Анкерное устройство для закрепления трубопровода

Анкерное устройство содержит предназначенный для заглубления в грунт, выполненный из стали прямолинейный стержень 1 с заостренны концом 2 в нижней части, с упором и с узлом крепления 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. Упор может быть выполнен в виде съемного стакана 6, жестко соединенного со стержнем 1, например, жестко соединенного со стержнем 1 болтовым соединением 12 для фиксации на стержне 1 и с возможностью, при необходимости, передачи ему крутящего момента от внешнего приводного механизма. Узел крепления стержня 1 к мягкому силовому соединительному поясу 3 выполнен в виде охватывающей стержень 1 и опертой на нижний торец упомянутого стакана 6 гильзы 7, снабженной размещенным на ее боковой поверхности элементом 8 установки соединительного пояса 3 и установленной с возможностью проворота стержня 1 внутри нее, т.е. с достаточно большим зазором по внутренней поверхности. Элемент 8 установки соединительного пояса выполнен в виде зацепа. 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 для заглубления лопастей 4, 5 более 6 м выполняется составным из отрезков, соединенных болтовыми соединениями 13 с муфтами 14. Трубопровод 11 закрепляется соединительным поясом 3, который накладывается на трубопровод 11 и соединяется со стержнем 1. 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, 5 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 мягкого соединительного пояса, путем технологически простого небольшого довинчивания 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 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 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 выполненный из стали прямолинейный стержень, заостренный в нижней части и снабженный упором и узлом крепления к гибкому соединительному поясу в верхней части, к стержню жестко прикреплена, по меньшей мере, одна винтовая лопасть с режущей кромкой, при этом узел крепления к силовому соединительному поясу выполнен в виде опертой на упомянутый упор гильзы, снабженной размещенным на ее боковой поверхности элементом установки соединительного пояса и выполненной с возможностью проворота стержня внутри нее.

Предпочтительно, стержень снабжен второй винтовой лопастью, элемент установки соединительного пояса выполнен в виде зацепа. В частных случаях реализации лопасти закреплены на стержне болтовым соединением или лопасти закреплены на стержне сваркой.

Предпочтительно, стержень выполнен составным из отрезков, соединенных болтовыми соединениями, упор выполнен в виде стакана, жестко соединенного со стержнем болтовым соединением, с возможностью противодействия перемещению гильзы к верхнему концу стержня.

При этом стержень выполнен с формой поперечного сечения из группы: прямоугольник, квадрат, круг, кольцо, поверхности выполнены с антикоррозийным покрытием, а 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 винтовой лопасти на стержне, на фиг.3 - объемное изображение установки винтовой лопасти на стержне, на фиг.4 - схема узла крепления стержня к мягкому соединительному поясу, на фиг.5 - объемное изображение узла крепления стержня к мягкому соединительному поясу, на фиг.6 - схема соединения отрезков стержня, на фиг.7 - объемное изображение соединения отрезков стержня.

Анкерное устройство содержит предназначенный для заглубления в грунт, выполненный из стали прямолинейный стержень 1 длиной L с заостренным концом 2 в нижней части, с упором и с узлом крепления 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. Упор может быть выполнен в виде съемного (съемно-надевного) стакана 6, жестко соединенного со стержнем 1, например, жестко соединенного со стержнем 1 болтовым соединением 12 для фиксации на стержне 1 и с возможностью, при необходимости, передачи ему крутящего момента от внешнего приводного механизма. Как правило, стакан 6 имеет внутреннее отверстие той же формы, как стержень 1.

Узел крепления стержня 1 к мягкому силовому соединительному поясу 3 выполнен в виде охватывающей стержень 1 и опертой на нижний торец упомянутого стакана 6 гильзы 7, снабженной размещенным на ее боковой поверхности элементом 8 установки (фиксации) соединительного пояса 3 и выполненной и установленной с возможностью проворота (вращения) стержня 1 внутри нее, т.е. с достаточно большим зазором по внутренней поверхности. Элемент 8 установки соединительного пояса выполнен в виде зацепа. Болтовое соединение 12 выполнено с возможностью противодействия перемещению гильзы 7 к верхнему концу 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 для заглубления лопастей 4, 5 более 6 м выполняется составным из отрезков, соединенных болтовыми соединениями 13 с муфтами 14. Трубопровод 11 закрепляется соединительным поясом 3, который накладывается на трубопровод 11 и соединяется со стержнем 1.

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, 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. На стержень 1 устанавливается гильза 7.

По обе стороны трубопровода 11 с помощью внешнего приводного механизма, соединенного с верхним концом стержня 1, в грунт (дно траншеи) заостренными концами 2 ввинчиваются анкерные устройства (стержни 1) до положения, при котором элемент 8 гильзы 7 расположен выше горизонтальной диаметральной плоскости трубопровода 11. Во время операции первоначального ввинчивания угловое положение гильзы 7 не существенно, т.к. пояс 3 еще не установлен. После этого пояс 3 накладывается на трубопровод 11, и крепится к гильзе 7 за элементы 8 с небольшим натягом, доступным при установке вручную. На верхний конец стержня 1 устанавливается и фиксируется болтовым соединением 12 стакан 6, который в дальнейшем служит упором для гильзы 7.

Затем с помощью внешнего приводного механизма производится окончательное ввинчивание (довинчивание) винтовых лопастей 4, 5 анкерных устройств по обе стороны трубопровода 11 до положения, при котором элемент 8 расположен ниже горизонтальной диаметральной плоскости трубопровода 11. При вращении стержня 1 и стакана 6 последний нажимает на торец гильзы 7, а стержень 1 проворачивается внутри нее. В результате довинчивания стержня 1 для настройки натяжения ввинчиванием стержня 1 гильза 7 перемещается по стержню 1 к дну траншеи и обеспечивает натяжение соединительного пояса 3 до оптимального усилия натяжения обеспечивающего необходимое противодействие всплытию трубопровода 11 и не вызывающего повреждения изоляционного защитного покрытия трубопровода 11. 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, 5 при завинчивании их на расчетную глубину, и удержания соединительного пояса 3 в натянутом состоянии.

Антикоррозийное покрытие обеспечивает надежную работу анкерного устройства в течении 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 мягкого соединительного пояса, путем технологически простого небольшого довинчивания стержня.

1. Анкерное устройство, содержащее выполненный из стали прямолинейный стержень, заостренный в нижней части и снабженный упором и узлом крепления к гибкому соединительному поясу в верхней части, к стержню жестко прикреплена, по меньшей мере, одна винтовая лопасть с режущей кромкой, при этом узел крепления к силовому соединительному поясу выполнен в виде опертой на упомянутый упор 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 п.1, отличающееся тем, что элемент установки соединительного пояса выполнен в виде зацепа.

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

5. Устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что лопасти закреплены на стержне сваркой.

6. Устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что стержень выполнен составным из отрезков, соединенных болтовыми соединениями.

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

8. Устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что стержень выполнен 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.