DE3701851A1 - Device on an apparatus working underground for driving pipelines - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung an einer unterirdisch arbeitenden Vorrichtung zum Vortreiben von Rohrleitungen mit vorzugsweise nicht-begehbarem Nennquer schnitt, wobei innerhalb der Vorrichtung längs eines Förderrohres das von einem Schürfkopf abgetragene Schürf gut in Richtung auf einen Schacht zurückgefördert wird und wobei im Bereich des Förderrohres ein Schleusenteil vor gesehen ist.The invention relates to a device on a underground working device for driving Pipelines with preferably non-accessible nominal cross cut, within the device along a Conveyor pipe, the abrasion removed by a scraper head is well conveyed back towards a shaft and with a sluice part in front of the conveyor pipe is seen.
Eine derartige Fördervorrichtung ist aus der DE-OS 32 28 684 bekannt. Das Schleusenteil besteht dabei aus einer quer zur Förderrohrachse in der Förderrohrwand rand seitig fest eingespannten Membran, mittels der eine Abschottung gegen Wassereinbrüche erzielt werden soll. Die Standfestigkeit einer solchen Membran ist jedoch begrenzt. Das Schleusenteil wird eingesetzt im Rahmen einer Schneckenfördervorrichtung, die Bestandteil einer Vorrichtung zum Vortreiben von Produktrohren oder Rohr schüssen aus Rohren mit nicht-begehbaren Rohrnennweiten ist. Das Vortreiben der Rohrleitungen mit Hilfe der Vortriebsvorrichtung erfolgt von einem in den Boden abge senkten Preßschacht aus. Mit Hilfe einer vom Preßschacht aus durch das Förderrohr hindurch bis zu einem Schürfkopf geführten Welle wird die Schürfscheibe innerhalb des Schürfkopfes gedreht, wodurch anstehendes Erdreich abgetragen wird. Das abgetragene Erdreich wird dann von der die Welle umgebenden Förderschnecke nach hinten zum Preßschacht zurückgefördert. Von dort wird es zur Oberfläche gebracht und abtransportiert. Damit das abgetragene Erdreich nicht zwischen ein äußeres Rohr des Schürfkopfes und die nachdrückten Produktrohre einerseits und das Förderrohr kleineren Durchmessers andererseits gelangen kann, ist die Außenwand des Schürfkopfes gegenüber dem Förderrohr abgeschottet mittels einer kegelstumpfförmigen Ortsbrust.Such a conveyor is from DE-OS 32 28 684 known. The lock part consists of one across the conveyor pipe axis in the conveyor pipe wall firmly clamped membrane, by means of the one Foreclosure against water ingress should be achieved. The Stability of such a membrane is, however limited. The lock part is used in the frame a screw conveyor that is part of a Device for advancing product pipes or pipe shots from pipes with non-accessible pipe sizes is. Advancing the pipelines with the help of Jacking device is abge in the ground lowered the press shaft. With the help of a press shaft from through the conveyor pipe to a scraper head guided wave, the scraper wheel is within the Rotary digging head, which causes existing soil is removed. The removed soil is then from of the screw conveyor surrounding the shaft to the rear Press shaft conveyed back. From there it becomes Brought surface and transported away. So that removed soil is not between an outer pipe of the Scraper head and the pressed product pipes on the one hand and the smaller diameter delivery pipe on the other hand the outer wall of the scraper head sealed off from the delivery pipe by means of a frustoconical face.
Wenn das anstehende Erdreich mal mehr und mal weniger mit Grundwasser durchsetzt ist, dann ist seine Fließfähigkeit unterschiedlich. Bisher ist man bei dem Abschotten so vorgegangen, daß man im wesentlichen vollständig wasser dicht abgeschottet hat, und zwar entweder durch die Membran nach der DE-OS 32 28 684, aber auch beispielsweise durch einen reinen Material- oder Erdreichpfropfen nach der DE-PS 35 13 578. Eine vollständige Abschottung ist aber nur bei sehr starkem Wasserandrang erforderlich und bei abnehmenden Wasserbeimengungen sogar störend.If the soil at hand sometimes more and sometimes less Groundwater is interspersed, then its fluidity differently. So far, this is the case with foreclosure proceeded that one essentially completely water sealed off, either through the Membrane according to DE-OS 32 28 684, but also for example by a pure plug of material or soil DE-PS 35 13 578. A complete isolation is but only necessary when there is a very high water demand and even annoying with decreasing water admixtures.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Einrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, mit der eine dosierte Abschottung möglich ist.It is an object of the invention to provide a device to create the kind mentioned above, with which a dosed Foreclosure is possible.
Die gestellte Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Schleusenteil, das aus einem mittels eines strömungsfähigen Mediums aufweitbaren Ringbalg besteht, auf gewünschte Durchlaßquerschnitte aufgeweitet einstell bar ist mittels dosierter Mengen des strömungsfähigen Aufweitmediums im Ringbalg.The object is achieved according to the invention in that that the lock part, which consists of a by means of a flowable medium consists of expandable bellows, adjusted to the desired passage cross-sections bar is flowable by means of metered amounts Expansion medium in the bellows.
Mit Hilfe eines auf diese Weise einstellbaren Durchlaß querschnittes einer Grundwasserschleuse ist es möglich, bei zunehmendem Wasserandrang den Durchlaßquerschnitt und damit den Gesamtdurchlaß an Wasser und Erdreich und somit Bodenerosionen der Ortsbrust zu vermindern. Sinkt jedoch der Wasserandrang ab, dann kann mit größerem Durchlaß querschnitt gearbeitet werden, weil dann der dem Grund wasser entgegenwirkende Druck geringer sein kann, um Bodenerosionen vor der Ortsbrust zu verhindern. Bei einem geringeren Wasseranteil kann die Erdreichförderung erhöht und damit die Arbeitsgeschwindigkeit der Vortriebsvorrich tung verbessert werden. Mit Hilfe der Einrichtung nach der Neuerung läßt sich also die Arbeitsgeschwindigkeit optimal einstellen auf die Vorort herrschenden Arbeitsbedingungen, insbesondere in bezug auf einbrechendes Grundwasser.With the help of a passage adjustable in this way cross-section of a groundwater lock, it is possible with increasing water demand the passage cross section and thus the total passage of water and soil and thus To reduce soil erosion of the face. Sinks, however the rush of water decreases, then with a larger passage cross section because then the reason water counteracting pressure may be lower To prevent soil erosion before the face. At a Lower water content can increase soil production and thus the working speed of the jacking device tion can be improved. With the help of the facility after the So innovation can work optimally adjust to the local working conditions, especially with regard to burgeoning groundwater.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorge sehen, daß das Schleusenteil im Bereich des schürfkopf seitigen Endes des Förderrohres vorgesehen ist. Dabei wird das Schleusenteil vorzugsweise im Bereich einer Unter brechung einer im schürfkopfseitigen Ende des Förderrohres vorgesehenen Förderschnecke vorgesehen ist.According to a further embodiment of the invention is pre see that the lock part in the area of the digging head side end of the delivery pipe is provided. Doing so the lock part preferably in the area of a sub refraction of one in the end of the delivery pipe on the excavation head side provided screw conveyor is provided.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Ringbalg an der Förderrohrwand ange ordnet und von dort aus aufweitbar ist. Ebensogut ist es aber auch möglich, daß der Ringbalg an einer die Förder schnecke tragenden Welle angerodnet und von dort aufweit bar ist. Auch für die Anordnung des Ringbalges an der Förderrohrwand oder an der Welle sind die Bedingungen des anstehenden Erdreiches und die Möglichkeit der Zufuhr des strömungsfähigen Mediums maßgebend.According to a further embodiment of the invention provided that the bellows is attached to the conveyor tube wall arranges and can be expanded from there. It is just as good but also possible that the bellows on the conveyor snail-bearing wave and expanded from there is cash. Also for the arrangement of the bellows on the Conveyor pipe wall or on the shaft are the conditions of the upcoming soil and the possibility of feeding the fluid medium is decisive.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Aufweitmedium für den Ringbalg Luft oder Flüssigkeit ist. Mit Vorteil ist vorgesehen, daß das Aufweitmedium eine inkompressible Flüssigkeit ist. Mit einer inkompressiblen Flüssigkeit läßt sich gegebenenfalls eine feinere Regulierung oder Dosierung der Menge des strömungsfähigen Aufweitmediums im Ringbalg vornehmen.According to a further embodiment of the invention provided that the expanding medium for the bellows air or is liquid. It is advantageously provided that the Expansion medium is an incompressible liquid. With an incompressible liquid, if necessary a finer regulation or dosage of the amount of Make flowable expansion medium in the bellows.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß ein einstellbares Durckregelventil für den Druck des Aufweitmediums im Inneren des Ringbalges vorgesehen ist. Dieses Druckregelventil wird vornehmlich eingesetzt bei der Verwendung Luft oder Wasser. Wird ein inkompressibles Aufweitmedium eingesetzt, dann erfolgt die Regelung vorzugsweise mit Hilfe eines Durchflußmengen-Meßventiles.According to a further embodiment of the invention provided that an adjustable pressure control valve for the Pressure of the expansion medium inside the bellows is provided. This pressure control valve is primarily used when using air or water. Becomes a incompressible expansion medium is used, then the Regulation preferably with the help of a Flow measurement valves.
Es kann sein, daß es durch widrige Umstände zu einer Verstopfung vor dem Ringbalg kommt. Um derartigen Verstopfungen entgegenzuwirken, ist nach einer weiteren Ausgestaltung der Neuerung vorgesehen, daß im Wirkbereich des Ringbalges wenigstens ein Spülwasserauslaß vorgesehen ist. Mit Spülwasser können Verstopfungen wieder weggespült werden.It may be that due to adverse circumstances Constipation comes before the bellows. To such Counteracting constipation is another one Design of the innovation provided that in the effective range the bellows provided at least one flushing water outlet is. Blockages can be washed away with rinsing water will.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorge sehen, daß der Ringbalg aus flexiblem, hochzähem Kunst stoff, insbesondere flexiblem, hochzähem Schaumkunststoff, besteht. Derartige Materialien weisen eine ausreichende Standfestigkeit auf.According to a further embodiment of the invention is pre see that the bellows made of flexible, tough plastic fabric, in particular flexible, high-viscosity foam plastic, consists. Such materials have sufficient Stability on.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail with reference to the drawing. Show it:
Fig. 1 bis 3 den Schürfteil einer unterirdisch arbeitenden Vorrichtung zum Vortreiben von Rohrleitungen mit einem ringbalgförmigen Schleusenteil in voll geöffneter, halb geöffneter und geschlossener Stellung, teilweise im Schnitt, Fig. 1 to 3 the scraper part of an underground working apparatus for propelling pipes with a ringbalgförmigen lock part in fully open, half-open and closed positions, partly in section,
Fig. 4 eine Vorrichtung nach Fig. 1 mit einem Schleusen teil, wobei der Vortrieb aus einem Preßschacht heraus erfolgt. Fig. 4 shows a device according to Fig. 1 with a lock part, the propulsion takes place from a press shaft.
Der in Fig. 1 dargestellte Schürfteil 1 einer Vorrichtung zum unterirdischen Vortreiben von Rohrleitungen besteht aus einem Schürf- oder Steuerkopf 3 und einem in der Vortriebsrichtung nach Pfeil 5 dem Schürfkopf nachlaufen den Nachläufer 7. Dem Nachläufer 7 sind wiederum Rohr schüsse 9 nachgesetzt, die aus dem in Fig. 4 dargestellten Preßschacht 10 heraus mittels einer Vortriebsvorrichtung 11 dem Nachläufer 7 und dem Schürfkopf 3 hinterhergedrückt werden. Dieses Vortriebsverfahren durch Vorpressen einzelner, hintereinander gesetzter Rohrschüsse 9 und diesen vorlaufender Nachläufer 7 und Schürfköpfe 3 ist bekannt, ebenso wie die Möglichkeit, den Schürf- oder Steuerkopf 3 vor dem Nachläufer 7 in der Richtung zu steuern. Einzelheiten der gegeneinander anliegenden Druck flächen der einzelnen Rohrteile und die Steuerungsvorrich tung für den Schürf- bzw. Steuerkopf 3 sind deshalb nicht näher erläutert.The scraper part 1 shown in FIG. 1 of a device for the underground advancement of pipelines consists of a scraper or control head 3 and a follower 7 running after the scraper head in the direction of advance according to arrow 5 . The trailer 7 are in turn pipe shots 9 , which are pushed out of the press shaft 10 shown in FIG. 4 by means of a propulsion device 11, the trailer 7 and the scraper head 3 . This advance method by pressing individual pipe sections 9 placed one behind the other and these leading followers 7 and scraper heads 3 is known, as is the possibility of controlling the scraper or control head 3 in front of the follower 7 in the direction. Details of the opposing pressure surfaces of the individual pipe parts and the Bewegungsvorrich device for the scraper or control head 3 are therefore not explained in detail.
Innerhalb des Schürfkopfes 3 befindet sich eine kegel stumpfförmig aufgeweitete Ortsbrust 12. Diese Ortsbrust endet an der Stirn 13 des Schürfkopfes 3, der nach vorn hin eine Öffnung 14 aufweist, in der eine Schürfscheibe 15 umlaufen kann. Diese Schürfscheibe 15 ist an dem vorderen Ende 16 einer Welle 17 angeordnet, die von der Vortriebs vorrichtung 11 im Preßschacht 10 in Umlauf versetzt wird. Auf der Welle 17 ist eine Förderschnecke 18 angeordnet, mit der von der Schürfscheibe 15 abgetragenes Erdreich zum Preßschacht zurückgefördert wird.A truncated cone-shaped face 12 is located within the scraper head 3 . This working face terminates at the end 13 of the scraper head 3 that has towards the front an opening 14 can rotate in a cutting disc 15 °. This scraper disc 15 is arranged at the front end 16 of a shaft 17 , which is driven by the propulsion device 11 in the press shaft 10 in circulation. On the shaft 17 , a screw conveyor 18 is arranged, with which soil removed from the digging disc 15 is conveyed back to the press shaft.
Die Welle 17 mit der auf ihr angeordneten Förderschnecke 18 läuft in einem Förderrohr 19 um. Dadurch kann das abgetragene Erdreich innerhalb der Rohrschüsse und des Nachläufers 7 sicher geführt zum Preßschacht geleitet werden. Die Welle 17 mit der Förderschnecke 18 und das Förderrohr 19 sind unterteilt in zusammenfügbare Teil stücke, deren Länge der Länge der Rohrschüsse entspricht.The shaft 17 with the screw conveyor 18 arranged on it rotates in a conveyor tube 19 . As a result, the removed soil within the pipe sections and the follower 7 can be guided safely to the press shaft. The shaft 17 with the screw conveyor 18 and the conveyor pipe 19 are divided into pieces that can be joined together, the length of which corresponds to the length of the pipe sections.
Die Förderschnecke 18 weist innerhalb des Nachläufers 7 einen Unterbrechungsbereich 20 auf. An der Wand des Förderrohres ist innerhalb des Unterbrechungsbereiches 20 ein als Grundwasserschleuse wirkender Ringbalg 21 angeordnet. Der Ringbalg 21 besteht aus einem flexiblen, hochzähen Kunststoff, insbesondere Schaumkunststoff. Der Ringbalg 21 ist so ausgebildet, daß er durch Einleiten eines Aufweitmediums nach innen aufgeweitet werden kann, und zwar in den Querschnitt 22 des Förderrohres 19 hinein in Richtung auf die Welle 17. Es wäre aber auch denkbar, falls notwendig oder gewünscht, den Ringbalg 21 an der Welle 17 zu befestigen und nach außen in Richtung auf die Wand des Förderrohres 19 aufzuweiten. In beiden Fällen wirkt der Ringbalg als Schleusenteil, mit dessen Hilfe der Querschnitt des Rohres 22 verändert werden kann.The screw conveyor 18 has an interruption area 20 within the follower 7 . An annular bellows 21, which acts as a groundwater lock, is arranged on the wall of the delivery pipe within the interruption region 20 . The bellows 21 consists of a flexible, high-viscosity plastic, in particular foam plastic. The annular bellows 21 is designed such that it can be expanded inward by introducing an expansion medium, specifically into the cross section 22 of the delivery pipe 19 in the direction of the shaft 17 . However, it would also be conceivable, if necessary or desired, to attach the annular bellows 21 to the shaft 17 and to expand it outwards in the direction of the wall of the delivery pipe 19 . In both cases, the annular bellows acts as a lock part, by means of which the cross section of the tube 22 can be changed.
Das Aufweiten des Ringbalges 21 kann entweder mit Hilfe von Preßluft oder Wasser erfolgen. Derartige Medien sind allerdings kompressibel und haben deswegen den Nachteil, daß das Ausmaß der Aufweitung nicht genau festlegbar ist und in gewissen Grenzen schwanken kann. Um derartige Schwankungen zu vermeiden, kann das Aufweitmedium, welches in jedem Fall strömungsfähig sein muß, auch aus einer inkompressiblen Flüssigkeit bestehen. Hierbei käme beispielsweise Hydraulik-Flüssigkeit in Betracht.The expansion of the bellows 21 can be done either with the help of compressed air or water. However, media of this type are compressible and therefore have the disadvantage that the extent of the expansion cannot be precisely determined and can fluctuate within certain limits. In order to avoid such fluctuations, the expansion medium, which must flow in any case, can also consist of an incompressible liquid. For example, hydraulic fluid would come into consideration.
Der Unterbrechungsbereich 20 für den Ringbalg 21 muß im Bereich des schürfkopfseitigen Endes 23 des Förderrohres vorgesehen sein. Sein Abstand von der Schürfscheibe sollte 1,0 m betragen, kann aus konstruktiven Gründen aber auch weiter hinten angeordnet werden.The interruption region 20 for the annular bellows 21 must be provided in the region of the end 23 of the delivery pipe on the scraping head side. Its distance from the scraper should be 1.0 m, but can also be placed further back for design reasons.
Das Aufweitmedium wird über eine Rohrleitung 24 vom Preß schacht 10 her herangeführt. Ist das Aufweitmedium eine Hydraulik-Flüssigkeit, dann ist das Rohr 24 hinter einem Durchflußmengen-Meßventil 25 an einer mit 26 bezeichneten Stelle geschlossen. Ist das Aufweitmedium jedoch Luft, dann ist das Rohr 24 mit einem Rohrteil 24 a weitergeführt, bis es schließlich in dem Schürfraum 27 innerhalb der Ortsbrust 12 mündet. In dem Rohrbereich 24 a befindet sich dann noch ein Druckregelventil 28, mit dem sich der Druck innerhalb des Ringbalges 21 einstellen läßt. Gegebenen falls genügt auch eines der Ventile 25 und 28. Durch die Austrittsöffnung 24 b kann der Förderraum 27 zusätzlich mit Druckluft beaufschlagt werden, um Bodenerosionen vor der Schürfscheibe 15 zu verhindern.The expanding medium is brought in via a pipe 24 from the press shaft 10 . If the expansion medium is a hydraulic fluid, then the tube 24 is closed behind a flow rate measuring valve 25 at a point designated by 26 . However, if the expansion medium is air, then the pipe 24 is continued with a pipe part 24 a until it finally opens into the scraper space 27 within the face 12 . In the pipe area 24 a there is still a pressure control valve 28 with which the pressure within the annular bellows 21 can be adjusted. If necessary, one of the valves 25 and 28 is also sufficient. The delivery space 27 can also be pressurized with compressed air through the outlet opening 24 b in order to prevent soil erosion in front of the scraper disc 15 .
Um sicherzugehen, daß es im Unterbrechungsbereich 20 keine bleibenden Verstopfungen gibt, ist eine Spülwasserleitung 29 vorgesehen, die vorzugsweise vor dem Unterbrechungs bereich 20, jedoch in dessen Nähe, in den Innenraum 31 des Förderrohres 19 mündet. Die Einspritzrichtung über die Öffnung 32 ist dabei schräg nach hinten gelegt, so daß das Spülwasser unmittelbar in den Bereich vor dem Ringbalg 21 einspritzt.To ensure that there is no permanent clogging in the interruption region 20, a discharge pipe 29 is provided which preferably opens before the interruption region 20 but in the vicinity thereof, into the interior 31 of the production tubing 19th The injection direction via the opening 32 is placed obliquely to the rear, so that the flushing water is injected directly into the area in front of the bellows 21 .
Das Schleusenteil in Form des Ringbalges 21 soll den Quer schnitt 22 im Innenraum 31 des Förderrohres 19 in gewünschtem Ausmaß verschließen können, um so eine Anpassung an die Fließfähigkeit des geschürften Erdreiches herbeizuführen. Enthält das geschürfte Erdreich einen höheren Grundwasseranteil, dann ist seine Fließfähigkeit größer als bei einem kleineren Grundwasseranteil. Außerdem ist die Förderfähigkeit des Erdreiches aufgrund seiner Zusammensetzung bereits unterschiedlich. Um hier eine optimale Anpassung zu erhalten und damit zu optimalen Vortriebsgeschwindigkeiten zu kommen, ist der Ringbalg aufblasbar, und Fig. 2 zeigt, daß der Ringbalg 21 beispielsweise den Querschnitt 22 des Innenraumes 31 des Förderrohrs 19 zur Hälfte verschließt. Fig. 3 zeigt, wie der Ringbalg 21 derart aufgeweitet ist, daß er sich an die Welle 17 anlegt. Das bedeutet einen vollständigen Verschluß des Querschnittes 22, beispielsweise bei Arbeitspausen oder bei plötzlich einbrechendem Grund wasser. Die Standfestigkeit eines solchen Ringbalges aus flexiblem, zähem und hochfestem Kunststoff reicht aus für alle im Kanalbaubetrieb auftretenden Anforderungen.The lock part in the form of the annular bellows 21 is intended to be able to close the cross section 22 in the interior 31 of the delivery pipe 19 to the desired extent, so as to bring about an adaptation to the flowability of the excavated soil. If the excavated soil contains a higher proportion of groundwater, then its flowability is greater than with a smaller proportion of groundwater. In addition, the eligibility of the soil is already different due to its composition. In order to obtain an optimal adaptation here and thus to achieve optimal propulsion speeds, the annular bellows can be inflated, and FIG. 2 shows that the annular bellows 21 closes, for example, half of the cross section 22 of the interior 31 of the delivery pipe 19 . Fig. 3 shows how the bellows 21 is expanded so that it rests on the shaft 17 . This means a complete closure of the cross section 22 , for example during work breaks or when the ground suddenly breaks in. The stability of such a bellows made of flexible, tough and high-strength plastic is sufficient for all requirements that arise in sewer construction.
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