Устройство для бестраншейной прокладки трубопроводов продавливанием Советский патент 1992 года по МПК E02F5/18 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при строительстве городских подземных коммуникаций.

Известно устройство для бестраншейной прокладки трубопроводов, содержащее присоединенный к продавливаемой трубе оголовок, продавливающую раму, гидродомкраты и челнок для удаления грунта.

Недостатком устройства является значительная продолжительность вспомогательных операций на задавливамие одной трубы, что снижает производительность работ по прокладке трубопроводов.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для бестраншейной прокладки трубопроводов, включающее силовой механизм, оголовок, телескопический грунтонос с механизмом его фиксации воголовке и ограничители перемещения секций грунтоноса друг относительно друга.

Недостатком известного устройства является низкая эксплуатационная надежность, что связано с необходимостью удержания/рунтоноса у забоя с помощью лебедки, установленной в рабочем котловане. Для одновременного перемещения грунтоноса и продавливаемых труб необходима высокая степень синхронизации рабо-. ты лебедки и продавливающей установки. Поскольку указанные механизмы имеют независимые один от другого приводные устройства, то в процессе работы в результате их несогласованного действия возможны как обрыв удерживающего троса, так и поступление керна в оголовок при неточно ус тановленном грунтоносе у забоя. На замену троса или на удаление поступившего в оголовок грунта необходимо дополнительнее время, что приводит к увеличению доли вспомогательных операций в общем технологическом цикле работ и снижению скорости прокладки трубопроводов. Кроме того, расположение механизма фиксации секций друг относительно друга в нижней части грунтоноса не исключает попадание грунта в них. При этом возможно преждевременное срабатывание механизма фиксации секций грунтоноса, что также снижает его эксплуатационную надежность.

Целью изобретения является увеличение эксплуатационной надежности устройства.

Указанная цель достигается тем, что механизмы фиксации грунтоноса в оголовке размещены в ограничителях наружной секции и выполнены в виде кинематически связанных между собой ползунов, собачек, фиксаторов и подпружиненных клиньев, взаимодействующих с трапецеидальными выступами, установленными в оголовке.

причем подпружиненные клинья образуют поступательную пару с защелкой, контактирующей с фиксаторами, а механизмы фиксации секций друг относительно друга связаны с размещенной во внутренней секции диафрагмой и с ограничителями наружной секции.

В предлагаемом устройстве размещение механизма фиксации грунтоноса в ограничителях наружной секции и выполнение

5 его в виде кинематически связанных между собой ползунов, собачек, фиксаторов и подпружиненных клиньев позволяют надежно фиксировать его в оголовке без применения тягового троса лебедки на этапе заполнения

0 грунтоноса. Кроме того, конструкция механизма фиксации секций друг относительно друга исключает возможность попадания грунта в них. что обеспечивает заполнение всех секций грунтоноса расчетным объемом

5 грунта.

На фиг. 1 показано положение зафиксированного в оголовке грунтоноса перед поступлением грунтового керна в него; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1: на фиг. 3 разрез

0 Б-Б на фиг. 1: на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 1; на фиг. 5 аксонометрическое изображение собачки; на фиг. 6 - то же, ползуна; на фиг. 7 - то же. фиксатора; на фиг. 8 - фрагмент заполненного грунтоноса перед началом движения от забоя; на фиг. 9 - разрез Г-Г на фиг. 1.

Устройство состоит из оголовка 1. продавливаемых труб 2, грунтоноса 3 и силового механизма (не показан), предназначенного для задавливания труб. Оголовок 1 оснащен ножом 4. а на боковой поверхности установлены храповые рейки 5 и направляющие 6. На внутренней части ножа 4 размещены трапецеидальные выступы 7. обращенные короткой стороной к грунтоносу 3. Грунтонос 3 состоит из двух секций разного диаметра; внутренней 8. имеющей днище 9, и наружной 10 без днища. Во внутренней секции 8 грунтоноса 3 размещена диафрагма 11. оснащенная стойкими 12. сриксация секций в сложенном состоянии друг относительно друга осуществляется затворами, состоящими из подпружиненных.защелок 13, тросов 14 и

5 отклоняющих роликов 15 и 16, установленных на днище 9 и в верхней части стоек 12. Тросы пропущены через отклоняющие JDOлики 15 и 16 и одним концом присоединены к защелкам 13. а другим - жестко закреплены на днище 9 внутренней сек.ции 8. На стойках 12 между диафрагмой 11 и днищем 9 внутренней секции 8 установлены пружины 17. В передней части на наружных поверхностях наружной секции ТО расположены выступы 18, а на внутренней секции 8 - ограничители 19. В задней части на внутренней поверхности наружной секции 10 расположены ограничителиЗО в корпусе которых размещены механизмы фиксации, включающие ползуны 21, собачки 22 и фиксаторы 3.

Ползуны 21 снабжены направляющими 24. с помощью которых и под воздейстеием пружин 25 перемещаются в прорезях 26 корпусов ограничителей 20, занимая без воздействия дополнительной силы крайнее левое положение. Корпуса ползунов 21 имеют наклонные поверхности 27 и 28 и опорную Площадку 29 (фиг. 6). Наклонные части ползунов 21 предназначены для контактирования с одной стороны с ограничителями 19 внутреичей секции 9, а с.другой - с подпружиненными собачками 22. расположенными в корпусе ограничителей 20 наружной секции ТО. Опорная площадка

29предназначена для воздействия на фиксаторы 23, отодвигая их вправо и освобождая тем самым пространство для поворота собачек 22. Для обеспечения поворота. Подпружиненных собачек 22 вокруг осей

30в корпусах ползунов 21, ограничителей 20 и наружной секции 10 выполнены отверстия 31.32 и 33.

Собачки 22 имеют Г-образную форму и одним концом контактируют с- храповыми рейками 5, установленными в оголовке 1, а другим - с наклонными поверхностями 28 ползунов 21 и фиксаторами 23 (фиг. 5). Фиксаторы 23 перемещаются под действием пружин 34. Установка их в крайнем правом положений осуществляется с помощькэ проточки 35 и. защелки Зб, установленной на наружной стороне ограничителей 20 (фиг. 7). В передней части фиксаторов 23 выполнена выемка 37. имеющая форму, аналогичную форме нижней части собачек 22.

В корпусе защелок 36 имеются отвёр стия 38 с.наклонной поверхностью 39. С KOpfTycoM защелок 36 образуют поступательные пары подпружиненные клинья 40. которые проходят через Kopinyc ограничителей 20 по отверстиям 41, затем заключены в защитный кожух 42, закрепленный на боковой поверхности наружной секции 10 грунтоноса 3. и заканчиваются у передней кромки наружной секции 10. Длину клиньев 40 подбирают таким образом, что при воздействии на них трапецеидальных выступов 7 они, в свою очередь, передавая усилие на наклонную поверхность 39 защелок 36, выводят их из зацепления с проточками 35, расположенными на корпусе фиксаторов 23.

Защитные кожухи 42, имея большие 5 размеры, чем зазор между ограничителями 19 и внутренней поверхностью наружной секции 10, служат направляющими. Для свободного и управляемого перемещения внутренней 8 и наружной 10 секций грунтоноса

0 3 в корпусе ограничителей 19 выполнена выемка 43, имеющая аналогичную с кожухом 42 форму.

На боковой поверхности наружной секции 10 размещены ролики 44. а на днище 9

5 внутренней секции 8 - ролики 45.

Устройство работает следующим образом.

Первоначально отрывают рабочую и приемную камеры. В рабочей камере монтируют силовой механизм для продавливания оголовка 1 и труб 2. Затем с соблюдением заданного направления задавливают в массив оголовок 1, а поступивший в него грунтовый керн удаляют. К оголовку

5 присоединяют первую продавливаемую трубу 2 и в рабочую камеру опускают в сложенном виде (внутренняя секция 8 уложена в наружной 10 ИЗафиксирована защелками 13) грунтонос 3. Заводят его в продавливаемую трубу 2 и на роликах 44 подают на забой. При движении грунтоноса 3 в оголовке 1 выступы 18 взаимодействуют с направляющими 6, ориентируя грунтонос таким образом, чтобы собачки 22 наехали на храповые рейки 5. По мере приближения передней части грунтоноса 3 к ножу 4 трапецеидальные выступы 7 входят в соприкосновение с передней частью подпружиненных клиньев 40 и смещают их вправо.

0 При этом подпружиненные клинья 40. свободно перемещаясь в защитном кожухе 42 ив отверстии 41 в корпусе ограничителей 20. задней частью входят в отверстие 38 с наклонной поверхностью 39, расположе,н5 ное в корпусе защелок 36, и выводят их из зацепления с фиксаторами 23. Затем фиксаторы 23 под действием пружин перемещаются влево, а имеющиеся в их передней части выемки 37 надвигаются на собачки

0 22, ограничивая возможность их поворота

вокруг осей 30 и фиксируя грунтонос 3 у

забоя для приема грунта. Затем силовым

механизмом .осуществляется задавлива. ние трубы 2 на всю ее длину с зафиксированным в оголовке 1 грунтоносом 3. Сформированный ножом 4 грунтовый керн сначала поступает во внутреннюю секцию 8 грунтоноса 3 и. достигнув диафрагмы 11, перемещает ее к днищу 9. Расположенные на диафрагме 11 стойки 12 и отклоняющие

ролики 15 и 16 с помощью тросов 14 выводят защёлки 13 из зацепления с ограничителями 20. Расфиксированная внутренняя секция 8 грунтоноса 3 получает возмож-; ность под воздействием продолжающего поступать во внутреннее пространство оголовка 1 грунтового керна перемещаться вправо, освобождая место для размещения грунта в наружной секции 10. Перемещение внутренней секции 8 осуществляется на роликах 45, установленных на днище 9. Поступающий в наружную секцию 10 грунт, наполняя ее, постепенно сдвигает наполненную внутреннюю секцию 8 вправо до тех пор. пока ограничители 19, размещенные на внутренней секции 8, не достигнут ограничителей 20. расположенных на внешней секции Ю. Выемки 43, имеющиеся в корпусе ограничителей 19 внутренней секции 8, и кожухи 42, расположенные на наружной секции, образуют направляющую пару, исключая разворот секций друг относительно друга. При перемещении ограничители 19 воздействуют на наклонные поверхности 27 ползунов 21 и приводят их в движение. Перемещаясь строго направленно, благоларя направляющим 24, размещенным в прорезях 56, ползуны 21 опорной-площадкой 29 сначала отодвигают фиксаторы 23, а затем наклонной поверхностью 28, воздействуя на нижнюю часть соба-. чек 22, поворачивают их вокруг осей 30, выводя собачки 22 из зацепления с храповой рейкой 5 , что приводит к расфиксации грунтоноса 3.

Отверстия 31-33 расположены таким образом, что не препятствуют повороту собачек 22 вокруг осей 30. На конечной стадии перемещения внутренней секции 8 в зафиксированной наружной секции 10 грунтоноса 3 ограничители 19 и 20 соприкасаются между собой, фиксаторы 23 занимают крайнее правое положение и острия защелок 36, попадая в проточки 35и удерживают их в таком положении. Расфиксированный грунтонос 3 транспортируется по трубопроводу на роликах 44 и 45 в рабочую камеру, а затем на поверхность для разгрузки.

Операции в такой последовательности повторяются до -достижения оголовком 1 приемной камеры.

Предлагаемое устройство для бестраншейной прокладки трубопроводов продавливанием по сравнению с известным упрощает процесс фиксации грунтоноса в оголовке, поскольку отпадает необходимость синхронизировать операции по продавпиванию трубопровода и удержанию

грунтоноса тяговым тросом лебедки. Кроме

того, конструкция механизма фиксации секций друг относительно друга исключает возможность транспортировки от забоя

незаполненного грунтоноса. Указанные I преимущества позволяют сократить продолжительность и стоимость работ по прокладке трубопроводов.

Ф ормул а и 30 б рете н ия

Устройстро для бестраншейной прокладки трубопроводов продавливанием. включающее оголовок, связанный с силовым механизмом, размещенный в оголовке

телескопический грунтонос с наружной и внутренней секциями, установленные на обеих секциях ограничители перемещения, механизмы фиксации грунтоноса в оголовке и механизмы фиксаций секций друг относительно друга, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности устройства, оно снабжено диафрагмой, размещенной во внутренней секции, а механизмы фиксации грунтоноса

в оголовке выполнены в виде кинематически связанный между собой ползунов, собачек, фиксаторов, защелок, подпружиненных клиньев и трапецеидальнь1Х выступов, причем ползуны, собачки, фиксаторы и подпружиненные клинья размещены в ограничителях наружной секции с образованием поступательной пары между подпружиненным клином и защелкой, установленной с возможностью взаймодействия с фиксатором, а трапецеидальные выступы установлены в оголовке, при зтом механизмы фиксации секций друг относительно друга связаны с ограничителями наружной секции и диафрагмой.

70 JS 26

13221

12

Фие.г

Изобретение относится к горному делу и может быть исполъз&вано для прокладки- подземных хоммуникаций. Цель изобретения - увеличение эксплуатационной надежности устройства. Механизмы фиксацииотелескопического грунтоноса 3 в оголовке 1 размещены в ограничителях 20 наружной секции 10 грунтоноса 3. Они выполнены в виде кинемат ически связанных между собой ползунов 121. собачек 22. фиксаторов 23 и подпружиненных клиньев, взаимодействующих с трапецеидальными выступами, установленными в оголовке 1. Подп|ружи- ненные клинья 40 образукзт поступательную пару с защелкой 36. контактирующей с фиксаторами 23. Механизмы фиксации секций грунтоноса 3 относительно друг друга связаны с размещенной во внутренней секции 8 диафрагмой и с ограничителями наружной секции 10. Изобретение упрощает п|эоцесс фиксации грунтоноса 3 в оголовке 1 и обеспечивает возможность транспортировки незаполненного грунтоноса 3. 9 ил..V 7W» *гя7* злда,4.лл?ггл?«ли/ твД^А..:^,//,/,,/ ^ А '••' ' •• ' f ' г-^елс^ о ел00

352Z153Z 23

б-Б

Ч; . Фи8.5

Фиг. 4

30 22

Фиг, 5

Фиё. 6

W

.

vyxv x j x , «fyi-.

I ff.rff.fffff. .xw-w

Л 4 7 Л7 /5 2(7

t

35

г

, 1VVVW4VWW

Фие.8

го

/7