УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЕСТРАНШЕЙНОЙ ЗАМЕНЫ ПОДЗЕМНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ

Предлагаемое решение относится к строительному производству и может быть использовано при бестраншейной замене старых подземных трубопроводов различного назначения.
Известно устройство для бестраншейной замены подземных трубопроводов (патент на изобретение РФ №2115053, кл. 7 F 16 L 1/028, 1998), включающее ударный механизм, натяжной трос, труборазрушающий орган с ножом и расширитель для увеличения диаметра скважины, вдавливания обломков разрушенной трубы в окружающий грунт и затягивания новой трубы.
К недостаткам данного устройства относятся возможность его перекоса или заклинивания в процессе работы, высокая сила трения расширителя о внутреннюю поверхность разрушаемого трубопровода при его раздаче (расширении) и, как следствие, большие усилия, необходимые для разрушения старого трубопровода и вдавливания его частей в грунт.
Известно также устройство для бестраншейной замены подземных трубопроводов (патент на полезную модель РФ №42617, кл. 7 F 16 L 1/028, 2004), содержащее труборазрушающий орган с режущим элементом и опорным катком, ударный узел, расширитель для увеличения диаметра скважины и тяговый трос.
Недостатком этого устройства является высокая сила трения расширителя о внутреннюю поверхность старого трубопровода при его раздаче (расширении), что, в свою очередь, приводит к большим усилиям, затрачиваемым на перемещение устройства и разрушение старого трубопровода.
Задачей технического решения является снижение усилий, необходимых для движения устройства и разрушения старого трубопровода.
Поставленная задача решается тем, что в устройстве для бестраншейной замены подземных трубопроводов, содержащем труборазрушающий рабочий орган с режущим элементом и опорным катком, расширитель для увеличения диаметра скважины и тяговый элемент, в расширителе выполнены три равномерно удаленных друг от друга радиальных паза, в которых установлено, по меньшей мере, по одному опорному катку, при этом один из пазов расположен напротив режущего элемента, а режущий элемент выполнен в виде свободно вращающегося дискового ножа.
Преимущество предлагаемого устройства заключается в том, что опорные катки, установленные в расширителе, позволяют уменьшить усилия, необходимые для движения устройства и разрушения старого трубопровода. При этом сила трения скольжения расширителя о внутреннюю поверхность старого трубопровода заменяется на менее энергоемкую силу трения качения. Выполнение режущего элемента в виде свободно вращающегося дискового ножа позволит дополнительно уменьшить усилия, необходимые
для разрушения старого трубопровода за счет снижения сил трения, а также увеличить ресурс режущего элемента, т.к. у вращающегося дискового ножа при его вращении в работу поочередно включается новый участок режущей кромки, в то время как у неподвижного клинового ножа в работе постоянно находится только один участок.
На фиг.1 - предлагаемое устройство с тремя радиальными пазами и выполнением режущего элемента в виде свободно вращающегося дискового ножа (продольное сечение); на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.
Устройство для бестраншейной замены подземных трубопроводов состоит из труборазрушающего рабочего органа 1 с режущим элементом 2 и опорным катком 3, расширителя 4 для увеличения диаметра скважины и тягового элемента 5. Режущий элемент 2 выполнен в виде свободно вращающегося дискового ножа. В расширителе 4 выполнено три равномерно удаленных друг от друга радиальных паза 6-8, один из которых расположен напротив режущего элемента 2. В радиальных пазах 6-8 на осях 9-11 установлены опорные катки 12-14. К передней части труборазрушающего рабочего органа 1 при помощи крюка 15 подсоединен тяговый элемент 5, к задней части расширителя 4 винтами 16 крепится новый трубопровод 17, который в процессе работы устройства затягивается в старый трубопровод 18 после его разрушения.
Устройство работает следующим образом.
Располагая в одном из приямков, устройство заводят в старый трубопровод 18, предварительно соединив его с новым трубопроводом 17 и
пропущенным через заменяемую трубу 18 тяговым элементом 5. При этом режущий элемент 2 устройства размещают в нижней части старого трубопровода 18. Затем с помощью гидравлической силовой установки (на чертежах не показана) устройство статически (безударно) затягивают в старый трубопровод 18. Двигаясь вперед, устройство режущим элементом 2 разрезает старый трубопровод 18, деформирует ее расширителем 4 и одновременно затягивает новый трубопровод 17 по формируемой скважине. В процессе перемещения устройство опирается на внутреннюю поверхность старой трубы 18 опорными катками 3, 12-14. При этом катки 3, 12-14 и режущий элемент 2 свободно вращаются, обеспечивая качение (а не скольжение) устройства, что уменьшает усилия, необходимые для его движения. Причем расширитель 4 вытягивает старый трубопровод 18 по образуемому в его нижней части разрезу, формируя для скважины «крышу». Она защищает скважину от обрушения, исключает просыпание грунта между стенками старого и нового трубопроводов, тем самым, уменьшая усилия, необходимые для движения устройства. Кроме этого, замена динамического (ударного) принципа действия работы устройства на статический (безударный) также снижает вероятность осыпания стенок скважины и энергоемкость замены подземных трубопроводов.
Конструкция предлагаемого устройства для бестраншейной замены подземных трубопроводов обеспечивает снижение усилий, необходимых для его перемещения и разрушения старого трубопровода.