RU2473833C1

RU2473833C1 - Device for trenchless replacement of buried pipelines

Info

Publication number: RU2473833C1
Application number: RU2011144796/06A
Authority: RU
Inventors: Александр Анатольевич Шайхадинов; Михаил Сергеевич Жиганов; Роман Михайлович Авдеев
Priority date: 2011-11-03
Filing date: 2011-11-03
Publication date: 2013-01-27

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: device guide appliance represents cylindrical case accommodating equidistant support rolls arranged opposite each other. Groove is made on and around case outer surface while interconnected axial and radial channels are made in said case. Axial channel is connected with lubricant feed source while radial channel is connected with groove above which lubricant spray ring is arranged on aforesaid case. Pipe breaker tool incorporates pad roll opposite disc knife. New pipeline vibrator is arranged behind expander made up of two thrusts with cone arranged there between to axially displace relative to said thrusts. Vibrator is arranged inside said cone. Thrusts are composed of hollow semi-cylinders made of friction material jointed by rods together, said rods being furnished with compression rings. New pipeline vibrator is connected with expander by disassembling cable.

EFFECT: easier operation.

7 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 №42617, МПК F16L 1/028, опубл. 2004 г.), содержащее труборазрушающий рабочий орган с пластинчатым режущим элементом и опорным дисковым катком, ударный узел, расширитель для увеличения диаметра скважины и тяговый трос.A device is known for trenchless replacement of underground pipelines (RF patent No. 42617, IPC F16L 1/028, publ. 2004), containing a pipe-breaking working body with a plate cutting element and a support disc roller, a shock assembly, an expander to increase the diameter of the well and a traction cable .

Также известно являющееся по технической сущности наиболее близким к предлагаемому техническому решению устройство для бестраншейной замены подземных трубопроводов (патент РФ №2249143, МПК F16L 1/028, опубл. 2005 г.), содержащее соединенные между собой труборазрушающий рабочий орган с пластинчатым ножом, направляющее приспособление в виде упругих лепестков вогнутыми вовнутрь концами, тяговый элемент и конический расширитель для увеличения диаметра скважины, вдавливания осколков разрушенной трубы в окружающий грунт и затягивания нового трубопровода.It is also known to be the closest to the proposed technical solution device for trenchless replacement of underground pipelines (RF patent No. 2249143, IPC F16L 1/028, publ. 2005), containing a pipe-breaking working member interconnected with a plate knife, a guiding device in the form of elastic petals with concave ends, a traction element and a conical expander for increasing the diameter of the well, pressing fragments of the destroyed pipe into the surrounding soil and tightening a new pipe rovoda.

Недостатком данных устройств являются большие усилия, необходимые на движение устройства и разрушение старого трубопровода.The disadvantage of these devices is the great effort required to move the device and the destruction of the old pipeline.

Техническим результатом изобретения является снижение усилий, необходимых на движение устройства и разрушение старого трубопровода.The technical result of the invention is to reduce the effort required to move the device and the destruction of the old pipeline.

Задача для достижения технического результата решается тем, что в устройстве для бестраншейной замены подземных трубопроводов, содержащем соединенные между собой труборазрушающий рабочий орган с ножом, направляющее приспособление, тяговый элемент и расширитель для увеличения диаметра скважины, вдавливания осколков разрушенной трубы в окружающий грунт и затягивания нового трубопровода, согласно изобретению направляющее приспособление выполнено в виде цилиндрического корпуса, в котором напротив друг друга установлены, по меньшей мере, два равноудаленных друг от друга опорных катка, на внешней поверхности корпуса в плоскости его поперечного сечения и по всей окружности выполнена канавка, а в самом корпусе выполнены осевой и радиальный каналы, соединенные между собой, при этом осевой канал соединен с источником подачи смазочного материала, а радиальный канал соединен с канавкой, над которой на корпусе установлено кольцо с зазором для разбрызгивания смазочного материала, в труборазрушающем рабочем органе напротив ножа установлен опорный каток, а нож выполнен дисковым, за расширителем установлено средство для вибрации нового трубопровода, выполненное в виде двух распоров, между которыми расположен конус, установленный с возможностью осевого перемещения относительно распоров, внутри конуса установлен вибратор, распоры выполнены в виде полых полуцилиндров из фрикционного материала, соединенных между собой стержнями, на которых установлены пружины сжатия, при этом один из распоров жестко соединен со стержнями, а другой распор установлен с возможностью радиального перемещения, средство для вибрации нового трубопровода соединено с расширителем и демонтажным тросом.The problem to achieve a technical result is solved in that in a device for trenchless replacement of underground pipelines, containing a pipe-breaking working body with a knife connected to each other, a guiding device, a traction element and an expander to increase the diameter of the well, pushing fragments of the destroyed pipe into the surrounding soil and tightening a new pipeline , according to the invention, the guiding device is made in the form of a cylindrical body in which at least re, two support rollers equally spaced from each other, a groove is made on the outer surface of the housing in the plane of its cross section and around the circumference, and axial and radial channels are connected in the housing itself, and the axial channel is connected to the lubricant supply source and the radial channel is connected to a groove over which a ring with a gap for lubricant spraying is installed on the housing, a support roller is installed in the pipe-cutting working body opposite the knife, and the knife is made of disks m, behind the expander there is installed a means for vibration of the new pipeline, made in the form of two spacers, between which there is a cone mounted with the possibility of axial movement relative to the spacers, a vibrator is installed inside the cone, the spacers are made in the form of hollow half-cylinders made of friction material interconnected by rods, on which compression springs are installed, while one of the spacers is rigidly connected to the rods, and the other strut is mounted with the possibility of radial movement, means for vibration the new pipeline is connected to the expander and the dismantling cable.

Преимущество предлагаемого устройства заключается в том, что подведение смазочного материала к стенкам старого трубопровода снижает коэффициент трения устройства о стенки старого трубопровода, тем самым, уменьшая необходимые усилия на движение устройства и разрезание старого трубопровода. Использование средства для вибрации нового трубопровода обеспечивает за счет создания вибрации уменьшение усилий, необходимых на протаскивание нового трубопровода. Направляющее приспособление оснащено опорными катками, что позволяет заменить трение скольжение на трение качения и также снизить усилия на движение устройства.The advantage of the proposed device is that the supply of lubricant to the walls of the old pipeline reduces the coefficient of friction of the device on the walls of the old pipeline, thereby reducing the necessary effort on the movement of the device and cutting the old pipeline. The use of means for vibration of a new pipeline ensures, by creating vibration, a reduction in the effort required to pull a new pipeline. The guide device is equipped with track rollers, which allows you to replace sliding friction with rolling friction and also reduce the force on the movement of the device.

На фиг.1 показано предлагаемое устройство для бестраншейной замены подземных трубопроводов (продольное сечение); на фиг.2 - разрез А-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; на фиг.6 - разрез Д-Д на фиг 1; на фиг.7 - разрез Е-Е на фиг 1.Figure 1 shows the proposed device for trenchless replacement of underground pipelines (longitudinal section); figure 2 is a section aa in 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; Fig.6 is a section DD in Fig 1; Fig.7 is a section EE in Fig 1.

Устройство для бестраншейной замены подземных трубопроводов состоит из соединенных между собой труборазрушающего рабочего органа 1 с ножом 2, направляющего приспособления, тягового элемента 3 и расширителя 4 для увеличения диаметра скважины, вдавливания осколков разрушенной трубы в окружающий грунт и затягивания нового трубопровода 5 (фиг.1). Направляющее приспособление выполнено в виде цилиндрического корпуса 6, в котором напротив друг друга установлены равноудаленные друг от друга опорные катки 7, 8 (фиг.2). На внешней поверхности корпуса 6 в плоскости его поперечного сечения и по всей окружности выполнена канавка 9 (фиг.3). В самом корпусе 6 выполнены соединенные между собой соответственно осевой и радиальный каналы 10, 11 для подведения смазочного материала к стенкам старого трубопровода 12. В передней части корпуса 6 установлен патрубок 13 и шланг 14 источника подачи смазочного материала, соединенные с осевым каналом 10. Радиальный канал 11 соединен с канавкой 9. На корпусе 6 над канавкой 9 установлено кольцо 15 с зазором 6 (фиг.1) для разбрызгивания смазочного материала, закрепленное винтами 16 (фиг.4). В труборазрушающем рабочем органе 1 напротив ножа 2 установлен опорный каток 17 (фиг.5). Нож 2 выполнен дисковым. За расширителем 4 для увеличения диаметра скважины расположено средство 18 для вибрации нового трубопровода 5, выполненное в виде двух распоров 19, 20, между которыми расположен конус 21, установленный с возможностью осевого перемещения относительно распоров 19, 20. Распоры 19, 20 выполнены в виде полых полуцилиндров из фрикционного материала, соединенных между собой стержнями 22, на которых установлены пружины сжатия 23 (фиг.6). Распор 19 жестко соединен со стержнями 22, а в распоре 20 выполнены сквозные отверстия 24 для стержней 22, обеспечивающие возможность радиального перемещения распора 20. Внутри конуса 21 установлен вибратор 25, состоящий из электродвигателя 26, на валу которого установлен дисбаланс 27. Электродвигатель 26 крепится к конусу 21 посредством резьбового соединения (не показано). На задней части конуса 21 установлена крышка 28, закрепленная посредством болтов 29 (фиг.7). Средство 18 для вибрации нового трубопровода 5 с одной стороны соединено с расширителем 4, а с другой - с демонтажным тросом 30.A device for trenchless replacement of underground pipelines consists of a pipe-destroying working body 1 connected to each other with a knife 2, a guide device, a traction element 3 and an expander 4 to increase the diameter of the well, push fragments of the destroyed pipe into the surrounding soil and tighten a new pipeline 5 (Fig. 1) . The guide device is made in the form of a cylindrical housing 6, in which opposite rollers are mounted supporting rollers 7, 8 (Fig. 2). On the outer surface of the housing 6 in the plane of its cross section and around the circumference, a groove 9 is made (Fig. 3). In the housing 6 itself, axial and radial channels 10, 11 are connected to each other for supplying lubricant to the walls of the old pipeline 12. A pipe 13 and a hose 14 of the lubricant supply source are connected to the axial channel 10 in the front of the housing 6. 11 is connected to the groove 9. On the housing 6 above the groove 9, a ring 15 is installed with a gap 6 (FIG. 1) for lubricant spraying, fixed with screws 16 (FIG. 4). In the pipe-destroying working body 1 opposite the knife 2, a support roller 17 is installed (Fig. 5). Knife 2 is made disk. Behind the expander 4, to increase the diameter of the well, there is a means 18 for vibration of the new pipeline 5, made in the form of two spacers 19, 20, between which there is a cone 21, installed with the possibility of axial movement relative to the spacers 19, 20. The spacers 19, 20 are made in the form of hollow half cylinders of friction material, interconnected by rods 22, on which compression springs 23 are installed (Fig.6). The spreader 19 is rigidly connected to the rods 22, and in the spreader 20 there are through holes 24 for the rods 22, allowing radial movement of the spreader 20. Inside the cone 21, a vibrator 25 is installed, consisting of an electric motor 26, on the shaft of which an imbalance 27 is installed. The electric motor 26 is attached to the cone 21 by means of a threaded connection (not shown). On the back of the cone 21, a cover 28 is mounted, secured by bolts 29 (Fig. 7). Means 18 for vibration of the new pipeline 5 is connected on one side to the expander 4, and on the other hand to the dismantling cable 30.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Разместив в одном из приямков, устройство монтируют, последовательно соединяя между собой направляющее приспособление, труборазрушающий рабочий орган 1, расширитель 4 и средство 18 для вибрации нового трубопровода 5. Затем расширитель 4 соединяют с новым трубопроводом 5, направляющее приспособление подключают к источнику подачи смазочного материала (не показан), а средство 18 для вибрации помещают в новый трубопровод 5. При этом фиксацию средства 18 для вибрации внутри нового трубопровода 5 осуществляют за счет распоров 19, 20 из фрикционного материала, например, ретинакса, которые раздвигаются пружинами сжатия 23 и конусом 21, сцепляясь с внутренней поверхностью нового трубопровода 5. После чего устройство соединяют передней частью с тяговым элементом (тросом) 3, а задней частью - демонтажным тросом 30 и включают силовую гидравлическую установку (не показана). Под действием ее усилия, передаваемого через трос 3, устройство статически (безударно) движется вперед. При движении устройства его направляющее приспособление при помощи опорных катков 7, 8 предотвращает перекос и возможное стопорение устройства. Смазочный материал нагнетается от источника подачи смазочного материала через шланг 14 и патрубок 13 в осевой канал 10 направляющего приспособления. После чего он попадает в радиальный канал 11, а затем в канавку 9, заполняет ее и разбрызгивается через зазор ε на стенки старого трубопровода 12, уменьшая коэффициент трения и облегчая тем самым движение устройства. В качестве смазочного материала применяется вода или различные технические масла. За направляющим приспособлением движется труборазрушающий рабочий орган 1, который разрезает при помощи дискового ножа 2 старый трубопровод 12 в его нижней части. Это позволяет исключить просыпание грунта между стенками старого трубопровода 12 и нового трубопровода 5 и тем самым уменьшить усилия на протаскивание последнего. Затем разрезанный старый трубопровод 12 деформируется и вдавливается в грунт расширителем 4. Одновременно в образуемую скважину затягивается новый трубопровод 5. При этом средство 18 для вибрации, расположенное в новом трубопроводе 5, вибратором 25 создает вибрации, передающиеся на конус 21, а от него через распоры 19, 20 на новый трубопровод 5, что значительно облегчает его перемещение внутри скважины, снижая усилия, необходимые на протаскивание нового трубопровода 5.Having placed in one of the pits, the device is mounted by connecting the guiding device, pipe-destroying working element 1, expander 4 and means 18 for vibration of the new pipeline 5, then the expander 4 is connected to the new pipeline 5, the guide device is connected to the lubricant supply source ( not shown), and the means 18 for vibration are placed in a new pipeline 5. In this case, the fixation of means 18 for vibration inside the new pipeline 5 is carried out due to the struts 19, 20 from the friction ma terial, for example, retinax, which are moved apart by compression springs 23 and cone 21, mating with the inner surface of the new pipeline 5. After that, the device is connected with the front part to the traction element (cable) 3, and the back part is connected to the dismantling cable 30 and include a hydraulic power unit ( not shown). Under the action of its force transmitted through the cable 3, the device statically (shocklessly) moves forward. When the device is moving, its guiding device with the help of track rollers 7, 8 prevents skewing and possible locking of the device. The lubricant is pumped from the lubricant supply source through a hose 14 and a pipe 13 into the axial channel 10 of the guide device. Then it enters the radial channel 11, and then into the groove 9, fills it and sprays through the gap ε onto the walls of the old pipe 12, reducing the friction coefficient and thereby facilitating the movement of the device. Water or various technical oils are used as a lubricant. Behind the guide device, a pipe-destroying working body 1 moves, which cuts with the help of a disk knife 2 the old pipe 12 in its lower part. This eliminates the spillage of soil between the walls of the old pipeline 12 and the new pipeline 5 and thereby reduce the effort to pull the latter. Then, the cut old pipe 12 is deformed and pressed into the soil by the expander 4. At the same time, a new pipe 5 is drawn into the well being formed. In this case, the vibration tool 18 located in the new pipe 5 creates vibrations transmitted to the cone 21 by the vibrator 25, and from it through the spacers 19, 20 to the new pipeline 5, which greatly facilitates its movement inside the well, reducing the effort required to pull the new pipeline 5.

Предлагаемое устройство для бестраншейной замены подземных трубопроводов снижает усилия, необходимые на движение устройства и разрушение старого трубопровода.The proposed device for trenchless replacement of underground pipelines reduces the effort required to move the device and the destruction of the old pipeline.

Claims

A device for trenchless replacement of underground pipelines, comprising a pipe-breaking working body with a knife interconnected, a guide device, a traction element and an expander for increasing the diameter of the well, pushing fragments of the destroyed pipe into the surrounding soil and tightening a new pipeline, characterized in that the guide device is made in the form a cylindrical body in which at least two support rollers are equidistant from each other are mounted on an outer surface The surface of the housing in the plane of its cross section and around the circumference is made a groove, and in the housing itself there are axial and radial channels connected to each other, while the axial channel is connected to a lubricant supply source, and the radial channel is connected to a groove above which on the body a ring with a gap for spraying lubricant is installed, a support roller is installed in the pipe-cutting working body opposite the knife, and the knife is made of a disk, a means for vibration of a new pipe is installed behind the expander the wire, made in the form of two struts, between which there is a cone mounted with the possibility of axial movement relative to the struts, a vibrator is installed inside the cone, the struts are made in the form of hollow half-cylinders of friction material, interconnected by rods on which compression springs are installed, while one of the struts is rigidly connected to the rods, and another strut is mounted with the possibility of radial movement, the means for vibration of the new pipeline is connected to the expander and the dismantling cable .