Способ запуска в работу пневмоударного устройства и устройство для его реализации
Изобретение относится к строительству и предназначено для бестраншейной прокладки и замены подземных трубопроводов. В полом корпусе пневмоударного устройства размещен ударник с возможностью возвратно-поступательного перемещения. Система воздухораспределения пневмоударного устройства включает переднюю и заднюю рабочие камеры, впускные и выхлопные каналы и средство для закрытия и открытия выхлопных каналов, выполненное в виде подпружиненной торцевой заглушки, соединенной с тяговым органом. При запуске в работу пневмоударного устройства перед подачей сжатого воздуха производят закрытие выхлопных каналов, которые открывают после заполнения сжатым воздухом внутренних полостей пневмоударного устройства, чем обеспечивают циклическое действие пневмоударного устройства в автоматическом режиме. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Предлагаемое изобретение относится к области строительной техники и касается способов и устройств для бестраншейной прокладки и замены подземных трубопроводов.
Известен способ запуска в работу пневмоударного устройства, описанный в а.с. 924276, включающий подачу сжатого воздуха по воздухоподводящему шлангу из магистрали внутрь устройства. Сжатый воздух воздействует на пусковой клапан и, когда давление достигает номинального значения, он открывается, сжатый воздух поступает в рабочие камеры и запускает в работу ударник. Во время работы клапан открыт благодаря воздействию на него сжатого воздуха. В случае понижения давления или отключения устройства от магистрали клапан смещается пружиной в исходное положение и устройство останавливается. Устройство состоит из корпуса, размещенного в нем с возможностью возвратно-поступательного перемещения ударника, воздухораспределителя, задней гайки с выхлопными каналами для пропуска отработанного воздуха. В меньшей ступени воздухораспределителя установлен подпружиненный пусковой клапан.
Недостатком данного способа и устройства является его низкая надежность. При снижении давления ниже определенного предела или отключении магистрали машина останавливается, что обусловлено тем, что одно из положений клапана "открыто" фиксируется давлением сжатого воздуха, подаваемого к устройству. В результате велик шанс потери механизма или проведения большого объема земляных работ по извлечению его.
Известен способ запуска в работу пневматического устройства ударного действия, известный из свидетельства на полезную модель №13219, включающий также использование пускового клапана, также срабатывающего от магистрального давления сжатого воздуха. Устройство содержит полый корпус с размещенным в нем ударником, осуществляющим под действием сжатого воздуха возвратно-поступательное движение, воздухораспределитель, осуществляющий попеременную подачу сжатого воздуха в ту или иную камеру, размещенный на его меньшей ступени пусковой клапан и заднюю гайку с выхлопными каналами для пропуска отработанного воздуха. Клапан работает от сжатого воздуха, подаваемого из воздухоподводящей магистрали. Его конструкция выполнена из двухступенчатой втулки, установленной на воздухораспределителе посредством пружины, охватывающей двухступенчатую часть меньшей ступени воздухораспределителя со сквозными поперечными каналами в ее ступенях и перегородкой между поперечными каналами. Эта конструкция позволяет обеспечивать устойчивую работу устройства в случае незначительных (около 2 МПа) колебаний давления в сети (здесь и далее имеется в виду не абсолютное, а избыточное давление).
Технической задачей, решаемой данным изобретением, является повышение надежности запуска устройства даже при экстремальных ситуациях.
Поставленная задача решается тем, что при запуске в работу пневмоударного устройства для прокладки и замены подземных трубопроводов, включающего подачу по воздухопроводу сжатого воздуха и выпуск отработанного воздуха через выхлопные каналы, перед подачей сжатого воздуха производят закрытие выхлопных каналов, которые открывают после заполнения сжатым воздухом внутренних полостей устройства. Такой порядок операций позволяет непосредственно производить запуск устройства - вызвать движение ударника - в тот момент, когда рабочие камеры уже заполнены сжатым воздухом, стоит только открыть выхлопные каналы. Запуск устройства может быть обеспечен даже при большой длине воздухоподводящих шлангов (более 100 м) и давлении в магистрали менее номинального.
Целесообразно открытие выхлопных каналов производить механическими средствами, например посредством троса. Это позволяет осуществлять принудительную фиксацию открытия-закрытия каналов вне зависимости от давления в сети, чем повышается надежность запуска и сохранение режима работы. Это позволяет также использовать лебедку и передавать значительные усилия практически на любом расстоянии от рабочих приямков.
Целесообразно для осуществления этого способа использовать пневмоударное устройство для прокладки и замены подземных трубопроводов, включающее полый корпус, размещенный в нем ударник с возможностью возвратно-поступательного перемещения, систему воздухораспределения с впускными и выхлопными каналами, и снабдить его средством для закрытия и открытия выхлопных каналов, выполненным, например, в виде подпружиненной торцевой заглушки, соединенной с тяговым органом. Это позволит простыми конструктивными средствами гарантированно осуществлять операцию по открытию и закрытию окон вне зависимости от удаленности устройства от входного и выходного приямков и от изменения давления в пневмомагистрали.
Предлагаемое изобретение иллюстируется следующими чертежами:
На фиг.1 представлена схема устройства.
На фиг.2 - устройство с выхлопом вперед в работе.
На фиг.3 - устройство с выхлопом назад в работе.
Способ реализуется следующим образом.
Устройство 1 устанавливают во входном приямке (не показан) и его переднюю часть соединяют тросом 2 с тяговым органом (не показан). Трос 2 предварительно пропущен через старую трубу 3 или предварительно образованную лидерную скважину. Сзади к устройству 1 присоединяют новый трубопровод 4, в который пропущен воздухоподводящий шланг 5, соединенный с компрессором (не показан). При подаче сжатого воздуха в устройство выхлопной канал 6, обращенный в сторону проходки скважины (фиг.1), закрыт торцевой заглушкой 8, снабженной пружиной 7, которая соединена с тросом 2, поэтому происходит заполнение полостей устройства сжатым воздухом. При заполнении рабочих камер 11 и 12 сжатым воздухом ударник 10 медленно перемещается из положения, показанного на фиг.1, в заднее положение (фиг.2) благодаря тому, что рабочая площадь ударника 10 со стороны камеры 11 больше, чем со стороны камеры 12, и открывает выхлопной канал 9. Но поскольку канал 6 закрыт, выхлопа не происходит, устройство в работу не запускается. Затем натяжением троса 2 сжимают пружину 7 и посредством торцевой заглушки 8 резко открывают выхлопной канал 6. Т.к. открыт канал 9, происходит выхлоп из камеры 11, ударник 10 давлением воздуха в камере 12 разгоняется вперед и наносит удар по передней части корпуса 1 устройства. Перед ударом в ударнике 10 открываются окна 13 и происходит впуск в камеру 11. Далее цикл повторяется.
Под действием ударов корпус 1 устройства перемещается вперед, разрушает старую трубу 3, вдавливает ее остатки в грунт, образует в нем скважину и затягивает в нее присоединенную к хвостовой части новую трубу 4.
В том случае, когда устройство выполнено с выхлопным каналом 6, размещенным в задней части устройства (фиг.3), торцевая заглушка 8, снабженная пружиной 7 и соединенная с тросом 15, закрывает канал 6. При медленной подаче воздуха по каналам 13, 14 медленно заполняются камеры 12, 11 и (по зазорам) камера 17. В связи с тем, что на ударник 10 действуют усилия со стороны всех трех камер, движения ударника 10 не происходит. После того, как натяжением троса 15 сжимается пружина 7, заглушка 8 открывает канал 6. Происходит резкий выхлоп сжатого воздуха из камеры 17 через каналы 6 и 16 в атмосферу. Теперь на ударник 10 действуют усилия только со стороны камер 11 и 12. Поскольку рабочая площадь со стороны камеры 11 больше, чем со стороны камеры 12, ударник 10 начинает резко перемещаться назад до тех пор, пока каналы 13 не соединят камеру 11 с камерой 17. Сжатый воздух из камер 11 и 17 по каналам 6 и 16 выходит в атмосферу. Давлением в камере 12 ударник 10 вначале останавливается в заднем положении, а затем разгоняется вперед и наносит удар по корпусу 1 устройства. Незадолго перед ударом каналы 13 соединяют камеры 11 и 12. Далее цикл повторяется. Под действием ударов устройство перемещается, разрушая старую трубу 3 и затягивая новую 4.
Использование предлагаемых способа и устройства для его реализации позволяет применять пневматические устройства для прокладки и замены трубопроводов в грунтах при значительной длине скважины без выполнения промежуточных приямков. Также становится возможным производить бестраншейную прокладку и замену подземных трубопроводов в тех случаях, когда прокладываемая или заменяющая труба предварительно сварена в длинную до 100-200 м плеть. В этом случае требуется обеспечить надежный запуск устройства при большой длине воздухоподводящего шланга.
Использование устройства с передним или задним выхлопом позволяет использовать этот способ при прокладке водопроводных труб практически любого диаметра и протяженности.
1. Способ запуска в работу пневмоударного устройства для бестраншейной прокладки и замены подземных трубопроводов, включающий подачу в устройство по воздухопроводу сжатого воздуха и выпуск отработанного воздуха через выхлопные каналы, отличающийся тем, что перед подачей сжатого воздуха производят закрытие выхлопных каналов, которые открывают после заполнения сжатым воздухом внутренних полостей пневмоударного устройства.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что открытие выхлопных каналов производят механическими средствами, например посредством троса.
3. Пневмоударное устройство для прокладки и замены подземных трубопроводов по п.1, включающее полый корпус, размещенный в нем ударник с возможностью возвратно-поступательного перемещения, систему воздухораспределения, включающую переднюю и заднюю рабочие камеры, впускные и выхлопные каналы, отличающееся тем, что оно снабжено средством для закрытия и открытия выхлопных каналов, выполненное, например, в виде подпружиненной торцевой заглушки, соединенной с тяговым органом.
