Устройство для бестраншейной замены подземных трубопроводов
Предлагаемое решение относится к строительному производству и может быть использовано при бестраншейной замене старых подземных трубопроводов различного назначения. Предлагается устройство для бестраншейной замены подземных трубопроводов, содержащее труборазрушающий рабочий орган с режущим элементом и опорным катком, расширитель для увеличения диаметра скважины и тяговый элемент. Режущий элемент выполнен в виде свободно вращающегося дискового ножа, выступающего за границу внутренней поверхности разрушаемого трубопровода на величину, меньшую толщины его стенки. За режущим элементом в труборазрушающем органе установлен разрывающий ролик, выступающий за границу внутренней поверхности разрушаемого трубопровода на величину, большую толщины его стенки. За опорным катком в одной с разрывающим роликом плоскости поперечного сечения и диаметрально от него установлен дополнительный опорный каток. Предлагаемое устройство для бестраншейной замены подземных трубопроводов обеспечивает увеличение ресурса его режущего элемента.
Предлагаемое решение относится к строительному производству и может быть использовано при бестраншейной замене старых подземных трубопроводов различного назначения.
Известно устройство для бестраншейной замены подземных трубопроводов (патент РФ №2115053, МПК 7 F 16 L 1/028, 1998), включающее ударный механизм, натяжной трос, труборазрушающий рабочий орган с неподвижным ножом и расширитель для увеличения диаметра скважины, вдавливания обломков разрушенной трубы в окружающий грунт и затягивания новой трубы.
Известно также устройство для бестраншейной замены подземных трубопроводов (патент РФ №42617, МПК 7 F 16 L 1/028, 2004), содержащее труборазрушающий рабочий орган с неподвижным режущим элементом и опорным катком, ударный узел, расширитель для увеличения диаметра скважины и тяговый трос.
К недостаткам этих устройств относится малый ресурс режущего элемента, который выполнен в виде неподвижного ножа. У такого режущего элемента в работе постоянно находится только один участок, что приводит к износу режущей кромки ножа на этом участке, его быстрому затуплению и необходимости замены. Кроме того, малый ресурс режущего элемента обусловлен его затуплением о материал старого трубопровода при резании
на всю толщину стенки, а также высокой вероятностью повреждения режущего элемента о твердые включения, находящиеся в грунте (камни, бетон и др.), при резании старого трубопровода на глубину, превышающую толщину его стенки.
Задачей технического решения является увеличение ресурса режущего элемента устройства для бестраншейной замены подземных трубопроводов.
Поставленная задача решается тем, что в устройстве для бестраншейной замены подземных трубопроводов, содержащем труборазрушающий рабочий орган с режущим элементом и опорным катком, расширитель для увеличения диаметра скважины и тяговый элемент, режущий элемент выполнен в виде свободно вращающегося дискового ножа, выступающего за границу внутренней поверхности разрушаемого трубопровода на величину, меньшую толщины его стенки, а за режущим элементом в труборазрушающем органе установлен разрывающий ролик, выступающий за границу внутренней поверхности разрушаемого трубопровода на величину, большую толщины его стенки, причем за опорным катком в одной с разрывающим роликом плоскости поперечного сечения и диаметрально от него установлен дополнительный опорный каток.
Преимущество предлагаемого устройства заключается в том, что его режущий элемент выполнен в виде свободно вращающегося дискового ножа. Это позволит поочередно включать в процесс резания всю режущую кромку ножа и, тем самым, увеличить его ресурс. Кроме того, резание старого трубопровода осуществляется на меньшую глубину путем его неполного
разрезания, что также приводит к увеличению ресурса режущего элемента за счет уменьшения его затупления о стенки старого трубопровода и исключения возможности повреждения о твердые включения, находящиеся в грунте (камни, бетон и др.).
На фиг.1 показано предлагаемое устройство (продольное сечение); на фиг.2 - разрез А-А фиг.1; на фиг.3 - разрез Б-Б фиг 1.
Устройство для бестраншейной замены подземных трубопроводов состоит из труборазрушающего рабочего органа 1 с режущим элементом 2 и опорным катком 3, расширителя 4 для увеличения диаметра скважины и тягового элемента 5. Режущий элемент 2 выполнен в виде свободно вращающегося дискового ножа. За режущим элементом 2 расположен разрывающий ролик 6. За опорным катком 3 в одной с разрывающим роликом 6 плоскости поперечного сечения и диаметрально от него установлен дополнительный опорный каток 7. Режущий элемент 2, опорные катки 3, 7 и разрывающий ролик 6 расположены соответственно на осях 8-11 в радиальном пазу 12 труборазрушающего рабочего органа 1. При этом режущий элемент 2 выступает за границу внутренней поверхности разрушаемого старого трубопровода 13 на величину, меньшую толщины его стенки, а разрывающий ролик 6 - на величину, большую толщины его стенки. Кромки опорных катков 3, 7 и разрывающего ролика 6 выполнены скругленными. Радиус скругления опорных катков 3, 7 равен радиусу внутренней поверхности старого трубопровода 13, радиус скругления разрывающего ролика 6 - половине его толщины. К передней части
труборазрушающего рабочего органа 1 при помощи крюка 14 подсоединен тяговый элемент 5, к задней части расширителя 4 винтами 15 крепится новый трубопровод 16, который в процессе работы устройства затягивается в скважину, образующуюся после разрушения старого трубопровода 13. С целью уменьшения сопротивления движению при прохождении изгибов старого трубопровода 13 труборазрушающий рабочий орган 1 соединен с расширителем 4 через крестообразный шарнир 17.
Устройство работает следующим образом.
Располагая в одном из приямков, устройство заводят в старый трубопровод 13, предварительно соединив его с новым трубопроводом 16 и пропущенным через заменяемую трубу 13 тяговым элементом 5. При этом диаметры режущего элемента 2 и разрывающего ролика 6 подбирают в соответствии с размерами толщины стенки разрушаемого трубопровода 13. Затем с помощью гидравлической силовой установки (на чертежах не показана) устройство статически (безударно) затягивают в старый трубопровод 13, Двигаясь вперед, устройство режущим элементом 2 создает концентратор напряжений в виде продольной прорези в старом трубопроводе 13 глубиной, меньшей толщины его стенки, а установленный за режущим элементом 2 разрывающий ролик 6 осуществляет последующий разрыв старого трубопровода 13 в ослабленной концентратором напряжений части. Опорные катки 3, 7, расположенные напротив соответственно режущего элемента 2 и разрывающего ролика 6, уравновешивают усилия разрушения, предупреждая перекос устройства в процессе его движения. Выполнение
кромок опорных катков 3, 7 и разрывающего ролика 6 скругленными приводит к повышению их ресурса за счет увеличения площади контакта. Разрушенный таким образом старый трубопровод 13 расширяют коническим расширителем 4. При этом в образуемую скважину одновременно затягивают новый трубопровод 16 с эквивалентным или большим, по сравнению со старым трубопроводом 13, наружным диаметром.
Конструкция предлагаемого устройства для бестраншейной замены подземных трубопроводов обеспечивает увеличение ресурса его режущего элемента.
Устройство для бестраншейной замены подземных трубопроводов, содержащее труборазрушающий рабочий орган с режущим элементом и опорным катком, расширитель для увеличения диаметра скважины и тяговый элемент, отличающееся тем, что режущий элемент выполнен в виде свободно вращающегося дискового ножа, выступающего за границу внутренней поверхности разрушаемого трубопровода на величину, меньшую толщины его стенки, а за режущим элементом в труборазрушающем органе установлен разрывающий ролик, выступающий за границу внутренней поверхности разрушаемого трубопровода на величину, большую толщины его стенки, причем за опорным катком в одной с разрывающим роликом плоскости поперечного сечения и диаметрально от него установлен дополнительный опорный каток.
