NO854621L - Hullgraver. - Google Patents

Abstract

Et grunnboringsverktøy kjent som en hullgraver er anordnet i sitt koniske hode (1) med en pneumatisk drevet rotasjonsvibrator (8) som genererer vesentlige radielle vibrasjoner. Som et resultat økes fremskridelseshastigheten til hullgraveren gjennom motstandig grunn eller. i det hele gjort mulig. Hullgraveren kan også brukes for å oppgradere eksisterende kanaler med eller uten ødeleggelse av et eksisterende rørlag eller foring i slike kanaler. For ødeleggelse av eksisterende lag eller foringer kan avlange rygger (16) plasseres på overflaten av konusen.

Description

Oppfinnelsen vedrører hullgravere, hvilke er verktøy for

å forme, rense eller forstørre boringer i grunnen.

Behovet for fornyelse og oppgradering av rørledninger for tjenester slik som gass, vann og kloakk har nylig gitt gruhnlag for protester hvor et nytt belegg anbringes i den eksisterende rørledningspassasje med det nye belegg mer over-legent det gamle, f.eks. mer ugjennomtrengelig eller mer mot-standsdyktig for?sammenbrudd. For oppgradering, kan en økning i diameteren på rørledningen være involvert og for dette formål kan et verktøy passeres langs rørledningen som bryter opp det gamle belegg slik som det gamle støpejernsrør eller teglerør og øker boringen. Det nye rør kan trekkes inn bak vertøyet slik at det under gode forhold kan nye installasjoner av en oppgradert rørledning ferdigstilles i et enkelt løp. Imidlertid kan det innsettes ved et senere tidspunkt. Lignende prosesser blir brukt til å forme hull i uberørt grunn, og servicekanaler må så bli skjøvet eller trukket gjennom hullene.

Problemer oppstår imidlertid fordi fremskridelseshastighet-

en på verktøyet gjennom grunnen, den gamle rørledning eller kloakken kan være for langsom og den påstøtte motstand til dens fremskridelse kan resultere i hyppige sammenbrudd.

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en hullgraver som tar sikte på å skape større driftshastighet i fornyelsen (og even-tuelt i tillegg oppdradering) av rørledninger og som også er nyttig for å penetrere områder hvor det tidligere ikke er kanaler; dvs. den kan brukes til å penetrere grunnen for å danne en ny rørledningsboring eller til og med å danne vertikale eller skråstilte boringer.

Hullgraveren ifølge oppfinnelsen er anordnet for trekking

eller skyving ned i eller gjennom grunnen (enten igjennom fast grunn eller gjennom en eksisterende kanal i grunnen).

Den har en konisk delende førende del som har en roterende

vibrator montert inne i denne.

Slike vibratorer er i og for seg kjent og er forholdsvis enkle innretninger i hvilke en vekt roteres eksentrisk for å utvikle større radielle vibrasjoner gjennom dannelsen av ubalanse-krefter i radialplanet. De blir hensiktsmessig brukt f.eks. i siktetransportører, veivalser og til å løsne laster fra tipp-kjøretøyer. De kan være mekanisk, elektrisk, pneumatisk eller hydraulisk drevet og for det foreliggende formål foretrekkes en pneumatisk drevet roterende vibrator.

I en utførelse av oppfinnelsen skaper den bakre flate av den konisk avledéhdét? førende del av verktøyet en bakover vendende åpning inn i hvilke et legeme til et vibratorverktøy er skyve-tilpasset og blir så aksielt holdt ved å anordne en avtagbar plate bak den. Drivkraft for verktøyet slik som trykkluft til-føres til denne bak verktøyet (dvs.vgjennom passasjen som den har åpnet etter hvert som den fremskrider), eller forfra.

Fremad bevegelse av verktøyet kan bevirkes enten ved en vedder bak den eller mer vanlig av en stav eller kabel trukket foran den.

En kon helningsvinkel på 10-20°, mest fordelaktig omkring

15° er funnet å være egnet, selv om andre større vinkler kan brukes.

Eksenterkraften utviklet av vibratoren og amplituden til den radielle vibrasjon såvel som densffrekvens kan være over et stort område samsvarende med grunnforholdene som påstøtes og/ eller beskaffenheten av røret som skal brytes opp (når for-nying er involvert). F.eks. kan en sentrifugalkraft på mellom 5 kNs og 60 kNs utvikles med vibrasjonsamplituder mellom 1 mm og omkring 7 mm ved vibrasjonsfrekvenser på mellom 9000 og 15000/minutt.

Bestemmelse av de beste verdier for en hver gitt situasjon

vil stort sett være som et resultat av erfaring fordi grunn-karakteristikkene er uforutsigbare langs en rørledningslengde. Andre karakteristikker som bør kommes i hu er fremdriftskraften som er tilgjengelig for verktøyet, dens konusvinkel og trekket fra overflaten, forholdet mellom den eksisterende diameter og den forstørrede diameter (i tilfelle av oppgradering av en rør ledning) og optimaliseringen av fremskridelseshastigheten.

Spesielle utførelser av oppfinnelsen vil nå bli beskrevet med henvisning til de vedlagte tegninger, hvor: Fig. 1 er et diametralt lengdesnitt gjennom hodet til en hullgraver,

fig. 2 er et diametralt lengdesnitt gjennom hodet av en modi-fisert hullgraver, og

fig. 3 er et delsnitt gjennom den modifiserte hullgraver.

En stålkonus 1 har et aksielt hulrom gjennom sitt senter, hvor den førende ende av denne 2, er forstørret for å motta hale-enden av en trekkstav 3, koplet til konusen ved en tapp 4.

Ved den bakre ende av hulrommet er det en forstørrelse 5 hvor en omkretsmessig vegg av denne har en forhøyning 6 som har en skyvtilpasning til den ytre overflate av legemet 7 av en rotasjonsvibrator 8. Ved sin aksielt førende ende passer vibratoren 8 nøyaktig mot blokkene 9 på en aksiell vegg av forstørr-elsene og ved sin andre aksielle ende er lignende blokker 10 holdt mot den bakre ende av vibratoren ved en ringformet holde-plate 11 holdt til en bakre flate av konusen ved bolter 12. Ved sin akterende har verktøyet en sylindrisk vegg 12 hvis bakre ende kan brukes for feste av et rørbelegg eller foring som skal trekkes gjennom hullet i grunnen formet, forstørret og renset ved verktøyet.

Vibratoren 8 er av en i og for seg kjent type med en pneumatisk motor som roterer en eksentrisk hul vekt. Luft ved passende trykk tilføres motoren gjennom rørledningen 15 som følger verk-tøyet langs boringen som den former. Luftkilden er hensiktsmessig ved bakkeoverflaten.

Nærmere bestemt anordnes en Vibtec VE12 0 vibrator forsynt med luft ved 140 cfm ved forskjellig trykk i konstruksjonen vist i fig. 1. Hullgraveren ble trukket av en stav trukket ved en Petersen hydraulisk stavtrekkingsenhet fra en utgravning lagt foran verktøyet hvor trekkstaven blir skjøvet gjennom til verk-tøyet og festet ved en tapp 4 og så trukket tilbake. Kraftenheten av trekkeenheten ble operert ved forskjellige trykk med og uten vibratoren i drift. Konusen var 250 mm i diameter med en konusvinkel på 15°.

Konusen ble utprøvd gjennom et sjikt med blåleire ved en dybde under overflaten på omkring 1,5 m. Ved et trykk på 41 bar i kraftenheten av stavtrekningsenheten ville konusen ikke bevege seg, men når vibratoren ble satt i drift gjorde den stødig fremskridelse skjønt den var langsom. Når kraftenheten ble operert ved et trykk på 54 bar beveget konusen seg langsomt, men bruken av vibratoren ble funnet å fordoble den fremskridelseshastighet. Dette var en svært påkjennende utprøving i massiv fuktig leire. For disse tilstander ville større vibrasjonkrefter og større vibrasjonsamplituder (i modellen brukt var den omkring 1,5 mm) være å foretrekke, forsynt f.eks. av en VIBTEC VE4500'0.

I å rense ut eller oppgradering av eksisterende kanaler, eller

i penetrering av mer fremkommelige jordforhold kan imidlertid den først beskrevne vibrator være adekvat.

Forbedret ytelse kan oppnås ved tilføring av spenningsøkende former på overflaten av konusen 1'. En slik form er en kniv-kantrygg 16 som vist i fig. 2 og 3. Disse knivegger (spennings-hevere) av hvilke en to eller flere kan være anordnet, skaper bøying og punkter for spenriingskjonsentrasjon som er svært effektive særlig i å bryte materialer slik som støpejern og glassaktig leire.

En hullgraver som innehar oppfinnelsen kan bli brukt bak en annen, men konvensjonelle hullgravere f.eks. som en rundtskjær ende eller oppgraderende hullkraver bak en konvensjonell kanal-brytende hullgraver, etterlater ikke alltid et sirkulærft snitt i passasjen bak den.

Claims (5)

1. Hullgraver med et konisk hode (1), karakterisert ved at en rotasjonsvibrator (8) er anordnet for å generere radiell vibrering av hodet (1).

2. Hullgraver ifølge krav 1, karakterisert ved at vibratoren (8) er en enhet tilpasset inne i et hus (5) formet i hodet, et legeme (7) av vibratoren ligger an radi-elt på en forhøyning (6) i huset (7).

3. Hullgraver ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at vibratoren blir pneumatisk drevet.

4. Hullgraver ifølge krav 1-3, karakterisert ved at en eller flere rygger (16) er anordnet i aksielplan langs overflaten av hodet (1).

5. Hullgraver ifølge et eller flere av de foregående krav, karakterisert ved at konusvinkelen til konusen er fra 10-20°.