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 РФ №2115053, МПК 7 F 16 L 1/028, 1998), включающее ударный механизм, натяжной трос, труборазрушающий рабочий орган с неподвижным ножом и расширитель для увеличения диаметра скважины, вдавливания обломков разрушенной трубы в окружающий грунт и затягивания новой трубы.
Известно также устройство для бестраншейной замены подземных трубопроводов (патент РФ №42617, МПК 7 F 16 L 1/028, 2004), содержащее труборазрушающий рабочий орган с неподвижным режущим элементом и опорным катком, ударный узел, расширитель для увеличения диаметра скважины и тяговый трос.
К недостаткам этих устройств относится малый ресурс режущего элемента, который выполнен в виде неподвижного ножа. У такого режущего элемента в работе постоянно находится только один участок, что приводит к износу режущей кромки ножа на этом участке, его быстрому затуплению и необходимости замены. Кроме того, малый ресурс режущего элемента обусловлен его затуплением о материал старого трубопровода при резании
на всю толщину стенки, а также высокой вероятностью повреждения режущего элемента о твердые включения, находящиеся в грунте (камни, бетон и др.), при резании старого трубопровода на глубину, превышающую толщину его стенки.
Задачей технического решения является увеличение ресурса режущего элемента устройства для бестраншейной замены подземных трубопроводов.
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, режущий элемент выполнен в виде свободно вращающегося дискового ножа, выступающего за границу внутренней поверхности разрушаемого трубопровода на величину, меньшую толщины его стенки, а за режущим элементом в труборазрушающем органе установлен разрывающий ролик, выступающий за границу внутренней поверхности разрушаемого трубопровода на величину, большую толщины его стенки, причем за опорным катком в одной с разрывающим роликом плоскости поперечного сечения и диаметрально от него установлен дополнительный опорный каток.
Преимущество предлагаемого устройства заключается в том, что его режущий элемент выполнен в виде свободно вращающегося дискового ножа. Это позволит поочередно включать в процесс резания всю режущую кромку ножа и, тем самым, увеличить его ресурс. Кроме того, резание старого трубопровода осуществляется на меньшую глубину путем его неполного
разрезания, что также приводит к увеличению ресурса режущего элемента за счет уменьшения его затупления о стенки старого трубопровода и исключения возможности повреждения о твердые включения, находящиеся в грунте (камни, бетон и др.).
На фиг.1 показано предлагаемое устройство (продольное сечение); на фиг.2 - разрез А-А фиг.1; на фиг.3 - разрез Б-Б 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. За режущим элементом 2 расположен разрывающий ролик 6. За опорным катком 3 в одной с разрывающим роликом 6 плоскости поперечного сечения и диаметрально от него установлен дополнительный опорный каток 7. Режущий элемент 2, опорные катки 3, 7 и разрывающий ролик 6 расположены соответственно на осях 8-11 в радиальном пазу 12 труборазрушающего рабочего органа 1. При этом режущий элемент 2 выступает за границу внутренней поверхности разрушаемого старого трубопровода 13 на величину, меньшую толщины его стенки, а разрывающий ролик 6 - на величину, большую толщины его стенки. Кромки опорных катков 3, 7 и разрывающего ролика 6 выполнены скругленными. Радиус скругления опорных катков 3, 7 равен радиусу внутренней поверхности старого трубопровода 13, радиус скругления разрывающего ролика 6 - половине его толщины. К передней части
труборазрушающего рабочего органа 1 при помощи крюка 14 подсоединен тяговый элемент 5, к задней части расширителя 4 винтами 15 крепится новый трубопровод 16, который в процессе работы устройства затягивается в скважину, образующуюся после разрушения старого трубопровода 13. С целью уменьшения сопротивления движению при прохождении изгибов старого трубопровода 13 труборазрушающий рабочий орган 1 соединен с расширителем 4 через крестообразный шарнир 17.
Устройство работает следующим образом.
Располагая в одном из приямков, устройство заводят в старый трубопровод 13, предварительно соединив его с новым трубопроводом 16 и пропущенным через заменяемую трубу 13 тяговым элементом 5. При этом диаметры режущего элемента 2 и разрывающего ролика 6 подбирают в соответствии с размерами толщины стенки разрушаемого трубопровода 13. Затем с помощью гидравлической силовой установки (на чертежах не показана) устройство статически (безударно) затягивают в старый трубопровод 13, Двигаясь вперед, устройство режущим элементом 2 создает концентратор напряжений в виде продольной прорези в старом трубопроводе 13 глубиной, меньшей толщины его стенки, а установленный за режущим элементом 2 разрывающий ролик 6 осуществляет последующий разрыв старого трубопровода 13 в ослабленной концентратором напряжений части. Опорные катки 3, 7, расположенные напротив соответственно режущего элемента 2 и разрывающего ролика 6, уравновешивают усилия разрушения, предупреждая перекос устройства в процессе его движения. Выполнение
кромок опорных катков 3, 7 и разрывающего ролика 6 скругленными приводит к повышению их ресурса за счет увеличения площади контакта. Разрушенный таким образом старый трубопровод 13 расширяют коническим расширителем 4. При этом в образуемую скважину одновременно затягивают новый трубопровод 16 с эквивалентным или большим, по сравнению со старым трубопроводом 13, наружным диаметром.
Конструкция предлагаемого устройства для бестраншейной замены подземных трубопроводов обеспечивает увеличение ресурса его режущего элемента.