CN1048258A - 管子破裂器 - Google Patents

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Abstract

一种管子破裂器，用于破裂天然气或其他管子以 便为在所形成的通道中插入一根替换的管子作准 备。破裂器包括一个伸长的破裂器体，它沿其纵向带 有锥度并由沿纵向伸展的第一和第二零件12，14所 组成。该两零件由一个横向铰链轴20所连接。第 一零件容纳于第二零件中并带有一个柱塞和油缸装 置22，藉此该两个零件可以互相分离。破裂器体的 外围基本上为一封闭曲线并在第一零件的全长上可 因上述分离动作而扩大，从而做出一个可供破裂器进 入的间隙。

Description

本发明涉及管子破裂器。
已知为了更换现有管子，例如天然气的配气总管，可以用管子破裂器将管子破裂，然后将新的管子插入管子破裂器在地下形成的通道。这种技术在例如英国专利2，092，701号和2，169，681号中已有描述，这些专利还描述了管子破裂器的推荐实施例。
英国专利2，092，701号描述了一种具有3个或更多叶片铰接于其上的掘进器。叶片在一个液压驱动的滑块作用下被迫向外破裂管子。管子被破裂以后，掘进器被拉向前通过管子，靠其向着叶片后面的锥形扩大部分使破裂的管子和周围的土壤移位。
在另一个实施例中，掘进器由一个气动撞击机构驱动向前，而叶片仍保持固定。有一个叶片铰接于破裂器的前部，在一个液压柱塞和油缸机构的作用下该叶片被迫向外破裂管子接头。其后，掘进器在撞击机构的作用下前进，藉其向着叶片后面的锥形扩大部分移置破裂的管子和周围的土壤。
在上述两个实施例中没有一个是同时靠叶片和掘进器来移置土壤的。换句话说，首先，叶片伸开并随后缩回;接着，掘进器前进以移置破裂的管子和周围的土壤。这样就需要很大的力量来带动掘进器前进，因为它前进时要移置破裂的管子和土壤。
本发明的目的就是要提供一种管子破裂器，它藉助于绕着铰链轴作分离动作的零件移置破裂的管子和周围的土壤，然后向前进入由此形成的间隙。
一种已知类型的管子破裂器包括一个伸长的破裂器体，它沿其纵向带的锥度并由沿纵向伸展的第一和第二零件所组成，这二零件由一横向铰链轴所连接，并藉液压驱动的柱塞和油缸装置的作用可绕该铰链轴互相分开。
根据本发明，对这样一个破裂器的改进在于，上述两零件绕铰链轴分离的动作形成一个可供上述破裂器进入的间隙，上述第一零件内置有上述柱塞和油缸装置而其本身为上述第二零件所容纳，上述第二零件为槽形而上述第一零件即容纳于该槽内，上述第二零件具有侧壁而上述第一零件即容纳于侧壁之间，上述破裂器体的外围基本上为一封闭曲线形，在上述第一零件的长度范围内上述破裂器体的外围因上述分离动作而扩大。
现在参照附图对本发明的一个实施作举例说明。
附图中：
图1  为图2中沿Ⅰ-Ⅰ线剖开的破裂器体上部水平剖面的剖视图;
图2  为通过整个破裂器的垂直剖面的剖视图，其尺寸比例同图1;
图3  为从图2右端观察的端面视图;其尺寸比例有所扩大;
图4  至7分别为图2中沿Ⅳ-Ⅳ;Ⅴ-Ⅴ;Ⅵ-Ⅵ和Ⅶ-Ⅶ线的垂直剖面的剖视图，其尺寸比例同图3;而
图8  为一种破裂器变型的沿纵向的垂直剖面的剖视图。
破裂器10包括一个第一或下部零件12和一个第二或上部零件14，两个零件都沿破裂器10的纵向伸展。零件12，14的形状都做成使破裂器10沿纵向朝向前端成锥形，在前端有一个环首16设在第二零件上。第一零件12被容纳于第二零件14中，第二零件为槽形，于槽中容纳第一零件12。第二零件14具有侧壁18，第一零件12被容纳于侧壁之间。
两个零件12，14由横向铰链轴20连接起来。第一零件12有一个柱塞和油缸机构22，它的柱塞杆24压在第二零件14内槽28的基面26上。柱塞和油缸机构22包括一个装嵌在第一零件12的孔内的缸体30和一个可在缸体30内滑动的柱塞34。缸体30有一个O形环40。孔32的壁上带着另一个O形环42，它压在缸体30上。缸体30还有一个O形环44压在柱塞杆24上。柱塞34有一个O形环46结合缸体30的内表面（见图4）。
缸体30在柱塞34之上的内部通过一个连接于液压管接头50的通道48同液压源（未示出）连接。缸体在柱塞34之下的部分通过通道52同另一接头54连接。接头54供给高压液体驱使柱塞34向外。接头50让液体供给到柱塞34的顶部使其向内返回。
第一零件12有一个止动表面60，当柱塞和油缸机构24完成一整个行程时该表面同第二零件14上的止动表面62结合。
有一个橡皮块68用来防止土块在零件12的前面进入槽形零件14，该橡皮块在紧靠铰链轴20的前面压缩在上述两零件之间。
破裂器10用来破裂管子，例如铸铁做的天然气配总管。在打算破裂的一节管子的两端开出口，用一个通过该管子并连接于环口16上的绞车钢缆将破裂器拉住通过该管子。如图所示的破裂器10是打算用来破裂公称孔径为4英寸（100毫米）的铸铁管的。这种管子的壁厚为0.4英寸（10毫米）。但是，用于这种配气总管的套筒接头增大厚度为1.2英寸（38毫米）。破裂这种接头所需的最大力量为14至15顿（140至150千牛顿）。这种破裂器已经设计成当管子或接头位置在第二条线Ⅵ-Ⅵ时可以施加这样大的力。
破裂器10的运作模式是：首先通过柱塞和缸体机构22的伸展使两个零件12，14扩开。这使管子或接头破裂并迫使破裂的管子或接头和周围的土壤向外形成一个间隙。然后，当间隙形成以后，绞车缆索上的拉力将破裂器10拉向前进入所形成的间隙。
图8表示一个具有3个柱塞和油缸装置22的破裂器。这些装置中的第一个在位置70处，即第一实施例的柱塞和油缸装置所处的地方。其余两个在位置72和74处，它们是处在支持管子作用在破裂器体上的弯曲力矩处。特别是位置74处的柱塞和油缸装置是靠近或处在这样的位置。在另一个实施例中位置72处的柱塞和油缸装置可以省略掉。在图8中两个零件12，14分别有筋80，82以便使力量隼中作用在管子上。这些筋是任意选取的。
两个实施例都在其每一个侧壁18靠近下端沿纵向用橡皮与零件12作密封结合。同样，在形成槽形零件14端壁的后板处亦设有横向密封。这个密封位于紧挨止动表面62之下并与零件12用橡皮结合。这些密封防止土块进入零件12和14之间。端壁的洞口用一个设有液压接头的封盖（未示出）盖上。
虽然在图中槽形零件14的端壁表示为平板形，但实际上其带着刚才提到的密封件的内表面为加工成有一定曲率半径的弧面（圆弧的中心在铰链轴20的轴线上）。零件12的端面也加工成同样的形状。
图1至7所示的实施例最好用于尺寸较小（如4英寸）的管子。在这种情况下，需要应用杠杆原理来放大施加于例如管子接头处的力，因为管子的尺寸限制了使用直接作用的柱塞和油缸装置而不损害破裂器的机械强度。

Claims (6)

1、一种管子破裂器，它包括一个伸长的破裂器体，该破裂器体沿其纵向带有锥度并由沿纵向伸展的第一和第二零件(12，14)所组成，该两零件由一个横向铰链轴(20)所连接，并藉液压驱动的柱塞和油缸装置(22)的作用可绕该铰链轴互相分离，
其特征在于：
上述零件(12，14)绕上述铰链轴(20)的分离动作形成一个可供上述破裂器进入的间隙，上述第一零件(12)内置上述柱塞和油缸装置(22)而其本身为上述第二零件(14)所容纳，上述第二零件(14)为槽形而上述第一零件即容纳于上述槽内，上述第二零件(14)具有侧壁(18)而上述第一零件即容纳于侧壁之间，上述破裂器的外围基本上为一封闭曲线形，在上述第一零件(12)的长度范围内上述破裂器体的外围因上述分离动作而扩大。
2、根据权利要求1所述的破裂器，其特征在于，上述柱塞和油缸装置包括有单一的柱塞和油缸（22）。
3、根据权利要求1所述的破裂器，其特征在于，上述柱塞和油缸装置包括有多于一个柱塞和油缸（22）。
4、根据权利要求3所述的破裂器，其特征在于，其中一个柱塞和油缸（22）位于或接近破裂器首先接触未破裂管子的位置。
5、根据权利要求1所述的破裂器，其特征在于，基本上如前面参照图1至7所描述的装置。
6、根据权利要求1所述的破裂器，是特征在于，基本上如前面参照图8所描述的装置。
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