Устройство для бестраншейной замены подземных трубопроводов Российский патент 2023 года по МПК F16L1/28 

Изобретение относится к строительному производству и может быть использовано для бестраншейной замены трубопроводов при ремонте и реконструкции подземных инженерных коммуникаций.

Известно устройство для бестраншейной замены подземных трубопроводов (патент РФ на изобретение №2491466, кл. F16L 1/028, опубл. 2013 г.), содержащее труборазрушающий рабочий орган с двумя дисковым ножами, выполненный из двух оснований с возможностью фиксированного радиального перемещения, расширитель для увеличения диаметра скважины, выполненный из четырех частей с возможностью фиксированного радиального перемещения, и тяговый элемент.

Также известно являющееся по технической сущности наиболее близким к предлагаемому техническому решению устройство для бестраншейной замены подземных трубопроводов (патент РФ на изобретение №2359164, кл. F16L 1/028, B23D 21/14, опубл. 2009 г. ), содержащее конический труборазрушающий рабочий орган с дисковым ножом и опорным катком, установленных друг напротив друга в вилках, расположенных в фигурных пазах и перемещающихся в них с помощью винтовой передачи, расширитель для увеличения диаметра скважины и тяговый элемент.

Недостатком данных устройств является их низкая надежность при разрушении старых и протаскивании новых трубопроводов разного диаметра.

В основу изобретения положена задача создания устройства, позволяющего разрушать старые трубопроводы и протаскивать новые трубопроводы разных диаметров с большей надежностью.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве для бестраншейной замены подземных трубопроводов, содержащем труборазрушающий рабочий орган с дисковым ножом и опорным катком, установленных друг напротив друга в вилках, расположенных в фигурных пазах, расширитель для увеличения диаметра скважины и тяговый элемент, согласно изобретению, труборазрушающий рабочий орган выполнен цилиндрическим, в фигурных пазах симметрично расположены червячные рейки, выполненные заодно с вилками, каждая рейка сопряжена с червячным валом, установленным в фигурном пазе с возможностью свободного вращения, на конце червячного вала выполнен паз под ключ для регулирования высоты червячной рейки с вилкой, так же на этом конце червячного вала установлен фиксатор для возможного фиксирования его вращения, расширитель выполнен в виде переднего и заднего корпусов, установленных на валу, и по меньшей мере трех лепестков каждый из которых соединен с зубчатой рейкой для возможности регулирования диаметра, зубчатые рейки расположены внутри переднего корпуса, а внутри заднего корпуса установлены спиральный диск и коническая шестерня, передний и задние корпусы соединены между собой разъемным соединением, на передней поверхности спирального диска выполнена спираль, а на задней поверхности спирального диска выполнены конические зубья, коническая шестерня сопряжена с задней поверхностью спирального диска, а зубчатые рейки сопряжены с передней поверхностью корпуса, в конической шестерне выполнено углубление под ключ для регулирования высоты зубчатых реек с лепестками и изменения диаметра, на внешней поверхности каждого лепестка выполнено по меньшей мере по одному отверстию для крепления с новым трубопроводом.

Эти отличия позволяют сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию «новизна». Признаки, отличающие заявляемое устройство от прототипа, не выявлены в других технических решениях и, следовательно, обеспечивают заявляемому решению соответствие критерию «изобретательский уровень».

Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг. 1 показано предлагаемое устройство (продольное сечение); на фиг. 2 показан вид А на фиг. 1 (грунт, расширитель, старый и новый трубопроводы не показаны); на фиг. 3-разрез Б-Б фиг. 1 (грунт, расширитель, старый и новый трубопроводы не показаны); на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 1 (грунт, старый и новый трубопроводы не показаны); на фиг. 5 - вид Г на фиг. 1 (грунт, старый трубопровод, труборазрушающий рабочий орган не показаны); на фиг. 6 -выносной элемент Д на фиг. 1; на фиг. 7 - сопряжение конической шестерни, спирального диска и зубчатых реек, соединенных с лепестками (вал, передний и задний корпусы, старый и новый трубопровод не показаны); на фиг. 8 - передний корпус с зубчатыми рейками (вид сзади); на фиг. 9 - задний корпус со спиральным диском и конической шестерней (вид спереди).

Устройство для бестраншейной замены подземных трубопроводов, содержит труборазрушающий рабочий орган 1, расширитель для увеличения диаметра скважины 2 и тяговый элемент 3. Труборазрушающий рабочий орган 1 выполнен цилиндрическим с двумя фигурными пазами 4, 5 внутри, расположенными друг напротив друга. В фигурном пазе 4 установлена вилка 6 с опорным катком 7. В фигурном пазе 5 установлена вилка 8 с дисковым ножом 9 для разрезания старого трубопровода 10. Вилки 6, 8 выполнены заодно с червячными рейками И, 12. Червячная рейка 11 сопряжена с червячным валом 13, а червячная рейка 12 - с червячным валом 14. Червячные рейки 11, 12 и червячные валы 13, 14 также установлены в фигурных пазах 4, 5. Для обеспечения возможности свободного вращения червячных валов 13, 14 на их концах установлены подшипники 15-18. На один из концов червячных валов 13, 14 установлены соответственно подшипники 15, 17, закрепленные в перегородке 19 труборазрушающего рабочего органа 1, а на другой - подшипники 16, 18, закрепленные в съемных крышках 20, 21 труборазрушающего рабочего органа 1. Устройство для бестраншейной замены подземных трубопроводов оснащено съемными крышками 20, 21 для возможности его оперативного монтажа и демонтажа, а также для защиты пазов 4, 5 от загрязнений. На концах червячных валов 13, 14, установленных в съемных крышках 20, 21, выполнены пазы под ключ 22, 23 для регулирования высоты червячной рейки с вилкой и изменения диаметра разрезаемого старого трубопровода 10. Так же на этих концах червячных валов 13, 14 установлены съемные фиксаторы 24, 25 для возможного фиксирования их вращения с помощью фиксирующих винтов 26, 27. Для предотвращения выпадания фиксаторов 24, 25 из концов червячных валов 13, 14 в съемных крышках 20, 21 установлены стопорные кольца 28, 29.

Расширитель для увеличения диаметра скважины 2 выполнен в виде переднего 30 и заднего корпуса 31, установленных на валу 32, а также трех лепестков 33-35 с возможностью регулирования диаметра. В переднем корпусе 30 установлены зубчатые рейки 36-38, а в заднем корпусе 31 -спиральный диск 39 и коническая шестерня 40. Передний 30 и задний корпус 31 соединены между собой шпильками 41. На передней поверхности спирального диска 39 выполнена спираль 42. На задней поверхности спирального диска 39 выполнены конические зубья 43. Зубчатые рейки 36-38 сопряжены с передней поверхностью спирального диска 39. Коническая шестерня 40 сопряжена с задней поверхностью спирального диска 39. Каждая из зубчатых реек 36-38 соединена соответственно с одним из лепестков 33-35. На внешней поверхности каждого лепестка 33-35 выполнены отверстия 44 для крепления нового трубопровода 45. В конической шестерне 40 выполнено углубление под ключ 46 для регулирования высоты зубчатых реек 36-38 с лепестками 33-35 и изменения диаметра расширителя 2 и соответственно диаметра нового трубопровода 45.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Перед работой осуществляют регулировку положения вилок 6, 8 согласно диаметру разрезаемого старого трубопровода 10. За счет вращения ключа, вставленного в паз под ключ 22, происходит вращение червячного вала 13, который, сопрягаясь с червячной рейкой 11, поднимает или опускает вилку 6 с опорным катком 7 в зависимости от того в какую сторону осуществляется вращение. Аналогично, вращая ключ, вставленный в паз под ключ 23, осуществляется вращение червячного вала 14, который сопрягаясь с червячной рейкой 12, поднимает или опускает вилку 8 с дисковым ножом 9. После достижения необходимого диаметра червячный вал 13 фиксируют в требуемом положении с помощью съемного фиксатора 24 с фиксирующим винтом 26 и стопорным кольцом 28, а червячный вал 14 - с помощью съемного фиксатора 25 с фиксирующим винтом 27 и стопорным кольцом 29.

Затем выполняют регулировку положения лепестков 33-35 расширителя 2 согласно диаметру нового трубопровода 45. За счет вращения ключа, вставленного в углубление под ключ 46, происходит вращение конической шестерни 40, которая, сопрягаясь с спиральным диском 39, приводит его во вращение. При вращении спиральный диск 39, сопрягаясь с зубчатыми рейками 36-38, одновременно поднимает или опускает их вместе с лепестками 33-35 в зависимости от того в какую сторону осуществляется вращение.

После завершения регулировки, устройство располагают в одном из приямков. Далее устройство заводят в старый трубопровод 10, предварительно соединив с новым пластмассовым трубопроводом 45 и пропущенным через старый трубопровод 10 тяговым элементом 3 с гидродомкратом (на фигурах не показан). При этом дисковый нож 9 устройства размещают в нижней части старого трубопровода 10. После включения гидродомкрата он с помощью тягового элемента 3 начинает статически (безударно) затягивать труборазрушающий рабочий орган 1 с расширителем 2 и новым пластмассовым трубопроводом 45 в старый трубопровод 10. Двигаясь вперед, труборазрушающий рабочий орган 1 разрезает старый трубопровод 10 дисковым ножом 9, деформирует и вдавливает его расширителем 2 в грунт, одновременно затягивая новый пластмассовый трубопровод 24 по формируемой скважине. Причем расширитель 2 вытягивает старый трубопровод 10 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, тем самым позволяя облегчить движение устройства. После выхода устройства из скважины его разбирают и прочищают от возможного их загрязнения, например, частицами грунта, отложениями, ржавчиной и обломками старого трубопровода 10, а затем, в случае необходимости, подготавливают к разрушению старого трубопровода 10 другого диаметра.

Предлагаемое устройство для бестраншейной замены подземных трубопроводов позволит повысить надежность разрушения старых и протаскивания новых трубопроводов разного диаметра.

Изобретение относится к строительному производству и может быть использовано для бестраншейной замены подземных трубопроводов. Устройство содержит цилиндрический труборазрушающий рабочий орган с дисковым ножом и опорным катком, установленными напротив друг друга в вилках, расположенных в фигурных пазах, расширитель для увеличения диаметра скважины и тяговый элемент. В фигурных пазах симметрично расположены червячные рейки, выполненные заодно с вилками. Каждая рейка сопряжена с червячным валом, установленным в фигурном пазе с возможностью свободного вращения. На конце червячного вала выполнен паз под ключ для регулирования высоты червячной рейки с вилкой и установлен фиксатор для возможного фиксирования его вращения. Расширитель выполнен в виде разъемно соединенных переднего и заднего корпусов, установленных на валу, и по меньшей мере трех лепестков, каждый из которых соединен с зубчатой рейкой для возможности регулирования диаметра. Зубчатые рейки расположены внутри переднего корпуса. Внутри заднего корпуса установлены спиральный диск и коническая шестерня. На задней поверхности спирального диска выполнены конические зубья. Коническая шестерня сопряжена с задней поверхностью спирального диска. Зубчатые рейки сопряжены с передней поверхностью корпуса. В конической шестерне выполнено углубление под ключ для регулирования высоты зубчатых реек с лепестками и изменения диаметра. На внешней поверхности лепестков выполнены отверстия для крепления с новым трубопроводом. Технический результат - возможность одновременного разрушения старых и протаскивания новых трубопроводов разных диаметров с большей надежностью. 9 ил.

Устройство для бестраншейной замены подземных трубопроводов, содержащее труборазрушающий рабочий орган с дисковым ножом и опорным катком, установленными напротив друг друга в вилках, расположенных в фигурных пазах, расширитель для увеличения диаметра скважины и тяговый элемент, отличающееся тем, что труборазрушающий рабочий орган выполнен цилиндрическим, в фигурных пазах симметрично расположены червячные рейки, выполненные заодно с вилками, каждая рейка сопряжена с червячным валом, установленным в фигурном пазе с возможностью свободного вращения, на конце червячного вала выполнен паз под ключ для регулирования высоты червячной рейки с вилкой, также на этом конце червячного вала установлен фиксатор для возможного фиксирования его вращения, расширитель выполнен в виде переднего и заднего корпусов, установленных на валу, и по меньшей мере трех лепестков, каждый из которых соединен с зубчатой рейкой для возможности регулирования диаметра, зубчатые рейки расположены внутри переднего корпуса, а внутри заднего корпуса установлены спиральный диск и коническая шестерня, передний и задние корпусы соединены между собой разъемным соединением, на передней поверхности спирального диска выполнена спираль, а на задней поверхности спирального диска выполнены конические зубья, коническая шестерня сопряжена с задней поверхностью спирального диска, а зубчатые рейки сопряжены с передней поверхностью корпуса, в конической шестерне выполнено углубление под ключ для регулирования высоты зубчатых реек с лепестками и изменения диаметра, на внешней поверхности каждого лепестка выполнено по меньшей мере по одному отверстию для крепления с новым трубопроводом.