Устройство для бестраншейной замены трубопроводов

Устройство для бестраншейной замены трубопроводов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к оборудованию для ремонта подземных трубопроводов. Может быть использовано для бестраншейной замены трубопроводов различного назначения.

Традиционные устройства для бестраншейной замены трубопроводов включают, в основном, труборазрушающий механизм для разрезки старых труб изнутри и расширитель для расширения скважины. Для перемещения устройства внутри старой трубы и скважины оборудование укомплектовано тяговым органом.

Известно аналогичное устройство для бестраншейной замены трубопроводов [RU 2426929], состоящее из труборазрушающего режущего механизма в виде корпуса с дисковыми ножами, расширителя, тягового тросового приспособления и внешнего тягового органа, а также содержащее распорный шарнирно-рычажный складной механизм, установленный после расширителя.

Прототипом изобретения является устройство для бестраншейной замены трубопроводов [RU 2350817], также состоящее из труборазрушающего режущего механизма с пластинчатыми ножами, расширителя, тягового тросового приспособления и внешнего тягового органа и содержащие распорный шарнирно-рычажный складной механизм для распределения статического усилия, прилагаемого на заменяемую трубу в виде осевой нагрузки.

Недостатком указанных устройств - аналогичного RU 2426929 и прототипа RU 2350817 - является снижение маневренности и снижение надежности при ремонте дюкеров и поворотов трубопроводов, связанные с возможностью обрыва или перетирания тягового троса.

Задачей изобретения является повышение маневренности и повышение надежности работы устройства.

Задача решается тем, что устройство для бестраншейной замены трубопроводов, состоящее из подвижно соединенных режущего механизма, расширителя, рычажно-шарнирного распорного и тягового механизмов, согласно изобретению содержит распорный и тяговый механизмы, выполненные с возможностью продвижения по трубе в виде единого пилотного рычажно-шарнирного автоматизированного механизма (ПРШАМ).

ПРШАМ состоит из двух последовательно соединенных и центрально расположенных механизмов возвратно-поступательного движения - распорного и тягового, четырех рычагов - двух верхних и двух нижних, и двух трубных накладок - также верхней и нижней. Каждый из рычагов одним концом соединен с распорным механизмом возвратно-поступательного движения, верхние рычаги вторыми концами соединены с верхней накладкой, а нижние - соответственно с нижней накладкой. Все соединения каждого из рычагов подвижны.

Тяговый механизм возвратно-поступательного движения, а также распорный механизм выполнены каждый в виде гидроцилиндра с электронным программным оборудованием. Тяговый механизм возвратно-поступательного движения (гидроцилиндр) соединен с режущим механизмом посредством штока.

Трубные накладки распорного механизма возвратно-поступательного движения (гидроцилиндра) выполнены съемными и снабжены внешними фрикционными упругими рифлеными прокладками с рифлением в виде зубьев или шипов.

Техническим результатом изобретения является выполнение распорного и тягового механизмов возвратно-поступательного движения в виде единого пилотного автоматизированного «шагающего» по трубе механизма, фиксирующегося в трубе путем распора и одновременно обеспечивающего распределение статического усилия, прилагаемого на заменяемую трубу в виде осевой нагрузки, и протаскивающего следующие за ним режущий механизм, расширитель и новую трубу, что обусловливает повышение маневренности и надежности работы устройства вследствие исключения возможности обрыва или перетирания тягового троса, например, при ремонте дюкеров и поворотов трубопроводов.

На фиг. 1 показано устройство для бестраншейной замены трубопроводов (продольное сечение); на фиг. 2 - разрез А-А фиг. 1; на фиг. 3 - исходное положение устройства; на фиг. 4 - этап выдвижения гидроцилиндра пилотного рычажно-шарнирного автоматизированного механизма в направлении замены трубопровода; на фиг. 5 - этап расширения при обратном ходе гидроцилиндра; на фиг. 6 - этап движения режущего механизма и расширителя в направлении замены трубопровода; на фиг. 7 - прохождение устройством поворотов трубопровода.

Устройство для бестраншейной замены трубопроводов состоит из последовательно подвижно соединенных пилотного рычажно-шарнирного автоматизированного механизма (ПРШАМ) 1, режущего механизма 2, расширителя 3 (фиг. 1, 2).

ПРШАМ 1, представляющий собой рычажно-шарнирный механизм, оборудован двумя последовательно соединенными центрально установленными механизмами возвратно-поступательного движения, например гидроцилиндрами - распорным 4 и тяговым 5. Механизмы 4, 5 (гидроцилиндры) оборудованы штоком 6 и шлангами.

ПРШАМ 1 состоит из четырех автономных рычагов 7. Одна пара рычагов является передней, а вторая - задней, и при этом по одному рычагу из каждой пары являются верхними и два других из каждой пары - нижними. Передняя пара рычагов 7 соединена с передней крестовиной 8 подвижно, например, посредством проушин штока, задняя пара - также подвижно с задней крестовиной 9. При этом верхняя и нижняя пары рычагов вторыми концами соединены также подвижно, например, посредством проушин, с верхней накладкой 10 и нижней накладкой 11 соответственно. Крестовина 8 неподвижно закреплена на штоке 6, крестовина 9 также неподвижно установлена между крестовиной 8 и распорным гидроцилиндром 4. Накладки 10 и 11 выполнены съемными, с закругленным профилем и снабжены внешними фрикционными упругими рифлеными прокладками 12. Рифление прокладок 12 выполнено, например, в виде шипов или зубьев.

Режущий механизм 2 состоит из корпуса 13 и дисковых ножей 14, установленных на осях 15 с возможностью свободного вращения.

Расширитель 3 выполнен в виде усеченного конуса с осевым полым каналом и соединен с новой трубой 16.

В канале расширителя 3 расположены шланги механизмов возвратно-поступательного движения гидроцилиндров и электрические провода, соединенные с электрогенератором.

ПРШАМ 1, режущий механизм 2 и расширитель 3 соединены между собой известными приспособлениями, например шарнирами.

Устройство работает следующим образом. Ремонтируемый участок трубопровода готовят к ремонту одним из известных способов. ПРШАМ 1, режущий механизм 2 и расширитель 3 соединяют между собой. Расширитель 3 соединяют с новой трубой 16. Рычаги 7 ПРШАМ приводят в сложенное положение посредством распорного гидроцилиндра 4, при этом накладки 10, 11 также приводят в сложенное положение. Вводят устройство в трубу, подлежащую замене (фиг. 3). Посредством тягового гидроцилиндра 5 выдвигают шток 6, при этом продвигается вперед передняя крестовина 8 (фиг. 4). При помощи распорного гидроцилиндра 4 раздвигают верхние и нижние рычаги, накладки 10, 11 упираются в подлежащую замене трубу. ПРШАМ 1 неподвижно фиксируется в заменяемой трубе (фиг. 5). Накладки 10, 11 выполняют функцию распорной шайбы.

Посредством гидроцилиндра 5 передвигают (втягивают) по заменяемой трубе режущий механизм 2 в пределах длины штока 6. Дисковые ножи 14 вращаются и разрезают участок трубы, подлежащей замене (фиг. 6). Происходит продвижение (втягивание) в заменяемую трубу расширителя 3. Расширитель 3 раздвигает разрезанные фрагменты заменяемой трубы, вдавливает их в окружающий грунт и затягивает в образуемую скважину новую трубу.

Далее последовательно приводят в сложенное положение верхние и нижние рычаги 7 и накладки 10, 11 при помощи распорного гидроцилиндра 4 (фиг. 3), тяговым гидроцилиндром 5 выдвигают шток 6 вперед в пределах его длины, снова распорным гидроцилиндром 4 раздвигают верхние и нижние рычаги 7 вместе с накладками 10, 11, ПРШАМ 1 делает следующий «шаг» и неподвижно фиксируется в заменяемой трубе. Затем снова передвигают по заменяемой трубе режущий механизм 2 на длину «шага», дисковые ножи 14 вращаются и разрезают следующий участок подлежащей замене трубы.

Далее последовательные «шаги» повторяют, проходят заменяемую трубу до конца. Продвижение ПРШАМ в повороте трубы выполняют аналогично благодаря рычажно-шарнирному узлу (фиг. 7).

По окончании устройство для бестраншейной замены трубопроводов извлекают из противоположного конца ремонтируемого участка.

1. Устройство для бестраншейной замены трубопроводов, состоящее из подвижно соединенных режущего механизма, расширителя, рычажно-шарнирного распорного и тягового механизмов, отличающееся тем, что распорный и тяговый механизмы выполнены с возможностью продвижения по трубе в виде единого пилотного рычажно-шарнирного автоматизированного механизма, состоящего из двух последовательно соединенных и центрально расположенных механизмов возвратно-поступательного движения - распорного и тягового, четырех рычагов - двух верхних и двух нижних, и двух трубных накладок - также верхней и нижней, при этом каждый из рычагов одним концом соединен с распорным механизмом, верхние рычаги вторыми концами соединены с верхней накладкой, а нижние - соответственно с нижней накладкой, и все соединения каждого из рычагов подвижны, а тяговый механизм соединен с режущим механизмом посредством штока.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что тяговый механизм возвратно-поступательного движения выполнен в виде гидроцилиндра с электронным программным оборудованием.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что распорный механизм возвратно-поступательного движения выполнен в виде гидроцилиндра с электронным программным оборудованием.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что трубные накладки выполнены съемными и снабжены внешними фрикционными упругими рифлеными прокладками, причем рифление выполнено в виде зубьев или шипов.