УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЕСТРАНШЕЙНОЙ ПРОКЛАДКИ ТРУБОПРОВОДОВ СПОСОБОМ ПРОКОЛА
DEVICE FOR TRENCHLESS INSTALLATION OF PIPELINES BY METHOD OF PUNCTURE

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 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 со стержнем, и подающий механизм [1].
Наиболее близким к предполагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство 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 с 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 приводит 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 - увеличивается энергоемкость и усилие прокола.
Цель изобретения - повышение надежности и эффективности работы устройства. Для достижения поставленной цели стержень неподвижно закреплен на фланце, а электродвигатель-вибратор круговых колебаний с полым валом размещается внутри полого наконечника.
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 установлен электродвигатель-вибратор круговых колебаний 6, статор которого закреплен в наконечнике. В подшипниковых узлах электродвигателя-вибратора 6 вращается ротор 7, являющийся полым валом со сквозным отверстием 8 и смещенным центром тяжести относительно своей оси вращения и выполняющий функцию дебаланса. Сквозное отверстие 8 служит для размещения стержня 3. Уплотнение 12 предохраняет от попадания грунта внутрь рабочего наконечника 5.
Подающий механизм состоит из направляющей рамы 13 с горизонтальными 14 и вертикальными 15 направляющими катками, подвижной 16 и неподвижной 17 траверсами, каната 18 и тяговой лебедки 19. Питание электродвигателя-вибратора 6 осуществляется через неподвижный кабель 10, щеточный узел 9, закрепляемый на стержне 3, и подвижный кабель 11.
Для осуществления прокола включаются тяговая лебедка 19 и электродвигатель-вибратор 6, внутри которого начинает вращаться в подшипниковых узлах ротор-дебаланс 7. Возникающая при вращении ротора-дебаланса возмущающая сила через опоры вращения передается рабочему наконечнику 5, который вместе с дебалансом совершает круговые колебания с частотой, равной частоте вращения ротора-дебаланса 7, перпендикулярные направлению проходки. Центр колебаний рабочего наконечника 5, т.е. точка, в которой амплитуда колебаний равна нулю, совпадает с шаровой опорой 4. С удалением от нее 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 выполнение вибратора в виде электродвигателя-вибратора внутри наконечника, не связанного со стержнем, позволяет убрать из конструкции устройства опору вращения как не нужный элемент привода, что повышает надежность предлагаемого устройства. Скорость скольжения сопрягающихся поверхностей по сравнению с прототипом не значительна и связана только с круговыми колебаниями рабочего наконечника относительно шаровой опоры под действием возмущающей силы дебаланса. Отсутствие опоры вращения при неподвижном стержне позволит приблизить центр колебаний рабочего наконечника к вершине конуса, в результате чего повышается и эффективность работы устройства.
Источники информации
1. Патент 2190728 Российская Федерация, МПК Е02F 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 Е02F 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.