Установка горизонтального бурения Советский патент 1982 года по МПК E02F5/18 

1

Изобретение относится к строительству, а именно к устройствам для бестраншейной прокладки подземных инженерных коммуникаций, и может быть использовано при строительстве закрытых переходов любого торцового геометрического сечения под автомобильными и железнодорожными магистралями, зданиями и другими инженерными сооружениями.

Известно устройство для горизонтального бурения скважин в грунте, включающее двигатель, фрезерный рабочий орган и механизм удаления грунта, выполненный в виде полой трубы, на одном конце которой смонтирован рабочий орган, а другой кинематически соединен с двигателем, причем на внутренней поверхности 0е образованы лопасти, расположенные под углом к продольной оси полой трубы. Кроме того, внутри по- . лой трубы вдоль ее боковой поверх. ности установлена водопроводящая труба, а ло периферии наружной поверхности полой трубы при помощи эксцентричных кронштейнов смон тированы роликовые опоры р 3

Недостатком такого устройства является то, что значительная часть энергии затрачивается на взаимное перемещение слоев грунта. Смачиваto ние грунтовых частиц ведет к их налипанию на лопастях полого транспортирующего рабочего органа. Обильное смачив.ание приводит к образованию пульпы, что ограничивает область

ts применения установки. Для осуществления проходки требуются большие усилия подачи и крутящий момент. Возникающий реактивный момент, от рабочих органов на установку, приводит к вращению прокладываемой трубы относительно разрабатываюи его забой рабочего органа. Кроме того, при заглублении объектов инженерных сооружении различного геометрического профиля необходимость устройства круглой скважины становится нерациональной, связанной с дополнительными энергозатратами. Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности является установка горизонтального бурения, включающая базовую машину, на которой смонтировано приемное устройство, рабочий, орган, выполненный в.виде помещенной в защитный кожух вращаемой трубы с кольцевой фрезой на обращенном к забою торце, и винтовыми направляющими для транспортировки отработанного грунта, закрепленными на внутренней боковой поверхности трубы, в которой образованы сквозные отверстия для выброса отработанного грунта. На наружной боковой поверхности трубы закреплена винтовая секция для перемещения грунта размещенная в образованной боковыми поверхностями вращаемой трубы и защитного кожуха, сообщающейся с приемным устройством, закрепленным на удаленном от забоя конце рабочего органа 2 J. Недостатком такой установки является то, что значительная часть энергии затрачивается на взаимное перемещение слоев грунта и их взаим действие по всей внутренней боковой поверхности вращаемой трубы от рабочего органа до сквозных отверстий для выброса отработанного грун Процесс разрушения керна происходи непрерывно, что затрудняет проходку требует больших усилий подачи и крутящегося момента, а также Приво дит к возникновению реактивного мо мента от рабочих органов на устано ку, который уменьшает точность про ходки и приводит к вращению прокла дываемой трубы, относительно разра батывающего забой органа. Кроме то с помощью такой установки невозмож но устрЬйство скважин различного геометрического сечения, что приво дит к дополнительным энергозатрата при прокладке объектов подземных инженерных сооружений различного геометрического профиля. Цель изобретения - повышение эф фективности работы. Поставленная цель достигается тем, что криволинейный полый фрезе О4 ный рабочий орган выполнен в виде четного ряда криволинейных фрезерных конвейеров со встречным направлениями по траекториям движения рабочих ветвей в плоскости торцового сечения заглубляемого объектаи кинематически соединен с конвейером измельченного грунта, выполненным в виде пластинчатой конвейерной фрезы, внутри которой размещены привод установки и кинематические связи фрезерных конвейеров. Кроме того, приемное устройства выполнено в виде бесприводного желобчатого ленточного конвейера и размещено в головной части установки. Применение криволинейных цепнопленчатых, ленточных, пластинчатых и других конвейеров позволяет осуществить движение их рабочих ветвей по траекториям, соответствующим кривизне направляющих. Так, например, лри помощи цепно-пленчатого транспортера возможно осуществить рабочий процесс по траекториям прямоугольным трапецеидальнь|м7 треугольным и т.д. Ленточные и пластинчатые криволинейные, конвейеры, направляющие которых расположены по дуге окружности, а рабочая грузонесущая поверхность в развернутом виде образует плоское кольцо, возможно широко использовать при устройстве круглых скважин. Принцип работы таких конвейеров „ можно представить следующим образом. Перегибая плоское кольцо относительно диаметра и перемещая верхнюю ветвь относительно нижней, соблюдая параллельность по дугам, можно получить .систему, перемещаемую по дуге окружности соответствующей внешнему диаметру кольца у подобно криволинейному гусеничному ходу. Таким образом, если на несущей поверхности криволинейного конвейера разместить разрабатывающие и транспортирующие грунт элементы, то можно получить криволинейный фрезерный конвейер. Размещение криволинейных фрезерных конвейеров по периметру торца заглубляемого полого объекта любого геометрического сечения с расположением рабочей ветви в сторону забоя позволяет вести разработку и одновременную транспортировку грунта к месту выгрузки, причем выгрузка грунта из конвейера в приемный желоб осуществляется за счет изменения поверхности конвейера и центр бежных сил. Применение четного ряда криволинейных фрезерных конвейеров с равными усилиями, действующими на грунтовое тело на симметричных траекториях движений по взаимно противоположным направлениям, обусловливает исключение реактивного момента от рабочих органов на установку, что позволяет увеличивать точность проходки, осуществлять проходку с минимальным коэффициентом трения, в том числе, с минимальными энергозатратами системы подачи при эксцентричном расположении осей скважины и заглубляемогообъекта, а также увеличивать производительность установки за счет увеличения усилия подачи и крутящего момента на приводных звеньях рабочих органов. Расположение транспортера измель ченного грунта в установке позволяе вести разработку забоя и одновремен но транспортировать грунт, в том числе, поступающий от криволинейных фрезерных конвейеров, по желобу в керне, как по элементу грузонесу.щей поверхности транспортера. Грунт при этом транспортируется вдоль боко вой поверхности керна в направлении сопутствующем его продвижению, и укладывается в закерновое пространс во приемного транспортера. Исполнение транспортера измельче ного грунта позволяет снизить трение кинематической связи и привода о грунт при его разработке в направле нии проходки. Кроме того, траектория и направление движения его рабочей ветви в забое обуславливает касательное к ведущей звездочке вертикал ное усилие в направлении, противоположном результирующему вертикальному усилию криволинейных фрезерных конвейеров рабочего органа. Для сохранения целостности керна а также возможности осуществления ра дельной транспортировки керна и измельченного грунта с минимальным коэффициентом трения вдоль внутренне поверхности заглубляемого полого объекта используется желобчатый ленточный транспортер со свободно пере мещающейся верхней рабочей ветвью. На фиг.1 изображена установка горизонтального бурения, продольный разрез; на фиг..2 - сечение А-А на фиг.1, на фиг.З вид Б на фиг.2 на фиг. - объемная кинематическая схема привода транспортера измельченного грунта и криволинейного полого фрезерного рабочего органа. Установка горизонтального бурения содержит головную часть заглубляемого объекта 1 с оголовком 2, в котором смонтированы продольный фрезерный конвейер 3 с цепно-плестинчатым рабочим органом t и рабочей ветвью 5, внутри которого на раме 6 закреплен привод 7 с соединительным валом 8, распределительным червячным редуктором 9 с червяком 10, червячным колесом 11 и спаренная закрытая цепная передача 12 привода конвейера 3 и червячными колесами 13 и Il с валами 15 и 16 привода ведущих звездочек 17 и 18 криволинейных, выполненных в виде гусеничного хода, фрезерных конвейеров 19 с рабочими ветвями 20, направляющие 21которых посредством кронштейнов 22закреплены на внутренней поверхности объекта 1. На внутренней боковой поверхности заглубляемого объекта 1 закреплен бесприводный желобчатый ленточный конвейер 23 с приемной ветвью 2, которая принимает керн 25 грунта с грунтовым желобом 26 и измельченный грунт 27 по мере заглубления установки вглубь грунтового массива. Установка работает следующим образом.Заглубляемый объект 1 с оголовком 2 подают вглубь грунтового массива. При этом крутящий моментч от привода 7 посредством вала 8 передают на червяк 10, который вращает червячные колеса 11,13 и 1 во встречных направлениях. От червячного колеса 11 посредством спаренной закрытой цепной передачи 12 осуществляют привод продольно-фрезерного конвейера 3, который с помощью цепно-пластинчатого рабочего органа , разрабатывает грунт, образовывая грунтовый желоб 26, и транспортирует по нему измельченный грунт 27, поступающий ст головной части конвейера 3. Одновременно с этим, крутящий момент от червячных колес 13 и , посредством валов 15 и 16, передают на ведущие звездочки 17 и 18, осуествляя привод криволинейных фрезерных конвейеров 19, рабочие ветви 20 которых перемещаясь во встречных направлениях по криволинейным траекториям, разрабатывают и одновременно транспортируют измельченн грунт 27 во внутреннюю часть конвейера 3. При этом формируется целостный керн 25 с грунтовым желобо 26,который по мере продвижения заглубляемого объекта 1 с оголовко 2 вглубь грунтового массива, самопроизвольно укладывается на приемн ветвь Z бесприводного желобчатого ленточного конвейера 23, а измельченный грунт 27 от конвейеров 19 поступает на грунтовый желоб 26 и совместно с измельченным грунтом 27,поступающим от головной части конвейера 3 , с помощью его рабочей ветви 5 по желобу 26 керна 25, транспортируются н приемную ветвь 2 конвейера 23. После окончания проходки керн 25 грунта удаляют с ветви 2k конвейера 23. Таким образом, при помощи установки можно осуществить проходку повышенной точности в любых грунтах, с устройством скважин любого геометрического сечения с минималь ными энергозатратами, связанными с преодолением сил трения взаимоперемещающихся грунтовых слоев., а также повысить эффективность работ установки за счет увеличения усилия подачи и крутящего момента на приводных звеньях рабочих органов 8 ввиду отсутствия реактивного момента от рабочих органов на установку. формула изобретения 1.Установка горизонтального бурения, включающая привод, фрезерный рабочий орган для разработки и транспортировки грунта, транспортер измельченного грунта и приемное устройство, отличающаяс я тем, что, с целью повышения эффективности работы, рабочий орган выполнен в виде четного ряда криволинейных фрезерных конвейеров со встречными направлениями движения рабочих ветвей, кинематически соединенных с транспортером измельченного грунта, выполненным в виде . пластинчатой конвейерой фрезы, внутри которой размещены привод установки и кинематические связи фрезерных конвейеров. 2.Установка по п.1, о т л и чающаяся тем, что приемное устройство выполнено в виде бестраншейного желобчатого ленточного конвейера Иг размещено в головной части установки. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР N 275870, кл. Е 02F 5/18, 1970. 2.Авторское свидетельство СССР h , кл. Е 02 F 5/18, 1971. С прототип).

ffffg ftw

fj

21

Ю

/

J6

W

/3

го

Фи(г2

лл .,

Ф ф у сЬt

ГТ

±J

Фиг.З