Устройство для бестраншейной прокладки трубопроводов способом прокола
Владельцы патента RU 2345266:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет" (RU)
Изобретение относится к строительству трубопроводного транспорта и предназначено для бестраншейной прокладки трубопроводов способом прокола. Полый рабочий наконечник конической формы соединен через шарнир со стержнем, неподвижно закрепленным на фланце, смонтированном на переднем, по направлению прокола, конце прокладываемого трубопровода. Вибратор круговых колебаний в виде дебаланса установлен внутри полого рабочего наконечника на опорах вращения. Подающий механизм и привод вибратора установлены в прокладываемом трубопроводе. Привод вибратора оснащен зубчатой передачей, на выходном валу которой установлено водило, соединенное с дебалансом. Повышает надежность и эффективность работы устройства. 3 ил.
Изобретение относится к строительству, а именно к устройствам, предназначенным для бестраншейной прокладки трубопроводов способом прокола, и может найти применение для устройства скрытых переходов при строительстве трубопроводов, подземных кабельных линий связи и электропередач.
Известно устройство для бестраншейной прокладки трубопроводов способом прокола, содержащее полый рабочий наконечник конической формы, соединенный через шарнир и опору вращения со стержнем, закрепленным в опорах вращения на фланце, который смонтирован на переднем по направлению прокола конце прокладываемого трубопровода, привод вибратора, установленный в прокладываемом трубопроводе и соединенный со стержнем, вибратор круговых колебаний, выполненный в виде катка, опирающегося на внутреннюю поверхность полого рабочего наконечника, водило, соединяющее ось катка с стержнем, и подающий механизм [1].
Наиболее близким к предполагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство [2] для бестраншейной прокладки трубопроводов способом прокола, содержащее полый рабочий наконечник конической формы, соединенный через шарнир и опору вращения с стержнем, закрепленным в опорах вращения на фланце, который смонтирован на переднем по направлению прокола конце прокладываемого трубопровода, привод вибратора, установленный в прокладываемом трубопроводе и соединенный с стержнем, вибратор круговых колебаний, выполненный в виде дебаланса, имеющего форму сектора полого цилиндра, установленного внутри полого рабочего наконечника на опорах вращения, водило, соединяющее дебаланс со стержнем, и подающий механизм.
Наиболее нагруженным элементом известного устройства является опора вращения, соединяющая вращающийся стержень с конусным рабочим наконечником. Высокая скорость вращения стержня и значительная нагрузка на рабочий наконечник приводят к быстрому выходу из строя опоры вращения. Повышение надежности работы опоры за счет увеличения ее размеров ведет к смещению центра колебаний рабочего наконечника от вершины конуса, в результате чего снижается эффективность работы устройства - увеличиваются энергоемкость и усилие прокола.
Цель изобретения - повышение надежности и эффективности работы устройства. Для достижения поставленной цели стержень неподвижно закреплен на фланце, а привод вибратора оснащен зубчатой передачей, на выходном валу которой установлено водило, соединенное с дебалансом.
На фиг.1 представлено устройство для бестраншейной прокладки трубопроводов 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 неподвижно закреплен фланец 2, на котором неподвижно установлен стержень 3. На стержне 3 установлена шаровая опора 4, на которую опирается полый рабочий наконечник конической формы 5. Внутри полого рабочего наконечника 5 на опорах вращения 6 установлен дебаланс 7, который имеет форму сектора полого цилиндра, и через прорезь 8 на его торцовой стороне соединен с водилом 9, закрепленным на ступице зубчатого колеса 10, который через блок шестерен 11 и шестерню 12 соединен с электродвигателем 13, установленным в прокладываемом трубопроводе 1. Уплотнение 14 предохраняет от попадания грунта внутрь рабочего наконечника 5.
Подающий механизм состоит из направляющей рамы 15 с горизонтальными 16 и вертикальными 17 направляющими катками, подвижной 18 и неподвижной 19 траверсами, каната 20 и тяговой лебедки 21.
Питание электродвигателя 13 привода вибратора осуществляется через кабель 22.
Для осуществления прокола включаются тяговая лебедка 21 и электродвигатель 13 привода вибратора, который через шестерню 12 и блок шестерен 11 приводит во вращение зубчатое колесо 10 с водилом 9, которое через прорезь 8 вовлекает в совместное вращение дебаланс 7. Возникающая при вращении дебаланса возмущающая сила через опоры вращения 6 передается рабочему наконечнику 5, который вместе с дебалансом совершает круговые колебания с частотой, равной частоте вращения водила 9, перпендикулярные направлению проходки. Прорезь 8 на торцевой стороне дебаланса 7 обеспечивает подвижное соединение его с водилом и не препятствует круговым колебаниям рабочего наконечника 5 относительно неподвижно закрепленного фланца 2 с стержнем 3. Центр колебаний рабочего наконечника 5, т.е. точка, в которой амплитуда колебаний равна нулю, совпадает с опорным шарниром 4. С удалением от него амплитуда возрастает и достигает максимума на его цилиндрической части. 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, уменьшению сопротивления и увеличению скорости прокладки трубопровода 1.
Неподвижное крепление стержня на фланце и оснащение привода вибратора зубчатой передачей, на выходном валу которой установлено водило, соединенное с дебалансом, позволяет разгрузить опору, соединяющую стержень с конусным рабочим наконечником, от высокой скорости вращения, а следовательно, улучшить условия работы шарнира, т.к. скорость скольжения сопрягающихся поверхностей по сравнению с прототипом незначительна и связана только с круговыми колебаниями рабочего наконечника относительно неподвижного стержня под действием возмущающей силы дебаланса.
Это позволит сделать опору более надежной и компактной, приблизив центр колебаний рабочего наконечника к вершине конуса, в результате чего повышаются надежность и эффективность работы устройства.
Источники информации
1. Патент 2190728 Российская Федерация, МПК E02F 5/18. Устройство для бестраншейной прокладки трубопроводов методом прокола. Ромакин Н.Е., Ромакин Д.Н., Земсков В.М.; заявитель и патентообладатель Институт техники, технологии и управления СГТУ (RU); заявл. 05.03.01; опубл. 10.10.02, Бюл. № 28.
2. Патент 2249083 Российская Федерация, МПК E02F 5/18, F16L 1/028. Устройство для бестраншейной прокладки трубопроводов методом прокола. Ромакин Н.Е., Ромакин Д.Н., Краснолудский Н.В.; заявитель и патентообладатель СГТУ (RU); заявл. 05.12.02; опубл. 27.03.05, Бюл. № 9.
Устройство для бестраншейной прокладки трубопроводов способом прокола, содержащее полый рабочий наконечник конической формы, соединенный через шарнир со стержнем, неподвижно закрепленным на фланце, который смонтирован на переднем по направлению прокола конце прокладываемого трубопровода, вибратор круговых колебаний в виде дебаланса, имеющего форму сектора полого цилиндра, установленного внутри полого рабочего наконечника на опорах вращения, привод вибратора, установленный в прокладываемом трубопроводе, водило и подающий механизм, отличающийся тем, что привод вибратора оснащен зубчатой передачей, на выходном валу которой установлено водило, соединенное с дебалансом.
