Устройство для бестраншейной замены трубопроводов

Изобретение относится к строительству и используется при бестраншейной замене преимущественно металлических трубопроводов. Формируют скважину, затягивают в нее новый трубопровод. Формирование скважины производят путем продольного разреза старого трубопровода с последующим его раскрытием. Разрезание старого трубопровода наиболее рационально производить в его нижней части. Устройство выполнено в виде ударного узла и заостренного ребра, размещенного под углом к оси устройства, снабжено опорным ребром, установленным против заостренного ребра. Целесообразно опорное ребро установить под углом, близким к нулю, к оси устройства. Заостренное ребро выполнено утолщающимся по направлению к хвостовой части устройства. Это позволяет выполнить разрез старой трубы в одном месте и ее раскрытие в виде защитного свода для новой трубы. Обеспечивает возможность работы в неустойчивых грунтах, снижает энергоемкость и повышает надежность замены трубопроводов. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к области строительной техники и касается способов и устройств для бестраншейной замены преимущественно металлических трубопроводов, особенно при работе в условиях плывунов и в неустойчивых осадочных породах.

Известны способ и устройство для замены трубопроводов, например, из патента РФ 2003918, включающей разрушение старого трубопровода, втрамбовывание осколков в грунт с одновременным образованием скважины и затягиванием в нее нового трубопровода. Разрушение осуществляется расширителем, установленным на ударный узел, который одновременно и формирует новую скважину.

Недостатком данного способа и устройства является возможность его использования только для замены труб из хрупких материалов. Кроме того, оно требует использования мощного ударного узла, т.к. осуществляется сразу несколько операций: разрушение, образование новой скважины и затягивание нового трубопровода.

Известны способ и устройство для замены трубопроводов (патент ФРГ 3902081), включающий разрушение старого трубопровода, образование новой скважины и затягивание в нее нового трубопровода, это осуществляется устройством, включающим ударный узел, расширитель и размещенных спереди два заостренных ножа.

Недостатком также является высокая энергоемкость устройства, кроме того, при работе со стальными трубами разрезать трубу будет только один из ножей, второй разместится параллельно оси устройства, и весь элемент с ножами перекосится относительно оси устройства, что изменит угол наклона режущего ножа и ухудшит эффективность процесса резки. При работе резать может то один, то другой нож в зависимости от прочности частей разрезаемой трубы у того или другого ножа. Получается беспорядочная нарезка трубы на отдельные фрагменты. Укрепления свода при этом не происходит.

Технической задачей, решаемой данным изобретением, является снижение энергоемкости и повышение надежности замены трубопроводов.

Поставленная задача решается тем, что при бестраншейной замене трубопроводов, включающей формирование скважины с затягиванием в нее нового трубопровода, формирование скважины производят путем продольного расчленения старого трубопровода с последующим его раскрытием. Это позволяет снизить энергозатраты (нет необходимости разрушать старый трубопровод до отдельных фрагментов) и благодаря образованию укрепленного свода вновь образуемой скважины работать в неустойчивых, сыпучих и переувлажненных грунтах.

Целесообразно расчленение старого трубопровода производить по его нижней части. Это наиболее рациональный способ образования свода.

Целесообразно устройство для замены трубопроводов, выполненное в виде ударного узла и заостренного по периферии ребра, размещенного под углом к оси устройства, снабдить опорным ребром, установленным напротив заостренного ребра. Это позволяет делать один разрез в нужном месте, что экономит энергозатраты, обеспечивает возможность образования свода, способствует центровке устройства в трубе.

Целесообразно опорное ребро установить под углом, близким к нулю, к оси устройства. Это позволит снизить энергозатраты, т.к. режущий элемент не перекашивается при движении и удар на трубу передается полностью. Способствует центровке устройства в трубе, обеспечивает получение одного реза.

Целесообразно часть заостренного ребра выполнить утолщающейся к хвостовой части устройства. Это позволит снизить энергозатраты, т.к. усилия раскрытия трубы прилагаются в наиболее выгодном месте - месте разреза, а не по всему контуру трубы.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежами:

на фиг.1 представлено устройство в разрезе;

на фиг.2 - вид А фиг.1;

на фиг.3 - сечение Б-Б фиг.1;

на фиг.4 - старая труба, расчлененная и раскрытая;

на фиг.5 - старая труба с введенной в нее новой трубой, поперечный разрез;

на фиг.6 - ребра в аксонометрии.

Заявляемые способ и устройство реализуются следующим образом.

В старый трубопровод 1 направляется посредством тягового троса 2 ударный узел 3 с размещенным на нем заостренным 4 и опорным 5 ребрами. Заостренное ребро 4 размещено внизу. К задней части ударного узла 3 подсоединена через калибрующий орган 6 новая труба 7. Устройство запускается в работу. Вначале при перемещении по трубе ребра 4 и 5 деформируют трубу 1, превращая ее в овал, затем в трубе 1 образуется трещина 8 со стороны заостренного ребра 4. Начинается процесс расчленения старой трубы 1. Для продольного расчленения трубы 1 на ее стенку воздействуют статической (от тяглового органа 2) и динамической (от ударного узла 3) нагрузками. Усилия (нагрузки) приложены в нижней части трубы 1 и направлены по радиусу и вдоль оси трубы 1. Под действием нагрузок происходит разрыв стенки трубы в месте приложения нагрузок. Далее трещина 8 развивается вперед. Затем к кромкам трещины 8 (разрыву) прилагают статическую и динамическую нагрузки, направленные по касательной к трубе 1. Они раскрывают трубу 1, образуя свод скважины 9. В скважину 9 вводят новую трубу 7. Свод - крыша, защита для новой трубы 7. Устройство своим опорным ребром 4 опирается на внутреннюю поверхность трубы 1 в месте, противоположном разрезу 8, тем самым не допуская перекашивания ребер в сторону, противоположную разрезу 8, что обеспечивает однозначность ориентации заостренного ребра 3. Далее при движении к трещине 8 подходит более широкая часть 3'' заостренного ножа 3 и, воздействуя на кромки трещины 8, раскрывает ее и всю трубу. Затем калибрующий орган 6 формирует скважину 9, в которую затягивают новую трубу 7.

Наличие одного заостренного ребра и одного опорного позволяет делать один рез и всегда внизу, т.е. образовывать свод. Это очень важно при работе во влажных и сыпучих грунтах. Свод, кроме того, служит опалубкой для новой трубы в случае большой глубины заложения.

1. Устройство для бестраншейной замены трубопроводов, включающее ударный узел и заостренное по периферии ребро, размещенное под углом к оси устройства, отличающееся тем, что оно снабжено опорным ребром, установленным напротив заостренного ребра.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что опорное ребро установлено под углом, близким к нулю, к оси устройства.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что часть заостренного ребра выполнена утолщающейся к хвостовой части устройства.