Устройство для инъектирования затюбингового пространства

Настоящая полезная модель относится к строительству и может быть использована при устранении повреждений межтюбинговых уплотнений в высокоточных элементах тюбингового крепления тоннелей метрополитена.
При возникновении повреждений в резиновых уплотнениях тюбинговых высокоточных элементов, используемых при креплении тоннелей метрополитена, эти нарушения герметизации устраняют путем инъектирования затюбингового пространства.
Известен способ проведения ремонта отдельных трещин с шириной раскрытия от 0,2 до 3 мм и протяженностью до 2-3 м, который осуществляется с помощью ручных инъекционных устройств (см. А.А. Шилин, "Ремонт строительных конструкций с помощью инъецирования", Стройтехиздат, 2009, с. 33). При этом могут применяться трубки или пакеры, которые вставляют в пробуренные отверстия или в трещины.
Однако, этот способ инъектирования не применим при ремонте тоннелей метрополитена, ввиду его большой трудоемкости и малой производительности.
Известно устройство для инъектирования затюбингового пространства, содержащее инъекционную иглу с трубчатым корпусом и обратным клапаном, связанную с приводным механизмом вращательного действия (см., например, https://www.youtube.com/watch?v=QbDrYW2oK4g).
Инъектирование затюбингового пространства с помощью этого устройства производится следующим образом.
Предварительно в месте проведения инъектирования производится разбуривание отверстия в месте стыка двух тюбинговых элементов. Это разбуриваемое отверстие необходимо для свободного прохода инъекеционной иглы к поврежденному уплотнению, размещенному в затюбинговом пространстве. Поскольку межтюбинговый зазор в высокоточных элементах тюбингового крепления весьма мал и составляет 3-6 мм, инъекционная игла должна иметь соответствующий диаметр и при приложении значительной осевой нагрузки для прокалывания поврежденного уплотнения, не исключены повреждения иглы. Кроме того, после прокола вязкого уплотнительного элемента и проведения инъектирования через иглу, игла вынуждено остается в отверстии, т.к. вязкое уплотнение препятствует извлечению иглы.
Таким образом, основным крупным недостатком известного устройства для инъектирования затюбингового пространства является необоснованно увеличенная трудоемкость проведения инъектирования и необходимость оставления инъекционной иглы в месте ее установки после окончания процесса инъектирования.
Предлагаемая полезная модель направлена на решение технической задачи по созданию устройства, которое предназначено преимущественно для использования при устранении повреждений межтюбинговых уплотнений, размещенных в высокоточных элементах тюбингового крепления тоннелей метрополитена.
Технический результат, который может быть получен при использовании предлагаемого устройства, заключается в снижении трудоемкости и повышении производительности при осуществлении процесса инъектирования, а также в экономии расходуемых инъекционных игл за счет их многоразового использования.
Поставленная задача решена за счет того, что в устройстве для инъектирования затюбингового пространства, содержащем инъекционную иглу с трубчатым корпусом и обратным клапаном, связанную с приводным механизмом вращательного действия, инъекционная игла выполнена с элементом для создания дополнительного осевого усилия в виде конусного саморезного винтового наконечника, жестко закрепленного на конце трубчатого корпуса иглы, размещенной в байонетной насадке, которая в свою очередь связана с приводным механизмом вращательного действия, при этом наибольший рабочий диаметр конусного саморезного винтового наконечника иглы составляет 1,1 - 1,5 диаметра трубчатого корпуса иглы.
В представленную совокупность включены все существенные признаки устройства, обеспечивающие получение заявленного технического результата.
Описание полезной модели поясняется двумя рисунками, где на рис. 1 показана инъекционная игла с обратным клапаном. На рис. 2 представлена байонетная насадка, в которой закреплена инъекционная игла.
Основным элементом устройства является непосредственно инъекционная игла показанная на рис. 1.
Инъекционная игла выполнена с конусным саморезным винтовым наконечником 1, жестко закрепленным на конце трубчатого корпуса 2 иглы. На другом конце трубчатого корпуса 2 крепится сменный обратный клапан 3. В зависимости от типа и размеров тюбинговой крепи, длина и наружный диаметр трубчатого корпуса 2 может быть различна. В соответствии с этим различны и размеры саморезного винтового наконечника 1. Для оптимальной работы устройства необходимо обеспечить беспрепятственную подачу инъекционной иглы к нарушенному уплотнению в затюбинговое пространство по щелевому промежутку между тюбинговыми элементами и дальнейшее прохождение иглы через тюбинговое уплотнение. При применении известного устройства для инъектирования затюбингового пространства, подача инъекционной иглы к нарушенному уплотнению обеспечивалась путем первоначального расширения щелевого промежутка между тюбинговыми элементами посредством сверления отверстия дополнительным механизмом. Далее приходилось прикладывать значительное осевое усилие для сквозного прохождения иглы через вязкое улотнение, что при значительной длине и малом диаметре корпуса иглы нередко приводило к искривлению или смятию корпуса иглы. А далее после проведения инъектирования игла оставлялась в заинъектированном отверстии, поскольку извлечение иглы представляло значительные сложности из за вязкости уплотнения.
Выполнение инъекционной иглы с конусным саморезным винтовым наконечником 1 позволяет решить сразу несколько задач. При прямом проходе инъекционной иглы по щелевому промежутку между тюбинговыми элементами, а также при проходе наконечника 1 через вязкое уплотнение, винтовая нарезка создает дополнительное осевое усилие, которое совместно с подающим осевым усилием приводного механизма вращательного действия обеспечивают беспрепятственное прохождение инъекционной иглы в затюбинговое пространство для проведения инъектирования. Таким образом, трудоемкость по доставке инъекционной иглы к месту проведения инъекционной работы снижается практически в два раза.
Далее, после проведения инъектирования, извлечение инъекционной иглы через вязкое уплотнение не представляет особого труда, поскольку при включении приводного механизма вращательного действия на реверсивный режим, саморезным винтовым наконечником 1 создается добавочное осевое усилие, проталкивающее инъекционную иглу через уплотнение.
Проведенные испытания предлагаемого устройства, получившего название «ШИЛКА 2» показали его высокую эффективность. Однако, для исключения излишних нагрузок на приводной механизм вращательного действия и на корпус иглы, необходимо в оптимальных пределах ограничивать максимальный диаметр резьбы конусного саморезного винтового наконечника иглы в пределах 1,1 - 1,5 диаметра трубчатого корпуса иглы. Ограничение максимального диаметра наконечника в этих пределах позволяет создать достаточное осевое усилие при осевом перемещении иглы и не создает при этом необходимости в чрезмерном увеличении крутящего момента для расширения при необходимости щелевого промежутка между тюбинговыми элементами.