УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЕСТРАНШЕЙНОЙ ПРОКЛАДКИ ТРУБОПРОВОДОВ СПОСОБОМ ПРОКОЛА

Изобретение относится к строительству, а именно к устройствам, предназначенным для бестраншейной прокладки трубопроводов способом прокола, и может найти применение для устройства скрытых переходов при строительстве трубопроводов, подземных кабельных линий связи и электропередачи.
Известно устройство для бестраншейной прокладки трубопроводов методом прокола, содержащее полый рабочий наконечник конической формы, соединенный через шарнир и опору вращения со стержнем, закрепленным в опорах вращения на фланце, который смонтирован на переднем по направлению прокола конце прокладываемого трубопровода, привод вибратора, установленный в прокладываемом трубопроводе и соединенный со стержнем, вибратор круговых колебаний, выполненный в виде катка, опирающегося на внутреннюю поверхность полого рабочего наконечника, водило, соединяющее ось катка со стержнем, и подающий механизм. [1]
Наиболее близким к предложенному изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для бестраншейной прокладки трубопровода способом прокола, содержащее полый рабочий наконечник конической формы, соединенный через шарнир и опору вращения с валом, закрепленным в опорах вращения на фланце, который смонтирован на переднем по направлению прокола конце прокладываемого трубопровода, привод вибратора, установленный в прокладываемом трубопроводе и соединенный с валом, вибратор круговых колебаний, выполненный в виде дебаланса, имеющего форму сектора полого цилиндра, установленного внутри рабочего наконечника на опорах вращения, водило, соединяющее дебаланс с валом, и подающий механизм. [2]
Проведенные исследования устройства [2] показали низкую надежность работы опорного устройства, соединяющего рабочий наконечник с вращающимся валом. Высокая частота вращения вала и осевые нагрузки приводят к быстрому разрушению шарнира. Увеличение надежности шарнира за счет увеличения его размеров ведет к смещению центра колебаний наконечника от вершины конуса, в результате чего возрастает сопротивление проколу, потребная возмущающая сила и снижается эффективность действия устройства.
Задача изобретения - упрощение конструкции, повышение надежности и эффективности действия устройства. Для достижения поставленной задачи ось передней части вала расположена под углом к оси прокладываемого трубопровода с эксцентриситетом равным амплитуде колебаний основания конуса рабочего наконечника и пересекается с ней в точке, совпадающей с вершиной конуса рабочего наконечника, который установлен на валу в опорах вращения.
На фиг.1. представлено устройство для образования скважин в грунте, на фиг.2 - то же вид сверху, на фиг.3 - разрез головной части устройства.
Устройство для образования скважин в грунте содержит прокладываемый трубопровод 1 (фиг.3), на переднем по направлению прокола конце которого неподвижно закреплен фланец 2. На фланце 2 в опорах вращения 3 установлен вал 4, ось которого расположена под углом к оси прокладываемого трубопровода 1. В опорах вращения 5 установлен рабочий наконечник конической формы 6. Вал 4 соединен муфтой 7 с электродвигателем 8.
Подающий механизм состоит из направляющей рамы 9 (фиг.1) с горизонтальными 10 и вертикальными 11 (фиг.2) катками, подвижной 12 (фиг.1) и неподвижной 13 траверсами, каната 14 и тяговой лебедки 15. Питание электродвигателя 8 осуществляется через кабель 16 (фиг.3).
Для осуществления прокола включается тяговая лебедка 15 (фиг.1) и электродвигатель 8 (фиг.3), который через муфту 7 приводит во вращение вал 4, приводящий во вращение через опоры вращения 5 конусный рабочий наконечник 6 с частотой, равной частоте вращения вала. Так как ось передней части вала пересекается с осью прокладываемого трубопровода, в точке, совпадающей с вершиной конуса рабочего наконечника, то центр колебаний рабочего наконечника совпадает с его вершиной, в которой амплитуда колебаний равна нулю. С удалением от вершины рабочего наконечника амплитуда возрастает и достигает максимума на основании конуса рабочего наконечника 6. Величину максимальной амплитуды колебаний рабочего наконечника определяет величина эксцентриситета установки вала относительно оси прокладываемого трубопровода, а величину угла, под которым расположена ось передней части вала 4 зависит от высоты конуса рабочего наконечника 6. Рабочий наконечник, обкатываясь по поверхности скважины, вызывает колебания грунта в радиальном направлении, что способствует уменьшению сил внутреннего трения и сцепления в нем, и как следствие этого уменьшению усилия прокола.
Установка конусного рабочего наконечника под углом к оси прокладываемого трубопровода с эксцентриситетом равным амплитуде колебаний основания конуса рабочего наконечника и пересечение с ней в точке, совпадающей с вершиной конуса рабочего наконечника, который установлен на валу в опорах вращения позволяет значительно упростить конструкцию устройства, повысить его надежность и долговечность, так как опорный узел расположен в нижней части рабочего наконечника, что не ограничивает его размеры. При этом, равномерно изменяющаяся по длине рабочего наконечника, амплитуда колебаний повышает эффект его воздействия на грунт.
Источники информации
1. Патент на изобретение РФ №2190728, М. Кл. Е02F 5/18, 2002
2. Патент на изобретение РФ №2249083, М. Кл. Е02F 5/18, 2002