Анкерное устройство для закрепления трубопровода

Авторы патента:

Анкерное устройство содержит предназначенные для заглубления в грунт, выполненные из стали прямолинейные стержни 1, каждый с заостренным концом 2 в нижней части и со съемным упором в верхней части. Гибкий силовой соединительный пояс 3 выполнен из защищенной от коррозии металлической полосы и снабжен по концам узлами установки на стержни 1, на каждом из которых закреплена, по меньшей мере, одна винтовая лопасть 4 с режущими кромками 5. На каждом стержне 1 лопасть 4 выполнена с наклоном винтовой линии, противоположным наклону винтовой линии лопасти 4 другого стержня 1. При этом съемный упор выполнен, например, в виде стакана 6, жестко соединенного со стержнем 1 болтовым соединением 12 с возможностью передачи ему крутящего момента от приводного механизма. Болтовое соединение 12 выполнено с возможностью противодействия перемещению гильзы 7 к верхнему концу стержня 1. Стакан 6 имеет внутреннее отверстие той же формы, как стержень 1. Каждый узел крепления силового соединительного пояса 3 выполнен в виде гильзы 7, опертой на нижний торец упомянутого стакана 6. Гильза 7 неразъемно соединена с соединительным поясом 3 сваркой - приваренными косынками 8, и выполнена и установлена с возможностью проворота стержня 1 внутри нее. Лопасти 4 могут быть закреплены на стержне 1 болтовым соединением с болтами 9 или сваркой. При креплении с помощью болтов 9 под лопасти 4 и 5 на стержень 1 устанавливаются прокладки 10. Стержень 1 для заглубления более 6 м выполняется составным из отрезков, соединенных болтовыми соединениями 13 с муфтами 14. Анкерное устройство устанавливается поясом 3 на трубопровод 11. Стержень 1 выполнен с формой поперечного сечения из группы: квадрат, прямоугольник (монолитный или труба прямоугольного сечения), круг, кольцо. Поверхности всех деталей устройства выполнены с антикоррозийным покрытием. Винтовая линия каждой из лопастей 4 выполнена с шагом не менее 0,25 ее диаметра. При этом обеспечено упрощение конструкции и технологии установки анкера, а также повышение надежности работы анкерного устройства за счет оптимального натяжения металлического соединительного пояса путем технологически не сложного небольшого довинчивания стержней.

Полезная модель относится к оборудованию магистральных трубопроводов и используется при сооружении и ремонте, преимущественно, подземных трубопроводов на слабых, заболоченных и обводненных грунтах.

Известны анкерные устройства для закрепления трубопроводов SU 171632, 1283290, 1293277, 1599477, 1606795, 1779709, 1820134, RU 2037011, 2079030, 2192576, US 4831798, 6901716 7241084, 7275892, 7270500, 7267506.

Известен, например, грунтовой анкер для закрепления трубопровода, включающий поворотный эллипсоидальный диск с продольной осевой прорезью, продетую через прорезь тягу с уширением на нижнем конце, и ограничитель поворота диска, который выполнен с верхними и нижними ребрами жесткости, расположенными по обе стороны прорези, выполненной открытой с одного конца и со скошенной торцевой стенкой, а ограничитель поворота диска - в виде перемычки, размещенной между верхними ребрами жесткости со стороны тяги, обращенной к открытому концу прорези и удаленной своей поверхностью от кромок торцевой стенки прорези на расстояние не менее диаметра тяги, при этом анкер снабжен срезаемым замком в виде проушин, образованных на верхних ребрах со стороны тяги, обращенной к торцевой стенке прорези, и на тяге, и продетого через проушины шплинта (RU 2192576).

Известно анкерное устройство, включающее пару поворотных лопастей, закрепленных на вертикальной тяге посредством шарнирного узла и размещенных в скважине, радиус которой меньше длины лопасти, оно снабжено нижним и верхним дисками, прикрепленными к тяге соответственно на ее нижнем конце и над шарнирным узлом, причем ширина лопастей менее диаметра скважины, диаметр дисков равен диаметру скважины, а расстояние между дисками равно вертикальному габариту лопастей в монтажном положении. Устройство снабжено дополнительной тягой, подвешенной к нижнему диску, и прикрепленными к ней дополнительными нижним и верхним дисками и дополнительной парой поворотных лопастей с дополнительным шарнирным узлом (RU 2037011).

Известно также анкерное устройство для закрепления трубопровода, включающее силовой пояс, анкерные стержни и компенсаторы, выполненные в виде кожухов, внутри которых установлены пружины с упорными элементами, компенсаторы прикрепляют к нижним концам анкерных стержней, а пружины при установке в кожухи предварительно напрягают с усилием не менее выталкивающей силы водонасыщенного грунта под трубопроводом. К наружным стенкам кожуха компенсатора прикрепляют анкерующие элементы. Внутри каждого кожуха компенсатора устанавливают несколько пружин (RU 2079030, прототип).

Недостатками известных анкерных устройств являются недостаточно высокая надежность обеспечения устойчивости положения трубопровода от всплытия в обводненных грунтах траншеи из-за того, что в известных устройствах не предусмотрена возможность плотного примыкания и натяжения соединительного пояса после монтажа его на трубопроводе, или средства такого натяжения выполнены сложными и недостаточно ненадежными, и не обеспечивают одновременного включения соседних (парных) анкерных устройств в работу.

Технической задачей полезной модели является создание эффективного анкерного устройства и расширение арсенала анкерных устройств.

Технический результат, обеспечивающий решение указанной задачи состоит в упрощении конструкции и повышении надежности работы анкерного устройства за счет натяжения соединительного пояса, путем небольшого довинчивания стержня.

Сущность полезной модели состоит в том, что анкерное устройство содержит два выполненных из стали прямолинейных стержня, заостренных в нижней части и снабженных каждый в верхней части съемным упором, а также гибкий металлический соединительный пояс, выполненный по концам с узлами установки на стержни, на каждом из которых закреплена, по меньшей мере, одна винтовая лопасть с режущими кромками, при этом при этом каждый узел установки силового соединительного пояса на стержень выполнен в виде опертой на нижний торец упомянутого упора гильзы, неразъемно соединенной с соединительным поясом и установленной с возможностью проворота стержня внутри нее.

В частных случаях реализации каждая лопасть закреплена на стержне болтовым соединением или каждая лопасть закреплена на стержне сваркой.

Предпочтительно, гильзы неразъемно соединены с соединительным поясом сваркой.

При этом лопасть на каждом стержне выполнена с наклоном винтовой линии, противоположным наклону винтовой линии лопасти другого стержня, стержни выполнены составным из отрезков, соединенных болтовыми соединениями, каждый упор выполнен в виде стакана с возможностью крепления к приводному механизму и жестко соединен со стержнем болтовым соединением, с возможностью противодействия перемещению гильзы к верхнему концу стержня.

Одновременно, стержни выполнены с формой поперечного сечения из группы: прямоугольник, квадрат, круг, кольцо, поверхности выполнены с антикоррозийным покрытием, винтовая линия каждой лопасти выполнена с шагом не менее 0,25 ее диаметра.

На чертеже фиг.1 изображена схема установки анкерного устройства, справа - в крайнем положении, слева - в промежуточном положении, на фиг.2 - схема установки винтовой лопасти, на фиг.3 - объемное изображение установки винтовой лопасти, на фиг.4 - схема узла крепления жесткого соединительного пояса к стержню (I на фиг.1), на фиг.5 - схема соединения отрезков стержня, на фиг.6 - объемное изображение соединения отрезков стержня.

Гибкий силовой соединительный пояс 3 выполнен из защищенной от коррозии металлической полосы и снабжен по концам узлами установки на стержни 1, на каждом из которых закреплена, по меньшей мере, одна винтовая лопасть 4 с режущими кромками 5. На каждом стержне 1 лопасть 4 выполнена с наклоном винтовой линии, противоположным наклону винтовой линии лопасти 4 другого стержня 1.

При этом съемный упор выполнен, например, в виде стакана 6, жестко соединенного со стержнем 1 болтовым соединением 12 с возможностью передачи ему крутящего момента от приводного механизма. Болтовое соединение 12 выполнено с возможностью противодействия перемещению гильзы 7 к верхнему концу стержня 1. Как правило, стакан 6 имеет внутреннее отверстие той же формы, как стержень 1.

Каждый узел крепления силового соединительного пояса 3 выполнен в виде гильзы 7, опертой на нижний торец упомянутого стакана 6. Гильза 7 неразъемно (без возможности случайного или намеренного демонтажа) соединена с соединительным поясом 3 сваркой - приваренными косынками 8, и выполнена и установлена с возможностью проворота (вращения) стержня 1 внутри нее.

Лопасти 4 могут быть закреплены на стержне 1 болтовым соединением с болтами 9 или сваркой. При креплении с помощью болтов 9 под лопасти 4 на стержень 1 устанавливаются прокладки 10. Стержень 1 для заглубления более 6 м выполняется составным из отрезков, соединенных болтовыми соединениями 13 с муфтами 14. Анкерное устройство устанавливается поясом 3 на трубопровод 11.

Стержень 1 выполнен с формой поперечного сечения из группы: квадрат, прямоугольник (монолитный или труба прямоугольного сечения), круг, кольцо.

Поверхности всех деталей устройства выполнены с антикоррозийным покрытием.

Винтовая линия каждой из лопастей 4 выполнена с шагом не менее 0,25 ее диаметра.

Анкерное устройство эксплуатируется следующим образом.

Берутся два стержня 1, имеющие противоположное направление наклона винтовой поверхности лопастей 4 (лопасть 4 на каждом стержне 1 выполнена с наклоном винтовой линии, противоположным наклону винтовой линии лопасти 4 другого стержня 1). Пояс 3 должен быть заранее приготовлен к установке. Верхний конец каждого стержня 1 соединяют с внешним приводным механизмом.

По обе стороны трубопровода 11 с помощью внешнего приводного механизма в грунт (дно траншеи) заостренными концами 2 ввинчиваются анкерные устройства (стержни 1) до промежуточного положения, при котором место установки стакана 6 расположено выше горизонтальной диаметральной плоскости трубопровода 11. Во время операции первоначального ввинчивания пояс 3 еще не установлен, пояс 3 накладывается на трубопровод 11, а гильзы 7 надеваются на стержни 1, при этом каждая гильза 7 поворачивается к трубопроводу 11 косынками 8, к которым приварен соединительный пояс 3.

Затем стаканы 6 надеваются и фиксируются болтовым соединением 12 на верхних концах стержней 1, после чего с помощью внешнего приводного механизма производится окончательное ввинчивание (довинчивание) винтовых лопастей 4 стержней 1 по обе стороны трубопровода 11 до положения, при котором стаканы 6 расположены ниже горизонтальной диаметральной плоскости трубопровода 11.

При вращении каждого стержня 1 и стакана 6 последний нажимает на торец гильзы 7, а стержень 1 проворачивается внутри нее. В результате настройки натяжения ввинчиванием стержней 1 гильзы 7 с косынками 8 перемещаются по стержню 1 к дну траншеи и обеспечивают натяжение соединительного пояса 3 до оптимального усилия натяжения, обеспечивающего необходимое противодействие всплытию трубопровода 11 и не вызывающего повреждения изоляционного защитного покрытия трубопровода 11, имеющей изоляционное защитное покрытие. После этого стакан 6 может быть снят и заменен другим упором, препятствующим перемещению гильзы 7.

Затем трубопровод 11 и анкерное устройство засыпают местным грунтом и в зоне размещения анкерного устройства, при необходимости, уплотняют грунт, например, ковшом экскаватора, наполненным грунтом, до необходимой плотности. Удержание трубопровода 11 в проектном положении обеспечивается за счет использования прочностных свойств грунта размещенного над винтовыми лопастями 4 при завинчивании их на расчетную глубину, и удержания соединительного пояса 3 в натянутом состоянии.

Антикоррозийное покрытие обеспечивает надежную работу анкерного устройства в течение всего периода эксплуатации трубопровода 11.

Таким образом, создано эффективное анкерное устройство и расширен арсенал анкерных устройств.

При этом обеспечено упрощение конструкции и технологии установки анкера, а также повышение надежности работы анкерного устройства за счет оптимального натяжения металлического соединительного пояса путем технологически не сложного небольшого довинчивания стержней.

1. Анкерное устройство, содержащее два выполненных из стали прямолинейных стержня, заостренных в нижней части и снабженных каждый в верхней части съемным упором, а также гибкий металлический соединительный пояс, выполненный по концам с узлами установки на стержни, на каждом из которых закреплена, по меньшей мере, одна винтовая лопасть с режущими кромками, при этом каждый узел установки силового соединительного пояса на стержень выполнен в виде опертой на нижний торец упомянутого упора гильзы, неразъемно соединенной с соединительным поясом и установленной с возможностью проворота стержня внутри нее.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что каждая лопасть закреплена на стержне болтовым соединением.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что каждая лопасть закреплена на стержне сваркой.

4. Устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что гильзы неразъемно соединены с соединительным поясом сваркой.

5. Устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что лопасть на каждом стержне выполнена с наклоном винтовой линии, противоположным наклону винтовой линии лопасти другого стержня.

6. Устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что стержни выполнены составными из отрезков, соединенных болтовыми соединениями.

7. Устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что каждый упор выполнен в виде стакана с возможностью крепления к приводному механизму и жестко соединен со стержнем болтовым соединением, с возможностью противодействия перемещению гильзы к верхнему концу стержня.

8. Устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что стержни выполнены с формой поперечного сечения из группы: прямоугольник, квадрат, круг, кольцо.

9. Устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что его поверхности выполнены с антикоррозийным покрытием.

10. Устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что винтовая линия каждой лопасти выполнена с шагом не менее 0,25 ее диаметра.