Устройство для погружения трубы в грунт забиванием

(51)5 Е 02 Р 5/18 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР 3 И"К 3 М 31 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Фцг.9(71) Институт горного дела СО АН СССР(56) Авторское свидетельство СССРМ 1097762, кл. Е 02 Г 5/18, 1983.Авторское свидетельство СССРМ 1273459, кл, Е 02 Г 5/18, 1981.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОГРУЖЕНИЯ ТРУБЫ В ГРУНТ ЗАБИВАНИЕМ(57) Изобретение относится к горной и строительной технике и предназначено для забивания труб-кожухов в грунт. Цель изобретения - повышение надежности работы устройства за счет повышения его жесткости. На передней части ударного узла 1 Я 2 1622532 А 1 размещают втулку 2 с радиальными передним и хвостовым выступами, Между последними устанавливают основной и дополнительный упругие элементы в виде изогнутых пластинчатых пружин 3 и 16 соогветственно. Поджатие втулки 2 к труба 4 обеспечивается приспособлением для регулирования жесткости упругого элемента за счет вращения резьбового штока 17 или подачи сжатого воздуха в силовую камеру. Поршень 9 перемещается и поджимает поужины 3, 16, Дополнительные кольцевые вкладыши обеспечивают возможность прокладки широкого сортамента труб по диаметру и толщине стенок, При включении ударного узла 1 втулка 2 перемсцГается в трубе 4 и хвостовой выступ опирается на торец трубы 4. Это обеспечивает малую деформацию последней за счет центрирующего действия пружин 3 и 16. 9 з.п. ф-лы, 11 илИзобретение относится к горной и строительной технике и может быть примененодля забивания труб - кожухов при бестраншейной прокладке подземных коммуникаций, при забивании металлических свай и 5т,д.Цель изобретения - повышение надежности работы за счет повышения жесткостиустройства для погружения трубы в грунтзабиванием, 10На фиг, 1 показано устройство, разрез;на фиг, 2 - сечение А - А на фиг. 1; нафиг, 3 - вид Б на фиг, 1; на фиг. 4 - 9 -варианты выполнения устройства; нэфиг, 10 - сечение В - В на фиг. 9; на фиг, 11 - 15сечение Г - Г на фиг. 9,На переднюго часть ударного узла 1монтируется втулка 2, которая снабжена упругим элементом - пружинами 3, выполненными в виде, по крайней мере, трех 20лепестков, размещенных по окружности,например, со смещением на 120, Наружный диалетр пружин 3 несколько большевнутреннего диаглегра забиваемой трубы 4.На втулке вглполнены передний и хвостовой 25радиальные выступы 5 и 6, между которымисмонтированы пружины 3. Диаметр хвостового радиального выступа б соответствуетвнешнему диаметру эабиваелой трубы 4,Возможсн вариант исполнения втулки 2 с 30углублениями 7 на цилиндрической ее поверхности либо со ступенчатыми поперечными углубленияли 8 на одном из выступов,например на переднел 5, смещенными пооси и в радиальном направлении, для установки одного из концов пружины 3, Устройство может содержать поршень 9 (фиг, 6),размещенный в силовой камере 10, образованной внешней цилиндрической поверхностью втулки 2 и гильзы 11, охватывающей 40поршень 9, причем полость соединена с источником сжатого воздуха посредством магистрали 12 сжатого воздуха. Выступ бвтулки 2 может быть снабжен кольцевымвкладышем 13, имеющим диаметр, соответствующий диаметру трубы 4 для взаимодействия с ней, Возможно использованиеодною(фиг 4) или нескольких дополнительных вкладышей 14 и 15. В последнем случаевкладыш 13 имеет наружный диаметр, соответствующий наружному диаметру забиваемой трубы 1, дополнительные вкладыши 14и 15 имеют наружный диаметр меньше внутреннего диаметра забиваемой трубы 4. Возможно выполнение устройства с 55дополнительным упругим элементом в видепружин 16, установленных на втулке 2 аксиально пружинам 3 со смещением по окружности на 60 относительно последних.Силовая камера 10 может быть расположена и между упругими элементами. В этом случае силовая камера 10 может быть выполнена в виде гильзы 11 с основным и дополнительным поршнями 9, каждый иэ которых размещен на втулке 2 с возможностью осевого перемещения и поджэтия соответствующих пружин 16 и 3. При расположении поршня 9 в задней части втулки 2 (фиг. 10) он может иметь резьбовой шток 17, размещенный в резьбовом отверстии 18 втулки 2. Пружины 3 могут иметь поперечные выступы 19 кольцеобразной формы (фиг, 4) на наружной поверхности. Эти выступы имеют треугольное продольное сечение. Образованный в сечении угол может быть острым и направлен в сторону передней части устройства.Устройство работает следующим образом.С торца эабиваемой трубы 4 устанавливают устройство, предназначенное для забивания трубы 4, При включении ударного узла 1 (подачей в него сжатого воздуха) создаются импульсы, направленные в сторону забиааемой трубы 4, в начальный момент необходимо поджимать устройство вперед, чтобы компенсировать силы отдачи, возникающие при работе ударного узла, Под действием ударного импульса устройство продвигается в трубе 4, при этом пружины 3 деформируются, Возникающая между контактирующими поверхностями трубы 4 и пружин 3 сила трения компенсирует силу отдачи, Устройство продвигается в трубе до тех пор, пока хвостовой радиальный выступ 6 упрется в торец трубы 4, Затем ударный импульс от ударного узла 1 через втулку 2 и радиальный выступ б передается на торец зэбиваемой трубы 4, что и предопределяет продвижение последней в грунте, Для демонтажа устройства из трубы 4 после завершения операции по забиванию ее в грунт необходимо изменить направление ударных импульсов, переключив режим работы ударного узла 1, Ударный импульс в режиме реверса направлен в обратную сторону, что приводит к извлечению устройства из трубы 4. При выполнении радиального выступа б втулки 2 составным обеспечивается универсальность устройства, т,е. можно, заменив один кольцевой вкладыш 14 с меньшим диаметром на другой с большим диаметром (фиг. 4), забивать трубы 4 различных диаметров. Если меняется внутренний диаметр трубы 4, например увеличена толщина стенки трубы 4, устанавливается дополнительный вкладыш 15(фиг, 4). который уменьшает расстояние между кольцевыми выступами 5 и 6. Это приводит к дополнительной деформации в радиальном направлении пружин 3, 1622532что гарантирует возникновение силы трения по поверхности контакта устройства и трубы 4. Для увеличения диапазона диаметров забиваемых труб 4 втулка 2 выполняется с углублениями 7 на цилиндрической поверхности втулки 2 (фиг, 6) либо со ступенчатыми углублениями 8(фиг, 7), Устанавливая концы пружин 3 в углубления 7 или 8, поднимают пружины 3 над втулкой 2, т,е, увеличивают диаметр устройства в сечении, где установлены пружины 3.В случае использования варианта устройства, показанного на фиг. 6, можно использовать втулку 2, у которой диаметр по сечению, где пружины 3 имеют максимальный прогиб, меньше внутреннего диаметра забиваемой трубы 4. При этом устройство устанавливается внутрь трубы,4. Затем по магистрали 12 подается сжатый воздух в силовую камеру 10, под действием которого поршень 9 смещается в осевом направлении, Максимально возможное смещение поршня 9 определяется длиной гильзы 11, Поршень 9 сжимает пружину 3, обеспечивая ее контакт с трубой 1, Г 1 ри этом возникает сила трения по поверхности контакта. удерживающая устройство в трубе 4 Погеречные выступы 19, имеющие г поперечнол сечении треугольную форму, обеспечивдо более надежныи контакт торцовых поверх. ностей устройства и забиваемой труби 4 При ударном импульсе, ндрдвлеол в сторону передней части трубы 4, происходит продвижение устройства вперед Острые кромки поперечных выступов 19 3 пружины 3 сцепляются с внут рснней поверхностьютрубы 4, и послерохождения ударного импульса расстояние между острыми кромками поперечных выступов 19 и торцом выступа 6 уменьшается, что приво дит к натяжению выступа 6 устройствд к торцу забиваемой трубы 4 Чел лучше контакт устройства с торцом трубы 4, тем лучше передается ударный импульс ог ударного узла 1 к забиваемои трубе 4. 4При выполнении устройства с поршнем 9, соединенным со штоком 17, илеощим резьбу, можно регулировать силу прижила устройства к трубе 4, что достигается большим или меньшим закручиванием штока 17 5 в резьбу втулки 2, Такое регулирование исключает возникновение больших сил на пружинах 3, чем необходимо, что в конечном счете повышает долговечность конструкции, 5При выполнении втулки 2 с двумя упругими элементами упрощается запуск устройства в трубу 4 и соединение лежду ними более надежно, особенно если используется труба 4, имеющая форму. отличную от окружности (это бывает при использованиив качестве кожухов при бестраншейной прокладке подземных коммуникаций некондиционных труб либо бывших в употреблении).5 Этот эффект особенно ощутим, если использовать устройство, у которого одна системапружин смещена по окружности относительно другой, так как в случае наличия навнутренней поверхности трубы 4 локально 10 го выгиба, куда попадает пружина 3, пружина 16 попадает на другое место, где онаобеспечит требуемый контакт устройства струбой 4.В варианте устройства по фиг. 8 необхо 15 димо сначала подать сжатый воздух в силовую камеру 10 по магистрали 12, а затем,после закрепления устройствз в трубе 1,подать сжатый воздух в ударный узел 1. Поддействием ударного импульсд, создаваемо 20 го ударным узлом 1, устройство продвинется вперед и создаст гарднтировднныйконтакт е о с торцовой поверхностью трубы 4Применение предлагаемого устройствадля погружения трубы в грунт позволяет25 повысить удобство при работе и одновременно исключить деформировдние торцазабивдемой трубы,сормула изобретения1. Устройство для погружения трубы вО грунт забиванием, содержащее ударныйузел, здкрепленнуо в его переднеи частивтулку для взаимодействия с торцо л здбиьделой трубы, нд которой выполнены радиальные выступы и размещены упругие5 элементы по окружности между радиальными выступами, и приспособление для регулирования жесткости упругоо элемента, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с цельо повышения надежности работь зд счет повышения0 его жесткости, каждый упругий элемент выполнен в ниде изогнутой плдстинчатой пружиы, установленной с возможностьювзаимодейсвия средней частью с внутренней поверхностью трубы, а приспособление5 для регулирования жесткости упругоо элемента выполнено в виде расположенных ндвнешней поверхности втулки углубленийдля размещения концов пружин,2. Устройство по и. 1, о т л и ч д ю щ е е 0 с я тем, что приспособление для регулирования жесткости упругого элемента выполнено в виде кольцевых вкладышей,установленных аксиально радиальному выступу.5 3. Устройство по и. 1, о т л и ч д ю щ е ес я тем, что приспособление для регулирования жесткости упругого элемента выполнено в виде поперечных ступенчатыхуглублений на одном из рддидльных вьступов, 16225324. Устройство по и, 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что приспособление для регулирования жесткости упругого элемента выполнено в виде углублений вдоль образующей поверхности втулки,5, Устройство по и, 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что приспособление для регулирования жесткости упругого элемента выполнено в виде силового поршня с резьбовым штоком, а втулка выполнена с резьбовым отверстием для размещения штока, при этом поршень размещен на втулке с возможностью осевого перемещения и поджатия пружин.6, Устройство поп.1, отл ича ю щеес я тем, что приспособление для регулирования жесткости упругого элемента выполнено в виде гильзы, образующей с втулкой силовую камеру, и поршня, размещенного в последней с возможностью осевого перемещения и поджатия пружин, при этом полость силовой камеры сообщена с магистралью сжатого воздуха.7, Устройство по и, 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что оно выполнено с дополнитель ным упругим элементом в виде пружин, приэтом последний установлен на втулке аксиально основному упругому элементу.8, Устройство по пп. 1 и 7, о т л и ч а ющ е е с я тем, что пружины дополнительного 10 упругого элемента смещены по окружностина 60 относительно пружин основного упругого элемента.9, Устройство по пп. 1, 6, 7 и 8, о т л и ч а ющ е е с я тем, что оно выполнено с дополнитель ным поршнем для поджатия пружин дополнительного упругого элемента, а силовая камера размещена между упругими элементами,10, Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щее с я тем, что пружины выполнены с попе речными выступами треугольного поперечного сечения на внешней поверхности.1 б 22532Составитель С, Робатень Редактор С. Патрушева Техред М,Моргентал Корректорска Заказ 95 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101