NO165151B - Roersprengningsverktoey. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår et rørsprengningsverktøy, særlig, men ikke utelukkende, et slikt verktøy for å sprenge gassledninger, vannledninger eller avløpsrør.

En type rørsprengningsverktøy beskrevet i GB-A-2.092.701 har vært benyttet, og består av et element som trekkes gjennom rørledningen ved hjelp av en kabel og omfatter en slagmekanisme som kan utsette rørledningen for gjentatte slag. Verktøyet har et forholdsvist smalt blad som med sin fremre ende er hengslet til verktøyelementet og kan svinges utover og innover ved hjelp av en hydraulisk sylinder. Bladet er beregnet til å skjære gjennom rørskjøter ved bevegelse utover. Et slikt verktøy er funnet å være lite effektivt for å sprenge rørledninger av visse typer og i visse typer grunnmaterialer. En lignende type verktøy er foreslått i GB-A-2.139.938, og omfatter en pneuma-tisk hammer som slår mot svingbare blader.

En annen type verktøy er foreslått i GB-A-2.122.299, og er beregnet til å brukes for å korrigere feilaktig innrettede avløpsrør eller avløpsrør med minsket tverrsnitt, slik at den opprinnelige innerdiameteren gjenopprettes. Sidekrefter som virker på bevegelige elementer og på en kile som forskyver elementene overføres til en stempelstang i en hydraulisk sylinder som beveger kilen. Følgelig utsettes sylinderanord-ningen for bøyebelastninger som kan ha negativ innvirkning på brukstiden eller funksjoneringen til verktøyet.

Formålet med den foreliggende oppfinnelse er å komme frem til et rørsprengningsverktøy med hvilket ulempene med tidligere benyttede eller foreslåtte verktøy er minsket eller eliminert.

Et rørsprengningsverktøy i henhold til oppfinnelsen omfatter et langstrakt element, en første anordning for å feste elementet til en trekkanordning og og en annen anordning som kan festes til en foring, idet elementet omfatter en ytre vegg som har en ytre form som er tilspisset mot den fremre ende av elementet, og inneholder en drivmekanisme som omfatter en kileformet del som kan beveges i lengderetningen av elementet, og verktøyet kjennetegnes ved at den ytre vegg er delt i lengderetningen, i to deler, av hvilke den første del har føringer for å beveges rettlinjet i tverretningen av elementet, ved at føringene samvirker med styredeler på elementet, idet den første del er innrettet til å drives av en hydraulisk sylinder som påvirker den kileformede del, som med en glideflate er i permanent anlegg mot en glideflate på den første del, samt med en glideflate er i permanent anlegg mot en glideflate på elementet, hvilke føringer og styredeler er innrettet til å hindre at tverrbelastninger og bøyebelastninger på den første del overføres til sylinderen.

Fortrinnsvis rager den første og annen del 180° i omkretsretningen.

En utførelsesform av oppfinnelsen skal i det følgende beskrives ved hjelp av et eksempel, under henvisning til de vedføyde tegninger. Fig. IA og IB viser et vertikalt lengdesnitt gjennom verk- tøyet. Fig. 2 er et vertikalsnitt etter linjen II-II i fig. 1. Fig. 3 viser en del av elementet til verktøyet vist i

fig. 1 og 2 sett ovenfra.

Fig. 4 viser et vertikalsnitt etter linjen IV-IV i

fig. 3.

Verktøyet vist på tegningene består av de følgende hoveddeler: et element 10 laget av tre seksjoner, nemlig en fremre sylindrisk seksjon 12, en mellomseksjon 14 med en vegg som har form som en avkortet konus og dannet av en første del 16 og en annen del 18, en sylindrisk, bakre seksjon 20, en kileformet .del 22 anordnet mellom delene 16 og 18 og en hydraulisk sylinder 24 anordnet i den bakre seksjon 20, med en stempel-stang 26 som er forbundet med den kileformede del 22.

Verktøyet trekkes gjennom rørledningen som skal sprenges ved hjelp av en trekkanordning, slik som en selvgående mekanisme som kan "gå" inne i rørledningen eller ved hjelp av en trekkanordning i form av en kabel forbundet med en vinsj. Kabelen eller en annen anordning er festet til en sjakkel 28 som er forbundet med den fremre ende av den fremre seksjon 12. Verk-tøyet danner en åpning i bakken, og trekker inn i åpningen en rørformet foring 30 av polyetylen eller lignende som er ført inn på den bakre seksjon 20 og som er festet til denne ved hjelp av en klemring 32. Alternativt kan foringen være dannet som rørformede deler av PVC, sammenføyd f.eks. ved hjelp av sammenkoblede muffer og en kabel som er ført gjennom delene, eller ved hjelp av andre midler. Foringen er festet til verktøyet ved hjelp av kabelen eller andre midler.

Den fremre seksjon 12 og mellomseksjonen 14 er av sveiset

stål. Alternativt kan de være støpt. Den fremre seksjon 12

er en hul sylinder som inneholder den fremre ende av den kileformede del 22 når denne beveges forbi den ende av mellomseksjonen 14 som har minst diameter. Den fremre seksjon 12 har en åpning i veggen i den bakre ende, i hvilken den fremre ende av den første del 16 til mellomseksjonen 14

(fig. 4) kan føres inn. På hver side av åpningen bærer det bakre parti av den fremre seksjon 12 en skjerm 40. De to skjermene 40 avskjermer den fremre kant 42 til veggen 44 i den første delen 14.

Veggen 44 har form som en del av en avkortet konus, og utgjør 180° av omkretsen til mellomseksjonen 14 mellom den ende av seksjonen 14 som har minst diameter og den bakre ende 46 av veggen 44. Veggen 44 holdes av en indre, langstrakt føring 48 som har en indre glideflate 50 i glidende anlegg mot en glideflate 52 på oversiden av den kileformede del 22. Føringen 48 er bevegelig anordnet mellom skjermene 40.

Undersiden av den kileformede del 22 har en glideflate 54 i glidende anlegg mot en glideflate 56 på en nedre holder 58. Holderen 58 er festet til en annen del 18 av mellomseksjonen 14.

Holderen 58 befinner seg mellom to plateformede styredeler 60 som rager gjennom hele mellomseksjonen 14 og den fremre seksjon 12, og den kileformede del 22 befinner seg mellom disse styredeler.

De ytre kanter langs glideflatene 50 og 52 har glidende anlegg i motsatt rettede spor i et par føringer 62 som er festet til innbyrdes motstående sider av føringen 48. Glideflatene 54, 56 er på lignende måte i glidende forbindelse med innbyrdes motstående spor i et par plater 64 som er festet til innbyrdes motstående sider av den kileformede del 22. På denne måte tvinges den første del 16 til å beveges tilbake innover når den kileformede del 22 beveges mot venstre slik den er vist i fig. 1.

Føringen 48 en kort ytre ribbe 66 som en fortsettelse av en ribbe 68 på utsiden av veggen 44. Den fremre ende av ribben 66 rager ikke forbi ytterflaten av den fremre seksjon 12, selv ikke når delen 16 er i den ytre stilling vist i fig. 1. Delen 18 har en ytre ribbe 70 diametralt motsatt av ribben 68. Slike ribber er valgfrie.

Den første delen 16 har langs hver sidekant en forlengelses-list 72 som er sveiset til ytterflaten (fig. 2). Innsidene til listene 72 glir mot plane kantflater 74 på den nedre, annen del 18. Mellomseksjonen 14 omfatter et ringformet, hovedsakelig konisk veggparti 76. Den annen del 18 av seksjonen er festet til og rager forover fra den fremre kant av veggpartiet 76. Den bakre kant av partiet 76 er festet til en sirkelformet plate 78, som har en tilnærmet korsformet åpning. Den bakre seksjon 20 er en stålsylinder, og har en fremre, ytre flens 80 som er festet til platen 78 ved hjelp av bolter. Den hydrauliske sylinder 24 har en fremre flens festet til platen 78. De bakre kanter av styredelene 60 er ført inn i åpningen i platen 78 og er festet til platen.

Styredelene 60 er avstivet av tverrgående plater 90, 92 og 94 som er festet til styredelene og til partiet 76 på den annen del 18. Ved de fremre ender er styredelene 60 festet til

innerflåtene av den fremre seksjon 12.

Sylinderen 24 har tilkoblinger 100, ved hjelp av hvilke fluid kan føres fra og til en drivkilde (ikke vist) via ledninger som rager gjennom foringen 30. Når verktøyet trekkes av en selvgående anordning muliggjør andre tilkoblinger 102 at fluid kan tilføres sylindrene til trekkanordningen gjennom ledninger 104, 106 som er ført gjennom elementet 10 og ut gjennom åpninger (ikke vist) gjennom den fremre ende av den fremre seksjon 12.

Når verktøyet trekkes (hvilket foretrekkes) av en trekkabel, trengs bare hydraulisk tilkobling til sylinderen. I dette tilfelle er fortrinnsvis den fremre seksjon modifisert i forhold til den viste, slik at det er dannet et øre, til hvilket en D-formet sjakkel er festet ved hjelp av en bolt.

Når verktøyet skal trekkes ved hjelp av en kabel og en vinsj føres kabelen gjennom et parti av en eksisterende, nedgravet rørledning, idet endene av denne er blottlagt ved graving.

Når det gjelder systemer for gassdistribusjon er rørledningen laget av støpejern, smijern eller asbestbasert materiale. Andre rørledninger, slik som for vann eller avløp er f.eks. laget av støpejern, leire eller glassaktig keramisk material. Verktøyet kan anvendes for å sprenge alle slike typer rørled-ninger. Vinsjen er fortrinnsvis en hydraulisk drevet vinsj som anbringes i utgravningen ved enden av rørledningen, slik at kabelen forløper langs en rett linje ut av rørledningen til vinsj trommelen.

En ende av den forholdsvist tynne foringen 30, når det gjelder en polyetylenforing, anbringes utenpå den bakre seksjon 20 og festes til denne ved hjelp av klemringen 32. Kabelen festes til elementet 10 og vinsjen aktiveres for å trekke verktøyet til anlegg mot enden av rørledningen. Den første delen 16 er tilbaketrukket på dette stadium. Deretter aktiveres sylinderen 24 for å føre den kileformede del 22 forover, hvilket driver den første delen 16 utover. Det kan f.eks. benyttes hydrauliske trykk opptil ca. 200 bar for å utvikle krefter opptil 36 tonn som utoves av den første og annen del, 16, 18, mot rørledningen og det omgivende grunnmaterial. Bevegelsen utover av delen 16 sprenger rørledningen og utvider delvis hullet i bakken.

Deretter føres delen 16 tilbake (inn), og verktøyet føres forover så langt som mulig ved hjelp av kraften fra mekanismen, slik som en kabel, hvilket beveger verktøyet forover. Denne bevegelse medfører at delene 16 og 18 utvider det delvis utvidede parti av hullet. Fragmentene av den del av rørled-ningen som er sprengt vil derved skyves utover og inn i det omgivende grunnmaterial.

En vanlig rørledning av støpejern har en nominell innerdiameter på f.eks. 150 mm, og diameteren i det helt ekspanderte hull dannet av verktøyet er 240 mm, for innføring av en foring 30 med ytterdiameter på 200 mm. Det samme verktøy kan også benyttes, når det er passende utformet, for å sprenge rørled-ninger som har innerdiametre på 120 mm, 180 mm eller 200 mm. Verktøyet fremstilt i en annen dimensjon kan sprenge rørled-ninger med innerdiametere på f.eks. 100 mm eller 120 mm.

Når vinsjen kan arbeide med konstant trykk kan vinsjen styre seg selv, slik at det kreves liten eller ingen aktivitet fra operatøren for å styre vinsjen. Verktøyet beveges forover når motstanden er liten, dvs. etter at den første del 16 er trukket tilbake etter å ha bevirket sprengning av røret. Strekket i kabelen holder verktøyet i kontakt med den del av rørledningen som ikke er sprengt. De ovenfor beskrevne trinn gjentas, idet den første delen 16 suksessivt beveges utover og trekkes tilbake, og verktøyet beveges forover av strekket i kabelen etter hvert som rørledningen sprenges og ekspanderes.

Vinsjen må kunne gi tilstrekkelig strekk i kabelen til å over-vinne friksjonsmotstanden mot verktøyet, og mot foringen som er forbundet med verktøyet, dersom det benyttes foring.

Det faktum at delene 16 og 18 utgjør nesten hele den koniske mellomseksjon 14 og at den første delen 16 beveges utover i forhold til delen 18 betyr at det hele av hver del 16 og 18, omfattende begge ender av delene, medvirker til å sprenge rør-ledningen og å utvide hullet som dannes. Virkningen av de to delene 16 og 18 mot rørledningen og grunnmaterialet er, fordi de er adskilt av kilen, mere effektivt for å sprenge rørled-ningen og å ekspandere hullet enn virkningen av hengslede elementer av kjent type eller av et konisk element som drives gjennom hullet.

Den første delen 16 er i fig. 1 vist i sin ytterste stilling, der tverrdimensjonen mellom den bakre kant 46 og det diametralt motsatte punkt på elementet 10 er den samme som den største ytterdiameter til partiet 76. Dette, sammen med den forholdsvis lille diameter til den bakre seksjon 20, avlaster i betydelig grad foringen 30 for friksjonskrefter under bruk.

Etter at foringen 30 er trukket gjennom den sprengte rørled-ningen løsgjøres verktøyet fra foringen 30. En ny rørledning, f.eks. av plastmaterial slik som polyetylen, trekkes gjennom foringen 30, som beskytter ytterflaten av rørledningen mot slitasje og skader.

Alternativt er både foringen og den nye rørledningen anordnet inne i foringen festet til verktøyet, og trekkes sammen gjennom det utvidede hull. Et annet alternativ, særlig for f.eks. utskifting av avløpsrør, er at bare en ny rørledning er festet til verktøyet og trekkes gjennom hullet, idet det ikke benyttes noen separat foring. Den nye rørledningen utgjør derved en foring, og i denne beskrivelse betyr foring enten selve rørledningen eller en foring som en ny rørledning kan trekkes gjennom.

Elementet 10 er av solid konstruksjon, og omfatter holderen 58 som lagerplaten med glideflaten 56 er montert på. Sylinderen 24 er med en ende montert slik at den rager ut fra platen 78. Bøyebelastninger og sidebelastninger som virker på elementet opptas av elementet. F.eks. overføres sidebelastninger som virker på den første del 16 og den annen del 18 til den kileformede del 22. Glideflaten 56 hindrer at sidebelastninger og bøyebelastninger som virker på elementet overføres til sylinderen 24.

I den tilbaketrukne stilling av den første del 16 vist i

fig. 1 er veggen 44 en konisk fortsettelse av veggen til partiet 76. En skillevegg er dannet av en tverrgående plate inne i den første delen 16, nær den bakre ende av veggen 44 og nær inntil partiet 76, slik at når den første delen beveges forover er det ikke noen åpning mellom veggen 44 og partiet 76.

Den første del 16 og en annen del 18, den fremre seksjon 12 og veggpartiet 76 danner et hovedsakelig lukket hus som er komplementært til sylinderen 24. Kilen 22 og den blottlagte del av stempelstangen 26 avskjermes av dette hus hele tiden under bruk, enten den første delen 16 er ført frem eller tilbaketrukket.

I andre, ikke viste modifikasjoner kan den koniske veggen 76

erstattes av en sylindrisk vegg, og diameteren mellom de bakre ender av delene 16, 18 i helt lukket stilling er den samme som diameteren til den sylindriske vegg, f.eks. 240 mm. Eventuelt kan lengden til veggen være større enn den lengde som er vist på tegningene.

Videre kan mellomseksjonen 14, i stedet for å ha sirkelformet tverrsnitt i hele lengden i lukket stilling av delene 16 og

18, ha sirkelformet tverrsnitt ved den bakre ende, og gå over i elliptisk tverrsnitt ved den fremre ende. Den lille aksen til ellipsen er i dette tilfelle vertikal, sett i et snitt tilsvarende fig., 2. Diameteren til den fremre, sylindriske seksjon er fortrinnsvis lik den store ellipseaksen ved den fremre ende av mellomseksjonen, slik at den fremre seksjonen avskjermer de fremre ender av ribbene 68, 70. Skjermen 40 er utelatt.

Enten en plan veggdel eller et deksel lukker gapet mellom den bakre ende av den. fremre seksjon og den elliptiske veggen til mellomseksj onen.

Denne modifikasjon øker effektiviteten når delene 16 og 18 beveges fra hverandre for å sprenge rørledningen og å utvide

hullet i bakken. Tverrsnittet til mellomseksjonen endres fra elliptisk form når delene 16 og 18 er lukket, til hovedsakelig sirkelform når delene er adskilt og kilen er beveget forover.

Claims (9)

1. Rørsprengningsverktøy som omfatter et langstrakt element (10), en første anordning for å feste elementet til en trekkanordning og en annen anordning som kan festes til en foring (30), idet elementet omfatter en ytre vegg (16, 18) som er tilspisset mot den fremre ende av elementet og inneholder en drivmekanisme som omfatter en kileformet del (22) som kan beveges i lengderetningen av elementet, karakterisert ved at den ytre vegg er delt i lengderetningen, i to deler (16, 18), av hvilke den første del (16) har føringer (62, 48) for å beveges rettlinjet i tverretningen av elementet (10), ved at føringene samvirker med styredeler (60, 90, 110) på elementet, idet den første del (16) er innrettet til å drives av en hydraulisk sylinder (24) som påvirker den kileformede del (22), som med en glideflate (52) er i permanent anlegg mot en glideflate på den første del (16), samt med en glideflate (54) er i permanent anlegg mot en glideflate (56) på elementet (10) , hvilke føringer (62, 48) og styredeler (60, 90, 110) er innrettet til å hindre at tverrbelastninger og bøyebelastninger på den første del (16) overføres til sylinderen (24).

2. Verktøy som angitt i krav 1, karakterisert ved at den første og annen del (16, 18) hver rager i 180° i omkretsretningen.

3. Verktøy som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at de langsgående kanter til den ene av den første og annen del (16, 18) overlappes av langsgående kantforlengelser (72) på den annen av disse deler.

4. Verktøy som angitt i krav 1, 2 eller 3, karakterisert ved at den første og annen del (16, 18) har langsgående, diametralt motsatte ytre ribber (68, 70) .

5. Verktøy som angitt i krav 4, karakterisert ved at ribben (70) på den annen del (18) rager forover forbi ribben (68) på den første del (16) .

6. Verktøy som angitt i krav 4 eller 5, karakterisert ved at den fremre ende (66) av ribben (68) på den første del (16) ikke rager forbi ytterflaten til en fremre seksjon (12) av elementet (10), selv ikke når den første del (16) er i sin ytre stilling.

7. Verktøy som angitt i hvilket som helst av kravene 1-6, karakterisert ved at den kileformede del (22) er lenger enn den første del (16).

8. Verktøy som angitt i krav 7, karakterisert ved at den kileformede del (22) rager forbi den fremre ende av den første del (16) i alle stillinger av den kileformede del.

9. Verktøy som angitt i hvilket som helst av kravene 1-8, karakterisert ved at den annen anordning omfatter en hul, bakre seksjon (20) av elementet (10), hvilken inneholder den hydrauliske sylinder (24), idet den fremre ende av foringen (30) kan anbringes utenpå denne seksjon.