УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЕСТРАНШЕЙНОЙ ПРОКЛАДКИ ТРУБОПРОВОДОВ СПОСОБОМ ПРОКОЛА
DEVICE FOR TRENCHLESS PIPE DRIVING BY PUNCTURE METHOD

Изобретение относится к строительству, а именно к устройствам, предназначенным для бестраншейной прокладки трубопроводов способом прокола, и может найти применение для устройства скрытых переходов при прокладке трубопроводов, кабельных линий связи и электропередач.
Известно устройство для образования скважины в грунте, содержащее лидер и расширитель, оснащенные винтовой лопастью с односторонней навивкой и шарнирно соединенные трубчатым валом с выполненными отверстиями, ориентированными перпендикулярно его оси, механизм для газодинамического воздействия на грунт в лидерной скважине, установленный на конце трубчатого вала в расширителе, и привод в виде вибратора грунтовых колебаний, установленного в зазором в расширителе и соединенного с ним через компенсирующую муфту [1].
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для бестраншейной прокладки трубопроводов способом прокола, содержащее лидер и расширитель, оснащенные винтовой лопастью с односторонней навивкой и жестко соединенные трубчатым валом с выхлопными отверстиями, ориентированными перпендикулярно его оси, при этом расширитель закреплен на переднем по направлению прокола конце проделываемого трубопровода, который оснащен механизмов вращения, а трубчатый вал соединен с механизмом газодинамического воздействия на грунт в лидерной скважине [2].
Эксперименты исследования выявили значительный расход газа при газодинамическом импульсе и нестабильность расширения по диаметру и длине лидерной скважины, особенно в насыпных грунтах с нестабильными свойствами.
Цель изобретения - повышение эффективности действия и снижение энергоемкости.
Для достижения поставленной цели механизм воздействия на грунт в лидерной скважине выполнен в виде упругой газонепроницаемой оболочки, установленной на трубчатом валу, который соединен с источником сжатого газа, при этом упругая газонепроницаемая оболочка может быть выполнена в виде рукава, концы которого закреплены на подвижных уплотняющих манжетах, установленных на трубчатом валу.
На фиг.1 представлен общий вид устройства, на фиг.2 - головная часть устройства после срабатывания механизма воздействия на грунт.
Устройство для бестраншейной прокладки трубопровода способом прокола содержит лидер 1 в виде конуса с винтовой лопастью, расширитель 2 в виде полого рабочего наконечника конической формы, оснащенного винтовой лопастью того же направления, что и лидер, трубчатый вал 3 с радиальными отверстиями 4, жестко соединенный с лидером и расширителем, который через запорное устройство 5 соединен с источником сжатого газа 6. На валу жестко закреплены стаканы 7, внутри которых на валу установлены подвижные уплотняющие манжеты 8, к которым крепятся торцы оболочки 9 из упругой газонепроницаемой ткани и пружины сжатия 10. Корпус расширителя через переходную муфту 11 жестко закреплен на переднем по направлению прокола конце прокладываемого трубопровода 12, противоположный конец которого соединен с механизмом вращения трубы, который включает раму 13, в направляющих которой перемещается тележка 14, на которой установлен привод 15 в виде электродвигателя с планетарным редуктором, на выходном валу которого установлен механизм зажима трубы в виде патрона 16 для передачи вращения трубопроводу. Направляющий каток 17 обеспечивает направление прокола в момент забуривания.
Для осуществления прокола включается привод 15, который вращает патрон 16, а вместе с ним и прокладываемый трубопровод 12, расширитель 2, трубчатый вал 3 и лидер 1.
Лидер 1, ввинчиваясь в грунт, образует лидерную скважину диаметром несколько большим, чем наружный диаметр упругой оболочки в нерабочем состоянии, и увлекает за собой трубчатый вал 3 с закрепленной на нем упругой оболочкой 9, расширитель 2, прокладываемый трубопровод 12 и тележку 14 с установленным на ней приводом 15 по направляющим рамы 13 в направлении прокола. При внедрении расширителя 2 в грунт возрастает момент ввинчивания до заданной величины. После этого привод 15 включается и запорное устройство 5 соединяет источник сжатого газа 6 с трубчатым валом 3, который через радиальные отверстия 4 подается во внутреннюю полость упругой газонепроницаемой оболочки 9, которая расширяет лидерную скважину. При этом уплотняющие манжеты оболочки 8 перемещаются к концам трубчатого вала 3, компенсируя вытяжку упругой газонепроницаемой оболочки 9, и сжимают пружины 10.
После расширения лидерной скважины до нужного размера запорное устройство 5 прекращает подачу газа и соединяет внутреннюю полость оболочки 9 с атмосферой. Под действием пружины 10 манжеты 8 возвращаются в исходное положение, обеспечивая компактную укладку оболочки 9 вдоль трубчатого вала 3. После чего включается привод 15 и цикл повторяется.
Выполнение механизма воздействия на грунт в лидерной скважине в виде упругой газонепроницаемой оболочки, установленной на трубчатом валу, соединяющем лидер и расширитель, который соединен с источником сжатого газа, позволит значительно сократить расход газа, так как при расширении лидерной скважины оболочкой отсутствует фильтрация и прорывы газа через грунт, и значительно снизит давление газа, так как в предлагаемой конструкции расширение лидерной скважины происходит более длительное время и динамические нагрузки расширения скважины практически отсутствуют. Более стабильными становятся размеры и форма расширенного участка лидерной скважины, так как оболочка стабилизирует давление на грунт по всей поверхности расширяемой скважины. Все это позволит повысить эффективность действия и снизить энергоемкость устройства.
Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР № 1136508, кл. Е02F 5/18, Е21В 7/28, 1984.
2. Патент Российской Федерации № 2272874, кл. Е02F 5/18, 2006.