Устройство для балластировки (варианты)

Настоящая полезная модель относится к строительству трубопроводов и других конструкций, в частности она может использоваться при сооружении и ремонте переходов подземных трубопроводов на обводненных грунтах, болотах, а также при пересечении водных преград, автотрасс и железнодорожных путей. Более конкретно, полезная модель относится к устройству для балластировки. Устройство для балластировки, включающее в себя по меньшей мере один элемент утяжеления, при этом материал элемента утяжеления содержит полимер, отличающееся тем, что элемент утяжеления выполнен полым с возможностью заполнения полости балластирующим наполнителем и с возможностью герметичного закрывания полости, при этом устройство в рабочем состоянии содержит по меньшей мере один обратный клапан, открывающийся при направлении потока среды внутрь полости устройства. Технический результат, достигаемый настоящей полезной моделью, заключается в упрощении производства, транспортировки и монтажа, снижении ресурсоемкости производства, а также в реализации функции балластировки. 2 незав.п., 15 зав.п., 3 илл.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ПОЛЕЗНАЯ МОДЕЛЬ

Настоящая полезная модель относится к строительству трубопроводов и других конструкций, в частности она может использоваться при сооружении и ремонте переходов подземных трубопроводов на обводненных грунтах, болотах, а также при пересечении водных преград, автотрасс и железнодорожных путей. Более конкретно, полезная модель относится к устройству для балластировки.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Для обеспечения устойчивого положения подводных трубопроводов на дне водной преграды применяют различные способы их балластировки и закрепления. С увеличением диаметра трубопровода значительно возрастают затраты на балластировку и закрепление. От способов балластировки существенно зависит качество и темпы сооружения переходов. Поэтому выбор рациональных способов и разработка новых более совершенных конструктивных устройств для балластировки и закрепления подводных трубопроводов имеет большое значение.

Известно устройство для балластировки, включающее в себя один или несколько элементов утяжеления, выполненных в виде профильно-погоннажных изделий, причем по меньшей мере один элемент утяжеления содержит по меньшей мере один сквозной проход для стягивающего элемента; по меньшей мере один стягивающий элемент; при этом материал элемента утяжеления содержит композиционную смесь связующего полимера и наполнителя и выбран из условия обеспечения объемной массы устройства для балластировки достаточной для обеспечения требуемого местоположения конструкции с установленным на ней устройством для балластировки (патент на полезную модель RU 109524 U1 от 17.06.2011 опубл. 20.10.2011). Указанное устройство было принято в качестве ближайшего аналога настоящей полезной модели.

Недостатком известного устройства является большая масса, что усложняет его транспортировку и монтаж. Кроме того, указанное устройство изготавливается методом экструзии или литья под давлением, что обуславливает высокие затраты ресурсов на производство устройства.

РАСКРЫТИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ

Перед разработчиками настоящей полезной модели стояла задача, заключающаяся в создании устройства для балластировки, более удобного в транспортировке и монтаже, а также менее затратного при производстве. Также стояла задача расширения арсенала технических средств.

Указанная задача была решена в первом аспекте настоящей полезной модели за счет того, что устройство для балластировки, включающее в себя по меньшей мере один элемент утяжеления, отличается тем, что элемент утяжеления выполнен полым с возможностью заполнения полости балластирующим наполнителем и с возможностью герметичного закрывания полости.

Здесь признак «полый» следует определять как «пустой внутри, ничем незаполненный. Напр. Полая трубка, сосуд» («Толковый словарь русского языка», под ред. Д.Н. Ушакова, 1934-1940). То есть имеется в виду, что элемент утяжеления содержит полость.

Таким образом уменьшается количество материала, требуемого для производства утяжелителя, а также масса самого готового изделия, что упрощает монтаж. Кроме того, утяжелитель такой конструкции можно производить способом ротационного формования, что упрощает производство (относительно утяжелителей, которые производятся литьем под давлением, горячим формованием или экструзией), отсутствуют отходы материала, улучшенные механические свойства конечного изделия (http://www.polybum.com/technologies/rotatc/).

Технический результат, достигаемый настоящей полезной моделью, заключается в упрощении производства, снижении его ресурсоемкости, а также в реализации функции балластировки.

Кроме того, перед разработчиками настоящей полезной модели стояла задача в упрощении транспортировки и монтажа устройства для балластировки.

Указанная задача была решена во втором аспекте настоящей полезной модели за счет того, что устройство для балластировки, включающее в себя по меньшей мере один элемент утяжеления, при этом материал элемента утяжеления содержит полимер, отличающееся тем, что элемент утяжеления выполнен полым с возможностью заполнения полости балластирующим наполнителем и с возможностью герметичного закрывания полости, при этом устройство в рабочем состоянии содержит по меньшей мере один обратный клапан, открывающийся при направлении потока среды внутрь полости устройства.

Таким образом, при установке устройства, полость которого заполнена сухим наполнителем, его масса меньше, чем эффективная масса устройства для балластировки после того, как в полость установленного устройства дополнительно заливается вода.

Технический результат, достигаемый настоящей полезной моделью, заключается в упрощении транспортировки и монтажа устройства.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг.1 - изображение устройства для балластировки, согласно предпочтительному варианту осуществления настоящей полезной модели, в перспективе.

Фиг.2 - изображение поперечного разреза устройства для балластировки, согласно предпочтительному варианту осуществления настоящей полезной модели, установленного на трубе.

Фиг.3 - изображение поперечного разреза устройства для балластировки, согласно дополнительному варианту осуществления настоящей полезной модели, установленного на трубе.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ

В наиболее предпочтительном варианте осуществления настоящей полезной модели устройство 1 для балластировки включает в себя по меньшей мере один элемент 2 утяжеления и отличается тем, что элемент 2 утяжеления выполнен полым с возможностью заполнения полости балластирующим наполнителем 3 и с возможностью герметичного закрывания полости. То есть элемент утяжеления может быть выполнен виде полого корпуса с по меньшей мере одним отверстием 4, через которое может осуществляться заполнение полости балластирующим наполнителем 3.

Балластирующий наполнитель 3 в предпочтительном варианте осуществления содержит сыпучее вещество, обладающее массой, достаточной для фиксации балластируемого объекта. Так, балластирующий наполнитель 3 может содержать по меньшей мере одно из гравия, песка, цемента, щебня, шлаковых отходов и/или зольных отходов, а также любое из известных веществ, пригодных для выполнения указанной функции.

Кроме балластирующего наполнителя 3 в полость может заливаться жидкость (напр. вода), которая дополнительно увеличивает массу элемента 2 утяжеления. Вода может заливаться через упомянутое отверстие 4. Отверстие может выполняться с возможностью закрывания, запаивания или с возможностью герметизации полости другими способами.

Согласно второму аспекту настоящей полезной модели устройство 1 для балластировки в рабочем состоянии содержит по меньшей мере один обратный клапан (не показан), открывающийся при направлении потока среды внутрь полости устройства 1. В наиболее предпочтительном варианте осуществления обратный клапан устанавливается на крышке так, что при закрывании крышкой элемента 2 утяжеления обратный клапан не дает возможности балластирующему наполнителю 3 и воде, находящимся внутри полости, выходить наружу, но при этом пропускает поток жидкости внутрь полости. Крышка может закрепляться на отверстии 4 с помощью резьбы или любым другим образом.

При заполнении полости водой может возникать необходимость в отводе вымещаемого из полости воздуха. Для этого элемент 2 утяжеления может снабжаться средством отвода воздуха, которое может быть выполнено, например, в виде отверстия для отвода воздуха. Кроме того, отверстие 4 может содержать фильтр среды, проходящей через отверстие. Фильтром среды может быть снабжено само отверстие 4 и/или обратный клапан. При этом фильтр может быть выполнен таким образом, что он пропускает жидкость, но не пропускает через себя балластирующий наполнитель, таким образом при наличии фильтра вода проникает внутрь элемента утяжеления и эффективная масса устройства для балластировки также увеличивается.

В наиболее предпочтительном варианте осуществления настоящей полезной модели устройство 1 для балластировки выполняется в виде кольцевого груза, способного обхватывать тело трубы. При этом элементы 2 утяжеления выполняются в виде секторов кольцевого груза. Такая форма была раскрыта в «Подводные трубопроводы», Бородавкин П.П. и др., Москва, «Недра», 1979, стр.181-182.

Кроме того, не выходя за рамки настоящей полезной модели, устройство 1 для балластировки может содержать по меньшей мере один элемент 2 утяжеления выполненный в виде профильно-погоннажного изделия и содержащий по меньшей мере один сквозной проход для стягивающего элемента. Такая форма устройства для балластировки раскрыта в патенте на полезную модель RU 109524 U1 и изображена на Фиг.3. При этом устройство 1 для балластировки может содержать по меньшей мере один стягивающий элемент, выполненный в виде стальной проволоки-катанки или другого подходящего материала.

Кроме того, не выходя за рамки настоящей полезной модели, устройство для балластировки может содержать пару симметрично расположенных относительно трубопровода элемента утяжеления, которые соединены по меньшей мере одной гибкой перемычкой. Один из вариантов такой конструкции раскрыт в описании патента на изобретение RU 2056568 С1 от 05.07.1991, опубл. 20.03.1996.

Для улучшения механических характеристик элемент утяжеления может содержать дополнительные ребра жесткости.

Для удобства транспортировки и установки устройства для балластировки устройство может содержать грузовые петли или средства для подъема устройства.

В качестве материала для изготовления элемента утяжеления, согласно настоящей полезной модели, может быть использован полимер, такой как полиуретан, полиэтилен, полипропилен, полиамид, металл, стеклопластик или любой другой подходящий материал.

ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ

В наиболее предпочтительном варианте осуществления настоящей полезной модели устройство для балластировки выполняется из по меньшей мере одного элемента утяжеления. Элемент утяжеления может выполняться из полимера способом ротационного формования, а также методом литья под давлением или выклеиваться из стеклопластика.

Балластирующий наполнитель может насыпаться в полость элементов утяжеления как после производства перед транспортировкой до места монтажа, так и непосредственно перед монтажом. Для более плотной усадки балластирующего наполнителя в полости при его насыпании элемент утяжеления может подвергаться вибрации. При этом при одинаковом объеме эффективная масса устройства для балластировки, согласно настоящей полезной модели, будет выше, чем эффективная масса устройства, согласно ближайшему аналогу, так как большая часть объема элемента утяжеления полностью заполнена балластирующим наполнителем и водой, тогда как в ближайшем аналоге значительную часть объема занимает более легкий полимер.

Вода может наливаться в полость либо непосредственно перед установкой или после нее. Кроме того, при выполнении элемента утяжеления с клапаном и при прокладке трубопровода в обводненном грунте устройство для балластировки может монтироваться с сухим балластирующим наполнителем и опускаться на место фиксации. При этом вода сама проникнет через клапан в полость и эффективная масса устройства для балластировки увеличится после транспортировки и монтажа, тем самым транспортировки и монтаж упрощаются. Здесь под эффективной массой устройства для балластировки следует понимать массу всего устройства для балластировки, которая обуславливает фиксацию объекта балластировки.

Настоящая полезная модель было подробно описана со ссылкой на предпочтительный вариант ее осуществления, однако очевидно, что она может быть осуществлено в различных вариантах, не выходя 25 за рамки заявленного объема правовой охраны, определяемого формулой полезной модели.

1. Устройство для балластировки, включающее в себя по меньшей мере один элемент утяжеления, отличающееся тем, что элемент утяжеления выполнен полым с возможностью заполнения полости балластирующим наполнителем и с возможностью герметичного закрывания полости.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что элемент утяжеления выполнен в виде профильно-погоннажного изделия и содержит по меньшей мере один сквозной проход для стягивающего элемента, при этом устройство содержит по меньшей мере один стягивающий элемент.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что элемент утяжеления выполнен в виде секторного груза.

4. Устройство по одному из пп.1-3, отличающееся тем, что устройство для балластировки выполнено в виде кольцевого груза.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что устройство для балластировки содержит пару симметрично расположенных относительно трубопровода элемента утяжеления, которые соединены по меньшей мере одной гибкой перемычкой.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что балластирующий наполнитель включает в себя песок.

7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что балластирующий наполнитель включает в себя гравий.

8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что балластирующий наполнитель включает в себя щебень.

9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что балластирующий наполнитель включает в себя цемент.

10. Устройство по п.1, отличающееся тем, что балластирующий наполнитель включает в себя шлаковые и/или зольные отходы.

11. Устройство по п.1, отличающееся тем, что балластирующий наполнитель включает в себя воду.

12. Устройство по п.1, отличающееся тем, что балластирующий наполнитель включает в себя руду.

13. Устройство по п.1, отличающееся тем, что элемент утяжеления содержит ребра жесткости.

14. Устройство по п.1, отличающееся тем, что элемент утяжеления содержит отверстие для заполнения элемента утяжеления балластирующим наполнителем, выполненное с возможностью герметичного закрывания.

15. Устройство по п.1, отличающееся тем, что материал элемента утяжеления содержит полимер.

16. Устройство для балластировки, включающее в себя по меньшей мере один элемент утяжеления, при этом материал элемента утяжеления содержит полимер, отличающееся тем, что элемент утяжеления выполнен полым с возможностью заполнения полости балластирующим наполнителем и с возможностью герметичного закрывания полости, при этом устройство в рабочем состоянии содержит по меньшей мере один обратный клапан, открывающийся при направлении потока среды внутрь полости устройства.

17. Устройство по п.16, отличающееся тем, что устройство содержит по меньшей мере одно средство выпускания газа из полости устройства.

18. Устройство по п.16, отличающееся тем, что устройство содержит фильтр среды, проходящей через клапан.