Устройство для бестраншейной замены трубопровода Российский патент 2024 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 № 2386070, кл. F16L 1/028, опубл. 2010 г.), содержащее труборазрушающий рабочий орган с двумя опорными катками и двумя дисковыми ножами с возможностью фиксированного радиального перемещения в направляющих, расширитель для увеличения диаметра скважины 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 № 2491466, кл. F16L 1/028, опубл. 2013 г.), содержащее труборазрушающий рабочий орган с двумя дисковыми ножами, расположенных в разъемных частях корпуса и перемещающихся с ними с помощью винтовой передачи, расширитель, состоящий из четырех частей усеченного конуса для увеличения и регулирования диаметра скважины с помощью винтовой передачи, и тяговый элемент.

Недостатком данных устройств является отсутствие возможности одновременного (синхронного) регулирования положения ножей и диаметра расширителя. Это уменьшает производительность процесса регулировки устройства, что, в свою очередь, снижает производительность процесса бестраншейной замены трубопроводов в целом.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве для бестраншейной замены подземных трубопроводов, содержащем разъемный труборазрушающий рабочий орган, состоящий из двух частей, с установленными друг напротив друга двумя дисковыми ножами, расширитель для увеличения диаметра скважины, состоящий из четырех частей усеченного конуса, и тяговый элемент, согласно изобретению, в частях труборазрушающего рабочего органа выполнено по фигурному пазу, фигурные пазы совмещены друг с другом, перед дисковыми ножами установлено по опорному катку, при этом продольные оси дисковых ножей перпендикулярны продольным осям опорных катков, дисковые ножи и опорные катки расположены в вилках с наружной резьбой, а вилки расположены в стаканах с внутренней резьбой, каждый стакан выполнен заодно с валом-шестерней конической, между валами-шестернями коническими установлена промежуточная вал-шестерня коническая, продольная ось промежуточной вала-шестерни конической перпендикулярна продольным осям валов-шестерней конических, приводная вал-шестерня коническая установлена внутри фигурных пазов, продольная ось приводной вала-шестерни конической соосна продольной оси промежуточной вала-шестерни конической, расширитель для увеличения диаметра скважины включает разъемное основание, внутри которого выполнено по дополнительному фигурному пазу, дополнительные фигурные пазы совмещены друг с другом, внутри основания расположены дополнительные валы-шестерни конические, выполненные заодно с дополнительными стаканами с внутренней резьбой, в дополнительных стаканах с внутренней резьбой расположено по стойке, выполненными заодно с дополнительными валами с наружной резьбой, каждая из стоек соединена с частью усеченного конуса, между дополнительными валами-шестернями коническими установлена дополнительная промежуточная вал-шестерня коническая, продольная ось дополнительной промежуточной вала-шестерни конической перпендикулярна продольным осям дополнительных валов-шестерней конических, дополнительная приводная вал-шестерня коническая установлена внутри дополнительных фигурных пазов, продольная ось дополнительной приводной вала-шестерни конической соосна продольной оси дополнительной промежуточной вала-шестерни конической.

Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг. 1 показано предлагаемое устройство (продольное сечение); на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1 (грунт, старый и новый трубопроводы не показаны); на фиг. 3 - вид Б на фиг. 2; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 1 (грунт, старый и новый трубопроводы не показаны); на фиг. 5 - разрез Г-Г на фиг. 1 (грунт, старый и новый трубопроводы не показаны).

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 разъемным с фигурными пазами 4, 5, совмещенными друг с другом. В труборазрушающем рабочем органе расположены валы с наружной резьбой 6,7, выполненные заодно с вилками 8, 9 для опорных катков 10, 11. Валы с наружной резьбой 6,7 расположены в стаканах с внутренней резьбой 12,13. Стаканы с внутренней резьбой 12, 13 выполнены заодно с валами-шестернями коническими 14, 15. Вал-шестерня коническая 14 и стакан с внутренней резьбой 12 фиксируются на подшипниках 16. Вал-шестерня коническая 15 и стакан с внутренней резьбой 13 фиксируются на подшипниках 17. Вилки 8, 9 установлены в съемных фиксаторах 18, 19 для фиксирования положения опорных катков 10, 11 с помощью фиксирующих винтов 20, 21. Для предотвращения выпадания съемных фиксаторов 18, 19 из концов вилок 8, 9, в съемных фиксаторах 18, 19 установлены стопорные кольца 22, 23. Валы с наружной резьбой 24, 25 выполнены заодно с вилками 26, 27 для дисковых ножей 28, 29, предназначенных для разрезания старого трубопровода 30. Опорные катки 10, 11 установлены перед дисковыми ножами 28, 29. Продольные оси a-a, b-b дисковых ножей 28, 29 перпендикулярны продольным осям опорных катков c-c, d-d (фиг. 1, фиг. 2). Валы с наружной резьбой 24, 25 расположены в стаканах с внутренней резьбой 31, 32. Стаканы с внутренней резьбой 31, 32 выполнены заодно с валами-шестернями коническими 33, 34. Вал-шестерня коническая 33 и стакан с внутренней резьбой 31 зафиксированы на подшипниках 35. Вал-шестерня коническая 34 и стакан с внутренней резьбой 32 зафиксированы на подшипниках 36. Вилки 26, 27 установлены в съемных фиксаторах 37, 38 для фиксирования положения дисковых ножей 28, 29 с помощью фиксирующих винтов 39, 40. Для предотвращения выпадания съемных фиксаторов 37, 38 из концов вилок 26, 27, в съемных фиксаторах 37, 38 установлены стопорные кольца 41, 42. Между валами-шестернями коническими 14, 15 и 33, 34 установлена промежуточная вал-шестерня коническая 43, зафиксированная на подшипнике 44. Продольная ось e-e промежуточной вала-шестерни конической 43 перпендикулярна продольным осям f-f, g-g, h-h, i-i валов-шестерней конических 14, 15, 33, 34 (фиг. 1, фиг. 2). Приводная вал-шестерня коническая 45 установлена внутри фигурных пазов 4, 5 и зафиксирована на подшипнике 46. Продольная ось j-j приводной вала-шестерни конической 45 соосна продольной оси e-e промежуточной вала-шестерни конической 43 (фиг. 1, фиг. 2). На конце приводной вала-шестерни конической 45 выполнена крышка 47, в которой установлен фиксирующий винт 48 для предотвращения прокручивания приводной вала-шестерни конической 45. Внутри крышки 47 выполнен паз под ключ 49 (фиг. 3).

Расширитель для увеличения диаметра скважины 2 состоит из разъемного основания 50, внутри которого выполнено по дополнительному фигурному пазу 51, 52, и четырех частей усеченного конуса 53-56. Дополнительные фигурные пазы 51, 52 совмещены друг с другом. Внутри разъемного основания 50 расположены дополнительные валы с наружной резьбой 57, 58, выполненные заодно со стойками 59, 60, которые соединены с частями усеченного конуса 53, 54 с помощью винтов 61, 62. Дополнительные валы с наружной резьбой 57,58 расположены в дополнительных стаканах с внутренней резьбой 63, 64. Дополнительные стаканы с внутренней резьбой 63, 64 выполнены заодно с дополнительными валами-шестернями коническими 65, 66. Дополнительная вал-шестерня коническая 65 и дополнительный стакан с внутренней резьбой 63 зафиксированы на подшипниках 67. Дополнительная вал-шестерня коническая 66 и дополнительный стакан с внутренней резьбой 64 зафиксированы на подшипниках 68. Дополнительные валы с наружной резьбой 69, 70, выполненные заодно со стойками 71, 72, которые соединены с частями усеченного конуса 55, 6 с помощью винтов 73, 74. Дополнительные валы с наружной резьбой 69, 70 расположены в дополнительных стаканах с внутренней резьбой 75, 76. Дополнительные стаканы с внутренней резьбой 75, 76 выполнены заодно с дополнительными валами-шестернями коническими 77, 78. Дополнительная вал-шестерня коническая 77 и дополнительный стакан с внутренней резьбой 75 зафиксированы на подшипниках 79. Дополнительная вал-шестерня коническая 78 и дополнительный стакан с внутренней резьбой 76 зафиксированы на подшипниках 80. Между дополнительными валами-шестернями коническими 65, 66 и 77, 78 установлена дополнительная промежуточная вал-шестерня коническая 81, зафиксированная на подшипнике 82. Продольная ось k-k дополнительной вала-шестерни конической 81 перпендикулярна продольным осям l-l, m-m, n-n, o-o дополнительных валов-шестерней конических 65, 66, 77, 78 (фиг. 1, фиг. 4). Дополнительная приводная вал-шестерня коническая 83 установлена внутри дополнительных фигурных пазов 51, 52 и зафиксирована на подшипнике 84. Продольная ось p-p дополнительной приводной вала-шестерни конической 83 соосна продольной оси k-k промежуточной вал-шестерни конической 81(фиг. 1). На конце дополнительной приводной вала-шестерни конической 83 выполнена крышка 85, в которой установлен фиксирующий винт 86 для предотвращения прокручивания дополнительной приводной вала-шестерни конической 83. Внутри крышки 85 установлен дополнительный паз под ключ 87. На внешней стороне каждой части усеченного конуса 53-56 (фиг. 5) выполнено несквозное отверстие 88 для крепления нового трубопровода 89.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Перед работой осуществляется регулировка положения вилок 8, 9 и вилок 26, 27 согласно диаметру разрезаемого старого трубопровода 30. Регулировка положения опорных катков 10,11 и дисковых ножей 28, 29 осуществляется одновременно (синхронно) с помощью вращения ключа, вставленного в паз под ключ 49, за счет вращения приводной вала-шестерни конической 45, которая передает одновременное вращение валам-шестерням коническим 14, 15, 33, 34. Опорные катки 10, 11 и дисковые ножи 28, 29 поднимаются или опускаются в зависимости от того, в какую сторону осуществляется вращение приводной вала-шестерни конической 45 ключом. При этом опорные катки 10, 11 и дисковые ножи 28, 29 устанавливаются вдоль движения устройства в старом трубопроводе 30. После достижения необходимого диаметра крышка 47 фиксируется с помощью фиксирующего винта 48 от произвольного вращения во время работы устройства.

Затем выполняется регулировка четырех частей 53-56 усеченного конуса расширителя 2 согласно диаметру нового трубопровода 89. За счет вращения ключа, вставленного в дополнительный паз под ключ 87, происходит вращение дополнительной приводной вала-шестерни конической 83, которая передает одновременное вращение валам-шестерням коническими 65, 66, 77, 78. Происходит синхронная регулировка положения стоек 59, 60, 71, 72 с частями 53-56 усеченного конуса расширителя 2.

После завершения регулировки, устройство располагают в одном из приямков. Далее устройство заводят в старый трубопровод 30, предварительно соединив с новым пластмассовым трубопроводом 89 и пропущенным через старый трубопровод 30 тяговым элементом 3 с гидродомкратом (на фигурах не показан). При этом дисковые ножи 28, 29 устройства расположены горизонтально, а опорные катки 10, 11 вертикально. После включения гидродомкрата он с помощью тягового элемента 3 начинает статически (безударно) затягивать труборазрушающий рабочий орган 1 с расширителем 2 и новым пластмассовым трубопроводом 89 в старый трубопровод 30. Двигаясь вперед, труборазрушающий рабочий орган разрезает старый трубопровод 30 дисковыми ножами 28, 29 на две части, раздвигает, деформирует и вдавливает его частями 53-56 усеченного конуса расширителя в грунт, одновременно затягивая новый пластмассовый трубопровод 89 по формируемой скважине. После выхода устройства из скважины его разбирают и прочищают от возможных загрязнений, например, частицами грунта, отложениями, ржавчиной и обломками старого трубопровода 30, а затем, в случае необходимости, подготавливают к разрушению старого трубопровода 30 и протаскивания нового трубопровода 89 других диаметров.

Предлагаемое устройство для бестраншейной замены подземных трубопроводов позволит увеличить производительность процесса регулировки устройства, что, в свою очередь, повысит производительность процесса бестраншейной замены трубопроводов в целом, за счет одновременного (синхронного) регулирования положения ножей и диаметра расширителя.

Изобретение относится к строительному производству и может быть использовано для бестраншейной замены трубопроводов. Устройство состоит из частей труборазрушающего рабочего органа, в которых выполнено по фигурному пазу. Фигурные пазы совмещены друг с другом. Перед дисковыми ножами установлено по опорному катку. При этом продольные оси дисковых ножей перпендикулярны продольным осям опорных катков. Дисковые ножи и опорные катки расположены в вилках с наружной резьбой, а вилки расположены в стаканах с внутренней резьбой. Каждый стакан выполнен заодно с валом-шестерней конической. Между валами-шестернями коническими установлена промежуточная вал-шестерня коническая. Продольная ось промежуточной вала-шестерни конической перпендикулярна продольным осям валов-шестерней конических. Приводная вал-шестерня коническая установлена внутри фигурных пазов. Расширитель для увеличения диаметра скважины включает разъемное основание, внутри которого выполнено по дополнительному фигурному пазу. Дополнительные фигурные пазы совмещены друг с другом. Внутри основания расположены дополнительные валы-шестерни конические, выполненные заодно с дополнительными стаканами с внутренней резьбой. В дополнительных стаканах с внутренней резьбой расположено по стойке, выполненными заодно с дополнительными валами с наружной резьбой. Каждая из стоек соединена с частью усеченного конуса. Между дополнительными валами-шестернями коническими установлена дополнительная промежуточная вал-шестерня коническая. Продольная ось дополнительной промежуточной вала-шестерни конической перпендикулярна продольным осям дополнительных валов-шестерней конических. Дополнительная приводная вал-шестерня коническая установлена внутри дополнительных фигурных пазов. Продольная ось дополнительной приводной вала-шестерни конической соосна продольной оси дополнительной промежуточной вала-шестерни конической. Устройство позволит увеличить производительность процесса регулировки за счет синхронного регулирования положения ножей и диаметра расширителя. 5 ил.

Устройство для бестраншейной замены подземных трубопроводов, содержащее разъемный труборазрушающий рабочий орган, состоящий из двух частей, с установленными друг напротив друга двумя дисковыми ножами, расширитель для увеличения диаметра скважины, состоящий из четырех частей усеченного конуса, и тяговый элемент, отличающееся тем, что в частях труборазрушающего рабочего органа выполнено по фигурному пазу, фигурные пазы совмещены друг с другом, перед дисковыми ножами установлено по опорному катку, при этом продольные оси дисковых ножей перпендикулярны продольным осям опорных катков, дисковые ножи и опорные катки расположены в вилках с наружной резьбой, а вилки расположены в стаканах с внутренней резьбой, каждый стакан выполнен заодно с валом-шестерней конической, между валами-шестернями коническими установлена промежуточная вал-шестерня коническая, продольная ось промежуточной вала-шестерни конической перпендикулярна продольным осям валов-шестерней конических, приводная вал-шестерня коническая установлена внутри фигурных пазов, продольная ось приводной вала-шестерни конической соосна продольной оси промежуточной вала-шестерни конической, расширитель для увеличения диаметра скважины включает разъемное основание, внутри которого выполнено по дополнительному фигурному пазу, дополнительные фигурные пазы совмещены друг с другом, внутри основания расположены дополнительные валы-шестерни конические, выполненные заодно с дополнительными стаканами с внутренней резьбой, в дополнительных стаканах с внутренней резьбой расположено по стойке, выполненными заодно с дополнительными валами с наружной резьбой, каждая из стоек соединена с частью усеченного конуса, между дополнительными валами-шестернями коническими установлена дополнительная промежуточная вал-шестерня коническая, продольная ось дополнительной промежуточной вала-шестерни конической перпендикулярна продольным осям дополнительных валов-шестерней конических, дополнительная приводная вал-шестерня коническая установлена внутри дополнительных фигурных пазов, продольная ось дополнительной приводной вала-шестерни конической соосна продольной оси дополнительной промежуточной вала-шестерни конической.