[发明专利]用于钻开隧道的设备及钻进方法

说明书

本发明涉及一种如权利要求1所述的方法和根据权利要求6的用于再钻削现有孔或隧道的钻孔设备。

已知的旧污水系统更换方法是将一根新管拉入一根旧管中。根据EP0455949可知，一种钻孔设备，利用该设备在将一根新管拉入旧管中时，是将旧管捣碎并将碎屑挤入周围的土中。

拉入一根新管的缺点是管子的直径明显减小，并且实际上不可能将一根新管拉入一根已经塌落的旧管中。

捣碎旧管和强制性地将碎屑导入隧道的壁的缺点是由尖锐的碎片对相邻管路构成危险，由于应力的原因这些碎片会返回到孔中，并且比较光滑的土壤也会有阻止的将一根新管拉入孔中的摩擦力。

根据本发明的方法和钻孔设备消除了上述不足，本发明的特征如所附权利要求书所述。

本发明的优点在于，管子可以搭接或不搭接，并且可以更换上同样直径或较大外径的新管。将旧管和可能落下的泥土从孔中送走从而不会对周围环境造成任何冲击。钻孔设备随着旧管向前移动并在需要的情况下可以拐弯。

下面将结合附图对本发明做进一步描述，其中：

图1是钻孔设备的侧剖视图；

图2是方向控制单元；图3是控制单元的胀圈；

图4是一种可选的钻孔设备的横向剖视图；    

图5a是沿图4中A-A线的横向剖视图；

图5b是沿图4中B-B线的横向剖视图。

图1表示一台带有气动冲击锤的钻孔设备。压缩空气沿着管路2流动，藉此将旋转运动传递给钻孔设备。在控制单元的前端设有一个冲击钻头夹座8，用以产生锤击和旋转运动。为破碎管路3，用螺纹将带有捣碎刀片5的环形钻头6固定在冲击钻头夹座8的后端。驱动冲击锤1的压缩空气的压力此时已很低且沿着通道9到达环形钻头6的前侧，压缩空气在此将捣碎的碎屑从管路3通过管7向后传送。假如管路3被堵塞，则压缩空气不能向前输送。

控制单元4由螺纹固定在钻头夹座8上，用以在需要时控制钻孔设备向前移动的方向。将控制单元4的直径选择成使其可以足够的间隙插入管路3中。假如钻孔设备向着管路3的内壁偏移，则控制单元4便抓住管壁，而由此产生的力便对整台钻孔设备起作用，从而使其一点一点地靠近管路中心。控制单元可以在钻头夹座8的顶端自由转动且其相对于钻头夹座的固定还允许其相地钻头夹座中心线稍有摆动。

图2表示了带有捣碎刀片5的控制单元11。至少在这种情况下，在捣碎期间还要的清扫空气或水送至刀具的前侧。为此，在部分12中开了一个孔。在钻头夹座8中必须设置一个特殊的阀，利用该阀可以控制清扫空气或水或者到达环形钻头6或者到达用于捣碎的控制单元中的刀片处。然后，利用压力管或电路从孔口处控制该阀，或者在钻头夹座8或控制单元11中设置一个传感器用以探测控制单元11是否处于捣碎状态。    

图3表示一个控制单元，该单元最好带有一个橡胶做的胀圈13，该胀圈支承在可更换的管子上或支承在先前隧道的相应壁上，并由此而防止被输送到环形钻头6上的压缩空气或水向前穿过控制单元漏出。在初始位置，在控制单元没有进行捣碎时，即旧的管路为未坍落且未被堵塞时，需要胀圈13。

方向控制单元4还可以是一个套筒，这时钻头夹座是进出它的最前面的部件，另外，在钻头夹座的头部有螺纹用的设置一个单独的尖钻头。该尖钻头的直径最好非常接近套筒的外径。

自然，可以用相应长度尺寸的钻头夹座来代替环形钻头6，即用同一种棒料制成环形钻头和钻头夹座，并且这种钻头夹座仅可用于钻一种尺寸的孔。

将新的管子拉入孔中，环形钻头6和新管10之间的连接是带卡圈的搭接连接39，用管10端部中的环物管子轴向固定于环形钻头6上。虽然环形钻头旋转，但是管子不转。

还可以用单刀钻冠来代替捣碎圆头钻刃。无论如何，可以利用不同的组合来将钻头、钻头夹座以及控制单元连接在一起，以便得到较大的互换性、各种直径，便于生产且减少所形成的废物量。

图4表示了如何将压力介质输送到前端设有捣碎刀片5的控制单元的例子，该控制单元的外壳29为圆柱形，并表示了如何将介质送至刀片5。钻头夹座14具有一个中心孔15，该孔用于将介质输送至设在控制单元中的阀组件。在钻头夹座14上设有一个控制钻头17和围绕着该钻头的环形钻头18。环形钻头由保护管16支承可以稍稍纵向移动并在支承保护管16中转动。在控制钻头17和环形钻头之间设有推拉连接，以通过拉拔钻头夹座可以从钻进顶端将钻头夹座14，控制钻头17和整个控制单元拉出而保护管16和环形钻头保留在原位。