Устройство для замены подземного трубопровода

 

Использование: в строительной технике для бестраншейной замены трубопроводов из хрупких материалов (керамика, чугун, асбоцемент) при ремонте и реконструкции подземных коммуникаций. Сущность изобретения: устройство для замены подземного трубопровода содержит ударный механизм, оголовок с гнездом для размещения переднего конца нового трубопровода и приспособление для разрушения старого трубопровода, емкость, сообщенную с ударным механизмом, размещенную между ним и оголовком, при этом часть наружной поверхности оголовка выполнена конусной, приспособление для разрушения старого трубопровода размещено в оголовке или в передней части емкости, соединенной с ударным механизмом радиальными ребрами, в боковых стенках емкости выполнены окна. 5 з. п. ф-лы, 4 ил.

Устройство относится к строительной технике и может быть использовано для бестраншейной замены трубопроводов из хрупких материалов (керамика, чугун, асбоцемент и т.п.) при ремонте и реконструкции подземных коммуникаций.

Известно устройство (патент ФРГ Е 3620026 А1), содержащее оголовок цилиндрической формы с гнездом для размещения переднего конца нового трубопровода, приспособление для разрушения старого трубопровода, выполненное в виде режущей фрезерной головки и шнекового механизма, размещенного в старом трубопроводе. Своим передним концом оголовок охватывает старый трубопровод. При вращении фрезерной головки последняя разрушает старый трубопровод и его обломки вместе с прилегающим грунтом транспортируются шнеком в приемный приямок. По мере разрушения старого трубопровода оголовок перемещают вперед, затягивая в грунт новый трубопровод.

При использовании данного устройства не происходит загрязнения грунтового массива и грунтовых вод.

Недостатками данного устройства являются его громоздкость, большая энергоемкость дробления старого трубопровода и ненадежность транспортировки его обломков шнековым механизмом.

Известно устройство (Европатент N 0411278 А1, прототип), содержащее ударный механизм, соединенный с ним цилиндрический оголовок с гнездом для размещения переднего конца нового трубопровода и приспособление для разрушения старого трубопровода, выполненное в виде радиальных ребер, размещенных между ударным механизмом и оголовком. Передний конец оголовка охватывает старый трубопровод. При работе ударного механизма оголовок перемещается вперед. При этом старый трубопровод разрушается и его обломки через окна между ребрами поступают внутрь новой трубы, где и складируются, а после прокладки новой трубы на заданную длину удаляются из нее. Это устройство более компактно, чем рассмотренное выше, менее энергоемко, так как не требуется такого измельчения обломков старой трубы.

Недостатком этого устройства является то, что корпус ударного механизма и продольные ребра создают значительное сопротивление перемещению обломков старого трубопровода. Возможны случаи, когда обломки скапливаются впереди ударного механизма, образуя пробку, пробить которую ударный механизм не в состоянии. Ликвидировать такую пробку возможно, только раскопав с поверхности земли котлован и вскрыв устройство.

Задачей изобретения является повышение надежности его работы.

Эта задача достигается тем, что устройство для замены подземного трубопровода, содержащее ударный механизм, оголовок с гнездом размещения переднего конца нового трубопровода и приспособление для разрушения старого трубопровода, согласно изобретению оснащено емкостью, соединенной с ударным механизмом и размещенной между ним и оголовком.

При замене трубопроводов без увеличения диаметра наружную поверхность оголовка целесообразно выполнять цилиндрической. При замене трубопровода с увеличением его диаметра целесообразно часть наружной поверхности оголовка выполнять конусной.

При замене трубопроводов, расположенных в легких несвязных или обводненных грунтах, приспособление для разрушения старого трубопровода целесообразно размещать в оголовке.

При замене трубопроводов, расположенных в тяжелых связных грунтах, приспособление для разрушения старого трубопровода целесообразно размещать в передней части емкости.

При замене трубопроводов из малопрочных хрупких материалов целесообразно узел соединения емкости с ударным механизмом выполнять в виде радиальных ребер.

При замене трубопроводов, расположенных в налипающих глинистых грунтах, целесообразно в боковых стенках емкости выполнять окна.

Оснащение устройства емкостью, жестко соединенной с ударным механизмом и размещенной между ним и оголовком, позволяет накапливать в этой емкости обломки старого трубопровода и периодически извлекать их через старый трубопровод. Ударный механизм не препятствует поступлению обломков старого трубопровода в емкость, что предотвращает образование в оголовке пробки из обломков. Кроме того, при выходе из строя ударного механизма его можно заменить на исправный без разрытия котлована и вскрытия устройства. Этим обеспечивается повышение надежности работы устройства.

Изобретение иллюстрируется чертежами.

На фиг. 1 показано устройство для замены трубопроводов без изменения диаметра в продольном разрезе во время разрушения старого трубопровода.

На фиг. 2 сечение А-А на фиг.1.

На фиг. 3 сечение Б-Б на фиг. 2.

На фиг. 4 устройство для замены трубопроводов с увеличением диаметра трубопровода во время транспортировки обломков старого трубопровода.

Устройство (фиг.1, 4) состоит из оголовка 1, ударного механизма 2, емкости 3, жестко соединенный с ударным механизмом 1, и приспособления 4 для разрушения старого трубопровода.

На фиг. 1 показано устройство для замены трубопровода, когда диаметр нового трубопровода равен диаметру старого трубопровода. В этом случае оголовок 1 имеет цилиндрическую наружную поверхность. На внутренней поверхности оголовка 1 размещено приспособление 4 для разрушения старого трубопровода, выполненное в виде радиальных наклонных ножей 5, равномерно расположенных (фиг.2) по периметру оголовка 1. Передняя часть оголовка (фиг. 1) охватывает заменяемый трубопровод 6, а в задней части оголовка 1 выполнено гнездо 7, в котором размещается передний конец вновь прокладываемого трубопровода 8. Емкость 3 соединена с ударным механизмом 2 при помощи конусной втулки 9 (фиг. 3) и плоских радиальных ребер 10, равномерно размещенных по периметру емкости 3. Емкость 3 и ударный механизм 2 соединены (фиг. 1) тросом 11 и лебедкой (не показана), размещенной по одну сторону заменяемого участка трубопровода, и тросом 12 с другой лебедкой (не показана), размещенной по другую сторону заменяемого участка. В качестве ударного механизма 2 может быть использована пневматическая ударная машина. Воздухоподводящая магистраль 13 машины размещается во вновь прокладываемом трубопроводе 8.

Второй вариант конструкции устройства показан на фиг. 4.

Это устройство может использоваться, когда диаметр нового трубопровода 8 больше диаметра заменяемого трубопровода 6. В состав устройства входит оголовок 1, охватывающий своей передней частью заменяемый трубопровод 6. В задней части оголовка 1 выполнено гнездо 7 для размещения и закрепления передней части прокладываемого трубопровода 8. Наружная поверхность оголовка 1 в средней части его длины содержит конусный участок 14. Внутренняя поверхность оголовка 1 оснащена буртом 15. Цилиндрическая емкость 3 размещена между оголовком 1 и ударным механизмом 2 и соединена с последним посредством конусной втулки 9 и радиальных ребер 10. В боковых стенках емкости 3 выполнены окна 16. Приспособление 4 для разрушения старого трубопровода 6 размещено в передней части емкости 3 и выполнено в виде радиальных наклонных ножей 5, равномерно расположенных по периметру емкости 3. Ударный механизм 2 и емкость 3 соединены тросами 11 и 12 с лебедками, размещенными по обе стороны заменяемого участка трубопровода.

Работает устройство следующим образом: оголовок 1 (фиг.1) размещают перед заменяемым участком трубопровода 6 так, чтобы оголовок 1 охватывал трубопровод 6. Первую секцию нового трубопровода 8 заводят в гнездо 7 оголовка 1. В зависимости от условий производства работ и материала нового трубопровода 8 он может быть прикреплен к оголовку 1 или свободно входить в его гнездо 7. Через заменяемый участок трубопровода 6 прокладывают трос 11, пропускают его через оголовок 1, первую секцию нового трубопровода 8 и емкость 3 и присоединяют к ударному механизму 2. Соединяют ударный механизм 2 с емкостью 3 и заводят их в первую секцию нового трубопровода 8 до упора переднего торца емкости 3 в задние торцы наклонных ножей 5. Воздухоподводящая магистраль 13 и трос 12 размещаются внутри первой секции нового трубопровода 8. Натяжением троса 11 поджимают емкость 3 с ударным механизмом 2 к оголовку 1 и включают ударный механизм 2 в работу. Под действием тягового усилия троса 11 и ударной нагрузки от ударного механизма 2 устройство перемещается вперед. При этом ножи 5 приспособления 4 взаимодействуют со стенками старого трубопровода 6 и разрушают его. Обломки 17 старого трубопровода 6 поступают в емкость 3 и накапливаются в ней. Часть обломков 17, проходя между радиальными ребрами 10, попадает в новый трубопровод 8 и складируется там. При закреплении нового трубопровода 8 в гнезде 7 оголовка 1 новый трубопровод перемещается вперед вместе с устройством под действием сил натяжения троса 11 и ударной нагрузки от ударного механизма 2. При свободном размещении переднего торца трубопровода 8 в гнезде 7 по мере движения устройства новый трубопровод подают вперед внешней нагрузкой, прикладываемой к его заднему торцу. По мере прокладки нового трубопровода 8 его наращивают посекционно. После заполнения емкости 3 обломками 17 разрушаемого трубопровода 6 ударный механизм 2 выключают, трос 11 (фиг.4) ослабляют и натяжением троса 12 емкость 3, заполненную обломками 17, вместе с ударным механизмом 2 извлекают из проложенного участка нового трубопровода 8. Оголовок 1 при этом остается в грунте. Емкость 3 очищают от обломков 17. Для облегчения удаления обломков 17 из емкости 3 в случае необходимости включают в работу ударный механизм 2. Воздействие динамической нагрузки облегчает удаление обломков 17 из емкости 3. Облегчает удаление обломков 17 также наличие окон 16 в боковых стенках емкости 3 (фиг. 4). После очистки емкости 3 она заводится передним торцом в проложенный трубопровод 8 и натяжением троса 11 перемещается вперед до упора в торцы наклонных ножей 5 (фиг. 1) или в бурт 15 (фиг) 4) оголовка 1. После этого ударный механизм 2 включается в работу и возобновляется разрушение старого трубопровода 6. Циклическое повторение операций разрушения трубопровода 6, прокладки нового трубопровода 8 и удаления обломков 17 старого трубопровода 6 продолжается до проходки всего заменяемого участка.

Формула изобретения

1. Устройство для замены подземного трубопровода, содержащее ударный механизм, оголовок с гнездом для размещения переднего конца нового трубопровода и приспособление для разрушения старого трубопровода, отличающееся тем, что устройство оснащено емкостью, соединенной с ударным механизмом и размещенной между ним и оголовком.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что часть наружной поверхности оголовка выполнена конусной.

3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что приспособление для разрушения старого трубопровода размещено в оголовке.

4. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что приспособление для разрушения старого трубопровода размещено в передней части емкости.

5. Устройство по пп.1 4, отличающееся тем, что емкость соединена с ударным механизмом радиальными ребрами.

6. Устройство по пп.1 5, отличающееся тем, что в боковых стенках емкости выполнены окна.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4