Изобретение относится к строительству трубопроводов, а именно к устройствам, предназначенным для бестраншейной прокладки трубопроводов способом прокола.The invention relates to the construction of pipelines, and in particular to devices intended for trenchless laying of pipelines by a puncture method.
Известно принятое за прототип устройство для бестраншейной прокладки трубопроводов способом прокола, содержащее подающий механизм из направляющей рамы с горизонтальными и вертикальными направляющими катками, с возможностью их взаимодействия с внешней поверхностью прокладываемого трубопровода, и канатной тяговой лебедки, полый рабочий наконечник конической формы, вибратор круговых колебаний которого выполнен в виде электродвигателя с полым валом со смещенным центром тяжести относительно оси вращения, а его статор закреплен в рабочем наконечнике. Внутри полого вала размещен стержень, неподвижно закрепленный на фланце, смонтированном на переднем по направлению прокола конце прокладываемого трубопровода. Устройство поворота выполнено в виде крышки с отверстием, обкатывающейся по смещенным поверхностям, вращающегося и поступательно движущегося вдоль продольной оси стержня эксцентрика (Пат. РФ №2477772, МПК E02F 5/18, опубл. 20.03.2013 г., бюл. №8).A known device adopted for the prototype for trenchless laying of pipelines by a puncture method, comprising a feed mechanism from a guide frame with horizontal and vertical guide rollers, with the possibility of their interaction with the outer surface of the laid pipeline, and a rope traction winch, a hollow cone-shaped working tip, the circular vibrator of which made in the form of an electric motor with a hollow shaft with a displaced center of gravity relative to the axis of rotation, and its stator is fixed to the working eat the tip. Inside the hollow shaft there is a rod fixedly mounted on a flange mounted on the front end of the pipeline being laid in the direction of the puncture. The rotation device is made in the form of a cover with an aperture running on offset surfaces, rotating and translationally moving along the longitudinal axis of the eccentric rod (Pat. RF No. 2477772, IPC E02F 5/18, publ. March 20, 2013, bull. No. 8).
Однако недостатками известного устройства являются сложность конструкции, увеличенная нагрузка на многие рабочие элементы устройства, снижающая срок их службы и повышающая их стоимость, наличие двух внутренних электрических приводов, связанных перемещаемыми кабелями с источником электроэнергии, что дополнительно усложняет конструкцию и снижает надежность эксплуатации устройства. При этом поперечные вибрационные колебания рабочего наконечника конической формы, несмотря на усложненную конструкцию устройства, практически не снижают значительно статические сопротивления при прокладке трубопровода, так как полый рабочий наконечник конической формы при прокладке трубопровода упирается в грунт, дополнительно уплотняя его. Поэтому для прокладки трубопровода требуется приложить к нему значительное усилие, развиваемое канатной лебедкой, с увеличенными нагрузками на все рабочие элементы устройства.However, the disadvantages of the known device are the design complexity, increased load on many working elements of the device, reducing their service life and increasing their cost, the presence of two internal electric drives connected by movable cables to an electric power source, which further complicates the design and reduces the reliability of the device. In this case, the transverse vibrational vibrations of the conical shaped working tip, despite the complicated design of the device, practically do not significantly reduce static resistance when laying the pipeline, since the hollow working conical shaped tip rests in the ground when laying the pipeline, further compacting it. Therefore, for laying the pipeline, it is required to apply considerable effort to it, developed by the cable winch, with increased loads on all working elements of the device.
Техническим результатом изобретения является упрощение конструкции устройства, повышение надежности и срока службы его эксплуатации, существенное уменьшение величины потребного усилия прокола и энергоемкости для его осуществления.The technical result of the invention is to simplify the design of the device, increase the reliability and service life of its operation, a significant reduction in the magnitude of the required puncture effort and energy consumption for its implementation.
Технический результат достигается тем, что в устройстве для бестраншейной прокладки трубопроводов способом прокола, содержащем подающий механизм из направляющей рамы с горизонтальными и вертикальными направляющими катками с возможностью их взаимодействия с внешней поверхностью прокладываемого трубопровода, и канатной тяговой лебедки, стержень, неподвижно закрепленный на фланце, смонтированном на переднем по направлению прокола конце прокладываемого трубопровода, с установленной на его конце шаровой опорой с возможностью опирания на нее рабочего наконечника конической формы, внутри полого рабочего наконечника на его участке цилиндрической формы, с его опиранием на фланец с помощью уплотнений, установлен электродвигатель кругового относительно оси стержня вращения, статор электродвигателя закреплен на стержне, а ротор - на внутренней поверхности горизонтального участка полого рабочего наконечника, на наружной поверхности конического участка рабочего наконечника закреплена винтовая поверхность шнекового типа.The technical result is achieved in that in a device for trenchless laying of pipelines by a puncture method containing a feed mechanism from a guide frame with horizontal and vertical guide rollers with the possibility of their interaction with the outer surface of the laid pipeline, and a cable traction winch, a rod fixedly mounted on a flange mounted on the front end in the direction of the puncture of the laid pipeline, with a ball bearing mounted on its end with the possibility of support on it a working tip of a conical shape, inside a hollow working tip on its portion of a cylindrical shape, with its bearing on the flange using seals, a circular motor relative to the axis of the rotation rod is installed, the stator of the electric motor is mounted on the rod, and the rotor is on the inner surface of the horizontal section of the hollow working tip, on the outer surface of the conical section of the working tip fixed screw surface of the screw type.
Устройство представлено на фиг.1 - продольный разрез, на фиг.2 - вид сверху на рабочий наконечникThe device is presented in figure 1 is a longitudinal section, in figure 2 is a top view of the working tip
Устройство для бестраншейной прокладки трубопроводов способом прокола содержит подающий механизм из направляющей рамы 1 с горизонтальными 2 и вертикальными 3 направляющими катками с возможностью их взаимодействия с внешней поверхностью прокладываемого трубопровода 4, и канатной лебедки 5 с тяговым канатом 6, неподвижной 7 и подвижной 8 траверсами. На фланце 9, смонтированном на переднем по направлению 10 прокола конце прокладываемого трубопровода 4, неподвижно закреплен стержень 11 с установленной на его конце шаровой опорой 12 с возможностью опирания на нее полого рабочего наконечника конической формы 13. Внутри полого рабочего наконечника 13 на его примыкающем к трубопроводу 4 участке цилиндрической формы, с его опиранием на фланец 9 с помощью уплотнений 14, установлен электродвигатель кругового относительно оси стержня 11 вращения. При этом статор 15 электродвигателя закреплен на стержне 11, а ротор 16 - на внутренней поверхности горизонтального участка полого рабочего наконечника 13. На наружной поверхности конического участка рабочего наконечника 13 закреплена винтовая поверхность шнекового типа 17.A device for trenchless laying of pipelines by a puncture method comprises a feed mechanism from a guide frame 1 with horizontal 2 and vertical 3 guide rollers with the possibility of their interaction with the outer surface of the laid pipeline 4, and a cable winch 5 with a traction rope 6, fixed 7 and movable 8 yoke. On the flange 9, mounted on the front end of the puncture direction 10 of the pipe 4 being laid, the rod 11 is fixedly mounted with a ball bearing 12 mounted on its end with the possibility of supporting the hollow working tip of the conical shape 13. Inside the hollow working tip 13 on its adjacent to the pipeline 4 section of a cylindrical shape, with its bearing on the flange 9 using seals 14, installed circular motor relative to the axis of the rod 11 of rotation. In this case, the stator 15 of the electric motor is fixed on the rod 11, and the rotor 16 is on the inner surface of the horizontal section of the hollow working tip 13. On the outer surface of the conical section of the working tip 13 is fixed a screw surface of the screw type 17.
Устройство действует следующим образом. Включаются канатная тяговая лебедка 5 и электродвигатель с закрепленным на стержне 11 статором 15 и закрепленным на внутренней поверхности цилиндрического участка рабочего наконечника 13 ротором 16. При этом трубопровод 4 начинает двигаться в направлении 10 при одновременном вращении с помощью ротора 16 полого рабочего наконечника 13 с закрепленной на его наружной поверхности винтовой поверхностью шнекового типа 17. За счет взаимодействия выступов винтовой поверхности шнекового типа 17 с породой происходит ее разрушение по всему периметру рабочего наконечника 13 со смещением разрушенной винтовым шнеком 17 породы в сторону, противоположную направлению 10 продвижения трубопровода 4. Благодаря этому существенно уменьшаются сопротивления продвижению трубопровода 4 при полном отсутствии динамических нагрузок на все конструктивные элементы устройства и минимизации мощности привода лебедки 5, а также нагрузок на тяговый канат 6 с неподвижной 7 и подвижной 8 траверсами. При этом значительное уменьшение потребного усилия для прокладки трубопровода 4 обеспечивается не только за счет снижения торцевой нагрузки, но и за счет значительного уменьшения величины сил трения рабочего наконечника 13 и трубопровода 4 о грунт благодаря размещению вокруг трубопровода 4 при его продвижении в направлении 10 измельченного винтовым шнеком 17 слоя породы.The device operates as follows. A rope traction winch 5 and an electric motor with a stator 15 fixed on the rod 11 and a rotor 16 fixed on the inner surface of the cylindrical portion of the working tip 13 are turned on. At the same time, the pipe 4 starts moving in direction 10 while the hollow working tip 13 is rotated with the rotor 16 and is fixed on the outer surface of the screw surface of the screw type 17. Due to the interaction of the protrusions of the screw surface of the screw type 17 with the rock, it is destroyed along the entire perimeter of the slave of the other tip 13 with the displacement of the rock destroyed by the screw screw 17 in the direction opposite to the direction 10 of the advancement of the pipeline 4. Due to this, the resistance to the advancement of the pipeline 4 is significantly reduced with the complete absence of dynamic loads on all structural elements of the device and minimization of the drive power of the winch 5, as well as loads on the traction rope 6 with fixed 7 and movable 8 traverses. At the same time, a significant reduction in the required effort for laying the pipeline 4 is provided not only by reducing the end load, but also by significantly reducing the friction forces of the working tip 13 and the pipe 4 against the soil due to the placement around the pipe 4 when moving in the direction of 10 crushed by a screw screw 17 layers of rock.
Таким образом, отличительные признаки изобретения обеспечивают, по сравнению с устройством-прототипом, упрощение конструкции устройства, повышение надежности и срока службы его эксплуатации, уменьшение величины потребного усилия прокола и энергоемкости для его осуществления.Thus, the distinguishing features of the invention provide, in comparison with the prototype device, a simplification of the design of the device, increasing the reliability and service life of its operation, reducing the magnitude of the required puncture effort and energy consumption for its implementation.
