УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЕСТРАНШЕЙНОЙ ЗАМЕНЫ ТРУБОПРОВОДОВ
INSTALLATION FOR TRENCHLESS REPLACEMENT OF PIPELINES

Изобретение относится к строительному производству и может быть использовано для бестраншейной замены трубопроводов при ремонте и реконструкции подземных инженерных коммуникаций.
Известно устройство для бестраншейной замены трубопроводов (патент РФ №2282774, МПК F16L 1/028, опубл. 2006 г.), содержащее рабочий орган, соединенный натяжным тросом с тяговым органом, нажимной фланец, тарельчатую пружину и средство для перераспределения статического усилия, выполненное в виде натяжного элемента и тяги.
Недостатком данного устройства являются большие усилия сжатия, возникающие на торце нового пластмассового трубопровода от воздействия нажимного фланца, способствующие возможности изгиба нового трубопровода в скважине и, следовательно, увеличению усилий, затрачиваемых на его протягивание, вплоть до стопорения.
Также известно являющееся по технической сущности наиболее близким к предлагаемому техническому решению устройство для бестраншейной замены трубопроводов (патент РФ №2350817, МПК F16L 1/00, опубл. 2009 г.), содержащее рабочий орган, соединенный натяжным тросом с тяговым органом, и средство для перераспределения статического усилия, выполненное в виде верхнего и нижнего распоров, передней и задней тяг, верхних и нижних рычагов, установленных по бокам тяг и расположенных симметрично относительно друг друга с возможностью поворота в плоскости их продольного сечения и соединенных одним концом с тягой, а другим концом верхний рычаг соединен с внутренней поверхностью верхнего распора, а нижний рычаг - с внутренней поверхностью нижнего распора, передняя тяга при помощи промежуточного троса соединена с рабочим органом.
Недостатком данного устройства является необходимость в использовании натяжного органа, создающего усилия, направленные в противоположную сторону относительно тяговому органу. Это увеличивает усилия, затрачиваемые на протягивание нового пластмассового трубопровода.
Техническим результатом изобретения является снижение усилий, затрачиваемых на протягивание нового пластмассового трубопровода.
Поставленная задача для достижения технического результата решается тем, что в устройстве для бестраншейной замены трубопроводов, содержащем рабочий орган, соединенный натяжным тросом с тяговым органом, и средство для перераспределения статического усилия, выполненное в виде верхнего и нижнего распоров, передней и задней тяг, верхних и нижних рычагов, установленных по бокам тяг и расположенных симметрично относительно друг друга с возможностью поворота в плоскости их продольного сечения и соединенных одним концом с тягой, а другим концом верхний рычаг соединен с внутренней поверхностью верхнего распора, а нижний рычаг - с внутренней поверхностью нижнего распора, передняя тяга при помощи промежуточного троса соединена с рабочим органом, согласно изобретению, между распорами установлена платформа, выполненная заодно с передней и задней тягами, между платформой и верхним распором и между платформой и нижним распором размещены пружины, расположенные симметрично относительно друг друга, при этом пружины установлены на платформе на опорах, выполненных цилиндрическими, на внешней поверхности распоров с помощью винтов установлены съемные накладки, выполненные из фрикционного материала, на одной из тяг расположен упор для ограничения движения рычагов, а задняя тяга соединена с демонтажным тросом, верхние рычаги и нижние рычаги установлены соответственно параллельно друг другу.
Преимущество предлагаемого устройства заключается в том, что в нем усилия, создаваемые тяговым органом, идут на протаскивание нового пластмассового трубопровода без затрат на преодоления усилий натяжного органа, направленных в противоположную сторону относительно тяговому органу. Это позволяет уменьшить усилия, затрачиваемые на протягивание нового трубопровода.
На фиг.1 показано предлагаемое устройство для бестраншейной замены трубопроводов (продольное сечение); на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - разрез В-В на фиг 2; на фиг.5 - вид Г на фиг.4 (грунт, старый и новый трубопроводы не показаны).
Устройство для бестраншейной замены трубопроводов состоит (фиг.1) из рабочего органа, натяжного троса 1, тягового органа 2 и средства для перераспределения статического усилия. Рабочий орган для разрушения старого трубопровода 3 включает корпус 4, ножи 5 и расширитель 6. Средство для перераспределения статического усилия состоит из верхнего и нижнего распоров 7, 8, передней и задней тяг 9, 10, верхних и нижних рычагов 11-18, установленных между распорами 7, 8 и тягами 9, 10 и расположенных симметрично относительно друг друга с возможностью поворота от 0° (рычаги полностью сложены) до 90° (рычаги полностью выпрямлены) в плоскости их продольного сечения. Верхние рычаги 11, 12, 15, 16 и нижние рычаги 13, 14, 17, 18 установлены соответственно параллельно друг другу. Рычаги 11-18 соединены с помощью осей 19 одним концом с тягой, а другим концом - с внутренней поверхностью распора. Верхние рычаги 11, 12, 15, 16 соединены с верхним распором 7, а нижние рычаги 13, 14, 17, 18 - с нижним распором 8. Верхние рычаги 11, 12 и нижние рычаги 13, 14 соединены с передней тягой 9, а верхние рычаги 15, 16 и нижние рычаги 17, 18 - с задней тягой 10. Между распорами 7, 8 установлена платформа 20, выполненная заодно с передней и задней тягами 9, 10. Между платформой 20 и верхним распором 7 и между платформой 20 и нижним распором 8 размещены пружины 21, 22, расположенные симметрично относительно друг друга. При этом пружины 21, 22 установлены на платформе 20 на опорах 23, 24, выполненных цилиндрическими. Пружины 21, 22 обеспечивают первоначальное сцепление распоров 7, 8 с внутренней поверхностью нового пластмассового трубопровода 25. На внешней поверхности распоров 7, 8 с помощью винтов 26 установлены съемные накладки 27, 28, выполненные из фрикционного материала. В случае износа или необходимости использования накладок 27, 28 из другого фрикционного материала, можно осуществить их оперативную замену. На передней тяге 9 расположен упор 29 для ограничения движения рычагов. Он препятствует повороту рычагов 11-18 на угол более 90° и, как следствие, сведению распоров 7, 8. Передняя тяга 9 при помощи промежуточного троса 30 через крюк 31 соединена с рабочим органом, а задняя тяга 10 соединена с демонтажным тросом 32, расположенным во входном приямке 33. Рабочий орган передним концом, через крюк 34 и натяжной трос 1 соединен с тяговым органом 2, выполненным в виде лебедки, установленной в приемном приямке 35. К расширителю 6 винтами 36 крепится новый пластмассовый трубопровод 25.
Устройство работает следующим образом.
В приемном приямке 35 устанавливают тяговый орган 2 (лебедку), к которой крепят натяжной трос 1, который протягивают через старый трубопровод 3 и соединяют с рабочим органом. Затем рабочий орган располагают во входном приямке 33, монтируют, заводят в старый трубопровод 3 и присоединяют к нему промежуточный трос 30 и секцию нового трубопровода 25. После чего включают тяговый орган (лебедку) 2. Под статическим воздействием тягового органа 2 рабочий орган с новым пластмассовым трубопроводом 25 движется в сторону приемного приямка 35. Ножами 5 рабочий орган разрезает старую трубу 3, раскрывает ее, деформируя расширителем 6, и одновременно затягивает новый трубопровод 25. При этом затягивание нового пластмассового трубопровода 25 осуществляется с периодической остановкой, во время которой производится приварка очередного звена к новому трубопроводу 25. Причем средство для перераспределения статического усилия устанавливается в заднюю часть нового пластмассового трубопровода 25 и крепится к задней части рабочего органа с помощью промежуточного троса 30 перед операцией сварки нового трубопровода 25, когда через скважину будет протянута примерно половина его длины. Пружины 21, 22 средства для перераспределения статического усилия обеспечивают первоначальное сцепление распоров 7, 8 с внутренней поверхностью нового пластмассового трубопровода 25. Требуемую величину усилия сцепления подбирают с помощью замены пружин 21, 22 одной жесткости на другую. Эта величина не должна препятствовать установке средства для перераспределения статического усилия в новый трубопровод 25 перед работой и извлечению этого средства из нового трубопровода 25 после работы и при этом быть достаточной для того, чтобы оба распора 7, 8 имели контакт с внутренней поверхностью нового трубопровода 25. В противном случае средство для перераспределения статического усилия не будет выполнять своих функций, заключающихся в снятии части растягивающих усилий с нового трубопровода 25 и снижении вероятности его разрыва. При работе средства для перераспределения статического усилия осевая нагрузка от тягового органа 2 передается не только на передний конец нового трубопровода 25, но и при помощи промежуточного троса 30 на переднюю тягу 9, при этом верхние рычаги 11, 12, 15, 16 поворачиваются в одном направлении, а нижние рычаги 13, 14, 17, 18 - в другом, разводя распоры 7, 8 в вертикально противоположные стороны, упираясь накладками 27, 28 в стенки нового трубопровода 25. Это исключает перемещение средства для перераспределения статического усилия внутри нового пластмассового трубопровода 25, а также снимает с нового трубопровода 25 часть растягивающих усилий, снижая вероятность его разрыва. При этом распоры 7, 8 расходятся от осевого усилия, создаваемого тяговым органом 2 без необходимости в использование дополнительного натяжного органа (по сравнению с патентом РФ №2350817), усилия которого направлены в противоположную сторону относительно тяговому органу 2. Это позволяет уменьшить усилия, затрачиваемые на протягивание нового трубопровода 25. После работы средство для перераспределения статического усилия извлекают из нового пластмассового трубопровода 25 при помощи демонтажного троса 32.
Предлагаемое устройство для бестраншейной замены трубопроводов уменьшает усилия, затрачиваемые на протягивание нового трубопровода.