Устройство для погружения трубы в грунт забиванием Советский патент 1991 года по МПК E02F5/18 

Фие.9

Изобретение относится к горной и строительной технике и может быть применено для забивания труб - кожухов при бестраншейной прокладке подземных коммуникаций, при забивании металлических свай и т.д.

Цель изобретения -- повышение надежности работы за счет повышения жесткости устройства для погружения трубы в грунт забиванием.

На фиг. 1 показано устройство, разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - вид Б на фиг. 1; на фиг. 4-9 - варианты выполнения устройства; на фиг. 10 - сечение В-В на фиг. 9; на фиг. 11 - сечение Г-Т на фиг. 9.

На переднюю часть ударного узла 1 монтируется втулка 2, которая снабжена упругим элементом - пружинами 3, выполнен- ными п виде, по крайней мере, трех лепестков, размещенных по окружности, например, со смещением на 120°. Наружный диаметр пружин 3 несколько больше внутреннего диаметра забиваемой трубы 4. На втулке выполнены передний и хвостовой радиальные выступы 5 и 6, между которыми смонтированы пружины 3. Диаметр хвостового радиального выступа 6 соответствует внешнему диаметру забиваемой трубы 4. Возможен вариант исполнения втулки 2 с углублениями 7 на цилиндрической ее поверхности либо со ступенчатыми поперечными углублениями 8 на одном из выступов, например на переднем 5, смещенными по оси и в радиальном направлении, для установки одного из концов пружины 3. Устройство может содержать поршень 9 (фиг. 6), размещенный в силовой камере 10. образованной внешней цилиндрической поверхностью втулки 2 и гильзы 11, охватывающей поршень 9, причем полость соединена с источником сжатого воздуха посредством магистрали 12 сжатого воздуха. Выступ 6 втулки 2 может быть снабжен кольцевым вкладышем 13, имеющим диаметр, соответствующий диаметру трубы 4 для взаимодействия с ней. Возможно использование од но го (фиг. 4) или нескольких дополнительных вкладышей 14 и 15. В последнем случае вкладыш 13 имеет наружный диаметр, соответствующий наружному диаметру забиваемой трубы 4, дополнительные вкладыши 14 и 15 имеют наружный диаметр меньше внутреннего диаметра забиваемой трубы 4. Воз- можно выполнение устройства с дополнительным упругим элементом в виде пружин 16, установленных на втулке 2 аксиально пружинам 3 со смещением по окружности на 60° относительно последних. Силовая камера 10 может быть расположена и между упругими элементами. В этом случае силовая камерэ 10 может быть выполнена в виде гильзы 11 с основным и дополнительным поршнями 9, каждый из

которых размещен на втулке 2 с возможностью осевого перемещения и поджзтия соответствующих пружин 16 и 3. При расположении поршня 9 в задней части втулки 2 (фиг. 10) он может иметь резьбовой

0 шток 17, размещенный в резьбовом отверстии 18 втулки 2. Пружины 3 могут иметь поперечные выступы 19 кольцеобразной формы (фиг. 4) на наружной поверхности. Эти выступы имеют треугольное продоль5 ное сечение. Образованный в сечении угол может быть острым и направлен в сторону передней части устройства.

Устройство работает следующим образом.

0С торца забиваемой трубы 4 устанавливают устройство, предназначенное для забивания трубы 4. При включении ударного узла 1 (подачей в него сжатого воздуха) создаются импупьсы,направленные в сторону

5 забиваемой трубы 4, в начальный момент необходимо поджимать устройство вперед, чтобы компенсировать силы отдачи, возникающие при работе ударного узла. Под действием ударного импульса устройство

0 продвигается в трубе 4. при этом пружины 3 деформируются. Возникающая между контактирующими поверхностями трубы 4 и пружин 3 сила трения компенсирует силу отдачи. Устройство продвигается в трубе до

5 тех пор, пока хвостовой радиальный выступ 6 упрется в торец трубы 4. Затем ударный импульс от ударного узла 1 через втулку 2 и радиальный выступ 6 передается на торец забиваемой трубы 4, что и предопределяет

0 продвижение последней в грунте. Для де- монгажа устройства из трубы 4 после завершения операции по забиванию ее в грунт необходимо изменить направление ударных импульсов, переключив режим работы

5 ударного узла 1. Ударный импульс в режиме реверса направлен в обратную сторону, что приводит к извлечению устройства из трубы 4. При выполнении радиального выступа 6 втулки 2 составным обеспечивается универ0 сальность устройства, т.е. можно, заменив один кольцевой вкладыш 14 с меньшим диаметром на другой с большим диаметром (фиг. 4). забивать трубы 4 различных диаметров. Если меняется внутренний диаметр

5 трубы 4, например увеличена толщина стенки трубы 4, устанавливается дополнительный вкладыш 15(фиг. 4), который уменьшает расстояние между кольцевыми выступами 5 и 6. Это приводит к дополнительной деформации в радиальном направлении пружин 3,

что гарантирует возникновение силы трения по поверхности контакта устройства и трубы 4. Для увеличения диапазона диаметров забиваемых труб 4 втулка 2 выполняется с углублениями 7 на цилиндрической поверхности втулки 2 (фиг. 6) либо со ступенчатыми углублениями 8 (фиг. 7). Устанавливая концы пружин 3 в углубления 7 или 8, поднимают пружины 3 над втулкой 2, т.е. увеличивают диаметр устройства в сечении, где установлены пружины 3.

В случае использования варианта устройства, показанного на фиг. 6. можно использовать втулку 2, у которой диаметр по сечению, где пружины 3 имеют максималь- ный прогиб, меньше внутреннего диаметра забиваемой трубы 4. При этом устройство устанавливается внутрь трубы.4. Затем по магистрали 12 подается сжатый воздух в силовую камеру 10, под действием которого поршень 9 смещается в осевом направлении, Максимально возможное смещение поршня 9 определяется длиной гильзы 1 1, Поршень 9 сжимает пружину 3, обеспечивая ее контакт с трубой 4. При этом возникает сила трения по поверхности контакта, удерживающая устройство в трубе 4. Поперечные выступы 19, имеющие п поперечном сечении треугольную форму, обеспечиваю более надежный контакт торцовых поверх- ностей устройства и забиваемой трубы 4 При ударном импульсе, направленном в сторону передней части трубы 4, происходит продвижение устройства вперед. Острые кромки поперечных выступов 19 пружины 3 сцепляются с внутренней поверхностью трубы 4, и после прохождения ударного импульса расстояние между острыми кромками поперечных выступов 19 и торцом выступа 6 уменьшается, что приво- дит к натяжению выступа 6 устройства к торцу забиваемой трубы 4. Чем лучше контакт устройства с торцом трубы 4. тем лучше передается ударный импульс or ударного узла 1 к забиваемой трубе 4.

При выполнении устройства с поршнем 9, соединенным со штоком 17, имеющим резьбу, можно регулировать силу прижима устройства к трубе 4, что достигается большим или меньшим закручиванием штока 17 в резьбу втулки 2. Такое регулирование исключает возникновение больших сил на пружинах 3, чем необходимо, что в конечном счете повышает долговечность конструкции.

При выполнении втулки 2 с двумя упругими элементами упрощается запуск устройства в трубу 4 и соединение между ними более надежно, особенно если используется труба 4, имеющая форму, отличную от

окружности (это бывает при использовании в качестве кожухов при бестраншейной прокладке подземных коммуникаций некондиционных труб либо бывших в употреблении). Этот эффект особенно ощутим, если использовать устройство, у которого одна система пружин смещена по окружности относительно другой, так как в случае наличия на внутренней поверхности трубы 4 локального выгиба, куда попадает пружина 3, пружина 16 попадает на другое место, где она обеспечит требуемый контакт устройства с трубой 4.

В варианте устройства по фиг. 8 необходимо сначала подать сжатый воздух в силовую камеру 10 по магистрали 12, а затем, после закрепления устройства в трубе -1, подать сжатый воздух в ударный узел 1. Под действием ударного импульса, создаваемого ударным узлом 1, устройство продвинется вперед и создаст гарантированный контакт ею с торцовой поверхностью трубы 4. Применение предлагаемого устройства для погружения трубы в грунт позволяет повысить удобство прч работе и одновременно исключить деформирование торца забиваемой трубы.

Формула изобретения 1. Устройство для погружения трубы в грунт забиванием, содержащее ударный узел, закрепленную в его передней части втулку для взаимодействия с торцом забиваемой трубы, на которой выполнены радиальные выступы и размещены упругие элементы по окружности между радиальными выступами, и приспособление для регулирования жесткости упругого элемента, о т- л и чающееся тем, что, с цепыо повышения надежности работы за счет повышения его жесткости, каждый упругий элемент выполнен в виде изогнутой пластинчатой пружины, установленной с возможностью взаимодейС(Вия средней частью с внутренней поверхностью трубы, а приспособление для регулирования жесткости упругого элемента выполнено в виде расположенных на внешней поверхности втулки углублений для размещения концов пружин.

2.Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что приспособление для регулирования жесткости упругого элемента выполнено в виде кольцевых вкладышей, установленных аксиально радиальному выступу.

3.Устройство поп. 1. о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что приспособление для регулирования жесткости упругого элемента выполнено в виде поперечных ступенчатых углублений на одном из радиальных выступов.

4.Устройство поп. 1,отличающее- с я тем, что приспособление для регулирования жесткости упругого элемента выполнено в виде углублений вдоль образующей поверхности втулки.

5.Устройство по п. 1,отличающее- с я тем, что приспособление для регулирования жесткости упругого элемента выполнено в виде силового поршня с резьбовым штоком, а втулка выполнена с резьбовым отверстием для размещения штока, при этом поршень размещен на втулке с возможностью осевого перемещения и поджа- тия пружин.

6.Устройство по п. 1,отличающее- с я тем, что приспособление для регулирования жесткости упругого элемента выполнено в виде гильзы, образующей с втулкой силовую камеру, и поршня, размещенного в последней с возможностью осевого переме- щения и поджатия пружин, при этом по

лость силовой камеры сообщена с магистралью сжатого воздуха.

7.Устройство по п. 1,отличающее- с я тем, что оно выполнено с дополнительным упругим элементом в виде пружин, при этом последний установлен на втулке аксиально основному упругому элементу.

8.Устройство по пп. 1и 7, отличающее с я тем, что пружины дополнительного упругого элемента смещены по окружности на 60° относительно пружин основного упругого элемента.

9.Устройство по пп. 1, 6, 7 и 8, о т л и чающееся тем, что оно выполнено с дополнительным поршнем для поджатия пружин дополнительного упругого элемента, а силовая камера размещена между упругими элементами.

10.Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е- е с я тем, что пружины выпопнены с поперечными выступами треугольного поперечного сечения на внешней поверхности.

Изобретение относится к горной и строительной технике и предназначено для забивания труб-кожухов в грунт. Цель изобретения - повышение надежности работы устройства за счет повышения его жесткости. На передней части ударного узла 1 размещают втулку 2 с радиальными передним и хвостовым выступами. Между последними устанавливают основной и дополнительный упругие элементы в виде изогнутых пластинчатых пружин 3 и 16 соог ветственно. Поджатие втулки 2 к трубе А обеспечивается приспособлением для регулирования жесткости упругого элемента за счет вращения резьбового штока 17 или подачи сжатого воздуха в силовую камеру, Поршень 9 перемещается и поджимает поу- жины 3, 16. Дополнительные кольцевые вкладыши обеспечивают возможность прокладки широкого сортамента труб по диаметру и толщине стенок. При включении ударного узла 1 втулка 2 перемешается з трубе 4 и хвостовой выступ опирается на торец трубы 4. Это обеспечивает мапую деформацию последней за счет центрирующего действия пружин 3 и 16. 9 з.п. ф-лы, 11 ил Л L- N-,

Нг

Фиг.1

А-А

Фиг. 2

Фиг.4

/ 5

И

Й/г.5

Вид Б

Фиг. 5

15

;5

/

/3

5

ИХ

II

at

6 01 U

0-2/70

2ES229l

Фиг.10

г-г

Фиг. 11