RU2429403C1

RU2429403C1 - Installation for trenchless replacement of underground pipelines

Info

Publication number: RU2429403C1
Application number: RU2010108897/06A
Authority: RU
Inventors: Александр Анатольевич Шайхадинов (RU); Александр Анатольевич Шайхадинов; Вадим Александрович Накладыч (RU); Вадим Александрович Накладыч; Дмитрий Павлович Яшенкин (RU); Дмитрий Павлович Яшенкин
Priority date: 2010-03-09
Filing date: 2010-03-09
Publication date: 2011-09-20

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: device is designed for trenchless replacement of pipelines at repair and reconstruction of underground engineering services. The device contains a pipe breaking working tool with a cutting element made in form of a freely rotating disk knife, of a track roller, of opener increasing diameter of bore and of a traction unit. An additional track roller is installed in the pipe breaking working tool behind the track roller. A fork with a disk knife on its axle is located between the track rollers equidistantly from them; the fork interacts with a cam set on a bolt and performing fixed rotation. On ends of the pipe breaking working tool, symmetrically towards each other there are made two radial shaped slots located in one plane of lengthwise section with the disk knife, track rollers and the cam. Upper and lower set screws fix radial travels of hooks installed in shaped slots. The screws are positioned in an upper and lower bushes made with internal thread and arranged at ends of the shaped slots.

EFFECT: facilitation of breaking old pipelines of various diameters.

5 dwg

Description

Изобретение относится к строительному производству и может быть использовано для бестраншейной замены трубопроводов при ремонте и реконструкции подземных инженерных коммуникаций.The invention relates to construction production and can be used for trenchless replacement of pipelines in the repair and reconstruction of underground utilities.

Известно устройство для бестраншейной замены подземных трубопроводов (патент РФ на полезную модель №60168, МПК F16L 1/028, опубл. 2007 г.), содержащее труборазрушающий рабочий орган с дисковым ножом и опорным катком, тяговый элемент и расширитель для увеличения диаметра скважины, на наружной поверхности которого выполнена винтовая резьба.A device is known for trenchless replacement of underground pipelines (RF patent for utility model No. 60168, IPC F16L 1/028, publ. 2007), containing a pipe-breaking working body with a circular knife and a support roller, a traction element and an expander to increase the diameter of the well, the outer surface of which is made screw thread.

Также известно являющееся по технической сущности наиболее близким к предлагаемому техническому решению устройство для бестраншейной замены подземных трубопроводов (патент РФ на полезную модель №46330, МПК F16L 1/028, опубл. 2005 г.), содержащее труборазрушающий рабочий орган с режущим элементом, выполненным в виде свободно вращающегося дискового ножа, опорный каток, расширитель для увеличения диаметра скважины и тяговый элемент.It is also known to be the closest to the proposed technical solution device for trenchless replacement of underground pipelines (RF patent for utility model No. 46330, IPC F16L 1/028, publ. 2005), containing a pipe-breaking tool with a cutting element made in in the form of a freely rotating disk knife, a support roller, an expander for increasing the diameter of the well and a traction element.

Недостатком данных устройств является то, что они разрушают старые трубопроводы только одного диаметра.The disadvantage of these devices is that they destroy old pipelines of only one diameter.

Техническим результатом изобретения является возможность разрушения старых трубопроводов разных диаметров.The technical result of the invention is the possibility of destruction of old pipelines of different diameters.

Для достижения технического результата в устройстве для бестраншейной замены подземных трубопроводов, содержащем труборазрушающий рабочий орган с режущим элементом, выполненным в виде свободно вращающегося дискового ножа, опорный каток, расширитель для увеличения диаметра скважины и тяговый элемент, согласно изобретению в труборазрушающем рабочем органе за опорным катком установлен дополнительный опорный каток, между опорными катками на равноудаленном расстоянии от них расположена вилка с размещенным на ее оси дисковым ножом, взаимодействующая в радиальном направлении с кулачком, установленным с возможностью фиксированного вращения на болте, на концах труборазрушающего рабочего органа симметрично относительно друг друга выполнены два радиальных фигурных паза, расположенных в одной плоскости продольного сечения с дисковым ножом, опорными катками и кулачком, в фигурных пазах установлено по крюку с возможностью их фиксированного радиального перемещения с помощью верхнего и нижнего установочных винтов, расположенных в верхней и нижней втулках, выполненных с внутренней резьбой и установленных по концам фигурных пазов, причем длина верхней втулки больше длины нижней втулки на величину, равную ходу вилки, а расстояние между втулками равно суммарной величине хода вилки и толщины крюка.To achieve a technical result, in a device for trenchless replacement of underground pipelines containing a pipe-destroying working body with a cutting element made in the form of a freely rotating disk knife, a support roller, an expander for increasing the diameter of the borehole and a traction element, according to the invention, is installed in the pipe-destroying working body behind the support roller additional support roller, between the support rollers at an equidistant distance from them there is a fork with a disk knife located on its axis, operating radially with a cam mounted for fixed rotation on a bolt, two radial curly grooves are located symmetrically relative to each other at the ends of the pipe-cutting working body, located in the same plane of the longitudinal section with a circular knife, support rollers and cam, in curly grooves installed the hook with the possibility of their fixed radial movement using the upper and lower set screws located in the upper and lower bushings made with the inside tread thread and curly grooves installed at the ends, and the length of the upper sleeve is greater than the length of the lower sleeve by an amount equal to the stroke of the fork, and the distance between the bushings is equal to the total value of the stroke of the fork and the thickness of the hook.

Преимущество предлагаемого устройства заключается в том, что оно позволяет разрушать старые трубопроводы разных диаметров. Разрушение старых трубопроводов разных диаметров осуществляется за счет изменения положения вилки с дисковым ножом, которая имеет возможность радиального перемещения, находясь в контакте с кулачком. Поворот кулачка производится при помощи болта и фиксируется неподвижно болтами и гайкой. При этом вилка либо поднимается, либо опускается на требуемую величину. Тем самым осуществляется установка дискового ножа в положение, соответствующее диаметру разрушаемого старого трубопровода. Для исключения поворота предлагаемого устройства и возможного его стопорения в старом трубопроводе, вследствие возникшей асимметрии, крюки перемещаются на эту же величину в противоположную сторону и фиксируются установочными винтами.The advantage of the proposed device is that it allows you to destroy old pipelines of different diameters. The destruction of old pipelines of different diameters is carried out by changing the position of the fork with a circular knife, which has the ability to radial movement, being in contact with the cam. The cam is rotated by means of a bolt and is fixed motionless with bolts and a nut. In this case, the fork either rises or falls by the required amount. Thus, the installation of the disk knife in the position corresponding to the diameter of the destroyed old pipeline. To exclude the rotation of the proposed device and its possible locking in the old pipeline, due to the asymmetry that has arisen, the hooks are moved the same amount in the opposite direction and are fixed with set screws.

На фиг.1 показано предлагаемое устройство (продольное сечение); на фиг.2 - вид А на фиг.1; на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - разрез В-В на фиг.1; на фиг.5 - разрез Г-Г на фиг.1.Figure 1 shows the proposed device (longitudinal section); figure 2 is a view of figure 1; figure 3 is a section bB in figure 1; figure 4 is a section bb in figure 1; figure 5 - section GG in figure 1.

Устройство для бестраншейной замены подземных трубопроводов состоит (фиг.1) из труборазрушающего рабочего органа 1, расширителя 2 для увеличения диаметра скважины и тягового элемента 3. Труборазрушающий рабочий орган 1 оснащен режущим элементом 4, выполненным в виде свободно вращающегося дискового ножа, и опорным катком 5, за которым установлен дополнительный опорный каток 6. Между опорными катками 5, 6 на равноудаленном расстоянии от них расположена вилка 7 с размещенным на ее оси 8 дисковым ножом 4 (режущий элемент) для разрушения старого трубопровода 9. Вилка 7 взаимодействует в радиальном направлении с кулачком 10, установленным с возможностью фиксированного вращения на болте 11. Взаимодействие вилки 7 с кулачком 10 и предотвращение их разъединения реализовано за счет фигурного паза 12 (фиг.3), выполненного в вилке 7, и профиля кулачка 10, продольное сечение которого соответствует этому пазу (например, Т-образной формы). Фигурный паз 12 образован съемной и неразъемной лапками 13, 14. Съемная лапка 13 соединена с вилкой 7 винтами 15. Болт 11 закреплен в труборазрушающем рабочем органе 1 болтами 16-19 и гайкой 20. На концах труборазрушающего рабочего органа 1 симметрично относительно друг друга выполнены два радиальных фигурных паза 21, 22 (фиг.1, 2), расположенные в одной плоскости продольного сечения с дисковым ножом 4, опорными катками 5, 6 и кулачком 10. В фигурных пазах 21, 22 установлено по крюку 23, 24 с возможностью их фиксированного радиального перемещения с помощью верхнего и нижнего установочных винтов 25, 26, расположенных в верхней и нижней втулках 27, 28, выполненных с внутренней резьбой (фиг.4) и запрессованных в труборазрушающем рабочем органе 1 по концам фигурных пазов 21, 22. Длина верхней втулки 27 больше длины нижней втулки 28 на величину, равную ходу вилки 7 (разнице между максимальным и минимальным габаритным размером устройства по его высоте). Расстояние между втулками 27, 28 равно суммарной величине хода вилки 7 и толщины крюков 23, 24. Крюки 23, 24 имеют возможность фиксированного радиального перемещения от верхней втулки 27 до нижней втулки 28 на расстояние l (фиг.4), равное ходу вилки 7. Передняя часть труборазрушающего рабочего органа 1 соединена через крюк 23 и тяговый элемент 3 (составные штанги) с гидродомкратом 29, задняя часть труборазрушающего рабочего органа 1 - через крюк 24 с расширителем 2 для увеличения диаметра скважины (фиг.5), который, в свою очередь, соединен с новым пластмассовым трубопроводом 30 (фиг.1).A device for trenchless replacement of underground pipelines consists (Fig. 1) of a pipe-destroying working body 1, an expander 2 to increase the diameter of the well and the traction element 3. The pipe-destroying working body 1 is equipped with a cutting element 4, made in the form of a freely rotating disk knife, and a support roller 5 , behind which an additional support roller is installed 6. Between the support rollers 5, 6 at an equidistant distance from them there is a fork 7 with a disk knife 4 (cutting element) located on its axis 8 to destroy the old pipe the wiring 9. The plug 7 interacts in a radial direction with the cam 10 mounted for fixed rotation on the bolt 11. The interaction of the plug 7 with the cam 10 and the prevention of their disconnection is realized by a shaped groove 12 (Fig. 3) made in the plug 7, and profile of the cam 10, the longitudinal section of which corresponds to this groove (for example, T-shaped). The figured groove 12 is formed by removable and one-piece legs 13, 14. The removable tab 13 is connected to the plug 7 by screws 15. The bolt 11 is fixed in the pipe-cutting tool 1 with bolts 16-19 and a nut 20. At the ends of the pipe-cutting tool 1 symmetrically relative to each other, two radial curly grooves 21, 22 (Figs. 1, 2) located in the same plane of longitudinal section with a circular knife 4, track rollers 5, 6 and cam 10. In the curly grooves 21, 22 are installed on the hook 23, 24 with the possibility of their fixed radial movement using the upper and lower set screws 25, 26 located in the upper and lower bushings 27, 28, made with internal thread (figure 4) and pressed into the pipe cutting tool 1 at the ends of the figured grooves 21, 22. The length of the upper sleeve 27 is greater than the length of the lower sleeve 28 by an amount equal to the stroke of the plug 7 (the difference between the maximum and minimum overall dimensions of the device by its height). The distance between the bushings 27, 28 is equal to the total value of the stroke of the fork 7 and the thickness of the hooks 23, 24. The hooks 23, 24 have a fixed radial movement from the upper sleeve 27 to the lower sleeve 28 by a distance l (Fig. 4) equal to the stroke of the fork 7. The front of the pipe-destroying working body 1 is connected through a hook 23 and the traction element 3 (composite rods) with a hydraulic jack 29, the back of the pipe-breaking working body 1 is connected through a hook 24 with an expander 2 to increase the diameter of the well (Fig. 5), which, in turn, connected to new plastic pipeline 30 (figure 1).

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Перед работой осуществляют регулировку положения вилки 7 и крюков 23, 24 в соответствии с диаметром разрушаемого старого трубопровода 9. Для этого производят поворот кулачка 10 при помощи болта 11. После чего кулачок 10 неподвижно фиксируют болтами 16-19 и гайкой 20. При этом вилка 7 либо поднимается, либо опускается на требуемую величину. Тем самым осуществляется установка дискового ножа 4 в положение, соответствующее диаметру разрушаемого старого трубопровода 9. Для исключения поворота предлагаемого устройства и возможного его стопорения в старом трубопроводе 9, вследствие возникшей асимметрии, крюки 23, 24 перемещают на эту же величину в противоположную сторону и фиксируют установочными винтами 25, 26. Затем, располагая в одном из приямков, устройство заводят в старый трубопровод 9, предварительно соединив с новым пластмассовым трубопроводом 30 и пропущенным через старый трубопровод 9 тяговым элементом 3 с гидродомкратом 29. При этом дисковый нож 4 устройства размещают в нижней части старого трубопровода 9. После включения гидродомкрата 29, он с помощью тягового элемента 3 начинает статически (безударно) затягивать труборазрушающий рабочий орган 1 с расширителем 2 и новым пластмассовым трубопроводом 30 в старый трубопровод 9. Двигаясь вперед, труборазрушающий рабочий орган 1 разрезает старый трубопровод 9 дисковым ножом 4, деформирует и вдавливает его расширителем 2 в грунт, одновременно затягивая новый пластмассовый трубопровод 30 по формируемой скважине. Причем расширитель 2 вытягивает старый трубопровод 9 по образуемому в его нижней части разрезу, формируя для скважины «крышу». Она защищает скважину от обрушения, исключает просыпание грунта между стенками старого и нового трубопроводов 9, 30, тем самым, позволяя облегчить движение устройства. После выхода устройства из скважины его разбирают и прочищают снаружи и внутри от возможного их загрязнения, например, частицами грунта, отложениями, ржавчиной и обломками старого трубопровода 9, а затем, в случае необходимости, подготавливают к разрушению старый трубопровод 9 другого диаметра.Before work, adjust the position of the plug 7 and hooks 23, 24 in accordance with the diameter of the old pipe being destroyed 9. To do this, rotate the cam 10 using the bolt 11. After that, the cam 10 is fixedly fixed with bolts 16-19 and the nut 20. In this case, the fork 7 either rises or falls by the required value. Thus, the installation of the disk knife 4 in the position corresponding to the diameter of the destroyed old pipeline 9. To exclude the rotation of the proposed device and its possible locking in the old pipe 9, due to the asymmetry, the hooks 23, 24 are moved by the same amount in the opposite direction and fixed with installation screws 25, 26. Then, placing in one of the pits, the device is led into the old pipeline 9, previously connected to the new plastic pipeline 30 and passed through the old pipe the piping 9 by the traction element 3 with a hydraulic jack 29. At the same time, the disk knife 4 of the device is placed in the lower part of the old pipeline 9. After turning on the hydraulic jack 29, it begins to statically (shocklessly) tighten the pipe-breaking working element 1 with the expander 2 and a new plastic pipeline 30 into the old pipeline 9. Moving forward, the pipe-destroying working body 1 cuts the old pipeline 9 with a disk knife 4, deforms and presses it with the expander 2 into the ground, while tightening the new plastic first conduit 30 formed by the borehole. Moreover, the expander 2 pulls the old pipeline 9 along the section formed in its lower part, forming a “roof” for the well. It protects the well from collapse, eliminates the spilling of soil between the walls of the old and new pipelines 9, 30, thereby allowing to facilitate the movement of the device. After the device leaves the well, it is disassembled and cleaned externally and internally from possible contamination, for example, soil particles, deposits, rust and debris from the old pipeline 9, and then, if necessary, the old pipeline 9 of a different diameter is prepared for destruction.

Технический результат заключается в возможности разрушения старых трубопроводов разных диаметров.The technical result consists in the possibility of destruction of old pipelines of different diameters.

Claims

A device for trenchless replacement of underground pipelines, containing a pipe-cutting working body with a cutting element made in the form of a freely rotating disk knife, a support roller, a reamer to increase the diameter of the well and a traction element, characterized in that an additional supporting roller is installed in the pipe-breaking working body behind the support roller , between the support rollers at an equidistant distance from them is a fork with a circular knife placed on its axis, interacting in a radial direction with with a cam mounted for fixed rotation on a bolt, two radial curly grooves are located symmetrically relative to each other at the ends of the pipe-cutting working body, located in the same plane of the longitudinal section with a circular knife, track rollers and cam, in curly grooves mounted on a hook with the possibility of their fixed radial movement with the upper and lower set screws located in the upper and lower bushings, made with internal thread and installed at the ends figured grooves, and the length of the upper sleeve is longer than the length of the lower sleeve by an amount equal to the stroke of the fork, and the distance between the bushings is equal to the total value of the stroke of the fork and the thickness of the hook.