнения грунтового анкера, выполненного в соответствии с настоящим изобретением, имеющего одинарную винтовую лопасть и средство зацепления гексагональной формы. Описание предпочтительного варианта выполнения Там, где было возможно, для обозначения одинаковых элементов в разных вариантах выполнения изобретения, описанного в данном документе, использовались одинаковые номера позиций. Сначала обратимся к фиг. 1, на которой схематически изображен вид сбоку грунтового анкера, выполненного в соответствии с настоящим изобретением и в целом обозначенного номером 10 позиции. Грунтовой анкер содержит стержень, в целом обозначенный номером 11 позиции, который имеет первую коническую часть 12, часть 13 постоянного сечения и вторую коническую часть 14. Кроме того, анкер имеет плиту 15 и средство 16 зацепления. Диаметр поперечного сечения второй конической части 14 стержня увеличивается в направлении от центральной продольной оси стержня 11. Вдоль первой конической части 12 выполнены две винтовые лопасти 17. Следует отметить, что первая коническая часть 12 и взаимосвязанная с ней винтовая лопасть 17 занимают большую часть об-2 011700 щей длины стержня 11, т.е. более половины. К свободному концу первой конической части 12 прикреплена алмазная коронка 18. Плита 15 имеет более широкое поперечное сечение по отношению к оси стержня, чем самая широкая часть второй конической части 14. Толщина плиты 15 достаточна для того, чтобы она могла противостоять оказываемому на нее давлению грунта, когда к рукоятке, находящейся в зацеплении со средством 16 зацепления, прикладывают силу вращения вокруг оси стержня. Поперечный размер винтовых лопастей 17 одинаков вдоль большей части длины первой конической части 12. На первой конической части стержня имеются небольшие выступы 19, которые могут быть круглыми, как показано на фиг. 1, но предпочтительно выступы 19 а имеют пирамидальную форму, как показано на фиг. 4-6. Теперь обратимся к фиг. 2, на которой представлен схематический вид в аксонометрии с торца грунтового анкера, представленного на фиг. 1. Представленные средства 16 а и 16b зацепления включают средства зацепления, имеющие трехгранную поверхность, но специалисты могут использовать любые известные средства зацепления, например шестигранную гайку, углубления в форме звезды, пазы, головку Филипса и т.д. В плите 15 выполнен первый ряд дренажных отверстий 21, расположенных на равных расстояниях по окружности, а второй ряд аналогичных, расположенных на равных расстояниях по окружности дренажных отверстий 22 находится между двумя частями 16 а и 16b средств зацепления. Нижние части дренажных отверстий 22 проходят сквозь вторую коническую часть 14 грунтового анкера, что можно увидеть на фиг. 1. Середина стержня полая, в целом обозначена номером 23 позиции. Полая часть 23 проходит вниз в стержне 11 до места, где начинается часть 12. В полости 23 стержня находится резьбовая часть 24. В нижней части полого стержня 23 может находиться дренажное отверстие 31, которое показано на фиг. 3-5, или в альтернативном варианте может быть выполнена заглушка (не показана) для закрывания полого стержня при соответствующих условиях. Предложенное устройство 10 (грунтовой анкер) может быть выполнено из стали, пластмассы, алюминия или любого другого материала, подходящего для области применения устройства. Предпочтительной пластмассой является полипропилен, а наиболее предпочтительным используемым материалом является быстротвердеющее стекловолокно, армированное полипропиленом. Использование быстротвердеющего стекловолокна, армированного полипропиленом, дает возможность создать грунтовой анкер, который обладает значительно большей прочностью и износостойкостью, чем устройство, выполненное только из полипропилена. Использование быстротвердеющего стекловолокна, армированного полипропиленом, имеет дополнительное преимущество, состоящее в том, что грунтовой анкер обладает значительно большим пределом прочности на разрыв при низкой температуре, а именно около и ниже 0 С. Грунтовой анкер, выполненный из быстротвердеющего стекловолокна, армированного полипропиленом, и имеющий алмазную коронку 18, может применяться в более твердой породе, нежели грунтовой анкер, не снабженный коронкой. Такой грунтовой анкер можно использовать даже в бетоне, в котором высверлено отверстие с длиной, соответствующей используемому анкеру. Алмазная коронка 18 предпочтительно присоединяется к грунтовому анкеру в процессе формования с целью обеспечения максимальной прочности устройства, выполненного таким образом. В вариантах выполнения, представленных на фиг. 3-7, используется одинарная винтовая лопасть 17 а, которая, как установлено, в процессе использования значительно более эффективна, чем устройство,в состав которого входит двойная винтовая лопасть. Установлено, что устройство, в котором используется двойная винтовая лопасть, изображенная на фиг. 1 и 2, действует как бур, который в процессе работы разрыхляет вокруг себя грунт, особенно если устройство используется в мягком грунте. В варианте выполнения грунтового анкера, представленном на фиг. 5-7, используется средство 16 а зацепления, имеющее шестиугольную форму. В плите 15 выполнен первый ряд дренажных отверстий 21,расположенных на равных расстояниях по окружности, а второй ряд аналогичных, расположенных на равных расстояниях по окружности дренажных отверстий 22 а выполнен в средстве 16 а зацепления,имеющем шестиугольную форму. Нижняя часть дренажных отверстий 22 а проходит сквозь вторую коническую часть 14 грунтового анкера, что можно видеть на фиг. 5 и 6. Наличие первого и второго рядов дренажных отверстий способствует уменьшению веса описанного грунтового анкера. В процессе работы анкерное устройство вводится в грунт путем использования соответствующей рукоятки, известной специалистам, которая имеет соответствующее средство зацепления, обеспечивающее соединение со средством 16/16 а зацепления, имеющимся в указанном устройстве. Когда рукоятка находится в зацеплении с грунтовым анкером, вращение рукоятки вокруг оси стержня в соответствующем направлении приводит к вращению конической части 12 (элемента, содержащего одинарную винтовую лопасть 17 а) вместе с винтовой лопастью 17 а, так что устройство перемещается в грунт (т.е. втягивается) благодаря конической лопасти 17 а. К тому же, по мере того, как винтовая лопасть 17 а входит в грунт, грунт (если он мягкий, такой как земля), окружающий лопасть 17 а, уп-3 011700 лотняется указанной лопастью в результате давления, оказываемого вращением рукоятки. Оказывается, что по мере того, как вторая конусная часть 14 входит в грунт, она уплотняет окружающий грунт в наружном направлении (от центральной оси грунтового анкера), по мере того как она втягивается в грунт винтовой лопастью 17 а. Грунтовой анкер вращается при помощи рукоятки (и, таким образом, перемещается в грунт) до тех пор, пока плита 15 не коснется грунта; дальнейшее приложение силы приводит к тому, что плита 15 оказывает давление на грунт, поэтому грунт, окружающий стержень 1, уплотняется. Вторая коническая часть 14 и плита 15 взаимодействуют таким образом, что создается утрамбованный участок грунта, который окружает верхнюю часть грунтового анкера, обеспечивая надежное крепление анкера (устройства) 10 в грунте, таким образом, уменьшая горизонтальное и вертикальное перемещение устройства при его эксплуатации. Использование длинной конической части по отношению к общей длине стержня 11 обеспечивает плавный ввод устройства в грунт, поэтому устройство вводится (втягивается) в грунт (благодаря винтовой лопасти), а не действует как бур, который разрыхляет находящийся вокруг него грунт. Такой работе дополнительно способствует использование винтовой лопасти 17/17 а, причем лопасть имеет постоянный поперечный размер вдоль большей части ее длины и сужается только на концах. Постоянный поперечный размер винтовой лопасти 17/17 а приводит к тому, что сила, которая перемещает анкер в грунт, действует по большей площади поверхности, чем это было бы в случае использования анкера с лопастью,которая просто постепенно расширяется, а затем постепенно сужается вдоль ее длины. Анкерное устройство 10 можно удалять путем использования соответствующей рукоятки, имеющей соответствующее средство зацепления, которое предназначено для соединения со средством 16/16 а зацепления грунтового анкера. Наличие алмазной коронки 18 позволяет применять устройство 10 в очень каменистом грунте без риска повреждения головки/наконечника устройства в случае удара о камень. После установки устройства в грунт полость 24 в стержне в сочетании с ее резьбовой частью обеспечивает средство крепления зажимов, крючков, проушин и так далее, которые имеют взаимодополняющие резьбовые части. Впоследствии к зажимам, крючкам, проушинам и т.п. можно прикреплять другие предметы, такие как направляющие тросы. Отметим, что грунтовые анкера описанного в данном документе типа могут использоваться для крепления в грунте других предметов, в которых предусмотрены соответствующие отверстия или используются соответствующие средства крепления, известные специалистам в данной области техники,например, для крепления в грунте опор скамеек. Устройство может дополнительно содержать вторую винтовую (желобчатую) часть 20, выполненную в виде канавки на части 13 постоянного сечения, как показано на фиг. 4. Такая винтовая канавка облегчает установку устройства (грунтового анкера) в грунт. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Анкерное устройство, содержащее стержень, который имеет коническую часть по меньшей мере на части своей длины и по меньшей мере одну винтовую лопасть, проходящую, по существу, вдоль всей длины указанной конической части, и средства зацепления, предназначенные для обеспечения возможности взаимодействия устройства с рукояткой, причем при использовании вращение рукоятки вокруг оси стержня приводит к вращению устройства с обеспечением совместного действия указанных конической части и винтовой лопасти для введения устройства в грунт. 2. Анкерное устройство по п.1, в котором коническая часть занимает большую часть длины стержня. 3. Анкерное устройство по п.1 или 2, в котором поперечный размер винтовой лопасти является одинаковым вдоль большей части длины конической части стержня. 4. Анкерное устройство по любому из предшествующих пунктов, которое дополнительно содержит плиту, расположенную перпендикулярно длине стержня на конце устройства, удаленном от конической части, или смежно с указанным концом. 5. Анкерное устройство по любому из предшествующих пунктов, которое дополнительно содержит алмазную коронку, прикрепленную к концу стержня, смежному с конической частью. 6. Анкерное устройство по любому из предшествующих пунктов, в котором стержень дополнительно содержит вторую коническую часть, которая расположена вблизи конца стержня, удаленного от указанной конической части, и в которой поперечное сечение стержня увеличивается в направлении от первой конической части стержня. 7. Анкерное устройство по любому из предшествующих пунктов, в котором стержень является полым и дополнительно имеет резьбовую часть, расположенную в полости. 8. Анкерное устройство по любому из предшествующих пунктов, в котором на первой конической части стержня имеются небольшие выступы.-4 011700 9. Анкерное устройство по п.8, в котором выступы имеют пирамидальную форму. 10. Анкерное устройство по любому из предшествующих пунктов, которое имеет цветную маркировку. 11. Анкерное устройство по любому из предшествующих пунктов, в котором имеются дренажные отверстия для предотвращения задержки воды в полости стержня и/или в средстве зацепления устройства.