Устройство для бестраншейной прокладки трубопроводов методом статического продавливания

 

Сущность изобретения: устройство содержит продавливаемый трубопровод с ножевой частью, стакан-кернообразователь, трособлочный механизм для перемещения стакана-кернообразователя во внутренней полости трубопровода. Ножевая часть выполнена с внешней цилиндрической и внутренней конической поверхностями в соответствии с зависимостью: , где a - наибольшая толщина ножевой части, b - длина ножевой части. Отношение диаметра внешней цилиндрической поверхности ножевой части к наружному диаметру трубопровода составляет не менее 1,01 и не более 1,02. 2 ил.

Изобретение относится к области горной и строительной индустрии, в частности к устройствам для бестраншейной прокладки подземных коммуникаций.

Известны аналогичные устройства, содержащие ножевую часть и стакан-кернообразователь, заполняемый грунтовым керном в конце заходки [1].

Недостатки указанной конструкции - нестабильный отрыв керна от грунтового массива и значительное трение наружной поверхности трубопровода о грунт.

Известно также устройство для бестраншейной прокладки трубопроводов, принятое за прототип, содержащее выполненный с ножевой частью продавливаемый трубопровод, в котором размещен стакан-кернообразователь, заполняемый грунтовым керном в конце заходки. Ножевая часть обpазована внешней цилиндрической и внутренней конической поверхностями [2].

Недостаток прототипа - большой угол заострения ножевой части, требующий значительных усилий продавливания.

Цель изобретения - обеспечение стабильного отрыва керна в месте наибольшего сужения сечения, а также снижение общего усилия продавливания путем уменьшения трения наружной поверхности трубопровода о грунт.

Поставленная цель достигается тем, что ножевая часть трубопровода образована внешней цилиндрической и внутренней конической поверхностями и выполнена в соответствии с зависимостью: 0,2 < < 0,3, где а - наибольшая толщина ножевой части, b - ширина ножевой части. Внешняя цилиндрическая поверхность ножевой части отнесена наружу от внешней поверхности трубопровода в соответствии с соотношением: 1,01 < < 1,02, где D_н - диаметр ножевой части, D_тр - наружный диаметр трубопровода.

Указанные соотношения являются обобщением большой серии экспериментальных данных, полученных в натурных испытаниях заявляемого устройства.

Предложенное техническое решение соответствует критерию "новизна", что подтверждается данными поиска, который показывает, что заявленная совокупность не обнаружена в известных решениях.

Изобретение также соответствует критерию "Существенные отличия", поскольку признаки изобретения не обнаружены в известных решениях.

На фиг.1 изображено устройство, вид сверху; на фиг.2 - узел I на фиг.1.

Устройство содержит трубопровод 1, снабженный ножевой частью 2, блоком 3 и упорами 4. Внутри трубопровода 1 размещен стакан-кернообразователь 5, выполненный в виде обечайки, верхняя часть которой имеет продольный вырез 6, в котором размещена винтовая стяжка 7. На донной части стакана-кернообразователя 5 смонтирован трособлочный механизм 8, служащий для извлечения стакана-кернообразователя 5 из забоя. Ножевая часть 2 образована внешней цилиндрической 9 и внутренней конической 10 поверхностями. Внешняя цилиндрическая поверхность 9 отнесена наружу от внешней поверхности 11 трубопровода 1.

Устройство работает следующим образом. Стакан-кернообразователь 5 через блок 3 посредством троса подают на забой и фиксируют относительно упоров 4. Затем с помощью гидродомкратов (не показаны) производят продавливание трубопровода 1. Усилия, возникающие при продавливании, воспринимаются упорами 4. Механическая связь упоров 4 с трубопроводом 1 нарушается под действием давления грунта в момент окончания заполнения стакана- кернообразователя 5.

Грунт, поступающий в трубопровод, перед тем, как попасть внутрь стакана-кернообразователя 5, сужается в поперечном сечении за счет ножевой части 2, предварительно уплотняясь. По завершении продавливания трубопровода с помощью трособлочного механизма 8 производят отрыв заполненного грунтом стакана-кернообразователя 5 от грунтового массива в месте наибольшего сужения сечения. После отрыва керна стакан-преобразователь 5 перемещают к свободному торцу трубопровода 1 и поднимают на поверхность. Затем посредством винтовой стяжки 7, расположенной в продольном вырезе 6, производят расширение стакана-кернообразователя 5 по диаметру, что облегчает последующее его опорожнение.

По завершении этих операций цикл повторяется.

Технико-экономические преимущества изобретения заключаются в том, что повышаются темпы прокладки трубопроводов и снижается трудоемкость работ.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЕСТРАНШЕЙНОЙ ПРОКЛАДКИ ТРУБОПРОВОДОВ МЕТОДОМ СТАТИЧЕСКОГО ПРОДАВЛИВАНИЯ, включающее ножевую часть кольцевой формы для присоединения к переднему торцу трубопровода, которая образована внешней цилиндрической и внутренней конической поверхностями, расположенный во внутренней полости трубопровода стакан-кернообразователь для транспортировки грунтового керна, механизм для перемещения стакана-кернообразователя во внутренней полости трубопровода и приспособление для фиксации стакана кернообразователя во внутренней полости трубопровода, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности его работы за счет повышения стабильного отрыва керна в месте наибольшего его сужения при одновременном снижении усилия продавливания, отношение наибольшей толщины ножевой части к длине ножевой части составляет не менее 0,2 и не более 0,3, а отношение диаметра внешней цилиндрической поверхности ножевой части к наружному диаметру трубопровода не менее 1,01 и не более 1,02.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2