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 строительстве трубопроводов, подземных кабельных линий связи и электропередач.
Известно устройство для бестраншейной прокладки трубопроводов способом прокола, содержащее полый рабочий наконечник конической формы, соединенный через шарнир и опору вращения с 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 с 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 предполагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство, содержащее полый рабочий наконечник конической формы, соединенный через шарнир и опору вращения с стержнем, закрепленным на фланце, который смонтирован на переднем по направлению прокола конце прокладываемого трубопровода, вибратор круговых колебаний, установленный внутри полого рабочего наконечника; вибратор круговых колебаний выполнен в виде электродвигателя с полым валом, статор которого закреплен в рабочем наконечнике, а стержень установлен внутри полого вала, имеющего смещенный центр тяжести относительно оси вращения, при этом стержень неподвижно закреплен на фланце, 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 на фланце неподвижно закреплен стержень, по которому, вращаясь, поступательно перемещается эксцентрик, состоящий из двух смещенных цилиндрических поверхностей с плавным переходом между ними.
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.
Устройство для бестраншейной прокладки трубопровода методом прокола содержит прокладываемый трубопровод 1, на переднем по направлению прокола конце которого неподвижно закреплен фланец 2, на котором неподвижно установлен стержень 3. На стержне 3 установлена шаровая опора 4, на которую опирается полый рабочий наконечник конической формы 5. Внутри полого рабочего наконечника 5 установлен электродвигатель-вибратор круговых колебаний 6, статор которого закреплен в наконечнике. В подшипниковых узлах электродвигателя-вибратора 6 вращается ротор 7, являющийся полым валом со сквозным отверстием 8 и смещенным центром тяжести относительно своей оси вращения и выполняющий функцию дебаланса. Сквозное отверстие 8 служит для размещения стержня 3. Уплотнение 12 предохраняет от попадания грунта внутрь рабочего наконечника 5. На фланце 2 закрепляется привод 13, который через механическую передачу 14 связан с эксцентриком 15, который, вращаясь, перемещается по резьбе вдоль стержня 3. Крышка 16 с отверстием обкатывается по наружной поверхности эксцентрика 15 при работе электродвигателя-вибратора 6.
Подающий механизм состоит из направляющей рамы 20 с горизонтальными 18 и вертикальными 19 направляющими катками, подвижной 21 и неподвижной 22 траверсами, каната 23 и тяговой лебедки 24. Питание электродвигателя - вибратора 6 осуществляется через неподвижный кабель 10, проходящий внутри стержня 3, щеточный узел 9, закрепляемый на стержне 3 и подвижный кабель 11. Питание привода 13 механизма поворота осуществляется с помощью кабеля 17.
Для осуществления прокола включаются тяговая лебедка 24 и электродвигатель-вибратор 6, внутри которого начинает вращаться в подшипниковых узлах ротор-дебаланс 7. Возникающая при вращении ротора-дебаланса возмущающая сила через опоры вращения передается рабочему наконечнику 5, который вместе с дебалансом совершает круговые колебания с частотой, соответствующей частоте вращения ротора-дебаланса 7, перпендикулярные направлению проходки. Центр колебаний рабочего наконечника 5, т.е. точка, в которой амплитуда колебаний равна нулю, совпадает с шаровой опорой 4. С удалением от нее амплитуда возрастает и достигает максимума на его цилиндрической части. Рабочий наконечник 5, обкатываясь по поверхности скважины, вызывает колебания грунта в радиальном направлении, что способствует уменьшению сил трения и сцепления в нем и, как следствие этого, уменьшению сопротивления и увеличению скорости прокладки трубопровода 1.
Вращение эксцентрика 15 под контролем системы управления осуществляется за счет привода 13 с функцией самоторможения через механическую передачу 14, что обеспечивает осевое перемещение эксцентрика с внутренней резьбой по наружной резьбовой части стержня 3. Наружная поверхность эксцентрика 15 состоит из трех основных поверхностей необходимой длины, контактирующих при изменении его положения с отверстием крышки 16, при этом цилиндрическая поверхность А обеспечивает нулевой угол поворота наконечника относительно шаровой опоры 4; поверхность Б соответствует максимальному углу поворота относительно оси прокладываемого трубопровода 1 (см. фиг.3); поверхность В обеспечивает плавный переход от поверхности А к Б с промежуточными значениями угла поворота. Длина поверхности Б подбирается таким образом, чтобы при вращении и осевом перемещении эксцентрика 15 обеспечивался необходимый угол поворота вибрирующего наконечника в вертикальной и горизонтальной плоскостях с возможностью промежуточных положений.
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. Патент 2190728. Российская Федерация, MПК E02F 5/18. Устройство для бестраншейной прокладки трубопроводов методом прокола. Ромакин Н.Е., Ромакин Д.Н., Земсков В.М.; заявитель и патентообладатель Институт техники, технологии и управления СГТУ (RU); заявл. 05.03.01; опубл. 10.10.02, Бюл. №28.
2. Патент 2373337. Российская Федерация, МПК E02F 5/18. Устройство для бестраншейной прокладки трубопроводов методом прокола. Краснолудский А.В., Краснолудский Н.В.; заявитель и патентообладатель СГТУ (RU); заявл. 23.03.08; опубл. 20.11.09, Бюл. №32.