УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЕСТРАНШЕЙНОЙ ПРОКЛАДКИ ТРУБОПРОВОДОВ СПОСОБОМ ПРОКОЛА
DEVICE FOR TRENCHLESS LAYING OF PIPELINES BY PIERCING METHOD

Изобретение относится к строительству, а именно к устройствам, предназначенным для бестраншейной прокладки трубопроводов способом прокола, и может найти применение для устройства скрытых переходов при прокладке трубопроводов, кабельных линий связи и электропередачи.
Известно устройство для бестраншейной прокладки трубопроводов способом 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 по технической сущности и достигаемому результату является устройство для бестраншейной прокладки трубопроводов способом 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, водило, закрепленное на стержне, вибратор круговых колебаний в виде дебаланса, имеющего форму сектора полого цилиндра, установленного внутри полого рабочего наконечника на опорах вращения и соединенного с водилом, и подающий механизм [2].
Недостатком известного устройства является невозможность изменения направления прокола при бестраншейной прокладке трубопроводов.
Задача изобретения - повышение точности прокладки трубопроводов.
Для достижения поставленной задачи стержень установлен на фланце в шаровой опоре, а на конце стержня в трубопроводе жестко закреплена обойма с наружными зубьями и внутренней расточкой, выполненной эксцентрично относительно оси стержня, в которой с возможностью вращения установлен диск, закрепленный на валу привода механизма управления направлением прокладки трубопровода, с эксцентриситетом, равным эксцентриситету внутренней расточки обоймы, при этом на валу привода на обгонной муфте установлена ведущая полумуфта крестовой муфты, которая через промежуточный диск соединена с ведомой полумуфтой, внутренние зубья которой входят в зацепление с наружными зубьями обоймы, а на ступице ведущей полумуфты установлен тормоз, при этом вибратор круговых колебаний выполнен в виде электродвигателя с полым валом, на котором закреплены дебалансы.
На фиг.1 представлено устройство для бестраншейной прокладки трубопроводов способом прокола, общий вид; на фиг.2 - то же, вид сверху; на фиг.3 - сечение головной части устройства; на фиг.4 (а, б) - сечение А-А обоймы и диска с фиг.3.
Устройство для бестраншейной прокладки трубопроводов способом прокола (фиг.3) содержит полый рабочий наконечник 1 конической формы, соединенный через шаровой шарнир 2 со стержнем 3, фланец 4, смонтированный на переднем по направлению прокола конце прокладываемого трубопровода 5, в котором на шаровой опоре 6 смонтирован стержень 3, на конце стержня жестко закреплена обойма 7 с наружными зубьями и внутренней расточкой, выполненной эксцентрично относительно его оси, в которой с возможностью вращения установлен диск 8, закрепленный на валу 9 привода 10 механизма управления направлением прокладки трубопровода, с эксцентриситетом, равным эксцентриситету внутренней расточки обоймы. На этом же валу на обгонной муфте 11 установлена ведущая полумуфта 12 крестовой муфты, которая через промежуточный диск 13 соединена с ведомой полумуфтой 14, внутренние зубья которой входят в зацепление с наружными зубьями обоймы. На ступице ведущей полумуфты установлен тормоз 15. В корпусе полого рабочего наконечника смонтирован вибратор круговых колебаний 16 в виде электродвигателя с ротором, установленным на трубчатом валу 17, на котором закреплены дебалансы 18. Буфер 19 ограничивает угол поворота полого рабочего наконечника относительно стержня, что исключает возможность соприкосновения внутренней поверхности трубчатого вала со стержнем. Подающий механизм (фиг.1, 2) состоит из направляющей рамы 20 с горизонтальными 21 и вертикальными 22 направляющими катками, подвижной 23 и неподвижной 24 траверсами, каната 25 и тяговой лебедки 26.
Для осуществления прокола включается тяговая лебедка 26 (фиг.1) и вибратор круговых колебаний 16 (фиг.3). Канат 25 перемещает трубопровод 5 по направляющим рамы 20, в результате чего полый рабочий наконечник 1 заглубляется в грунт, образуя скважину. Под действием возмущающей силы вибратора 16 полый рабочий наконечник 1 совершает круговые колебания в плоскости, перпендикулярной направлению проходки, что способствует уменьшению сил трения и сцепления в грунте и, как следствие, уменьшению усилия прокола.
При необходимости корректировки направления прокола выключается тяговая лебедка 26, при этом вибратор 16 остается в рабочем состоянии, включается привод 10 механизма управления направлением прокладки трубопровода, который вращает вал 9 по часовой стрелке, т.к. обгонная муфта 11 не препятствует вращению в этом направлении, то вместе с валом 9 по часовой стрелке поворачивается и диск 8, а обойма 7 остается в неподвижном состоянии, так как она заторможена тормозом 15 через крестовую муфту (элементы 12, 13, 14). При повороте диска 8 относительно обоймы 7 на угол 180° увеличивается эксцентриситет между осями диска и обоймы от 0 до 2е (фиг.4), в результате чего создается угловое смещение оси стержня 3 относительно оси прокладываемого трубопровода от 0° до максимального значения. Поворачивая диск 8 на расчетный угол смещения наконечника, который задается системой управления в зависимости от необходимого радиуса кривизны скважины, привод 10 выключается. Для установки плоскости поворота привод 10 включается в противоположном (реверсивном) вращении и одновременно размыкается тормоз 15. Вращаясь против часовой стрелки, вал 9 через обгонную муфту 11 вместе с диском 8 приводит во вращение ведущую полумуфту 12, которая через промежуточный диск 13 и зубья ведомой полумуфты 14 приводит в совместное вращение и стержень 3 с полым рабочим наконечником 1. Компенсация угловой несоосности диска 8, ведомой полумуфты 14 и обоймы 7 обеспечивается за счет сферической формы их рабочих поверхностей, а радиальной - за счет скольжения промежуточного диска 13 в пазах ведущей 12 и ведомой 14 полумуфт.
Применение устройства позволит не только повысить точность бестраншейной прокладки трубопроводов способом прокола, но и с учетом значительного снижения усилия прокола, за счет конструкции вибронаконечника, позволяет осуществлять бестраншейную прокладку трубопроводов способом прокола с заданным криволинейным направлением.
Источники информации
1. Пат. 2190728 Российская Федерация, МПК E02F 5/18.
2. Пат. 2249083 Российская Федерация, МПК E02F 5/18, F16L 1/028.