Устройство для бестраншейной прокладки трубопроводов методом прокола

 

Изобретение относится к строительству, а именно к устройствам, предназначенным для бестраншейной прокладки трубопроводов методом прокола. Устройство для бестраншейной прокладки трубопроводов методом прокола содержит прокладываемый трубопровод, полый рабочий наконечник конической формы, шарнирно установленный на стержне, закрепленном на фланце, который смонтирован на переднем по направлению прокола конце прокладываемого трубопровода, вибратор в виде блока зубчатых колес, установленных на опорах вращения во фланце, одно из которых входит в зацепление с зубчатым колесом привода, установленного в прокладываемом трубопроводе, а второе - с зубчатым колесом, которое установлено на стержне на опорах вращения и соединено водилом с осью катка, опирающегося на внутреннюю поверхность полого рабочего наконечника, лидер, установленный на стержне, и подающий механизм. Изобретение обеспечивает повышение эффективности работы устройства. 3 ил.

Изобретение относится к строительству, а именно к устройствам, предназначенным для бестраншейной прокладки трубопроводов методом прокола и может найти применение для устройства скрытых переходов при строительстве трубопроводов, подземных кабельных линий связи и электропередач.

Известно устройство для бестраншейной прокладки трубопроводов методом прокола, содержащее полый рабочий наконечник конической формы, соединенный с передним по направлению прокола концом прокладываемого трубопровода, закрепленный в наконечнике вибратор и подающий механизм [1].

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для бестраншейной прокладки трубопроводов методом прокола, содержащее полый рабочий наконечник конической формы, прокладываемый трубопровод, передний по направлению прокола конец которого имеет форму, соответствующую форме рабочего наконечника и расположен с зазором внутри него, при этом в вершине конца наконечника с его внутренней стороны смонтирован шарнир для соединения с прокладываемым трубопроводом, вибратор, закрепленный в рабочем наконечнике посредством кронштейнов, проходящих через прорези в стенке прокладываемого трубопровода и подающий механизм [2].

Проведенные исследования устройства [2] показали, что при круговых колебаниях рабочего наконечника возникает обкатка его по поверхности скважины, в результате чего рабочий наконечник начинает вращаться вокруг оси скважины, развивая при этом значительный момент кручения. Вместе с рабочим наконечником вращаются и кронштейны крепления вибратора, которые выбирают зазоры в прорезях стенки прокладываемого трубопровода и вовлекают его во вращательное движение. В результате неэффективного использования энергии вибратора, так как часть ее расходуется на кручение прокладываемого трубопровода, снижается скорость прокладки трубопровода, увеличивается усилие прокола, усложняется конструкция подающего устройства.

Цель изобретения - повышение эффективности действия устройства.

Для достижения поставленной цели шарнир, соединяющий полый рабочий наконечник с прокладываемым трубопроводом, установлен на стержне, закрепленном на фланце, который смонтирован на переднем по направлению прокола конце прокладываемого трубопровода, а вибратор выполнен в виде блока зубчатых колес, установленных на опорах вращения во фланце, одно из которых входит в зацепление с зубчатым колесом привода, который установлен в прокладываемом трубопроводе, а второе входит в зацепление с зубчатым колесом, которое установлено на стержне на опорах вращения и соединено водилом с осью катка, опирающегося на внутреннюю поверхность полого рабочего наконечника.

На фиг. 1 представлено устройство для бестраншейной прокладки трубопровода методом прокола, общий вид; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - разрез головной части устройства.

Устройство для бестраншейной прокладки трубопровода методом прокола содержит прокладываемый трубопровод 1, на переднем по направлению прокола конце которого смонтирован фланец 2, с закрепленным на нем стержнем 3. На стержне 3 установлен шарнир (шаровая опора) 4, на который опирается полый рабочий наконечник конической формы 5 и лидер 6. Вибратор круговых колебаний, выполненный в ввиде блока зубчатых колес 7, 8, установленных на опорах вращения во фланце 2, при этом зубчатое колесо 8 блока входит в зацепление с зубчатым колесом 9, которое установлено на стержне 3 на опорах вращения и шарнирно соединено с осью катка 10, опирающегося на внутреннюю поверхность полого рабочего наконечника 5, водилом 11, а зубчатое колесо 7 блока входит в зацепление с зубчатым колесом 12, которое установлено на стержне 3 на опорах вращения и муфтой 13 соединено с электродвигателем 14, который смонтирован в прокладываемом трубопроводе 1. Зубчатые колеса помещены в защитный кожух 15. Уплотнение 16 предохраняет от попадания грунта внутрь рабочего наконечника 5.

Подающий механизм состоит из направляющей рамы 17 с горизонтальными 18, вертикальными 19 направляющими катками, подвижной 20 и неподвижной 21 траверсами, каната 22 и тяговой лебедки 23. Питание электродвигателя 14 привода вибратора осуществляется через кабель 24.

Для осуществления прокола включается тяговая лебедка 23 и электродвигатель 14 привода вибратора, который через муфту 13 и зубчатые колеса 12, 7, 8, 9 приводит во вращение водило 11 с катком 10, который перекатывается по внутренней поверхности полого рабочего наконечника 5.

Под действием возмущающей силы катка 10, рабочий наконечник совершает круговые колебания с частотой, равной частоте вращения водила 11, перпендикулярные направлению проходки. Центр колебаний, т.е. точка, в которой амплитуда колебаний равна нулю, совпадает с шаровой опорой 4 наконечника. С удалением от него амплитуда возрастает и достигает максимума на цилиндрической части рабочего наконечника 5. Рабочий наконечник 5, обкатываясь по поверхности скважины, вызывает колебания грунта в радиальном направлении, что способствует уменьшению сил трения и сцепления в нем, и, как следствие этого, уменьшение сопротивления и увеличение скорости прокладки трубопровода 1. Вращению рабочего наконечника 5 вокруг своей оси при обкатке по скважине препятствует только момент трения в шаровой опоре 4, который относительно мал и не оказывает существенного влияния на положение прокладываемого трубопровода 1.

Установка в рабочем наконечнике 5 только катка 10, который выполняет роль дебаланса, а его привода в прокладываемом трубопроводе 1, позволяет уменьшить колеблющуюся массу рабочего наконечника, в результате чего при одинаковой с известным устройством возмущающей силе, увеличивается амплитуда колебаний рабочего наконечника 5, а следовательно, эффективность его воздействия на грунт. Кроме этого, расположение привода вибратора в прокладываемом трубопроводе позволит не только снизить колеблющуюся массу рабочего наконечника, но и снять ограничения на размеры привода по его длине, что позволит обеспечить большую энергонасыщенность (возмущающую силу) вибратора.

Разгрузка колеблющегося рабочего наконечника 5 от крутящего момента, передаваемого прокладываемому трубопроводу 1, снижение его массы в сочетании с возможностью большей энергонасыщенности (возмущающей силы) вибратора позволит повысить скорость прокладки трубопровода, уменьшить лобовое сопротивление, что в сочетании с наличием лидера 6 повысит и точность прокладки трубопровода.

Источники информации 1. Песто Г.Н. Закрытая прокладка трубопроводов. М., Издательство литературы по строительству, 1964, с. 117-121.

2. Авторское свидетельство СССР N 787575, кл. E 02 F 5/18, 1980.

Формула изобретения

Устройство для бестраншейной прокладки трубопроводов методом прокола, содержащее полый рабочий наконечник конической формы, соединенный с передним по направлению прокола концом прокладываемого трубопровода через шарнир, вибратор круговых колебаний и подающий механизм, отличающееся тем, что шарнир установлен на стержне, закрепленном на фланце, который смонтирован на переднем по направлению прокола конце прокладываемого трубопровода, а вибратор выполнен в виде блока зубчатых колес, установленных на опорах вращения во фланце, одно из которых входит в зацепление с зубчатым колесом привода, который установлен в прокладываемом трубопроводе, а второе входит в зацепление с зубчатым колесом, которое установлено на стержне на опорах вращения и соединено водилом с осью катка, опирающегося на внутреннюю поверхность полого рабочего наконечника.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3