RU201810U1

RU201810U1 - Tubing space injection device

Info

Publication number: RU201810U1
Application number: RU2020122557U
Authority: RU
Inventors: Андрей Александрович Шилин; Владимир Васильевич Каверин
Original assignee: Акционерное Общество Триада-Холдинг
Priority date: 2020-07-08
Filing date: 2020-07-08
Publication date: 2021-01-13

Abstract

Полезная модель относится к строительству, конкретно к ремонтным работам, и может быть использована при устранении повреждений межтюбинговых уплотнений в высокоточных элементах тюбингового крепления тоннелей метрополитена. Устройство предназначено для инъектирования затюбингового пространства и содержит инъекционную иглу с трубчатым корпусом и обратным клапаном, связанную с приводным механизмом вращательного действия. Инъекционная игла выполнена с элементом для создания дополнительной осевой нагрузки в виде конусного саморезного винтового наконечника, жестко закрепленного на конце трубчатого корпуса иглы, которая размещается в байонетной насадке, связанной с приводным механизмом вращательного действия. Наибольший рабочий диаметр конусного саморезного винтового наконечника иглы составляет 1,1-1,5 диаметра трубчатого корпуса иглы. Устройство позволяет снизить трудоемкость и повысить производительность работ при осуществлении процесса ремонта межтюбинговых уплотнений в высокоточных элементах тюбингового крепления тоннелей метрополитена путем инъектирования, а также позволяет достичь экономии расходуемых инъекционных игл за счет их многоразового использования.The utility model relates to construction, specifically to repair work, and can be used to repair damage to inter-tubing seals in high-precision elements of tubing fastening of metro tunnels. The device is intended for injecting the out-of-tubing space and contains an injection needle with a tubular body and a check valve connected to a rotary actuator. The injection needle is made with an element for creating an additional axial load in the form of a tapered self-tapping screw tip rigidly fixed to the end of the tubular body of the needle, which is located in a bayonet attachment connected to a rotary actuator. The largest working diameter of the tapered self-tapping screw tip of the needle is 1.1-1.5 diameters of the tubular body of the needle. The device makes it possible to reduce labor intensity and increase the productivity of work in the process of repairing intertubing seals in high-precision elements of tubing fastening of metro tunnels by injection, and also makes it possible to save consumable injection needles due to their reusable use.

Description

Настоящая полезная модель относится к строительству и может быть использована при устранении повреждений межтюбинговых уплотнений в высокоточных элементах тюбингового крепления тоннелей метрополитена.This utility model relates to construction and can be used to repair damage to intertubing seals in high-precision elements of tubing fastening of metro tunnels.

При возникновении повреждений в резиновых уплотнениях тюбинговых высокоточных элементов, используемых при креплении тоннелей метрополитена, эти нарушения герметизации устраняют путем инъектирования затюбингового пространства.If damage occurs in the rubber seals of high-precision tubing elements used for fastening subway tunnels, these violations of sealing are eliminated by injecting the tubing space.

Известен способ проведения ремонта отдельных трещин с шириной раскрытия от 0,2 до 3 мм и протяженностью до 2-3 м, который осуществляется с помощью ручных инъекционных устройств (см. А.А. Шилин, "Ремонт строительных конструкций с помощью инъецирования", Стройтехиздат, 2009, с. 33). При этом могут применяться трубки или пакеры, которые вставляют в пробуренные отверстия или в трещины.There is a known method of repairing individual cracks with an opening width of 0.2 to 3 mm and a length of up to 2-3 m, which is carried out using manual injection devices (see A.A.Shilin, "Repair of building structures by injection", Stroytekhizdat , 2009, p. 33). In this case, tubes or packers can be used, which are inserted into drilled holes or cracks.

Однако, этот способ инъектирования не применим при ремонте тоннелей метрополитена, ввиду его большой трудоемкости и малой производительности.However, this injection method is not applicable for the repair of subway tunnels, due to its high labor intensity and low productivity.

Известно устройство для инъектирования затюбингового пространства, содержащее инъекционную иглу с трубчатым корпусом и обратным клапаном, связанную с приводным механизмом вращательного действия (см., например, https://www.youtube.com/watch?v=QbDrYW2oK4g).A device for injecting a tubular space is known, comprising an injection needle with a tubular body and a check valve connected to a rotary actuator (see, for example, https://www.youtube.com/watch?v=QbDrYW2oK4g).

Инъектирование затюбингового пространства с помощью этого устройства производится следующим образом.Injection of the tubing space using this device is as follows.

Предварительно в месте проведения инъектирования производится разбуривание отверстия в месте стыка двух тюбинговых элементов. Это разбуриваемое отверстие необходимо для свободного прохода инъекеционной иглы к поврежденному уплотнению, размещенному в затюбинговом пространстве. Поскольку межтюбинговый зазор в высокоточных элементах тюбингового крепления весьма мал и составляет 3-6 мм, инъекционная игла должна иметь соответствующий диаметр и при приложении значительной осевой нагрузки для прокалывания поврежденного уплотнения, не исключены повреждения иглы. Кроме того, после прокола вязкого уплотнительного элемента и проведения инъектирования через иглу, игла вынуждено остается в отверстии, т.к. вязкое уплотнение препятствует извлечению иглы.Previously, at the injection site, a hole is drilled out at the junction of two tubing elements. This drillable hole is necessary for the injection needle to freely pass to the damaged seal located in the out-tubing space. Since the intertubing gap in the high-precision elements of the tubing fastening is very small and amounts to 3-6 mm, the injection needle must have an appropriate diameter and when a significant axial load is applied to pierce the damaged seal, damage to the needle is not excluded. In addition, after piercing the viscous sealing element and injecting through the needle, the needle is forced to remain in the hole, because a viscous seal prevents the needle from being pulled out.

Таким образом, основным крупным недостатком известного устройства для инъектирования затюбингового пространства является необоснованно увеличенная трудоемкость проведения инъектирования и необходимость оставления инъекционной иглы в месте ее установки после окончания процесса инъектирования.Thus, the main major disadvantage of the known device for injecting the out-of-tubing space is the unreasonably increased labor intensity of the injection and the need to leave the injection needle in place of its installation after the end of the injection process.

Предлагаемая полезная модель направлена на решение технической задачи по созданию устройства, которое предназначено преимущественно для использования при устранении повреждений межтюбинговых уплотнений, размещенных в высокоточных элементах тюбингового крепления тоннелей метрополитена.The proposed utility model is aimed at solving the technical problem of creating a device that is intended primarily for use in repairing damage to intertubing seals located in high-precision elements of tube fastening of metro tunnels.

Технический результат, который может быть получен при использовании предлагаемого устройства, заключается в снижении трудоемкости и повышении производительности при осуществлении процесса инъектирования, а также в экономии расходуемых инъекционных игл за счет их многоразового использования.The technical result that can be obtained using the proposed device consists in reducing labor intensity and increasing productivity during the injection process, as well as in saving consumable injection needles due to their reusable use.

Поставленная задача решена за счет того, что в устройстве для инъектирования затюбингового пространства, содержащем инъекционную иглу с трубчатым корпусом и обратным клапаном, связанную с приводным механизмом вращательного действия, инъекционная игла выполнена с элементом для создания дополнительного осевого усилия в виде конусного саморезного винтового наконечника, жестко закрепленного на конце трубчатого корпуса иглы, размещенной в байонетной насадке, которая в свою очередь связана с приводным механизмом вращательного действия, при этом наибольший рабочий диаметр конусного саморезного винтового наконечника иглы составляет 1,1 - 1,5 диаметра трубчатого корпуса иглы.The problem is solved due to the fact that in a device for injecting the out-of-tubing space containing an injection needle with a tubular body and a check valve connected to a rotary actuator, the injection needle is made with an element for creating additional axial force in the form of a tapered self-tapping screw tip, rigidly fixed at the end of the tubular body of the needle, placed in the bayonet nozzle, which in turn is connected to the drive mechanism of rotary action, while the largest working diameter of the tapered self-tapping screw tip of the needle is 1.1 - 1.5 times the diameter of the tubular body of the needle.

В представленную совокупность включены все существенные признаки устройства, обеспечивающие получение заявленного технического результата.The presented set includes all the essential features of the device, providing the claimed technical result.

Описание полезной модели поясняется двумя рисунками, где на рис. 1 показана инъекционная игла с обратным клапаном. На рис. 2 представлена байонетная насадка, в которой закреплена инъекционная игла.The description of the utility model is illustrated by two figures, where in Fig. 1 shows an injection needle with a check valve. In fig. 2 shows a bayonet attachment in which an injection needle is fixed.

Основным элементом устройства является непосредственно инъекционная игла показанная на рис. 1.The main element of the device is the injection needle itself, shown in Fig. one.

Инъекционная игла выполнена с конусным саморезным винтовым наконечником 1, жестко закрепленным на конце трубчатого корпуса 2 иглы. На другом конце трубчатого корпуса 2 крепится сменный обратный клапан 3. В зависимости от типа и размеров тюбинговой крепи, длина и наружный диаметр трубчатого корпуса 2 может быть различна. В соответствии с этим различны и размеры саморезного винтового наконечника 1. Для оптимальной работы устройства необходимо обеспечить беспрепятственную подачу инъекционной иглы к нарушенному уплотнению в затюбинговое пространство по щелевому промежутку между тюбинговыми элементами и дальнейшее прохождение иглы через тюбинговое уплотнение. При применении известного устройства для инъектирования затюбингового пространства, подача инъекционной иглы к нарушенному уплотнению обеспечивалась путем первоначального расширения щелевого промежутка между тюбинговыми элементами посредством сверления отверстия дополнительным механизмом. Далее приходилось прикладывать значительное осевое усилие для сквозного прохождения иглы через вязкое улотнение, что при значительной длине и малом диаметре корпуса иглы нередко приводило к искривлению или смятию корпуса иглы. А далее после проведения инъектирования игла оставлялась в заинъектированном отверстии, поскольку извлечение иглы представляло значительные сложности из за вязкости уплотнения.The injection needle is made with a tapered self-tapping screw tip 1, rigidly fixed to the end of the tubular body 2 of the needle. At the other end of the tubular body 2, a replaceable check valve 3 is attached. Depending on the type and size of the tubing support, the length and outer diameter of the tubular body 2 may be different. In accordance with this, the sizes of the self-tapping screw tip 1 are also different. For optimal operation of the device, it is necessary to ensure unhindered supply of the injection needle to the broken seal into the zatubing space along the gap between the tubing elements and further passage of the needle through the tubing seal. When using the known device for injecting the tubing space, the supply of the injection needle to the broken seal was ensured by the initial expansion of the slotted space between the tubing elements by drilling a hole with an additional mechanism. Further, it was necessary to apply a significant axial force for the through passage of the needle through the viscous seal, which, with a significant length and small diameter of the needle body, often led to curvature or crushing of the needle body. And then, after the injection, the needle was left in the injected hole, since removing the needle presented significant difficulties due to the viscosity of the seal.

Выполнение инъекционной иглы с конусным саморезным винтовым наконечником 1 позволяет решить сразу несколько задач. При прямом проходе инъекционной иглы по щелевому промежутку между тюбинговыми элементами, а также при проходе наконечника 1 через вязкое уплотнение, винтовая нарезка создает дополнительное осевое усилие, которое совместно с подающим осевым усилием приводного механизма вращательного действия обеспечивают беспрепятственное прохождение инъекционной иглы в затюбинговое пространство для проведения инъектирования. Таким образом, трудоемкость по доставке инъекционной иглы к месту проведения инъекционной работы снижается практически в два раза.The implementation of an injection needle with a tapered self-tapping screw tip 1 allows you to solve several problems at once. With the direct passage of the injection needle through the slotted space between the tubing elements, as well as with the passage of the tip 1 through the viscous seal, the screw thread creates an additional axial force, which, together with the feeding axial force of the rotary actuator, ensure the unhindered passage of the injection needle into the tubing space for injection ... Thus, the labor intensity of delivering the injection needle to the place of the injection work is almost halved.

Далее, после проведения инъектирования, извлечение инъекционной иглы через вязкое уплотнение не представляет особого труда, поскольку при включении приводного механизма вращательного действия на реверсивный режим, саморезным винтовым наконечником 1 создается добавочное осевое усилие, проталкивающее инъекционную иглу через уплотнение.Further, after the injection, the removal of the injection needle through a viscous seal is not difficult, since when the rotary actuator is switched on to the reverse mode, an additional axial force is created by the self-tapping screw tip 1, pushing the injection needle through the seal.

Проведенные испытания предлагаемого устройства, получившего название «ШИЛКА 2» показали его высокую эффективность. Однако, для исключения излишних нагрузок на приводной механизм вращательного действия и на корпус иглы, необходимо в оптимальных пределах ограничивать максимальный диаметр резьбы конусного саморезного винтового наконечника иглы в пределах 1,1 - 1,5 диаметра трубчатого корпуса иглы. Ограничение максимального диаметра наконечника в этих пределах позволяет создать достаточное осевое усилие при осевом перемещении иглы и не создает при этом необходимости в чрезмерном увеличении крутящего момента для расширения при необходимости щелевого промежутка между тюбинговыми элементами.Tests of the proposed device, called "SHILKA 2", have shown its high efficiency. However, in order to avoid unnecessary loads on the drive mechanism of rotary action and on the needle body, it is necessary to limit the maximum thread diameter of the tapered self-tapping screw tip of the needle within the optimal range within 1.1 - 1.5 of the diameter of the tubular body of the needle. Limiting the maximum tip diameter within these limits allows the creation of sufficient axial force during the axial movement of the needle and does not create the need for an excessive increase in torque to expand, if necessary, the gap between the tubing elements.

Claims

A device for injecting the out-of-tubing space, containing an injection needle with a tubular body and a check valve connected to a rotary-acting drive mechanism, characterized in that the injection needle is made with an element for creating an additional axial load in the form of a tapered self-tapping screw tip rigidly fixed to the end of the tubular body a needle placed in a bayonet nozzle, which in turn is connected with a rotary-acting drive mechanism, while the largest working diameter of the tapered self-tapping screw tip of the needle is 1.1 - 1.5 times the diameter of the tubular body of the needle.