Анкерное устройство для закрепления трубопровода

Анкерное устройство содержит выполненный из стали стержень 1 с заостренным концом 2 в нижней части и с узлами крепления к внешнему приводному механизму и к гибкому соединительному поясу 3 в верхней части. Между верхней и нижней частями стержня к нему жестко прикреплены винтовые лопасти 4, 5, имеющие режущие кромки. Узел натяжения соединительного пояса 3 выполнен в виде соосно установленных удлиненного полого стакана 6 и гайки 12, навинченной на верхний резьбовой конец стержня 1. Узел крепления стержня 1 к силовому соединительному поясу 3 выполнен в виде опертой на нижний торец упомянутого стакана 6 гильзы 7, снабженной размещенным на ее боковой поверхности элементом 8 установки соединительного пояса 3. Элемент 8 установки соединительного пояса выполнен в виде зацепа. Гильза 7 выполнена и установлена с возможностью проворота стержня 1 внутри нее и поступательного перемещения гильзы 7 вдоль поверхности стержня 1. Лопасти 4, 5 могут быть закреплены на стержне 1 болтовым соединением с болтами 9 или сваркой. При креплении с помощью болтов 9 между лопастями 4 и 5 и стержнем 1 устанавливаются прокладки 10. Стержень 1 при его заглублении более 2-х 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 лопастей 4, 5 выполнена с шагом не менее 0,25 ее диаметра. При этом обеспечивается упрощение конструкции и технологии установки анкера, а также повышение надежности натяжения мягкого соединительного пояса, который натягивается с оптимальным усилием за счет простого небольшого навинчивания гайки на резьбовом конце стержня.

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 низкая надежность защиты трубопровода от всплытия в обводненных грунтах из-за того, что в известных устройствах не предусмотрена возможность натяжения соединительного пояса после монтаже на трубопровод или средства такого натяжения выполнены сложными и ненадежными, могут повреждать наружное покрытие трубопровода.

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

Технический результат, обеспечивающий решение указанной задачи состоит в упрощении и повышении надежности натяжения мягкого соединительного пояса, который натягивается за счет навинчивания гайки на резьбовом конце стержня.

Сущность полезной модели состоит в том, что анкерное устройство содержит выполненный из стали прямолинейный стержень заостренный в нижней части, и снабженный узлом натяжения и узлом крепления к гибкому соединительному поясу в верхней части, к стержню жестко прикреплена, по меньшей мере, одна винтовая лопасть с режущими кромками, при этом узел натяжения выполнен в виде соосно установленных полого стакана и гайки, установленной на резьбовом верхнем конце стержня, а узел крепления к силовому соединительному поясу выполнен в виде опертой на нижний торец упомянутого стакана гильзы, снабженной размещенным на ее боковой поверхности элементом установки соединительного пояса и выполненной с возможностью проворота стержня внутри нее.

Стержень, предпочтительно, снабжен второй винтовой лопастью.

В частных случаях реализации лопасти закреплены на стержне болтовым соединением или лопасти закреплены на стержне сваркой.

Предпочтительно, элемент установки соединительного пояса выполнен в виде зацепа, стержень выполнен составным из отрезков, соединенных болтовыми соединениями.

При этом стержень выполнен 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 с соединительным поясом на трубопроводе, на фиг.2 - схема установки лопасти на стержне, на фиг.3 - объемное изображение установки винтовой лопасти на стержне, на фиг.4 - схема узла натяжения и крепления стержня к мягкому гибкому соединительному поясу, на фиг.5 - схема соединения отрезков стержня, на фиг.6 - объемное изображение соединения отрезков стержня.

Анкерное устройство содержит предназначенный для заглубления в грунт, выполненный из стали прямолинейный стержень 1 с заостренным концом 2 в нижней части и с узлами крепления к внешнему приводному механизму - завинчивающей машине (не изображена) и к гибкому соединительному поясу 3 в верхней части. Между верхней и нижней частями стержня к нему жестко прикреплены винтовые лопасти 4, 5, имеющие режущие кромки. Узел натяжения соединительного пояса 3 выполнен в виде соосно установленных удлиненного полого стакана 6 и гайки 12, навинченной на верхний резьбовой конец стержня 1. Узел крепления стержня 1 к силовому соединительному поясу 3 выполнен в виде опертой на нижний торец упомянутого стакана 6 гильзы 7, снабженной размещенным на ее боковой поверхности элементом 8 установки соединительного пояса 3. Элемент 8 установки соединительного пояса выполнен в виде зацепа. Гильза 7 выполнена и установлена с возможностью проворота (вращения) стержня 1 внутри нее и поступательного перемещения гильзы 7 вдоль поверхности стержня 1. Полый стакан 6 и гайка 12 могут быть выполнены заодно (в виде единой детали, при этом стакан 6 должен быть выполнен и установлен с возможностью вращения вокруг стержня 1).

Лопасти 4, 5 могут быть закреплены на стержне 1 болтовым соединением с болтами 9 или сваркой. При креплении с помощью болтов 9 между лопастями 4 и 5 и стержнем 1 устанавливаются прокладки 10. Стержень 1 при его заглублении более 2-х 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 лопастей 4, 5 выполнена с шагом не менее 0,25 ее диаметра.

Анкерное устройство, как правило, комплектуется попарно - вторым стержнем 1 и соединительным поясом 3 из защищенной от коррозии металлической полосы или из полимерной технической ткани. Лопасти 4, 5 на каждом стержне 1 в паре выполнены с наклоном винтовой линии, противоположным наклону винтовой линии лопастей 4, 5 другого стержня 1.

Анкерное устройство эксплуатируется следующим образом.

Берутся два стержня 1, имеющие противоположное направление наклона винтовой поверхности лопастей 4, 5. Т.е. обе лопасти 4, 5 одного стержня 1 имеют направление наклона винтовой линии, противоположное направлению наклона винтовой линии лопастей 4, 5 другого стержня. Пояс 3 должен быть заранее приготовлен к установке.

По обе стороны трубопровода 11 с помощью внешнего приводного механизма, соединенного со стержнем 1, в грунт (дно траншеи) заостренными концами 2 ввинчиваются анкерные устройства (стержни 1) до положения, при котором гайка 12 расположена выше горизонтальной диаметральной плоскости трубопровода 11. Во время этой операции угловое положение гильзы 7 не существенно, т.к. пояс 3 еще не установлен. Завинчивания стержня производится на глубину, составляющую более 7 диаметров лопастей 4, 5. После этого пояс 3 накладывается на трубопровод 11, и крепится к гильзе 7 за элементы 8 с небольшим натягом, доступным при установке вручную. Затем производится навинчивание (завинчивание) гаек 12 по резьбовому концу 13 по обе стороны трубопровода 11 до положения, при котором верхний торец каждой гайки 12 расположен ниже горизонтальной диаметральной плоскости трубопровода 11. При вращении стержня 1 и гайки 12, последняя через стакан 6 нажимает на торец гильзы 7. В результате настройки натяжения навинчиванием гайки 12 гильза 7 под воздействием стакана 6 перемещается вниз вдоль стержня 1 к дну траншеи и натягивает соединительный пояс 3 до оптимального усилия натяжения обеспечивающего необходимое противодействие всплытию трубопровода 11 и не вызывающего повреждения наружной поверхности трубопровода 11, имеющей изоляционное защитное покрытие. Гайка 12 может фиксироваться штырем или болтом к стержню 1 для разгрузки резьбового соединения гайки 12 со стержнем 1 при эксплуатации.

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, 5 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 обеспечивается упрощение конструкции и технологии установки анкера, а также повышение надежности натяжения мягкого соединительного пояса, который натягивается с оптимальным усилием за счет простого небольшого навинчивания гайки на резьбовом конце стержня.

1. Анкерное устройство, содержащее выполненный из стали прямолинейный стержень, заостренный в нижней части и снабженный узлом натяжения и узлом крепления к гибкому соединительному поясу в верхней части, к стержню жестко прикреплена, по меньшей мере, одна винтовая лопасть с режущими кромками, при этом узел натяжения выполнен в виде соосно установленных полого стакана и гайки, установленной на резьбовом верхнем конце стержня, а узел крепления к силовому соединительному поясу выполнен в виде опертой на нижний торец упомянутого стакана гильзы, снабженной размещенным на ее боковой поверхности элементом установки соединительного пояса и выполненной с возможностью проворота стержня внутри нее.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что стержень снабжен второй винтовой лопастью.

3. Устройство по любому из пп.1 и 2, отличающееся тем, что лопасти закреплены на стержне болтовым соединением.

4. Устройство по любому из пп.1 и 2, отличающееся тем, что лопасти закреплены на стержне сваркой.

5. Устройство по любому из пп.1 и 2, отличающееся тем, что элемент установки соединительного пояса выполнен в виде зацепа.

6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что стержень выполнен составным из отрезков, соединенных болтовыми соединениями.

7. Устройство по любому из пп.1 и 2, отличающееся тем, что стержень выполнен с формой поперечного сечения из группы: прямоугольник, квадрат, круг, кольцо.

8. Устройство по любому из пп.1 и 2, отличающееся тем, что его поверхности выполнены с антикоррозийным покрытием.

9. Устройство по любому из пп.1 и 2, отличающееся тем, что винтовая линия каждой лопасти выполнена с шагом не менее 0,25 ее диаметра.