RU2193713C2

RU2193713C2 - Machine for removal of ground from under main pipe line

Info

Publication number: RU2193713C2
Application number: RU2000132655/06A
Authority: RU
Inventors: В.В. Челышев; В.П. Сауткин; Р.С. Семин; Г.И. Зайчиков; А.Д. Вавилов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью производственно-коммерческая фирма "Промтех-НН"
Priority date: 2000-12-27
Filing date: 2000-12-27
Publication date: 2002-11-27

Abstract

FIELD: construction engineering; erection of main pipe lines. SUBSTANCE: truck placed on pipe line is provided with cutting and dumping member and two drives for alternate forward step transfer resting on pipe line by grips. Both drives are pushing drives located in rear portion (in way of motion) of truck. EFFECT: extended capabilities. 3 dwg

Description

Изобретение относится к области специальной землеройной техники и предназначено для разработки и удаления грунта из-под ремонтируемых магистральных трубопроводов, предварительно вскрытых сверху и с боков. The invention relates to the field of special earthmoving equipment and is intended for the development and removal of soil from under repaired trunk pipelines, previously opened from above and from the sides.

Все известные специальные машины для удаления грунта из-под трубопроводов, например МПТ-720 (1) или по патенту нашей фирмы 2146784 (2 - прототип), имеют задний толкающий и передний тянущий приводы перемещения тележки с режуще-отвальным органом по трубопроводу. Каждый из этих приводов включает выдвижную штангу, установленную в направляющих тележки, гидроцилиндр (гидропривод) ее возвратно-поступательного перемещения и упорный захват трубопровода с приводом его зажима. Передний тянущий привод размещается в передней части тележки, задний толкающий - соответственно в задней. All known special machines for removing soil from under pipelines, for example, MPT-720 (1) or according to our patent 2146784 (2 is a prototype), have rear pushing and front pulling drives for moving the cart with the cutting-dumping body through the pipeline. Each of these drives includes a retractable rod installed in the guides of the trolley, a hydraulic cylinder (hydraulic drive) of its reciprocating movement and persistent capture of the pipeline with the drive of its clamp. The front pulling drive is located in the front of the trolley, the rear pushing drive is respectively in the rear.

В исходном положении передний и задний захваты находятся рядом с тележкой, передний захват разжат, задний посредством своего привода сжимает трубопровод. In the initial position, the front and rear grips are located next to the trolley, the front gripper is unclenched, and the rear one compresses the pipeline by means of its drive.

При включении рабочего хода шток гидроцилиндра заднего привода упирается через штангу и захват в трубопровод, гидроцилиндр (давлением рабочей жидкости) толкает (подает) тележку вперед на величину рабочего хода, отваливая грунт как из-под трубопровода, так и осыпающийся с его боковых и верхней частей. При этом рабочая жидкость, вытесняясь из штоковой полости этого цилиндра в штоковую полость гидроцилиндра привода переднего захвата, выдвигает этот захват вперед тележки на величину холостого хода. When the working stroke is turned on, the rod of the rear-wheel drive cylinder abuts through the rod and grips into the pipeline, the hydraulic cylinder (presses the working fluid) pushes (feeds) the truck forward by the amount of travel, dumping soil both from under the pipeline and crumbling from its side and top parts . In this case, the working fluid, being displaced from the rod cavity of this cylinder into the rod cavity of the front-drive drive hydraulic cylinder, advances this grip forward of the truck by the idle speed.

При включении переднего привода имеет место обратный процесс - зажатие переднего захвата, разжатие заднего и подача рабочего давления в поршневую полость гидроцилиндра переднего привода. When turning on the front drive, the reverse process takes place - clamping the front grip, unclenching the rear and supplying working pressure to the piston cavity of the front-wheel drive hydraulic cylinder.

При этом тележка подтягивается к переднему захвату, а задний захват (из-за постоянной гидросвязи штоковых полостей гидроцилиндров) перемещается вперед к тележке. Таким образом все элементы обоих приводов приходят в исходное положение и цикл может быть повторен. In this case, the trolley is pulled to the front grip, and the rear grip (due to the constant hydraulic connection of the rod cavities of the hydraulic cylinders) moves forward to the trolley. Thus, all elements of both drives return to their original position and the cycle can be repeated.

Недостатком известной машины является размещение переднего (тянущего) привода тележки в ее передней части, при котором зажим трубопровода передним выдвинутым на штанге вперед захватом происходит в неблагоприятных условиях облегания его верхней и боковых захватываемых частей грунтом, который не может убираться при производстве предварительных вскрышных работ универсальным землеройным оборудованием. A disadvantage of the known machine is the placement of the front (pulling) drive of the trolley in its front part, in which the clamping of the pipeline by the front grip extended forward on the rod occurs under unfavorable ground conditions for its upper and lateral parts to be gripped, which cannot be removed during preliminary stripping operations by a universal earth moving equipment.

В этом случае нормальные (штатные) условия работы машины не могут быть полностью соблюдены - место зажима становится неопределенным, как и условия зажима (через грунтовой слой). In this case, normal (standard) operating conditions of the machine cannot be fully observed - the clamping position becomes undefined, as well as the clamping conditions (through the soil layer).

Другой недостаток подачи (перемещения) тележки вперед - подтягиванием ее к переднему захвату - связан с перекосом штанги переднего захвата относительно ее направляющих в тележке. Тележка, опирающаяся на верхнюю часть трубопровода своими полозьями, уже вследствие объективных горизонтальных и вертикальных изгибов трубопровода на трассе и выдвинутой вперед штанги с передним захватом, базирующимся (тем более не стабильно - см. выше) на другой удаленный от тележки участок трубопровода, почти всегда будут иметь угловое рассогласование между собой, приводящее к вышеупомянутому перекосу вплоть до заклинивания. Another drawback of feeding (moving) the trolley forward - by pulling it to the front grip - is related to the skew of the front grip bar relative to its guides in the trolley. A trolley leaning on the upper part of the pipeline with its runners, due to objective horizontal and vertical bending of the pipeline on the route and a rod extended forward with a front grip based on another pipe section remote from the trolley, will almost always be have an angular mismatch with each other, leading to the aforementioned skew up to jamming.

Данная проблема значительно усугубляется реакцией грунта на режуще-отвальный орган при подаче тележки; в этом случае эта реакция создает момент, отрывающий тележку от трубопровода вверх. This problem is significantly aggravated by the reaction of the soil to the cutting-dumping organ when feeding the trolley; in this case, this reaction creates a moment tearing the trolley from the pipeline up.

В совокупности все это приводит к снижению надежности машины (ее ресурса) вследствие повышенной нагрузки на ее узлы, их износа вплоть до поломок и, таким образом, снижает ее эксплуатационную эффективность. In the aggregate, all this leads to a decrease in the reliability of the machine (its resource) due to the increased load on its components, their wear and tear up to breakdowns and, thus, reduces its operational efficiency.

Целью предлагаемого изобретения является повышение надежности и эффективности работ машины. The aim of the invention is to increase the reliability and efficiency of the machine.

Для достижения данной цели была поставлена задача исключения или существенного уменьшения перекоса штанги в ее направляющей переднего захвата путем обеспечения более четкого и стабильного зажима трубопровода передним захватом и исключения отрыва тележки от трубопровода при подаче связанным с ним приводом. To achieve this goal, the task was set to eliminate or significantly reduce the skew of the rod in its front grip guide by providing a clearer and more stable clamping of the pipeline by the front grip and to prevent the trolley from tearing off the pipeline when the drive is connected with it.

Заявленная цель достигнута тем, что в машине, содержащей тележку с рабочим режуще-отвальным органом, элементами ее подвижной опоры на трубопровод, двумя приводами ее поочередной подачи (один из которых - толкающий), включающими штанги с захватами трубопровода, и блоком управления, второй привод также выполнен толкающим путем его установки на задней части тележки смежно с первым толкающим. При этом сам передний захват размещается между задним захватом и задней частью тележки и в своем исходном смежном с задним захватом положении дистанцирован (находится на расстоянии) от этой части на величину, не меньшую его хода вперед. The stated goal is achieved by the fact that in a machine containing a trolley with a working cutting and dumping body, elements of its movable support on the pipeline, two drives for its alternate supply (one of which is pushing), including rods with pipeline grips, and a control unit, the second drive also made pushing by installing it on the rear of the trolley adjacent to the first pushing. In this case, the front grip itself is located between the rear grip and the rear of the trolley, and in its original position adjacent to the rear grip it is spaced (located at a distance) from this part by an amount not less than its forward movement.

Выполнение обоих приводов толкающими, размещенными в задней части тележки обеспечило четкое позиционирование обоих захватов на трубопроводе, стабильный и надежный зажим ими трубопровода и исключение или резкое уменьшение перекоса штанг в направляющих тележки, особенно за счет исключения момента от реакции грунта на режуще-отвальный орган, направленного на отрыв тележки от трубопровода. Кроме того, смежное размещение захватов способствует лучшему прохождению машиной изгибов трубопровода, т.е. уменьшению минимально-допустимого для нее радиуса его кривизны. The execution of both drives pushing, located in the rear of the carriage provided a clear positioning of both grips on the pipeline, stable and reliable clamping of the pipeline by them and the elimination or sharp reduction in the misalignment of the rods in the guides of the carriage, especially by eliminating the moment from the reaction of the soil to the cutting-dumping body directed to break the cart from the pipeline. In addition, the adjacent placement of the grippers facilitates the machine to better pass through the pipe bends, i.e. a decrease in the radius of curvature minimally admissible for it.

Изобретение пояснено чертежами, где на фиг.1 изображена заявляемая машина в исходном положении - вид сбоку, на фиг.2 - вид сверху, а на фиг.3 - вид сзади. The invention is illustrated by drawings, where in Fig.1 shows the inventive machine in its original position is a side view, Fig.2 is a top view, and Fig.3 is a rear view.

Машина содержит тележку 1, элементы подвижной опоры на трубопровод 2 - полозки 3, режуще-отвальный орган в виде двух роторов 4 с ножами, приводами их вращения и монтажно-установочного разведения (не обозначен). The machine contains a trolley 1, elements of a movable support on the pipeline 2 - runners 3, a cutting-dumping body in the form of two rotors 4 with knives, drives for their rotation and mounting and installation dilution (not indicated).

В задней части тележки 1 смежно друг с другом установлены два толкающих привода ее поочередной шаговой подачи по трубопроводу 2 с передним 5 и задним 6 его захватами своими приводами сжатия (не обозначены). In the rear part of the carriage 1 adjacent to each other there are two pushing drives for its alternate step feed through the pipe 2 with the front 5 and rear 6 of its grips with its compression drives (not indicated).

Захваты 5 и 6, закрепленные на штангах 7, 8 квадратного сечения, установленных в направляющих шахтах 9, 10 задней части тележки и шарнирно связанных со штоками гидроцилиндров 11, 12, закрепленных на этой тележке. Grips 5 and 6, mounted on rods 7, 8 of square cross-section, mounted in guide shafts 9, 10 of the rear of the trolley and pivotally connected to the rods of hydraulic cylinders 11, 12, mounted on this trolley.

Штоковые полости гидроцилиндров 11, 12 гидравлически соединены между собой, а поршневые - через блок управления - с гидронасосом (не показаны). The rod cavities of the hydraulic cylinders 11, 12 are hydraulically interconnected, and the piston cavities, through the control unit, are connected to a hydraulic pump (not shown).

Машину используют следующим образом. В начале производят работы по предварительному вскрытию трубопровода 2 сверху (бульдозером) и с боков - ковшовыми экскаваторами, причем последние вырывают боковые траншеи с глубиной, превышающей задаваемую величину подкопа непосредственно под трубопроводом 2 - эти превышения образуют так называемые приямки по бокам от него (см. размер "d" на фиг.1). The machine is used as follows. At the beginning, they perform preliminary opening of pipeline 2 from above (by a bulldozer) and from the sides by bucket excavators, the latter digging out lateral trenches with a depth exceeding the set digging depth directly under pipeline 2 - these excesses form so-called pits on its sides (see size "d" in figure 1).

На очищенный участок трубопровода 2 устанавливают на полозки 3 тележку 1 с разведенными для этого роторами 4 (посредством шарниров и специального привода, не показанных на чертеже), после чего с помощью блока управления сводят роторы 4 в исходное рабочее положение (см. фиг.3), включают привод зажима заднего захвата 6, привод вращения роторов 4 и подают рабочее давление в поршневую полость гидроцилиндра 11. On a cleaned section of the pipeline 2, a trolley 1 is installed on the runners 3 with the rotors 4 divorced for this (by means of hinges and a special drive not shown in the drawing), after which the rotors 4 are brought to the initial operating position using the control unit (see figure 3) include a clamp drive for the rear grip 6, a rotor drive for rotors 4 and supply operating pressure to the piston cavity of the hydraulic cylinder 11.

При этом сила давления на поршень этого цилиндра 11 через опорную тягу 8 передается на захват 6, зажатый на трубопровод 2, а сила, давящая на дно гидроцилиндра, закрепленного в тележке 1, обеспечивает ее подачу вперед на величину рабочего хода "S" (см.фиг.1). Во время этого хода роторы 4 разрушают грунт под трубопроводом 2 (зона "в" на фиг.1), отваливая его в приямки (зоны "а" на фиг.2), при этом туда же удаляются (в том числе с помощью щита 13 - на передней части тележки 1) объемы грунта с верхней и боковых (зона "с" и "е" на фиг.1, 2) частей трубопровода 2. In this case, the pressure force on the piston of this cylinder 11 is transmitted through the support rod 8 to the gripper 6, clamped to the pipe 2, and the force pressing on the bottom of the hydraulic cylinder fixed in the trolley 1, provides its forward feed forward by the stroke length "S" (see figure 1). During this stroke, the rotors 4 destroy the soil under the pipeline 2 (zone "B" in figure 1), dumping it into pits (zone "a" in figure 2), while they are removed there (including using a shield 13 - on the front of the truck 1) the volume of soil from the upper and lateral (zone "c" and "e" in Fig.1, 2) parts of the pipeline 2.

Одновременно с ходом "S" тележки 1 вперед передний захват 5 за счет подачи рабочей жидкости в штоковую полость гидроцилиндра 12, вытесняемую из штоковой полости гидроцилиндра 11, также переместится вперед на величину "S" относительно тележки и на "2S" относительно трубопровода 2 (см. фиг.1) в положение, смежное с задней частью тележки 1. Simultaneously with the "S" stroke of the trolley 1 forward, the front grip 5, due to the supply of the working fluid to the rod cavity of the hydraulic cylinder 12, displaced from the rod cavity of the hydraulic cylinder 11, also moves forward by the amount "S" relative to the truck and to "2S" relative to the pipeline 2 (see Fig. 1) in a position adjacent to the rear of the trolley 1.

Для подачи тележки 1 на следующий ход (шаг) "S" с помощью блока управления осуществляют разжатие трубопровода 2 задним захватом 6, зажатие его передним 5 и подачу давления в поршневую полость гидроцилиндра 12, который и осуществляет дальнейшее перемещение тележки 1 вперед, а обратное перетекание рабочей жидкости между штоковыми полостями гидроцилиндров 11 и 12 обеспечит перемещение заднего захвата 6 вперед на расстояние "S" в положение, смежное с передним захватом 5, от трубопровода 2, поскольку он будет всегда уравновешен компенсирующим моментом от зажима трубопровода 2 одним из захватов. To feed the truck 1 to the next stroke (step) "S" using the control unit, the pipe 2 is unclenched by the rear gripper 6, clamped by the front 5 and pressurized into the piston cavity of the hydraulic cylinder 12, which further moves the truck 1 forward, and flows backward. working fluid between the rod cavities of the hydraulic cylinders 11 and 12 will ensure that the rear grip 6 is moved forward by a distance "S" to a position adjacent to the front grip 5 from the pipeline 2, since it will always be balanced by the compensating moment from the clamp of the pipeline 2 by one of the grips.

Таким образом, все элементы машины приходят в исходное положение, изображенное на фиг. 1; цикл закончен, а дальнейшее движение тележки 1 осуществляется его повторением в автоматическом режиме. Thus, all the elements of the machine come to the initial position shown in FIG. 1; the cycle is completed, and the further movement of the trolley 1 is carried out by its repetition in automatic mode.

На основе заявляемой схемы разработана чертежно-конструкторская документация опытного образца машины, изготовление которой в настоящее время завершается. On the basis of the claimed scheme, the design documentation of the prototype of the machine is developed, the production of which is currently being completed.

Повторные расчеты по физическим параметрам этой машины подтверждают все схемные версии повышения ее надежности и эффективности за счет уменьшения нагрузок на основные узлы, соответственно их износа, поломок, а также улучшение проходимости криволинейных участков ремонтируемых трубопроводов. Repeated calculations on the physical parameters of this machine confirm all the schematic versions of increasing its reliability and efficiency by reducing the load on the main components, respectively, their wear, breakdowns, as well as improving the throughput of curved sections of repaired pipelines.

Испытания опытного образца машины намечено на IV квартал 2000 г. Testing a prototype of the machine is scheduled for the IV quarter of 2000.

Claims

A machine for removing soil from under the main pipeline, containing a trolley with a working cutting and dumping body, elements of its movable support on the pipeline, two drives of its alternate step feed through the pipeline, a front grip of the pipeline of one of the drives, mounted on a rod mounted in the guides of the truck , a rear grip of the pipeline, mounted on the thrust rod of another drive, made pushing and installed in the rear of the trolley, and a control unit for alternate clamping and releasing the grippers is included feed forward moves associated with the grippers of the rods, characterized in that the drive for moving the front grip is also made pushing and installed in the rear of the trolley adjacent to the drive for moving the rear stop gripper, and the front grip is located between the rear grip and the rear of the trolley in its original adjacent to the rear grip position is distance from this part by an amount not less than its stroke.