PL177283B1

PL177283B1 - Sposób i urządzenie do wymiany przewodów podziemnych, zwłaszcza kanalizacyjnych przewodów rurowych

Info

Publication number: PL177283B1
Application number: PL95315944A
Authority: PL
Inventors: Valto Ilomäki
Original assignee: Ilomaeki Valto
Priority date: 1994-02-21
Filing date: 1995-02-21
Publication date: 1999-10-29
Also published as: PL315944A1; FI941154A0; CN1144549A; JPH10500753A; KR970701299A; CZ247896A3; EP0746665A1; CA2183870A1; AU1709795A; WO1995022677A1

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób i urządzenie do wymiany przewodów podziemnych, zwłaszcza kanalizacyjnych przewodów rurowych.

Znany jest sposób wymiany starych przewodów kanalizacyjnych, w którym nowe przewody rurowe są wciągane do starych. Znane jest, według publikacji EP 0 455 949, także urządzenie do wiercenia, za pomocą którego stare rury są kruszone, a odpady są wpychane do otoczenia przy jednoczesnym wciąganiu nowej rury do otworu.

Wadą wciągania nowej rury jest znaczne zmniejszenie średnicy rury i fakt, że niemożliwe jest wciągnięcie nowej rury do przewodu rurowego juz istniejącego. Wadą sposobu polegającego na kruszeniu starych przewodów rurowych i wpychania wytwarzanych odpadów do ścian tunelu jest niszczenie sąsiednich przewodów rurowych ostrymi skrawkami, które mogą wskutek nacisku, opaść z powrotem do otworu, i nawet gładsza gleba może spowodować tarcie, które przeszkadza wciąganiu nowej rury do otworu.

Sposób wymiany przewodów podziemnych, zwłaszcza kanalizacyjnych przewodów rurowych, według wynalazku, polega na tym, ze przemieszcza się do przodu w starym przewodzie rurowym końcówkę udarową i kruszy się stary przewód rurowy, po czym wprowadza się nowy przewód rurowy w utworzony otwór, przy czym steruje się kierunkiem posuwania się końcówki udarowej względem wewnętrznej powierzchni starego przewodu rurowego. Stary przewód rurowy kruszy się za pomocą końcówki pierścieniowej zamocowanej w końcówce udarowej.

Sposób według wynalazku charakteryzuje się tym, że obraca się końcówkę pierścieniową w zespole wiertniczym i wciąga się nie obracający się nowy przewód rurowy za pomocą nakładkowego złącza, a wytwarzane odpady wiercenia odprowadza się z kanału rurowego za pomocą układu kanałów końcówki udarowej.

Doprowadza się sprężone medium przez końcówkę pierścieniową i odprowadza się odpady wiercenia do tyłu wywierając obrotowy ruch śrubowy. Obrotowy ruch śrubowy wywiera się w kierunku wiercenia lub do tyłu końcówki udarowej. Odpady wiercenia odprowadza się w kierunku wiercenia lub do tyłu za pomocą środka płuczącego lub oddzielnej rury w kierunku wiercenia lub do tyłu od końcówki udarowej.

Korzystnie wierci się materiały wewnątrz starego przewodu rurowego za pomocą nakładki kruszącej zamocowanej do zespołu pilotującego, za pomocą którego kieruje się uchwytem końcówki udarowej. Przed wierceniem materiału wewnątrz przewodu rurowego za pomocą nakładki odwraca się nakładkę kruszącą do położenia tylnego względem uchwytu końcówki udarowej. Po odwróceniu nakładki kruszącej do położenia tylnego doprowadza się płuczącą wodę do nakładki kruszącej.

Urządzenie do wymiany przewodów podziemnych, zwłaszcza kanalizacyjnych przewodów rurowych, według wynalazku zawiera na przodzie zespół pilotujący, za którym jest umieszczona końcówka pierścieniowa o większej średnicy niż zespół pilotujący, przy czym końcówka pierścieniowa jest wyposażona w elementy kruszące.

Urządzenie według wynalazku charakteryzuje się tym, że końcówka pierścieniowa zawiera złącze zakładkowe dostosowane do łączenia z wciąganym nieobrotowym nowym przewodem rurowym i końcówka pierścieniowa ma kanały do przenoszenia przez nie do tyłu odpadów.

Czołowa powierzchnia zespołu pilotującego jest wyposażona w kruszącą nakładkę. Do czołowej powierzchni zespołu pilotującego dochodzi kanał środkowy doprowadzający sprężone medium. Do przedniej części zespołu pilotującego jest zamocowany element uszczelniający zapobiegający wydostawaniu się płuczącego powietrza do rozwiercanego kanału rurowego. Kanał środkowy doprowadzający sprężone medium do czołowej powierzchni zespołu pilotującego jest wyposażony w zawór.

Korzyścią tego wynalazku jest to, że zarówno zapadnięty lub nie przewód rurowy może być zastąpiony przez nowy przewód rurowy o tej samej lub większej średnicy zewnętrznej. Stary przewód rurowy i ewentualnie gleba są usuwane z otworu, a więc nie wywierają nacisku na nowy przewód rurowy i otaczającą glebę. Urządzenie przemieszcza się do przodu za starym przewodem rurowym i może skręcać w razie potrzeby.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na któ4

177 283 rym fig. 1 przedstawia urządzenie do wymiany przewodów podziemnych w przekroju wzdłużnym, fig. 2 - zespół pilotujący urządzenia z fig. 1, w przekroju wzdłużnym, fig. 3 uszczelnienie zespołu pilotującego w przekroju wzdłużnym, fig. 4 - drugi przykład wykonania urządzenia do wymiany przewodów podziemnych w przekroju wzdłużnym, fig. 5a - urządzenie z fig. 4, w przekroju poprzecznym wzdłuż linii A-A z fig. 4, fig. 5b - urządzenie z fig. 4 w przekroju poprzecznym wzdłuż linii B-B z fig. 4.

Na figurze 1 pokazano urządzenie do wymiany przewodów podziemnych wyposażone w pneumatyczny udarowy młot. Zawiera ono rurę 2, przez którą przepływa sprężone powietrze i która przenosi także ruch obrotowy. Na przednim końcu znajduje się zespół pilotujący 4 osadzony na uchwycie 8 wystającym do przodu z końcówki udarowej wytwarzającej zarówno ruch uderzający jak i obrotowy. Do niszczenia starego przewodu rurowego 3, na tylnym końcu uchwytu 8 końcówki udarowej jest zamocowana za pomocą gwintu końcówka pierścieniowa 6 z nakładką kruszącą 5. Sprężone powietrze uruchamiające młot udarowy 1, pod znacznie niższym ciśnieniem, przepływa wzdłuż kanału środkowego 9 do czołowej powierzchni końcówki pierścieniowej 6, skąd przenosi skruszone odpady starego przewodu rurowego 3 do tyłu przez kanał odprowadzający 7. Jeżeli stary przewód rurowy 3 jest zablokowany, sprężone powietrze nie ucieka do tyłu.

Zamocowany za pomocą gwintu do uchwytu 8 końcówki udarowej zespół pilotujący 4 ma na celu kierowanie, w razie potrzeby, ruchem do przodu urządzenia. Średnica zespołu pilotującego 4 jest dobrana tak, ze jest dopasowana do starego przewodu rurowego 3 z dostatecznym prześwitem. Jeżeli urządzenie ma tendencję do zbaczania w kierunku ściany wewnętrznej starego przewodu rurowego 3, zespół pilotujący 4 dotyka ściany starego przewodu rurowego 3 i siły wytworzone przez to powodują że całe urządzenie jest skręcane bardziej do środka starego przewodu rurowego 3. Zespół pilotujący 4 może być swobodnie skręcany w górnym końcu uchwytu 8 końcówki, a jego zamocowanie do uchwytu 8 końcówki udarowej umożliwia również lekkie wahanie się względem osi uchwytu 8 końcówki udarowej .

Figura 2 ukazuje inny przykład wykonania zespołu pilotującego 4 z nakładką kruszącą 5. Przepłukujące powietrze lub woda, przynajmniej w tym przypadku , również są przenoszone do czołowej ściany tego ostrza podczas kruszenia. W tym celu w nakładce kruszącej 5 zespołu pilotującego 4 jest wykonany otwór 12, W uchwycie 8 końcówki udarowej jest zamocowany specjalny zawór, za pomocą którego przepływ przepłukującego powietrza lub wody może być kierowany do końcówki pierścieniowej 6 lub także do nakładki kruszącej 5 zespołu pilotującego 4, która jest również stosowana do kruszenia. Zawór jest sterowany za pomocą albo przewodu ciśnieniowego lub przewodu elektrycznego od wlotu otworu, albo w uchwycie 8 końcówki udarowej lub w zespole pilotującym 4 znajduje się czujnik wykrywający, czy zespół pilotujący 4 znajduje się w stanie kruszącym, czy nie.

Figura 3 ukazuje zespół pilotujący 4, korzystnie połączony z elementem uszczelniającym 13 wykonanym z gumy, zapewniającym podporę zabezpieczającą przed przemieszczaniem rury lub odpowiednich ścian w tunelu, a wskutek tego zabezpiecza przechodzące sprężone powietrze lub wodę do końcówki pierścieniowej 6, przed uciekaniem do przodu za zespół pilotujący. Przede wszystkim, element uszczelniający 13 jest potrzebny, kiedy zespół pilotujący 4 nie kruszy, to znaczy stary przewód rurowy nie jest zapadnięty i jest wolny od blokad .

Kierujący zespół pilotujący 4, korzystnie ma postać tulei, a uchwyt końcówki udarowej jest najbardziej wysuniętą do przodu częścią, która wychodzi poza nią. zaś ponadto na wierzchu uchwytu końcówki jest gwint do nakładania oddzielnej nakładki kruszącej. Najkorzystniej, średnica nakładki kruszącej jest bardzo zbliżona do zewnętrznej średnicy tulei zespołu pilotującego.

Oczywiście, końcówka pierścieniowa 6 może być zastąpiona przedłużeniem uchwytu końcówki udarowej o odpowiedniej wielkości, przez co obie te części są utworzone z jednego kęsa, a uchwyt końcówki może być użyty do wiercenia otworu tylko o jednej wielkości.

Nowy przewód rurowy 10 wciąga się do utworzonego otworu , e ^oonr^iędzy końcówką pierścieniową 6 i nowym przewodem rurowym 10 tworzy się złącze nakładkowe 39 z kołnierzem, za pomocą którego przewód rurowy jest zamocowany osiowo poprzez pierścień w koń177 283 cu nowego przewodu rurowego 10 do końcówki pierścieniowej 6. Nowy przewód rurowy 10 nie jest obracany chociaż końcówka pierścieniowa 6 obraca się.

Zamiast kruszącej nakładki z guzikami, nakładki mogą zawierać rylce. W każdym przypadku końcówka i uchwyt końcówki , jak również zespół pilotujący mogą być połączone razem za pomocą różnych kombinacji w celu umożliwienia większej zmienności i zapewnienia wykonywania otworów o większej różnorodności średnic, a także zmniejszenia masy wytwarzanych odpadów.

Figura 4 pokazuje przykład wykonania urządzenia według wynalazku, które zawiera zespół pilotujący 4 mający zewnętrzną osłonę 29 w postaci cylindra z nakładką kruszącą 5 na jej przednim końcu, do której jest przenoszone medium. Uchwyt 14 końcówki udarowej ma kanał środkowy 15 do przenoszenia medium do zaworu ukształtowanego w zespole pilotującym 4. Na uchwycie 14 końcówki udarowej znajduje się końcówka prowadząca 17, a wokół niej końcówka pierścieniowa 18. Końcówka pierścieniowa 18 podtrzymuje nowy przewód rurowy 16. Pomiędzy końcówką prowadzącą 17 i końcówką pierścieniową 18 występuje złącze przeciwsobne pozwalające na usuwanie uchwytu 14 końcówki udarowej, końcówki prowadzącej 17 i całego zespołu pilotującego 4 z końca urządzenia poprzez wyciągnięcie uchwytu 14 końcówki udarowej, przy utrzymywaniu nieruchomego nowego przewodu rurowego 16 i końcówki pierścieniowej 18.

W położeniu pokazanym na figurze, zespół pilotujący 4 nie kruszy. Dostęp sprężonego powietrza do kanału środkowego 15 i do przedniego końca zespołu pilotującego 4 przez przedni kanał promieniowy 34 jest zablokowany. Zamiast tego powietrze ma dostęp przez tylny kanał ukośny 24 do elementu uszczelniającego 22, wyginając ją do szczelnego styku z kanałem rurowym, który jest kruszony. W podobny sposób powietrze ma dostęp przez tylny kanał promieniowy 20 do przedniej ściany końcówki prowadzącej 17 i końcówki pierścieniowej 18, które kruszą kanał rurowy za pomocą nakładki kruszącej 5, przy czym odpady są przenoszone przez powietrze do tyłu przez kanał odprowadzający 19. W tym stanie, z powodu prześwitów, zewnętrzna osłona zespołu pilotującego 4 może wahać się lekko na pierścieniu podpierającym 23, który z kolei jest osadzony na tulei pośredniej 38 mającej dwa kanały ukośne przedni 25 i tylny 24, i może ślizgać się na uchwycie 14 końcówki udarowej. Zewnętrzna osłona 29 jest dopychana do przodu za pomocą sprężyny 27 umieszczonej pomiędzy kołnierzami przednim 32 i tylnym 26. Kołnierz tylny 26 jest połączony za pomocą trzpienia do końca uchwytu 14 końcówki udarowej. Gruby pierścień gumowy 21 pełni rolę osiowego elementu sprężystego. Zewnętrzna osłona 29 kieruje przemieszczaniem urządzenia wiertniczego w przewodzie rurowym, który jest kruszony i jest w stanie uginać nieco i skręcać urządzenie wiertnicze wolno krok po kroku w kierunku kanału rurowego. Kiedy uchwyt 14 końcówki udarowej uderza, zespół pilotujący 4 nie uderza równie mocno, ponieważ osłona 29 zespołu pilotującego 4 może cofać się przeciwnie do sprężyny 27 nawet o długość skoku, a nawet więcej. Tak więc zespół pilotujący 4 nie ma tendencji do łamania kanału rurowego, który jest kruszony i wwierca się sam w niego, na przykład przy małych zakrzywieniach kanału rurowego.

Zespół pilotujący 4 przesuwa się w czasie wiercenia, kiedy przednia nakładka krusząca 5 uderza o przeszkody. Zewnętrzna osłona 29 z zamocowanymi na niej kołnierzem przednim 32 i tuleją tylną 35 przesuwa się do tyłu i stale przemieszcza do tyłu dwa kanały ukośne, tylny 24 i przedni 25 tulei pośredniej 38 i gumowy pierścień 21 dopóki tuleja podporowa 36 wewnątrz sprężyny 27 uderzy w kołnierz tylny 26. Uderzenie uchwytu 14 jest teraz przenoszone również na guziki nakładki kruszącej 5 i zewnętrzna osłona 29 zaczyna pracować także. W tym położeniu, sprężone powietrze jest również skierowane przez kanał środkowy 15 uchwytu 14 do przedniego kanału ukośnego 25 i przez niego i wzdłużne kanały 28 osłony 29 do guzików nakładki kruszącej 5. Odpady z wiercenia mogą być przenoszone od osłony 29 na zewnątrz za pomocą sprężonego powietrza do kanału odprowadzającego 19 lub wewnątrz osłony 29 przez zawory 31 i otwory w kołnierzu przednim 32 do kanału 37, do którego są otwarte otwory w kołnierzu tylnym 26 i w tulei pośredniej 38. Z powodu prześwitu, kanał 24 i kanał 20 nie są całkowicie zamknięte. Odpowiednio część uszczelniająca 22 może działać w razie potrzeby. W tym przypadku odpady z wiercenia są przenoszone całkowicie przez wnętrze osłony 29 do kanału odprowadzającego 19.

177 283

Przekrój poprzeczny urządzenia przedstawiony na fig. 5a pokazuje jak ruch obrotowy uchwytu 14 końcówki udarowej jest przenoszony od kołnierza tylnego 26, zamocowanego do czoła uchwytu 14, w celu nadania również zewnętrznej osłonie ruchu obrotowego. W zewnętrznej osłonie znajduje się tarcza 35, która ma trzy szerokie rowki, w których kołnierz tylny 26 może ślizgać się w kierunku wzdłużnym podczas przenoszenia ruchu obrotowego.

Figura 5b ukazuje konstrukcję uchwytu 14 końcówki udarowej, końcówki pierścieniowej 18 i końcówki prowadzącej 17 umożliwiającą wyciąganie uchwytu 14 i końcówki prowadzącej 17 przy pozostawieniu nieruchomego nowego przewodu rurowego 16. W końcówce prowadzącej 17 znajdują się duże rowki w trzech kierunkach, przy czym końcówka prowadząca 17 może być wyciągnięta nawet jeżeli znane wcześniej obracające się cylindry, które kierują końcówką udarowią byłyby umieszczone podobnie w trzech skrajnych położeniach w końcówce pierścieniowej 18, kiedy rowki są wpasowane w cylindrach.

Za pomocą urządzenia według wynalazku jest również możliwe wciągnięcie do ukształtowanego tunelu nowego przewodu rurowego 16, zamocowanego do końcówki pierścieniowej 18 przed wepchnięciem jej do wlotu tunelu. Jest również możliwe zestawiać nowy kanał rurowy jedynie poprzez wpychanie go od wlotu tunelu za pomocą zespołu napędzającego, jeżeli jest niewygodne wciąganie.

Za pomocą tego sposobu przeznaczone do wymiany rury mogą być zastępowane nawet przez rury z tworzywa sztucznego, ponieważ powierzchnia nowego otworu pozostaje gładka i nie ma żadnych ostrych krawędzi, które by niszczyły powierzchnię z tworzywa sztucznego. Kierowanie może być dokonywane względem wymienianych rur, na przykład poprzez zastosowanie rolek zamocowanych do zespołu pilotującego i przemieszczanie ich wzdłuż wewnętrznej powierzchni zastępowanej rury. Odpady z wiercenia mogą być usuwane za pomocą płuczki, przenośnika śrubowego lub pompy w kierunku wiercenia lub do tyłu. Ewentualne zniszczenie powierzchni zastępującej rury może być uniknięte poprzez stosowanie oddzielnych przewodów rurowych, które mogą być umieszczone w otworze i wewnątrz których przemieszczają się odpady. Za pomocą takiego przewodu rurowego odpady mogą również być przemieszczane do przodu.

Fig. H

177 283

Fig. 5α η

Fig. 5b

A-A

B-Q

177 283

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz Cena 2,00 zł

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób wymiany przewodów podziemnych, zwłaszcza kanalizacyjnych przewodów rurowych, w którym przemieszcza się do przodu w starym przewodzie rurowym końcówkę udarową i kruszy się stary przewód rurowy, po czym wprowadza się nowy przewód rurowy w utworzony otwór, przy czym steruje się kierunkiem posuwania się końcówki udarowej względem wewnętrznej powierzchni starego przewodu rurowego, a stary przewód rurowy kruszy się za pomocą końcówki pierścieniowej zamocowanej w końcówce udarowej, znamienny tym, że obraca się końcówkę pierścieniową (6, 18) w zespole wiertniczym i wciąga się nie obracający się nowy przewód rurowy (10, 16) za pomocą nakładkowego złącza (39), a wytwarzane odpady wiercenia odprowadza się z kanału rurowego za pomocą układu kanałów końcówki udarowej.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, ze doprowadza się sprężone medium przez końcówkę pierścieniową (6, 18) i odprowadza się odpady wiercenia do tyłu wywierając obrotowy ruch śrubowy.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że obrotowy ruch śrubowy wywiera się w kierunku wiercenia lub do tyłu końcówki udarowej.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że odpady wiercenia odprowadza się w kierunku wiercenia lub do tyłu za pomocą środka płuczącego lub oddzielnej rury w kierunku wiercenia lub do tyłu od końcówki udarowej.
5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wierci się materiały wewnątrz starego przewodu rurowego (3) za pomocą nakładki kruszącej (5) zamocowanej do zespołu pilotującego (4), za pomocą którego kieruje się uchwytem (14) końcówki udarowej.
6. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że przed wierceniem materiału wewnątrz przewodu rurowego (3) za pomocą nakładki (5) odwraca się nakładkę kruszącą (5) do położenia tylnego względem uchwytu (14) końcówki udarowej.
7. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że po odwróceniu nakładki kruszącej (5) do położenia tylnego doprowadza się płuczącą wodę do nakładki kruszącej (5).
8. Urządzenie do wymiany przewodów podziemnych, zwłaszcza kanalizacyjnych przewodów rurowych, zawierające na przodzie zespół pilotujący, za którym jest umieszczona końcówka pierścieniowa o większej średnicy niż zespół pilotujący, przy czym końcówka pierścieniowa jest wyposażona w elementy kruszące, znamienne tym, że końcówka pierścieniowa (6, 18) zawiera złącze zakładkowe (39) dostosowane do łączenia z wciąganym nieobrotowym nowym przewodem rurowym (10, 16) i końcówka pierścieniowa (6, 18) ma kanały odprowadzające (7,19) do przenoszenia przez nie do tyłu odpadów.
9. Urządzenie według zastrz. 8, znamienne tym, że czołowa powierzchnia zespołu pilotującego (4) jest wyposażona w kruszącą nakładkę (5).
10. Urządzenie według zastrz. 8, znamienne tym, że do czołowej powierzchni zespołu pilotującego (4) dochodzi kanał środkowy (9,15) doprowadzający sprężone medium.
11. Urządzenie według zastrz. 10, znamienne tym, że do przedniej części zespołu pilotującego (4) jest zamocowany element uszczelniający (13, 22) zapobiegający wydostawaniu się płuczącego powietrza do rozwiercanego kanału rurowego.
12. Urządzenie według zastrz. 10, znamienne tym, że kanał środkowy (9, 15) doprowadzający sprężone medium do czołowej powierzchni zespołu pilotującego (4) jest wyposażony w zawór.

177 283