РАБОЧИЙ ОРГАН ПОДВОДНОГО ТРУБОЗАГЛУБИТЕЛЯ Российский патент 2019 года по МПК F16L1/16 E02F5/08 

Предлагаемое изобретение относится к оборудованию для разработки траншей под укладку трубопроводов, а именно для разработки траншей на морском дне при прокладке морских трубопроводов.

В настоящее время наиболее прогрессивной технологией выполнения землеройно-укладочных работ при прокладке трубопроводов является его укладка на грунт по проектной оси трассы с последующим отрытием под ним траншеи на проектную отметку, самопроизвольным его плавным опусканием на дно траншеи под действием собственного веса и последующей засыпкой траншеи желательно только что отрытым разрыхленным грунтом. Разработка и обратная засыпка траншеи после укладки в нее трубопровода выполняется комплексом из двух специализированных машин: трубозаглубителем и траншеезасыпателем. Известны конструкции рабочих органов для разработки подводных траншей различными типами земснарядов. Это рабочие органы гидромониторного и гидроэлеваторного типа, способные разрабатывать малосвязные грунты, но не эффективные при разработке глинистых и более прочных грунтов (В.И. Минаев «Машины для строительства магистральных газопроводов». Изд. «Недра», М., 1986 г. Стр. 391-404).

Для разработки более прочных грунтов гидроэлеваторные устройства дополняются механическими разрыхлителями фрезерного или черпакового типа (В.И. Минаев «Машины для строительства магистральных трубопроводов». Изд. «Недра», М, 1986 г. Стр. 404-411).

Получившие распространение фрезерно-гидроэлеваторные рабочие органы дноуглубительных механизмов наряду с положительными свойствами имеют существенные недостатки. Их работа под водой характеризуется повышенным расходом энергии на неизбежное вовлечение в рабочий процесс значительных масс окружающей воды и на тщательное размельчение разрабатываемого грунта, а также сложностью использования получаемой грунтовой пульпы для обратной засыпки подводной траншеи после укладки в нее трубопровода.

Подводный трубозаглубитель, оснащенный рабочими органами универсального одноковшового экскаватора, свободен от перечисленных недостатков фрезерно-элеваторных устройств, но обладает ограниченной производительностью из-за наличия всего двух ковшей в состава его рабочего оборудования (Патент РФ №2507431).

Более производительными являются рабочие органы черпаковых дноуглубительных земснарядов благодаря большому числу грунторазрабатывающих ковшей, одновременно находящихся в забое (В.И. Минаев «Машины для строительства трубопроводов», Изд. «Недра», М., 1986 г. Стр. 408 и 411). Однако применить такую конструкцию рабочего органа для разработки траншеи под трубопроводом практически не реально, так как цепной рабочий орган с грунторазрабатывающими ковшами не способен надежно работать с боковым наклоном.

Наиболее производительным из машин для разработки траншеи на суше под выложенном на поверхность грунта по оси трассы трубопроводом является двухроторный трубозаглубитель, рабочие органы которого содержат целый ряд ковшей, из которых несколько разрабатывают грунт одновременно (В.И. Минаев «Машины для строительства магистральныз трубопроводов», Изд. «Недра», М. 1986 г. стр. 222-224). Рабочий орган такого трубозаглубителя состоит из двух роторных колес, установленных с возможностью принудительного вращения на направляющих рамах зеркально друг к другу и оснащенных по периметру грунторазрабатывающими ковшами. В забое одновременно находится не менее четырех ковшей каждого роторного колеса, что обеспечивает трубозаглубителю этого типа повышенную производительность.

При отрытии траншеи под трубопроводом разработанный грунт поднимается ковшами роторных колес и высыпается на ленточные транспортеры, установленные на направляющих рамах роторных колес, и отсыпаются ими по обе стороны отрываемой траншеи, формируя аккуратные отвалы вынутого грунта, который затем будет снова возвращен в траншею следующей машиной - траншеезасыпателем на уже уложенный на ее дно трубопровод. Однако в случае использования подобной конструкции трубозаглубителя в подводном исполнении ленточные транспортеры работать не смогут.

Целью настоящего изобретения является создание простого, надежного и производительного рабочего органа подводного трубозаглубителя, обладающего при этом наименьшей энергоемкостью. Поставленная цель достигается тем, что предложен рабочий орган для заглубления морских трубопроводов, состоящий из двух зеркально расположенных друг к другу роторных колес, установленных с возможностью принудительного и синхронного вращения в направляющих рамах с боковыми транспортерами и оснащенные по периметру грунторазрабатывающими ковшами, в котором боковые транспортеры выполнены в виде лотков с наклоном вниз и в боковые стороны, а направляющие рамы соединены между собой горизонтальным шарниром с возможностью изменения взаимного наклона роторных колес друг к другу. Предлагаемое техническое решение поясняется чертежом, приведенном на следующем рисунке. Рабочий орган подводного трубозаглубителя состоит из двух зеркально расположенных друг к другу роторных колес 1, установленных на направляющих рамах 2 с возможностью принудительного и синхронного вращения при помощи двигателей и трансмиссионных передач самого трубозаглубителя (на рисунке не показаны). Роторные колеса 1 оснащены по периметру, как и у любого роторного экскаватора, грунторазрабатывающими ковшами 3. На направляющих рамах 2 каждого роторного колеса 1 установлены наклонные лотки 4, направленные в боковые стороны от роторных колес 1 и ориентированные вниз. Такая конструкция обеспечивается увеличенным диаметром роторных колес 1 по сравнению с сухопутным аналогом, так как в этих условиях отсутствуют ограничения транспортных габаритов, столь необходимые в сухопутном варианте. Направляющие рамы 2 роторных колес 1 соединены друг с другом горизонтальным шарниром 5, обеспечивающим изменение их наклона друг к другу при помощи приводных механизмов подводного трубозаглубителя (на рисунке не показаны).

Предложенное устройство работает следующим образом. На выложенный на морское дно трубопровод 6 устанавливается подводный трубозаглубитель и, разведя до строго вертикального положения роторные колеса 1 своего рабочего органа их разворотом вокруг шарнира 5, начинает заглублять его в грунт по обеим сторонам трубопровода 6, постепенно изменяю угол наклона роторных колес 1 друг к другу до момента их сближения под трубопроводом 6 согласно положению, изображенному на приведенном рисунке.

При этом разработка траншеи под трубопроводом 6 производится следующим образом. Вращаясь роторные колеса 1 своими ковшами 3 разрабатывают грунт под трубопроводов 6, поднимают его в верхнее положение роторных колес 1 и высыпают на наклонные лотки 4, с которых он скатывается и формирует на морском дне отвалы 7 по обе стороны образуемой подводной траншеи 8. При своем вращении оба роторных колеса 1 непосредственно разрабатывают в грунте две наклонные щели, а призма грунта над ними, будучи подкопана, разрушается под действием собственного веса и веса трубопровода 6 и, попадая в ковши 4 роторных колес 1, выносится ими и высыпается на наклонные лотки 4. Трубопровод 6 по мере отрытия под ним траншеи плавно и постепенно опускается на дно траншеи под действием собственного веса.

Изобретение относится к оборудованию для разработки траншей на морском дне при прокладке подводных трубопроводов и представляет собой простой, надежный и высокопроизводительный рабочий орган подводного трубозаглубителя для строительства и ремонта морских трубопроводов, обладающий при этом наименьшей энергоемкостью процесса разработки грунта. Рабочий орган подводного трубозаглубителя состоит из двух зеркально расположенных друг к другу роторных колес, установленных с возможностью принудительного и синхронного вращения. Роторные колеса оснащены по периметру грунторазрабатывающими ковшами и установлены в направляющих рамах с боковыми транспортерами, выполненными в виде лотков с наклоном вниз и в боковые стороны. Направляющие рамы соединены между собой горизонтальным шарниром с возможностью изменения взаимного наклона роторных колес друг к другу. 1 ил.

Рабочий орган подводного трубозаглубителя, состоящий из двух зеркально расположенных друг к другу роторных колес, установленных с возможностью принудительного и синхронного вращения в направляющих рамах с боковыми транспортерами и оснащенных по периметру грунторазрабатывающими ковшами, отличающийся тем, что боковые транспортеры выполнены в виде лотков с наклоном вниз и в боковые стороны, а направляющие рамы соединены между собой горизонтальным шарниром с возможностью изменения взаимного наклона роторных колес друг к другу.