Пневматическое устройство для бестраншейной прокладки и замены подземных трубопроводов

Изобретение относится к строительству и эксплуатации подземных трубопроводов и используется для бестраншейной прокладки и замены трубопроводов. В корпусе размещены ударник со сквозным продольным каналом, делящий полость корпуса на переднюю и заднюю камеры, воздухораспределительный патрубок, полая трубка, размещенная в сквозных отверстиях корпуса и ударника, воздухоподводящая магистраль и выхлопной канал. Трубка постоянно соединена с атмосферой и периодически посредством радиального канала с передней камерой, а задняя камера постоянно сообщена с магистралью. Расширяет арсенал технических средств. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к области строительной техники и касается пневматических устройств ударного действия, применяемых для бестраншейной прокладки и замены трубопроводов.

Известно устройство для пробивания скважин в грунте (а.с. СССР №1562411), включающее корпус, ударник со сквозным каналом, разделяющий внутреннюю полость корпуса на переднюю и заднюю рабочие камеры, воздухораспределительный патрубок с каналами для обеспечения подачи сжатого воздуха в рабочие камеры, выхлопные каналы и воздухоподводящую магистраль.

Недостатком данного устройства является ограниченная область использования его в качестве ударного узла для прокладки и замены подземных трубопроводов большой протяженности, т.к. его конструкция позволяет подавать сжатый воздух и отводить отработанный только с одной стороны, что сужает область его использования в случае замены водопроводных трубопроводов (требуется выхлоп осуществлять вперед) и трубопроводов большой протяженности (требуется возможность менять место подачи сжатого воздуха). Кроме того, во время прямого хода ударника во внутреннюю полость ударника, соединенную выхлопным каналом с атмосферой, при падении давления засасывается грязь и грунт из образованной скважины или трубопровода, а также при обратном ходе в скважину или трубопровод попадают продукты деятельности устройства (смазка, маслянистые газы и т.п.), что снижает надежность и также сужает область использования.

Из описания к патенту РФ №2063328 известно пневматическое ударное устройство, содержащее корпус, ударник со сквозным каналом, размещенный в его полости и разделяющий ее на переднюю и заднюю рабочие камеры, воздухораспределительный патрубок, трубку, размещенную в сквозных отверстиях передней части корпуса и ударника, выхлопной канал и воздухоподводящую магистраль. Конструкция позволяет использовать данное устройство для прокладки и замены протяженных трубопроводов, т.к. позволяет изменять место подачи сжатого воздуха.

Недостатком устройства является невозможность использования его для замены водопроводных трубопроводов, требующих исключения попадания в затягиваемый или прокладываемый трубопровод продуктов деятельности устройства, т.к. такой трубопровод особенно большой протяженности практически невозможно отмыть от смазки и масляной пыли. Кроме того, внутрь данной конструкции также не исключено попадание инородных тел из затягиваемой или прокладываемой трубы, т.к. выхлопные каналы открыты назад, что значительно сужает область использования данного устройства и снижает его надежность.

Технической задачей, решаемой данным изобретением, является расширение области использования и повышение энергии удара и надежности устройства.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве для бестраншейной замены и прокладки трубопроводов, включающем корпус, ударник со сквозным продольным каналом, делящий полость корпуса на переднюю и заднюю камеры, воздухораспределительный патрубок, полую трубку, размещенную в сквозных отверстиях корпуса и ударника, выхлопной канал и воздухоподводящую магистраль, трубка постоянно соединена с атмосферой и периодически посредством радиального канала с передней камерой, при этом задняя камера постоянно сообщена с магистралью. Это позволяет использовать устройство при замене водопроводных трубопроводов, т.к. выхлоп отработанных газов производится в трубку, которая в свою очередь выходит в старый трубопровод или лидерную скважину.

Целесообразно в ударнике выполнить канал на его переднем ударном торце, это способствует ускорению наполнения передней камеры, что улучшает работу устройства и повышает его надежность.

Целесообразно также снабдить полую трубку клапаном и дополнительным выхлопным каналом, это будет способствовать снижению противодавления в передней камере, что приведет к повышению надежности работы устройства и увеличению энергии удара.

Целесообразно снабдить воздухоподводящий патрубок ресивером, размещенным внутри его и постоянно сообщенным с задней камерой Это даст возможность при прокладке и замене протяженных трубопроводов сглаживать падение давления в сети и поддерживать его постоянным в задней камере устройства, что повышает его надежность.

Изобретение иллюстрируется чертежами:

- на фиг.1 представлено устройство в разрезе;

- на фиг.2 представлено устройство с ресивером в воздухораспределительном патрубке и клапаном на трубке.

Устройство состоит из корпуса 1, в полости которого размещен ударник 2 со сквозным каналом 3 и внутренней полостью 4 и радиальными отверстиями 5. Ударник 2 разделяет внутреннюю полость корпуса 1 на переднюю 6 и заднюю 7 рабочие камеры. Воздухораспределительный патрубок 8 консольно закреплен в задней части корпуса 1 посредством упругих элементов 9. В сквозных каналах 10 и 3 соответственно корпуса 1 и ударника 2 посредством упругих элементов 11 установлена полая трубка 12. Трубка 12 соединяет внутреннюю полость ударника 4 с атмосферой и снабжена выхлопным каналом 13 для периодического выхлопа отработанного воздуха из передней камеры 6 в атмосферу. Воздухораспределительный патрубок 8 постоянно сообщен с магистралью 15 и выполнен с каналами 16 для периодического впуска сжатого воздуха в камеру 6 и каналами 17 для постоянного соединения с задней камерой 7. Воздухораспределительный патрубок 8 может быть выполнен с ресивером 18 (фиг.2), размещенным внутри воздухораспределительного патрубка 8 и постоянно соединенным с задней камерой 7. На переднем ударном торце ударника 2 выполнены каналы 19. Полая трубка 12 может быть снабжена клапаном 20 и дополнительным каналом 14, обеспечивающим выхлоп сжатого воздуха из камеры 6 в атмосферу во время прямого хода ударника 2. Клапан 20 препятствует выпуску воздуха из камеры 6 во время обратного хода ударника 2.

Устройство работает следующим образом.

Сжатый воздух по магистрали 15 поступает в воздухораспределительный патрубок 8 (ресивер 18 на фиг.2) и наполняет через каналы 16, 5 и 17 соответственно переднюю 6 и заднюю 7 рабочие камеры. Так как рабочая площадь ударника 2 со стороны передней камеры 6 больше рабочей площади со стороны задней камеры 7, ударник 2 начинает двигаться к заднему торцу корпуса 1. При движении ударник 2 перекрывает каналы 16 и движение ударника 2 продолжается за счет расширения воздуха в передней камере 6. Затем открывается выхлопной канал 13 в трубке 12 и происходит выхлоп отработанного воздуха из камеры 6 через канал 13 и трубку 12 в атмосферу (старую трубу или лидерную скважину). Давление воздуха в передней камере 6 резко падает, ударник 2 останавливается и начинает движение вперед (на фигуре налево) к переднему торцу корпуса 1. Под действием давления воздуха в задней камере 7 ударник 2 движется вперед и наносит удар по внутреннему торцу корпуса 1. Открываются каналы 16 подвода воздуха в переднюю камеру 6, которая начинает наполняться сжатым воздухом. Цикл повторяется.

В варианте выполнения трубки 12 с клапаном 20 и дополнительным каналом 14 (фиг.2) в момент удара передний торец ударника 2 смещает клапан 20 влево и прижимает к внутреннему торцу корпуса 1, перекрывая выход воздуха к каналу 14, и при заполнении передней камеры 6 сжатым воздухом клапан 20 под действием силы сжатого воздуха удерживается прижатым к торцу корпуса 1. При движении ударника 2 вправо после открытия канала 13 трубки 12 происходит выхлоп отработанного воздуха из камеры 6 в атмосферу, клапан 20, освобождаясь от силы сжатого воздуха, прижимающей клапан 20 к внутреннему торцу корпуса 1, принимает свое нормальное открытое положение и открывает кольцевой зазор, пропуская воздух по каналу 14. При движении ударника 2 влево под действием сжатого воздуха, поступающего в заднюю камеру 7 из магистрали 15, воздух из передней камеры 6 после открытия клапана 20 без помех вытесняется в атмосферу по каналу 14, не создавая сопротивления движению ударника 2 вперед (влево). Часть сжатого воздуха по каналам 14, выполненным в трубке 12, попадает в полость 4 ударника 2, что позволяет исключить возникновение разряжения (противодавления) в полости 4, тормозящего ударник 2. Перед ударом открываются каналы 16 подвода воздуха в переднюю камеру 6. Передний торец ударника 2 прижимает клапан 20 к внутреннему торцу корпуса 1 и закрывает выход сжатого воздуха из передней камеры 6. Давление воздуха в передней камере 6 возрастает и прижимает клапан 20 к внутреннему торцу корпуса 1. Происходит удар ударника 2 по корпусу 1. Цикл повторяется.

Снижение сил сопротивления движению ударника 2 позволяет повысить надежность работы устройства и резко увеличить энергию удара устройства. Значительный объем сжатого воздуха, находящийся в ресивере 18, обеспечивает эффективный разгон ударника 2, обусловленный также отсутствием противодавления в передней камере 6, соединенной с атмосферой посредством канала 14. Наличие ресивера 18 позволяет использовать данное устройство для прокладки и замены протяженных трубопроводов и не опасаться перепадов давления в соединительных шлангах.

Выхлоп сжатого воздуха из передней камеры 6 устройства через систему каналов 13, 14, 19 и трубку 12 не только ускоряет опорожнение камеры 6, но и гарантирует внутренности устройства от засасывания в него посторонних частиц. Это увеличивает надежность работы устройства и позволяет использовать его для замены и прокладки как старых, так и новых водопроводных трубопроводов, так и коммуникаций другого назначения достаточно большой протяженности.

1. Пневматическое ударное устройство для бестраншейной замены и прокладки трубопроводов, включающее корпус, ударник со сквозным продольным каналом, делящий полость корпуса на переднюю и заднюю камеры, воздухораспределительный патрубок, полую трубку, размещенную в сквозных отверстиях корпуса и ударника, выхлопной канал и воздухоподводящую магистраль, отличающееся тем, что трубка постоянно соединена с атмосферой и периодически посредством радиального канала с передней камерой, при этом задняя камера постоянно сообщена с магистралью.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что ударник снабжен каналом, выполненным на переднем ударном торце.

3. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что полая трубка снабжена клапаном и дополнительным выхлопным каналом.

4. Устройство по пп.1-3, отличающееся тем, что воздухораспределительный патрубок снабжен ресивером, размещенным внутри него и постоянно соединенным с задней камерой.