Центрирующая опора с изменяемой высотой ножек

Полезная модель относится к устройствам центрирования и фиксации соосного расположения внешней трубы относительно внутренней трубы в конструкции типа «труба в трубе», и может быть использована при изготовлении предварительно термоизолированных труб и предварительно термоизолированных фасонных изделий.

Предложена центрирующая опора, выполненная из полимерного упруго-эластичного материала в виде снабженного на концах стяжным замком отрезка плоской широкой ленты с прямоугольным вырезом в центре, на наружной поверхности которой по краям от выреза расположены выполненные заодно с лентой две ножки в виде полых выступов коробчатой формы одинаковой высоты, на вершине каждого из которых с одной стороны выполнен скос, формирующий ломаную верхнюю поверхность ножки. В центрирующей опоре на верхней поверхности каждой ножки выполнено, по меньшей мере, две фиксирующие выемки, при этом центрирующая опора дополнительно для каждой ножки содержит, по меньшей мере, одну надставку из полимерного материала в виде плоской изогнутой по форме верхней поверхности ножки пластинки, на нижней поверхности которой выполнены фиксирующие выступы, количество, форма, размер и расположение которых выбраны соответствующими фиксирующим выемкам на верхней поверхности ножки для формирования замкового соединения, а форма и размеры ножек в зоне установки надставки и соответствующие форма и размеры надставки выбраны постоянными для всех длин отрезков ленты и всех высот ножек.

Настоящая полезная модель позволяет уменьшить ассортимент центрирующих опор, необходимых для производства предварительно изолированных труб и предварительно изолированных фасонных изделий всех типоразмеров и исполнений, повысить универсальность применения центрирующих опор, обеспечить возможность изменения высоты их ножек до нужных значений, повысить точность центрирования внутренней трубы и трубы-оболочки.

Настоящая полезная модель относится к конструкциям типа «труба в трубе», в частности к устройствам центрирования и фиксации соосного расположения внешней трубы относительно внутренней трубы и может быть использована, например, при изготовлении предварительно термоизолированных труб (далее - ПИ-трубы) и предварительно термоизолированных фасонных изделий (далее - ПИ-фасонные изделия).

Важнейшими областями применения ПИ-труб и ПИ-фасонных изделий являются тепловые сети и трубопроводы горячего водоснабжения населенных пунктов и промышленных объектов. Типоразмеры ПИ-труб и ПИ-фасонных изделий, а также технические требования к ним, регламентируются рядом национальных и международных стандартов, в частности, ГОСТ 30732-2006, EN 253, EN 448.

Основные принципы конструкции ПИ-труб и ПИ-фасонных изделий известны достаточно давно и раскрыты во многих публикациях и патентах, например, в [1]. ПИ-труба представляет собой жесткую конструкцию, состоящую из металлической или пластиковой внутренней (проводящей) трубы, по которой производится транспортировка жидкого или газообразного вещества. Поверх внутренней трубы соосно с ней смонтирована наружная пластиковая или металлическая труба (далее - труба-оболочка), а межтрубное пространство между наружной поверхностью внутренней трубы и внутренней поверхностью трубы-оболочки заполнено термоизоляционным материалом, как правило, жестким пенополиуретаном, снижающим до минимума теплообмен между транспортируемым по внутренней трубе веществом и внешней средой. Дополнительно вдоль оси ПИ-трубы в толще термоизоляции обычно протянуто два (или более) неизолированных металлических проводника системы оперативного дистанционного контроля состояния термоизоляции (далее - СОДК). При изготовлении ПИ-труб используются центрирующие опоры (называемые также центраторами), монтируемые с шагом порядка 0,8-1,5 м на наружной поверхности проводящей трубы и обеспечивающие ее соосность с трубой-оболочкой, а также фиксацию проводников СОДК примерно в средней части термоизоляционного слоя.

Известна сегментная центрирующая опора [2], выполненная в виде отрезка плоской широкой ленты с прямоугольным вырезом в центре, имеющая на одном конце зубчатую гребенку с прижимами, а на другом конце - ответную зубчатую гребенку. По краям лента сегментной опоры имеет два полых выступа коробчатой формы, на вершине которых с одной стороны выполнен скос. На одном (или обоих) коробчатых выступах имеется приспособление в виде ушка с отверстием для фиксации проводника СОДК. Перед монтажом в зависимости от величины наружного диаметра внутренней трубы данные сегменты с помощью имеющихся зубчатых замков собираются из нескольких штук в гирлянды необходимой длины, затем гирлянда оборачивается в необходимом месте по наружной поверхности проводящей трубы и прочно фиксируется с помощью свободных концевых замков. Высота коробчатых выступов подобрана таким образом, что обеспечивается соосность проводящей трубы и трубы-оболочки в ПИ-трубе при определенной величине зазора между ними в радиальном направлении. Данный тип сборной сегментной центрирующей опоры имеет повышенную механическую прочность и применяется преимущественно для изготовления ПИ-труб и ПИ-фасонных изделий больших диаметров.

Рассмотренная выше центрирующая опора по технической сущности и достигаемым результатам является наиболее близкой к заявляемой.

В тоже время, упомянутая выше известная центрирующая опора имеет весьма существенный недостаток: она может достаточно хорошо обеспечивать соосность конструкции ПИ-трубы только при определенном сочетании наружного диаметра проводящей трубы и внутреннего диаметра трубы-оболочки, т.е. при строго определенной величине зазора между проводящей трубой и трубой-оболочкой в радиальном направлении. На практике же применяются ПИ-трубы с несколькими различными значениями толщины термоизоляционного слоя (см., например, ГОСТ 30732-2006), т.е. при неизменном значении наружного диаметра проводящей трубы внутренний диаметр трубы-оболочки может иметь несколько существенно различающихся значений. Это означает, что для обеспечения точности центрирования (соосности) в ПИ-трубе трубы-оболочки и проводящей трубы в пределах установленного стандартами допуска необходимо использовать несколько центрирующих опор сегментного типа одинаковой длины, обеспечивающих при замыкании стяжного замка одинаковый номинальный диаметр посадки на внутреннюю трубу, и с несколькими адекватно подобранными значениями высоты ножек.

Кроме того, внутренний диаметр трубы-оболочки зависит от материала, из которого она изготовлена. Действующими стандартами установлен ряд номинальных значений наружного диаметра и толщины стенок труб-оболочек из полиэтилена и тонколистовой оцинкованной стали, применяемых для изготовления ПИ-труб и ПИ-фасонных изделий. С увеличением наружного диаметра от 90 мм до 1200 мм толщина полиэтиленовых труб-оболочек существенно возрастает (от 2,2 мм до 14,9 мм по ГОСТ 30732-2006), в то время как толщина труб-оболочек из тонколистовой оцинкованной стали изменяется мало и не превышает 1,0 мм (см., например, ГОСТ 30732-2006). Это означает, что для обеспечения точности центрирования проводящей трубы с трубой-оболочкой в ПИ-трубе одного и того же типоразмера необходимо иметь два вида центрирующих опор (отдельно для полиэтиленовой и для стальной труб-оболочек), различающихся по высоте ножек.

Еще сложнее ситуация в случае некоторых видов ПИ-фасонных изделий, имеющих изогнутые участки стальной проводящей трубы, наружная труба-оболочка которых изготавливается из сегментов прямой полиэтиленовой трубы-оболочки или из сегментов спирально-навивного воздуховода из тонколистовой оцинкованной стали. В поперечном сечении толщина термоизоляционного слоя на изогнутых участках таких изделий в разных радиальных направлениях варьируется в широких пределах и может уменьшаться в некоторых местах до 50% от ее номинального значения на прямых участках изделия (например, см. EN 448), значительно увеличиваясь при этом в диаметрально противоположном направлении. Установить известную центрирующую опору с одинаковой высотой ножек в таком сечении ПИ-фасонного изделия весьма проблематично.

Таким образом, для обеспечения достаточной степени соосности внутренней трубы и трубы-оболочки ПИ-труб всех типоразмеров и исполнений требуется обширный ассортимент центрирующих опор известных конструкций, а в упомянутом выше случае установки центрирующих опор на изогнутых частях проводящей трубы ПИ-фасонных изделий центрирующие опоры известных типов конструктивного исполнения могут иметь лишь весьма ограниченное применение. Учитывая то обстоятельство, что центрирующие опоры изготавливаются, как правило, из полипропилена и/или полиэтилена и их сополимеров методом литья под давлением, расширение ассортимента центрирующих опор ведет к большим дополнительным затратам на дорогостоящее технологическое оборудование и литьевые формы, требует дополнительных складских площадей и ухудшает процесс логистики.

Задачей полезной модели является создание центрирующей опоры, которая простым и надежным образом обеспечивала бы возможность изменения высоты ее ножек до нужных значений непосредственно при сборке ПИ-труб и ПИ-фасонных изделий, а также повышение точности центрирования проводящей трубы и трубы-оболочки ПИ-труб и ПИ-фасонных изделий.

Достигаемый технический результат заключается в том, что уменьшается ассортимент центрирующих опор, необходимых для производства ПИ-труб и ПИ-фасонных изделий всех типоразмеров и исполнений, упрощается процесс монтажа центрирующих опор при производстве ПИ-труб и ПИ-фасонных изделий, обеспечивается более точное центрирование проводящей трубы и трубы-оболочки, особенно на изогнутых участках ПИ-фасонных изделий, улучшается равномерность распределения толщины термоизоляционного слоя в изделиях, за счет чего повышаются их теплоизоляционные характеристики, а также снижаются производственные затраты на изготовление центрирующих опор.

Поставленная задача решается, а технический результат достигается в заявляемой центрирующей опоре, предназначенной для обеспечения соосности конструкции типа «труба в трубе» и выполненной из полимерного упруго-эластичного материала в виде снабженного на концах стяжным замком отрезка плоской широкой ленты с прямоугольным вырезом в центре, на наружной поверхности которой по краям от выреза расположены выполненные заодно с лентой две ножки в виде полых выступов коробчатой формы одинаковой высоты, на вершине каждого из которых с одной стороны выполнен скос, формирующий ломаную верхнюю поверхность ножки, при этом, по меньшей мере, одна ножка снабжена устройством фиксации проводников системы оперативного дистанционного контроля (СОДК), выполненным в виде ушка с отверстием, за счет того, что на верхней поверхности каждой ножки выполнено, по меньшей мере, две фиксирующие выемки, при этом центрирующая опора дополнительно для каждой ножки содержит, по меньшей мере, одну надставку из полимерного материала в виде плоской изогнутой по форме верхней поверхности ножки пластинки, на нижней поверхности которой выполнены фиксирующие выступы, количество, форма, размер и расположение которых выбраны соответствующими фиксирующим выемкам на верхней поверхности ножки, причем фиксирующие выступы и фиксирующие выемки выполнены с возможностью формирования замкового соединения, а форма и размеры ножек в зоне установки надставки и соответствующие форма и размеры надставки выбраны постоянными для всех длин отрезков ленты и всех высот ножек.

В заявляемой центрирующей опоре базовая (исходная) высота ножек подобрана таким образом, что после монтажа центрирующей опоры на проводящей трубе определенного наружного диаметра обеспечивается в пределах допуска по ГОСТ 30732-2006 соосность размещения трубы-оболочки, имеющей минимальный возможный внутренний диаметр (при минимальной толщине термоизоляционного слоя согласно вышеуказанному стандарту).

В заявляемой центрирующей опоре верхняя часть ножек (верхняя поверхность) центрирующей опоры содержит элементы замкового соединения (замка-защелки) - фиксирующие выемки, и для увеличения общей высоты ножек центрирующей опоры используются содержащие ответную часть замков-защелок - фиксирующие выступы специальные надставки в виде изогнутых по форме верхней поверхности ножек пластин, которые устанавливаются на верхнюю поверхность ножки, образуя замок-защелку, и прочно фиксируются на ней вручную простым нажатием.

В общем случае, элементы замкового соединения - фиксирующие выемки на ножках и фиксирующие выступы на надставках, могут иметь любую подходящую геометрическую форму и любые размеры, а также любое подходящее количество и месторасположение. Предпочтительно они имеют цилиндрическую форму.

В общем случае, каждая ножка, или, по крайней мере, часть ножек центрирующей опоры в рабочем положении (установленной на проводящей трубе ПИ-труб или ПИ-фасонных изделий) снабжены надставками (по одной для каждой ножки, если есть). При этом, предпочтительно, может быть предусмотрено наличие более, чем одной надставки разного типоразмера (высоты). Предпочтительно, когда при наличии для каждой ножки более одной надставки, надставки выполнены с возможностью увеличения общей высоты ножки на различную заданную величину, при условии установки надставок по одной на ножку. Таким образом, надставки имеют высоту, образующую стандартный дискретный ряд значений, например, 3 мм, 6 мм, 9 мм и т.д. или любой другой подходящий дискретный ряд значений. Выбором надставки необходимой высоты обеспечивается возможность увеличения высоты каждой ножки центрирующей опоры до необходимого значения, причем, при необходимости, каждую ножку одной центрирующей опоры можно изменить на разную дискретную высоту с помощью соответственно подобранных надставок из стандартного набора.

Исходя из вышеизложенного, надставки предпочтительно выполнены с возможностью увеличения общей высоты ножки на заданную величину, выбранную из дискретного ряда целых величин, предпочтительно из дискретного ряда величин, содержащего значения с равным шагом, предпочтительно с шагом 3 мм.

Верхняя поверхность надставки может быть выполнена с рифлением, расположенным в продольном и/или поперечном направлении с шагом заданной величины.

Также предпочтительными являются формы реализации, в которых устройство фиксации проводников системы оперативного дистанционного контроля расположено предпочтительно посредине высоты ножки.

Как уже было упомянуто выше, заявляемая центрирующая опора в общем случае выполнена из любого подходящего полимерного материала, предпочтительно, из полимерного материала, выбранного из группы, включающей, по меньшей мере, полиэтилен и полипропилен.

Описанные выше и другие достоинства и преимущества заявляемой центрирующей опоры более подробно будут рассмотрены ниже на примере одной из возможных предпочтительных, но не ограничивающих форм реализации со ссылками на позиции фигур чертежей, на которых схематично представлены:

Фиг.1 - общий вид центрирующей опоры без надставок;

Фиг.2 - общий вид надставки;

Фиг.3 - общий вид центрирующей опоры, на одной из ножек которой установлена надставка.

На Фиг.1 схематично представлен общий вид центрирующей опоры, которая выполнена в виде отрезка плоской широкой ленты 1 с прямоугольным вырезом 2 в центре, на концах которого выполнены ответные элементы 3 и 4 стяжного замка. На наружной поверхности ленты 1 по краям от выреза 2 расположены выполненные заодно с лентой две ножки 5 в виде полых выступов коробчатой формы одинаковой высоты. Исходная (базовая) высота ножек 5 подобрана таким образом, что после монтажа центрирующей опоры обеспечивается в пределах допуска по ГОСТ 30732-2006 соосность размещения трубы-оболочки относительно проводящей трубы (на чертеже не изображены) при минимально возможной разнице внутреннего диаметра трубы-оболочки и наружного диаметра проводящей трубы. По меньшей мере, на одной ножке 5 имеется также устройство для фиксации проводников СОДК в виде ушка 6 с отверстием 7 в центре (см. Фиг.3), расположенного предпочтительно посредине высоты ножки 5, а на вершине каждой ножки 5 (каждого выступа коробчатой формы) с одной стороны выполнен скос 8, формирующий ломаную верхнюю поверхность ножки 5 для облегчения перемещения трубы-оболочки во время монтажа. На верхней поверхности каждой ножки 5 выполнено, по меньшей мере, две, а в рассматриваемой форме реализации - шесть, фиксирующие выемки 9. Таким образом, верхняя поверхность ножек 5 центрирующей опоры выполнена в виде элемента замка-защелки, выделенного на чертеже пунктирной круговой линией без указания номера позиции, имеющего универсальную (одинаковую) форму и единые для всех ножек 5 и всех центрирующих опор данного типа размеры (независимо от длины отрезка ленты 1, высоты ножек 5 и т.д.). В данной форме реализации элемент замка-защелки образован шестью распределенными по верхней поверхности ножки 5 фиксирующими выемками 9.

Центрирующая опора выполнена из пластика (предпочтительно из полипропилена или полиэтилена) в монолитном исполнении.

Для увеличения высоты ножки 5 на заданную величину, на нее дополнительно устанавливают надставку 10 (Фиг.2). Надставка 10 выполнена в монолитном исполнении из полимерного материала (предпочтительно из полипропилена или полиэтилена) в виде плоской изогнутой по форме верхней поверхности ножки 5 пластинки. На верхней поверхности надставки 10 в продольном направлении выполнено рифление 11, а на нижней поверхности выполнены фиксирующие выступы, количество, форма, размер и расположение которых выбраны соответствующими фиксирующим выемкам 9 на верхней поверхности ножки 5, причем фиксирующие выступы и фиксирующие выемки 9 выполнены с возможностью формирования замкового соединения. Ввиду абсолютной очевидности формы выполнения фиксирующих выступов на нижней поверхности надставки 10 (для рассматриваемой формы реализации - шесть фиксирующих выступов цилиндрической формы) на чертежах они не изображены.

В данной форме реализации ответная часть замка-защелки надставки 10 сформирована шестью фиксирующими выступами цилиндрической формы, при взаимном контакте с фиксирующими выемками 9 (защелкивании) предотвращающими возможность самопроизвольного снятия надставки 10 после ее фиксации на верхней поверхности ножки 5 центрирующей опоры (Фиг.3). Размеры (толщина) надставки 10 подобраны таким образом, что после фиксации ее с помощью замка-защелки на ножке 5 центрирующей опоры общая высота ножки 5 с надставкой 10 увеличивается относительно исходной (базовой) высоты на определенную заданную величину. Надставка 10 может иметь несколько исполнений (предпочтительно не менее двух), отличающихся друг от друга по номинальному значению увеличения высоты ножки 5 центрирующей опоры, причем номинальные значения увеличения высоты ножки 5 центрирующей опоры образуют дискретный ряд заданных значений, например 3 мм, 6 мм, 9 мм, 12 мм и т.д. или любой другой подходящий дискретный ряд значений. На верхней поверхности надставки 10 в продольном направлении выполнено рифление 11, при этом форма, размер (высота и ширина) и расположение элементов рифления 11 могут быть выбраны любыми подходящими для конкретного исполнения. Все надставки 10 имеют предпочтительно одинаковую форму и размеры элементов ответной части замка-защелки (в данной форме реализации - фиксирующие выступы цилиндрической формы), которые не зависят от изменения других размеров надставки.

Заявляемая центрирующая опора монтируется следующим образом. Перед монтажом в зависимости от величины наружного диаметра проводящей трубы сегменты данной центрирующей опоры с помощью имеющихся стяжных замков собираются из нескольких штук в гирлянды необходимой длины. Кроме того, в зависимости от конструкции ПИ-трубы или ПИ-фасонного изделия, а также в зависимости от наружного диаметра проводящей трубы и внутреннего диаметра трубы-оболочки определяют необходимость установки надставки 10 для каждой ножки 5 каждого отрезка широкой плоской ленты 1, а также требуемый типоразмер (толщину) надставки 10. Для различных ножек 5 или для части из ножек 5 могут быть выбраны различные типоразмеры надставок 10. Надставки 10 устанавливают путем совмещения фиксирующих выступов надставки 10 с фиксирующими выемками 9 на верхней поверхности ножки 5, формируя замок-защелку.

При монтаже гирлянду, собранную из отрезков ленты 1 центрирующей опоры оборачивают по наружному диаметру проводящей трубы ножками 5 наружу и плотно фиксируют ее положение на трубе, сжимая до упора стяжной замок и взаимно фиксируя тем самым элементы 3 и 4 конечных отрезков ленты 1.

Через отверстия 7 ушек 6 продевают проводники СОДК. После установки необходимого количества центрирующих опор с шагом примерно 0,8-1,5 м вдоль всей длины проводящей трубы и фиксации в ушках 6 всех опор проводников СОДК выполняют монтаж наружной трубы-оболочки, который облегчен за счет наличия скоса 8, формирующего ломаную верхнюю поверхность ножки 5 (в случае отсутствия на них надставок 10) и соответствующей изогнутой формы надставки 10. Межтрубное пространство заполняют термоизоляционным материалом.

Источники информации.

1. US 3540487, F16L 9/18.

2. Каталог продукции ЗАО «Петерпайп». Каталог продукции ООО «ТСМ Трейд». [найдено 10.03.2009]. - Найдено из Интернет: http://www.peterpipe.ru, http://www.tsmtrade.ru

1. Центрирующая опора для обеспечения соосности конструкции типа «труба в трубе», выполненная из полимерного упругоэластичного материала в виде снабженного на концах стяжным замком отрезка плоской широкой ленты с прямоугольным вырезом в центре, на наружной поверхности которой по краям от выреза расположены выполненные заодно с лентой две ножки в виде полых выступов коробчатой формы одинаковой высоты, на вершине каждого из которых с одной стороны выполнен скос, формирующий ломаную верхнюю поверхность ножки, при этом, по меньшей мере, одна ножка снабжена устройством фиксации проводников системы оперативного дистанционного контроля, выполненным в виде ушка с отверстием, отличающаяся тем, что на верхней поверхности каждой ножки выполнены, по меньшей мере, две фиксирующие выемки, при этом центрирующая опора дополнительно для каждой ножки содержит, по меньшей мере, одну надставку из полимерного материала в виде плоской изогнутой по форме верхней поверхности ножки пластинки, на нижней поверхности которой выполнены фиксирующие выступы, количество, форма, размер и расположение которых выбраны соответствующими фиксирующим выемкам на верхней поверхности ножки, причем фиксирующие выступы и фиксирующие выемки выполнены с возможностью формирования замкового соединения, а форма и размеры ножек в зоне установки надставки и соответствующие форма и размеры надставки выбраны постоянными для всех длин отрезков ленты и всех высот ножек.

2. Центрирующая опора по п.1, отличающаяся тем, что фиксирующие выемки на ножках и фиксирующие выступы на надставках имеют цилиндрическую форму.

3. Центрирующая опора по любому из пп.1 или 2, отличающаяся тем, что при наличии для каждой ножки более одной надставки надставки выполнены с возможностью увеличения общей высоты ножки на различную заданную величину при условии установки надставок по одной на ножку.

4. Центрирующая опора по любому из пп.1 или 2, отличающаяся тем, что надставки выполнены с возможностью увеличения общей высоты ножки на заданную величину, выбранную из дискретного ряда целых величин, предпочтительно из дискретного ряда величин, содержащего значения с равным шагом, предпочтительно с шагом 3 мм.

5. Центрирующая опора по любому из пп.1 или 2, отличающаяся тем, что верхняя поверхность надставки выполнена с рифлением, расположенным в продольном и/или поперечном направлении с шагом заданной величины.

6. Центрирующая опора по любому из пп.1 или 2, отличающаяся тем, что устройство фиксации проводников системы оперативного дистанционного контроля расположено предпочтительно посредине высоты ножки.

7. Центрирующая опора по любому из пп.1 или 2, отличающаяся тем, что выполнена из полимерного материала, выбранного из группы, включающей, по меньшей мере, полиэтилен и полипропилен.