УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЕСТРАНШЕЙНОЙ ПРОКЛАДКИ ТРУБОПРОВОДОВ МЕТОДОМ ПРОКОЛА
DEVICE FOR TRENCHLESS INSTALLATION OF PIPELINES BY MEANS OF PIERCING

Изобретение относится к строительству, а именно к устройствам, предназначенным для бестраншейной прокладки трубопроводов методом прокола, и может найти применение для устройства скрытых переходов при прокладке трубопроводов, кабельных линий связи и электропередач.
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 предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является 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 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 постоянное значение эксцентриситета дебаланса, что не позволяет изменять возмущающую силу вибратора и, как следствие, амплитуду колебаний для прокола в грунтах с различными физико-механическими свойствами.
Цель изобретения - повышение эффективности действия устройства в грунтах с различными физико-механическими свойствами.
Для достижения поставленной цели вибратор круговых колебаний выполнен в виде подвижных грузов, имеющих возможность радиального перемещения в направляющих, жестко закрепленных на валу, при этом подвижные грузы дебаланса через тела качения прижаты посредством пружин к внутренней конусной поверхности кольца, установленного в полом рабочем наконечнике с возможностью осевого перемещения передачей винт-гайка.
На фиг.1 представлено устройство для бестраншейной прокладки трубопроводов методом прокола, общий вид; на фиг.2 - то же, вид сверху; на фиг.3 - разрез головной части устройства; на фиг.4 - разрез А-А фиг.3.
Устройство для бестраншейной прокладки трубопровода методом прокола содержит прокладываемый трубопровод 1 (фиг.1), на переднем по направлению прокола конце которого неподвижно закреплен фланец 2 (фиг.3), на котором на опорах вращения 3 установлен вал 4. На валу 4 в опорах вращения 5 установлен шарнир (шаровая опора) 6, на который опирается полый рабочий наконечник 7 конической формы, на наружной поверхности которого установлены стабилизаторы 8. Подвижные грузы 9 установлены с возможностью радиального перемещения в направляющих 10, жестко закрепленных на валу 4 (фиг.4). Посредством пружин 11 подвижные грузы 9 прижаты через тела качения 12 к внутренней конусной поверхности кольца 13, установленного в полом рабочем наконечнике 7. В кольце 13 (фиг.3) выполнены резьбовые отверстия 14, которые с винтами 15 образуют передачу «винт-гайка». Винты 15 соединены муфтами 16 с приводами 17. Вал 4 соединен через муфту 18 с электродвигателем 19, который установлен в прокладываемом трубопроводе 1 на прокладках 20, сквозь которые проходят провода питания 21 приводов 17 и электродвигателя 19. Уплотнение 22 предохраняет от попадания грунта внутрь рабочего наконечника 7.
Подающий механизм (фиг.1, фиг.2) состоит из направляющей рамы 23 с горизонтальными 24 и вертикальными 25 направляющими катками, подвижной 26 и неподвижной 27 траверсами, каната 28 и тяговой лебедки 29 (фиг.1). Питание электродвигателя 19 привода вибратора осуществляется через кабель 30.
Для осуществления прокола включается тяговая лебедка 29 и электродвигатель 19 привода вибратора, который через муфту 18 приводит во вращение вал 4 с жестко закрепленными на нем направляющими 10 с подвижными грузами 9, которые обкатываются по кольцу 13 с частотой, равной частоте вращения вала 4. Возникающая при вращении подвижных грузов 9 возмущающая сила передается через тела качения 12 и кольцо 13 рабочему наконечнику 7, который совершает колебания в плоскости, перпендикулярной оси проходки. Пружины 11 обеспечивают прижатие подвижных грузов 9 к внутренней поверхности кольца 13 через тела качения 12 при выключенном электродвигателе 19 привода вибратора. Для предотвращения вращения полого конусного рабочего наконечника 7 внутри скважины и относительно прокладываемого трубопровода 1 на его наружной части установлены стабилизаторы 8. При нахождении конусного кольца 13 в крайнем положении I подвижные грузы 9 обкатываются по максимальному радиусу , тем самым они имеют максимальный эксцентриситет относительно оси вала 4. При включении приводов 17 через муфты 16 передается вращение на винты 15, которые, в свою очередь, находясь в резьбовых отверстиях 14 кольца 13 и образуя передачу «винт-гайка», перемещают кольцо 13 вдоль оси проходки. При перемещении кольца 13 в крайнее положение II подвижные грузы 9 начинают обкатываться по минимальному радиусу , т.е. имеют минимальный эксцентриситет относительно оси вала 4.
Таким образом, задавая необходимое угловое перемещение винтам 15, можно выставлять конусное кольцо 13 в любое положение между крайними I и II и тем самым регулировать эксцентриситет подвижных грузов 9 относительно оси вала 4. Регулирование эксцентриситета позволяет изменять возмущающую силу и, как следствие, амплитуду колебаний рабочего наконечника при проколе скважин в грунтах с различными физико-механическими свойствами.
Источники информации
1. Патент на изобретение РФ №2190728, МПК E02F 5/18.
2. Патент на изобретение РФ №2249083, МПК E02F 5/18, F16L 1/028.