устройство для бестраншейной прокладки трубопроводов методом прокола

Формула изобретения

Устройство для бестраншейной прокладки трубопровода методом 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, вибратор круговых колебаний, привод вибратора, установленный в прокладываемом трубопроводе и соединенный с стержнем, водило, закрепленное на стержне, и подающий механизм, отличающееся тем, что вибратор круговых колебаний выполнен в виде дебаланса, имеющего форму сектора полого цилиндра, установленного внутри полого рабочего наконечника на опорах вращения и соединенного с водилом.

Описание изобретения к патенту

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, прокладываемый трубопровод, передний по направлению прокола, конец которого имеет форму, соответствующую форме рабочего наконечника, и расположен с зазором внутри его, 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 [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, 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 катка, опирающегося на внутреннюю поверхность полого рабочего наконечника, водило, соединяющее ось катка с стержнем, и подающий механизм [2].

Проведенные исследования устройства [2] показали, что малый по диаметру полый рабочий наконечник не позволяет разместить каток вибратора круговых колебаний, масса которого необходима для создания оптимальных параметров (возмущающей силы) колебаний рабочего наконечника. Увеличение массы катка за счет его длины ведет к увеличению длины цилиндрической (нерабочей) части рабочего наконечника, в результате чего растет колеблющаяся масса рабочего наконечника и сопротивление грунта колебаниям на цилиндрической (нерабочей) части наконечника, что, в конечном счете, сводит на нет эффект увеличения массы (возмущающей силы) катка вибратора. В результате того, что вибратор круговых колебаний не обеспечивает оптимальных параметров: занижена амплитуда колебаний рабочего наконечника, снижается эффективность воздействия на грунт, уменьшается скорость прокладки трубопровода, увеличивается усилие прокола.

Цель изобретения - повышение эффективности действия устройства. Для достижения поставленной цели вибратор круговых колебаний выполнен в виде дебаланса, имеющего форму сектора полого цилиндра, установленного внутри полого рабочего наконечника на опорах вращения и соединенного с водилом.

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; на фиг.4 - разрез А-А фиг.3.

Устройство для бестраншейной прокладки трубопровода методом прокола содержит прокладываемый трубопровод 1, на переднем по направлению прокола конце которого неподвижно закреплен фланец 2, на котором на опорах вращения 3 установлен стержень 4. На стержне 4 на опорах вращения 5 установлен шарнир (шаровая опора) 6, на который опирается полый рабочий наконечник конической формы 7 и лидер 8. Внутри полого рабочего наконечника 7 на опорах вращения 9 установлен дебаланс 10, который имеет форму сектора полого цилиндра, и через прорезь на его внутренней стороне соединен с водилом 11, закрепленным на стержне 4, который муфтой 12 соединен с электродвигателем 13, установленным в прокладываемом трубопроводе 1. Уплотнение 14 предохраняет от попадания грунта внутрь рабочего наконечника 7.

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 муфту 12 приводит во вращение стержень 4 с водилом 11, которые через прорезь вовлекают в совместное вращение дебаланс 10. Возникающая при вращении дебаланса возмущающая сила через опоры вращения 9 передается рабочему наконечнику 7, который вместе с дебалансом совершает круговые колебания с частотой, равной частоте вращения водила 11, перпендикулярные направлению проходки. Полуцилиндрическая проточка на внутренней стороне дебаланса и подвижное соединение его через прорезь с водилом не препятствуют круговым колебаниям дебаланса 10 относительно неподвижно вращающегося стержня 4. Центр колебаний рабочего наконечника 7, т.е. точка, в которой амплитуда колебаний равна нулю, совпадает с опорным шарниром 6. С удалением от него амплитуда возрастает и достигает максимума на его цилиндрической части. Рабочий наконечник 7, 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.

Выполнение вибратора круговых колебаний в виде дебаланса 10, имеющего форму сектора полого цилиндра, установленного внутри полого рабочего наконечника 7 на опорах вращения 9 и соединенного с водилом 11, позволяет максимально увеличить его массу по отношению к внутреннему диаметру полого рабочего наконечника, в результате чего при прочих равных условиях возрастает энергонасыщенность (возмущающая сила) вибратора, а следовательно, и интенсивность воздействия рабочего наконечника на грунт, что позволит уменьшить лобовое сопротивление и повысить скорость прокладки трубопровода. Кроме этого, установка дебаланса внутри полого рабочего наконечника на опорах вращения снижает энергоемкость привода вибратора, т.к. сопротивление в опорных подшипниках дебаланса значительно меньше сопротивления перекатыванию катка по внутренней поверхности полого рабочего наконечника, и увеличивает срок службы устройства, потому что дебаланс не раскатывает и не изнашивает полый рабочий наконечник.

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР №787575, М.Кл. E 02 F 5/18, 1980.

2. Патент на изобретение РФ №2190728, М.Кл. Е 02 F 5/18, 2002.