УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЕСТРАНШЕЙНОЙ ЗАМЕНЫ ТРУБОПРОВОДОВ

Полезная модель относится к строительному производству и может быть использована для бестраншейной замены трубопроводов при ремонте и реконструкции подземных инженерных коммуникаций.
Известно устройство для бестраншейной замены трубопроводов [патент РФ №2453754, МПК F16L 1/028, E02F 5/18, опубл. 20.06.2012 г.], содержащее рабочий орган, соединенный натяжным тросом с тяговым органом, и средство для перераспределения статического усилия, выполненное из корпуса и распорного элемента, установленного с возможностью осевого перемещения относительно корпуса и соединенного через трос с рабочим органом. Корпус средства для перераспределения статического усилия выполнен цилиндрическим, в котором на равноудаленном расстоянии друг от друга выполнено, но меньшей мере, два радиальных паза с установленными в них распорными пластинами, имеющими скос и выполненными из фрикционного материала. В корпусе через его ось симметрии выполнено коническое отверстие, в котором с зазором установлен распорный элемент, выполненный в виде конуса. Распорные пластины установлены с возможностью вертикального перемещения относительно распорного элемента. Корпус средства для перераспределения статического усилия соединен с двумя демонтажными тросами. К расширителю крепится новый пластмассовый трубопровод.
Недостатком данного устройства является неравномерность распределения статического усилия на новый трубопровод увеличенной длины, вследствие чего задняя часть нового пластмассового трубопровода является более нагруженной и может порваться.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является устройство для бестраншейной замены трубопроводов [патент РФ №2282774, МПК F16L 1/028, опубл. 27.08.2006 г.], содержащее рабочий орган, соединенный натяжным тросом с тяговым органом, нажимной фланец и средство для создания дополнительного статического усилия, передаваемого на нажимной фланец. Устройство снабжено тарельчатой пружиной, установленной с предварительным сжатием на нажимном фланце. При этом тарельчатая пружина соединяется с рабочим органом через крюк, составную тягу и натяжной элемент, который пропущен через отверстие, выполненное в тарельчатой пружине и нажимном фланце. Средство для создания дополнительного статического усилия состоит из натяжного элемента и составной тяги. Составная тяга может быть выполнена в виде секций из штанг с резьбовым, замковым или карабинным соединением. Причем размер одной секции составной тяги, с целью обеспечения удобства за счет их стыковки вне трубопровода, равен длине звена нового трубопровода.
К недостаткам известного устройства относится высокая вероятность повреждения тарельчатой пружины и соединений секций составной тяги в случае возрастания усилий при протаскивании нового трубопровода увеличенной длины. Это снижает надежность протаскивания нового трубопровода увеличенной длины в процессе бестраншейной замены и значительно ограничивает длину нового пластмассового трубопровода.
Задачей полезной модели является увеличение надежности протаскивания устройством нового трубопровода увеличенной длины в процессе бестраншейной замены.
В устройстве для бестраншейной замены трубопроводов, содержащем рабочий орган с ножами и расширителем, соединенный натяжным тросом с тяговым органом, нажимной фланец и средство для создания дополнительного статического усилия, передаваемого на нажимной фланец, поставленная задача решается тем, что рабочий орган выполнен в виде полого цилиндра, разъемно соединенного с полым коническим расширителем, внутри которого вставлен полый конический упорный элемент, на передней и задней поверхностях основания которого друг напротив друга выполнены передняя и задняя петли соответственно, при этом передняя петля соединена с одним из концов натяжного троса, пропущенного через осевое отверстие в рабочем органе, а задняя петля соединена с одним из концов троса, другой конец которого соединен с крюком, вставленным в осевое отверстие на нажимном фланце, в радиальных пазах на внешней замкнутой поверхности рабочего органа напротив друг друга установлены съемные пластинчатые ножи.
Выполнение рабочего органа в виде полого цилиндра, разъемно соединенного с полым коническим расширителем, позволит осуществлять оперативную замену поврежденных рабочих органов и/или расширителей в случае их поломки на исправные, что повышает надежность устройства.
Соединение передней петли полого конического упорного элемента, вставленного внутри полого конического расширителя, с натяжным тросом, пропущенным через осевое отверстие рабочего органа, обеспечит передачу тягового усилия через упорный элемент расширителю, который толкает перед собой рабочий орган, перемещая все устройство в целом. При этом снижается вероятность повреждения разъемного соединения между рабочим органом и расширителем.
Соединение задней петли полого конического упорного элемента, вставленного внутри полого конического расширителя, с одним из концов троса, другой конец которого соединен с крюком, вставленным в осевое отверстие на нажимном фланце, установленного на заднем торце нового трубопровода, позволит снизить растягивающие усилия, действующие на протаскиваемый в скважине новый трубопровод увеличенной длины за счет его предварительного сжатия.
За счет того, что в радиальных пазах на внешней замкнутой поверхности рабочего органа напротив друг друга установлены съемные пластинчатые ножи, обеспечена их оперативная замена в случае поломки. Это приведет к повышению надежность устройства в целом.
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.
Устройство для бестраншейной замены трубопроводов (фиг.1) содержит рабочий орган 1 со съемными пластинчатыми ножами 2 и расширителем 3, соединенный натяжным тросом 4 с тяговым органом 5, нажимной фланец 6 и средство для создания дополнительного статического усилия, передаваемого на нажимной фланец 6, установленный на заднем торце нового трубопровода 7. Средство для создания дополнительного статического усилия состоит из полого упорного элемента 8, выполненного в виде усеченного конуса, на передней и задней поверхностях основания которого друг напротив друга выполнены передняя 9 и задняя 10 петли соответственно, троса 11 и крюка 12, вставленного в осевое отверстие 13 на нажимном фланце 6 (фиг.3) и зафиксированного гайками 14. Рабочий орган 1 выполнен в виде полого цилиндра, разъемно соединенного с полым расширителем 3. Внутри полого расширителя 3, имеющего форму усеченного конуса, соосно установлен полый упорный элемент 8. Расширитель 3 и упорный элемент 8 сопрягаемы но размерам. Передняя петля 9 упорного элемента 8 соединена с одним из концов натяжного троса 4, пропущенного через осевое отверстие 15 в рабочем органе 1. Другой конец натяжного троса 4, пропущенного через старый трубопровод 16, соединен с тяговым органом 5. Задняя петля 10 упорного элемента 8 соединена с одним из концов троса 11, другой конец которого соединен с крюком 12.
Съемные пластинчатые ножи 2 установлены напротив друг друга в радиальных пазах 17, выполненных на внешней замкнутой поверхности рабочего органа 1, и зафиксированы посредством болтов 18 с гайками 19 (фиг.2).
Устройство работает следующим образом.
Устройство размещают в одном из приямков и осуществляют его сборку.
Съемные пластинчатые ножи 2 устанавливают напротив друг друга в радиальные пазы 17, выполненные на внешней замкнутой поверхности рабочего органа 1, и фиксируют посредством болтов 18 с гайками 19. Затем соединяют рабочий орган 1 с расширителем 3 посредством разъемного соединения, например резьбового. После чего в полый расширитель 3 соосно вставляют полый упорный элемент 8. Переднюю петлю 9 упорного элемента 8 соединяют с одним из концов натяжного троса 4, пропущенного через осевое отверстие 15 в рабочем органе 1. Другой конец натяжного троса 4, предварительно пропущенного через старый трубопровод 16, соединяют с тяговым органом 5. Заднюю петлю 10 упорного элемента 8 соединяют с одним из концов троса 11, предварительно пропущенным через новый трубопровод 7. Другой конец троса 11 соединяют с крюком 12. Далее расширитель 3 соединяют с новым трубопроводом 7, а крюк 12 вставляют в осевое отверстие 13 в нажимном фланце 6. Затем нажимной фланец 6 устанавливают на задний торец нового трубопровода 7 и создают на нем статическое усилие сжатия за счет фиксации крюка 12 посредством гаек 14. При этом натяжной трос 4 предварительно натянут таким образом, чтобы внутренняя поверхность полого расширителя 3 и внешняя поверхность полого упорного элемента 8 были сопряжены друг с другом. После чего смонтированное устройство заводят в старый трубопровод 16.
Включают тяговый орган 5, выполненный в виде лебедки. Под статическим (безударным) воздействием лебедки 5 натяжной трос 4 через переднюю петлю 9 затягивает до упора полый упорный элемент 8 внутрь полого расширителя 3. Затянутый до упора упорный элемент 8, который передает статическое усилие лебедки па внутреннюю поверхность расширителя 3, толкает его вместе с рабочим органом 1 вперед. За счет этого устройство в целом перемещается из одного приямка в сторону другого. При перемещении устройства из одного приямка в сторону другого съемные пластинчатые ножи на рабочем органе 1 разрезают старый трубопровод 16, разделяя его на две части. Расширитель 3 деформирует и вдавливает в грунт разрезанные части старого трубопровода 16, тем самым, формируя новую скважину увеличенного диаметра. Кроме того, расширитель 3 затягивает новели пластмассовый трубопровод 7 в сформированную новую скважину.
При протаскивании в скважине растягивающие усилия, действующие на новый трубопровод 7 увеличенной длины, уменьшаются за счет предварительного сжатия нового трубопровода 7 с помощью нажимного фланца 6, установленного на его заднем торце.
Заявляемое устройство для бестраншейной замены трубопроводов позволит повысить надежность при протаскивании нового трубопровода увеличенной длины.