Опорно-направляющее кольцо для трубопровода

Полезная модель относится к области прокладки трубопроводов для строительства переходов под наземными инженерными сооружениями, по дну водоемов на любое расстояние при температурах от -40°С до +50°С.

Опорно-направляющее кольцо для трубопровода, характеризующееся тем, что содержит последовательно соединенные между собой дуги в количестве, не менее двух, выполненные из металлических полос и расположенные по окружности, диаметр которой превышает диаметр трубы трубопровода в месте расположения опорно-направляющего кольца, причем дуги выполнены с разъемными соединениями в виде отогнутых уголков, снабженных ребрами жесткости - двумя или более, скрепленных болтовыми соединениями. Каждая дуга снабжена закрепленным на ней опорным элементом - одним или более, в виде ролика - изолятора с осью вращения в виде полой стальной втулки, взаимоперпендикулярной с продольной осью трубопровода с осевым болтовым соединением для закрепления концов стальной втулки на жестко скрепленных с дугами кронштейнах из, по крайней мере, двух вертикальных параллельных металлических пластин, одна из которых выполнена с отогнутыми в противоположные стороны краями. Ролик-изолятор выполнен из термопластичного или термореактивного полимера с прочностью при сжатии от 12 до 260 Мпа и удельным электрическим сопротивлением от 10¹¹ до 10¹⁵ Ом х м или резины с внешней рабочей поверхностью в виде стальной полосы покрытия с поперечным сечением в виде эллипса или половины эллипса и внутренней полостью для размещения стальной втулки с расположенными на ней симметрично относительно вертикальной оси ролика двумя порошковыми железо-графитными втулками, пропитанными минеральным маслом, причем длина стальной втулки между кронштейнами превышает ширину ролика.

Ил.4

Полезная модель относится к области прокладки трубопроводов, в частности, для строительства переходов, прокладываемых под автомобильными и железными дорогами, по дну водоемов или в стесненных условиях, например, под существующими насыпями, а также другими инженерными сооружениями во всех климатических зонах при температурах от -40°С до +50°С при перемещении на короткие расстояния, например, до 1 км.

Известно опорно-направляющее кольцо для трубопровода, выполненное в виде скрепленных между собой, по меньшей мере, трех металлических сегментов со стяжками по краям и опорными элементами, причем каждый сегмент снабжен закрепленым на нем металлическим гнездом - одним или более - для установки соответствующих опорных элементов, выполненных из диэлектрического материала и соединенных со стенками гнезд поперечными фиксаторами. Крепление гнезд на сегментах осуществлено сваркой (RU 31427 U1, кл. F16L 7/02, 2003 г.).

Известное решение технически трудновыполнимо, поскольку предполагает выполнение кольца из сегментов, т.е. части площади круга, ограниченной дугой его окружности и стягивающей ее хордой, а также предполагает установку на каждом из сегментов дополнительной детали - металлического гнезда, проем которой для образования гнезда ограничен по периметру. Такое опорно-направляющее кольцо трудоемко при изготовлении и при возможных ремонтах в полевых условиях, не обеспечивает оперативного и нетрудоемкого извлечения дефектного опорного элемента из гнезда из-за возможной деформации продольных или поперечных стенок, вызванного возникающими напряжениями сдвига при продвижении трубы.

Известно опорно-направляющее кольцо для трубопровода, взятое нами за прототип, содержащее последовательно соединенные между собой разъемными соединениями дуги, в количестве не менее двух, выполненные из металлических полос и расположенные по окружности, диаметр которой превышает диаметр трубы трубопровода в месте расположения опорно-направляющего кольца, и закрепленные к нему опорные элементы из полимерного материала, причем опорно-направляющее кольцо снабжено П-образными в поперечном сечении скобами, а каждая полоса дуги имеет образованные в местах расположения опорных элементов пары параллельно расположенных сквозных прорезей, через которые со стороны внутренней поверхности полос дуг свободно пропущены стойки П-образной в поперечном сечении скобы, причем упомянутые стойки и размещенный между ними опорный элемент имеют соосные отверстия, через которые пропущен элемент, предпочтительно в виде болта, фиксирующий опорный элемент от смещения, при этом полосы дуг в местах расположения полок П-образных в поперечном сечении скоб имеют образованную изгибом полосы или штампом площадку, радиус расположения продольной оси которой превышает радиус дуги, по меньшей мере, на толщину полки П-образной в поперечном сечении скобы.(RU 47068 U1)

Недостатком технического решения является наличие в местах расположения опорных элементов сквозных прорезей, которые снижают предел прочности опорно-направляющего кольца для трубопровода. Устройство трудоемко при изготовлении из-за наличия значительного количества деталей сборки

Задачей, решаемой в данной полезной модели, является повышение прочности ОНК, надежности при эксплуатации с одновременным повышением грузонесущей способности; снижение затрат на изготовление ОНК и увеличение расстояния для перемещения трубопровода свыше 1 км.

Достигается это тем, что опорно-направляющее кольцо для трубопровода содержит последовательно соединенные между собой дуги в количестве, не менее двух, выполненные из металлических полос и расположенные по окружности, диаметр которой превышает диаметр трубы трубопровода в месте расположения опорно-направляющего кольца. Дуги выполнены с разъемными соединениями в виде отогнутых уголков, снабженных ребрами жесткости и скрепленных болтовыми соединениями. Каждая дуга снабжена закрепленым на ней опорным элементом, одним или более, в виде ролика-изолятора с осью вращения в виде полой стальной втулки, взаимоперпендикулярной с продольной осью трубопровода с осевым болтовым соединением для закрепления концов стальной втулки на кронштейнах из, по крайней мере, двух вертикальных параллельных металлических пластин, одна из которых выполнена с отогнутыми в противоположные стороны краями. Кронштейны жестко скреплены с дугами. Ролик - изолятор выполнен из термопластичного или термореактивного полимера с прочностью при сжатии от 12 до 260 Мпа и удельным электрическим сопротивлением от 10¹¹ до 10¹⁵Ом х м или резины с рабочей поверхностью в виде стальной полосы покрытия с поперечным сечением в виде эллипса или половины эллипса и внутренней полостью для размещения стальной втулки с расположенными на ней симметрично относительно вертикальной оси ролика двумя порошковыми железо-графитными втулками, пропитанными минеральным маслом. Длина стальной втулки между кронштейнами превышает ширину ролика.

Предлагаемое техническое решение поясняется чертежами, где:

На фиг.1 представлен общий вид опорно-направляющего кольца;

на фиг.2 представлен опорный элемент - вид сбоку;

на фиг.3 представлен опорный элемент - вид сверху;

на фиг.4 представлен продольный разрез опорного элемента с поперечным сечением стального покрытия в виде эллипса;

на фиг.5 представлен продольный разрез опорного элемента с поперечным сечением стального покрытия в виде половины эллипса.

Опорно-направляющее кольцо для трубопровода содержит дуги 1 последовательно соединенные между собой с образованием замкнутого по периметру кольца. Для соединения дуг 1 использованы разъемные соединения 2 в виде отогнутых наружу уголков дуги 1, снабженных ребрами жесткости 3 и скрепленных болтовыми соединениями 4. Дуги 1 образуют кольцо при их количестве, не менее двух, и выполнены из металлических полос, расположенных по окружности, диаметр которой превышает диаметр трубы трубопровода в месте расположения опорно-направляющего кольца. Между парами разъемных соединений 2 размещен опорный элемент 5(или два опорных элемента 5). Высота опорного элемента 5 превышает высоту отогнутого уголка 2 дуги 1 для образования слоя его износа. Опорный элемент 5 состоит из ролика-изолятора 6, покрытого полосой стали 8 с поперечным сечением в виде эллипса (фиг.4) или половины эллипса (фиг.5) с образованием стальной рабочей опорной поверхности) - сталь закаленная HRC 50-58. Осью вращения ролика-изолятора 6 является полая стальная втулка 9 - сталь закаленная НКС 50-60, на концах которой установлены порошковые железо-графитные втулки 12, обеспечивающие высокие контактные напряжения. Внутри втулки 9 расположен болт 11 для крепления металлической пластины 7 и металлической пластины 10 с отогнутыми в противоположные стороны краями, которые привариваются к дуге 1.

Пример 1: опорно-направляющее кольцо для трубопровода(ОНК) содержит ролик-изолятор из термопластичного полимера - полиэтилена низкой плотности с прочностью при сжатии 12 Мпа и уд. электрическим сопротивлением 10¹⁵ Ом x м.

Пример 2: ОНК содержит ролик- изолятор из термопластичного полимера Zedex-100 с прочностью при сжатии 75 Мпа и уд. электрическим сопротивлением 10¹¹ Ом х м.

Пример 3: ОНК для трубопровода содержит ролик- изолятор из термопластичного полимера -полиамида с прочностью при сжатии 115 Мпа и уд. электрическим сопротивлением 10¹¹ Ом х м.

Пример 4: ОНК содержит ролик-изолятор из термореактивного полимера - стекловолокнит АГ4-НС с прочностью при сжатии 260 Мпа и уд. электросопротивлением 10¹² Ом х м.

Заявляемое опорно-направляющее кольцо для трубопровода имеет следующие преимущества:

- за счет выполнения опорного элемена, а именно, ролика- изолятора в виде ролика качения из изолирующего материала с рабочей поверхностью из стали появляется возможность снижения коэффициента трения качения, снижения воздействия статического электричества, снижения прикладываемых усилий для продвижения трубопровода и повышения предела механической прочности;

- сокращается время для протаскивания трубопровода и увеличивается при этом расстояние возможного перемещения до нескольких километров; повышается износостойкость ОНК, предотвращается при этом повреждение изоляционного покрытия трубопровода за счет снижения коэффициента трения качения ролика из изолирующего материала;

- выполнение кронштейна с усилителем в виде металлических пластин с отогнутыми в противоположные стороны краями увеличивает контактирующую площадь болтового соединения с опорой, снижая возникающие напряжения в материалах.

- ОНК имеет унифицируемую конструкцию, что приводит к минимальным временным затратам на их изготовление и позволяет выпускать их для трубопроводов любых диаметров; обладает диэлектрическими свойствами.

Опорно-направляющее кольцо для трубопровода, характеризующееся тем, что оно содержит последовательно соединенные между собой дуги в количестве не менее двух, выполненные из металлических полос и расположенные по окружности, диаметр которой превышает диаметр трубы трубопровода в месте расположения опорно-направляющего кольца, причем дуги выполнены с разъемными соединениями в виде отогнутых уголков, снабженных ребрами жесткости - двумя или более, скрепленных болтовыми соединениями, и каждая дуга снабжена закрепленым на нем опорным элементом - одним или более, в виде ролика-изолятора с осью вращения в виде полой стальной втулки, взаимоперпендикулярной с продольной осью трубопровода с осевым болтовым соединением для закрепления концов стальной втулки на жестко скрепленных с дугами кронштейнах из, по крайней мере, двух вертикальных параллельных металлических пластин, одна из которых выполнена с отогнутыми в противоположные стороны краями, а ролик-изолятор выполнен из термопластичного или термореактивного полимера с прочностью при сжатии от 12 до 260 МПа и удельным электрическим сопротивлением от 10¹¹ до 10¹⁵ Ом м или резины с внешней рабочей поверхностью в виде стальной полосы покрытия с поперечным сечением в виде эллипса или половины эллипса и с внутренней полостью для размещения стальной втулки с расположенными на ней симметрично относительно вертикальной оси ролика двумя порошковыми железографитными втулками, пропитанными минеральным маслом, причем длина стальной втулки между кронштейнами превышает ширину ролика.