Анкерное устройство
Полезная модель относится к оборудованию магистральных трубопроводов и может быть использована при сооружении и ремонте преимущественно подземных трубопроводов на слабонесущих, заболоченных и обводненных грунтах. Анкерное устройство содержит выполненный из стали стержень с заостренным концом в нижней части, упор, узел крепления к гибкому соединительному поясу, установленный в верхней части стержня и установленную на стержне винтовую лопасть с режущими кромками. Узел крепления стержня к соединительному поясу выполнен в виде охватывающей стержень и опертой на нижний торец съемного стакана гильзы. Гильза снабжена размещенным на ее боковой поверхности зацепом и выполнена с возможностью вращения стержня внутри нее. На стержне закреплены два ограничителя перемещения винтовой лопасти. Ограничители перемещения установлены на расстоянии H, например равном 0,3 м, друг от друга. Винтовая лопасть установлена на стержне между ограничителями перемещения с возможностью перемещения между ними. Стержень предпочтительно выполнять составным, из отрезков, соединенных между собой муфтами, закрепленными на стержнях болтовыми соединениями. Стержень выполнен с формой поперечного сечения из группы: квадрат, прямоугольник (монолитный или труба прямоугольного сечения), круг, кольцо. Винтовая линия винтовой лопасти выполнена с шагом не менее 0,18 ее диаметра, например 0,072 м. Анкерное устройство, как правило, используется попарно. Технический результат направлен на повышение надежности фиксации трубопровода при помощи анкерного устройства. 1 н.п. ф-лы, 6 ил.
Полезная модель относится к оборудованию магистральных трубопроводов и может быть использована при сооружении и ремонте преимущественно подземных трубопроводов на слабонесущих, заболоченных и обводненных грунтах.
Известно множество анкерных устройств для закрепления трубопроводов, например: SU 171632, 1283290, 1293277, 1599477, 1606795, 1779709, 1820134, RU 2037011, 2079030, 2192576, US 4831798, 6901716 7241084, 7275892, 7270500, 7267506.
Также известно, например, анкерное устройство для закрепления трубопровода (патент на изобретение RU 2029029, опубл. 20.02.1995, МПК E02D 5/80), включающее 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.
Известно анкерное устройство (патент на изобретение RU 2037011, опубл. 09.06.1995, МПК E02D 5/80), 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.
Известны анкерные устройства, патенты на полезные модели RU 104271, 104272, 104273, близкие к заявленному устройству по технической сущности и достигаемому результату. Известные устройства содержат 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, выполненной с возможностью проворота стержня внутри нее.
Известно анкерное устройство (патент на полезную модель RU 104270, опубл. 07.02.2011, МПК F16L 1/06), выбранное в качестве прототипа, содержащее выполненный из стали прямолинейный стержень, заостренный в нижней части и снабженный упором и узлом крепления к гибкому соединительному поясу в верхней части, а также, по меньшей мере, одну винтовую лопасть с режущими кромками, закрепленную на стержне болтовым соединением.
Общим недостатком вышеперечисленных анкерных устройств при их использовании, в частности при установке, является возможность бурения грунта, то есть срыва несущего слоя грунта, при неравномерной скорости погружения стержня в грунт, что приводит к ненадежной фиксации трубопровода.
Задача, решаемая полезной моделью, - совершенствование анкерного устройства.
Технический результат направлен на повышение надежности фиксации анкерного устройства в грунте.
Указанный технический результат достигается за счет того, что анкерное устройство, содержащее прямолинейный стержень, заостренный в нижней части и снабженный упором и узлом крепления к гибкому соединительному поясу в верхней части, а также по меньшей мере одну винтовую лопасть, дополнительно содержит по меньшей мере два ограничителя перемещения винтовой лопасти, закрепленные на стержне, а винтовая лопасть установлена на стержне с возможностью перемещения между ограничителями.
Полезная модель поясняется чертежами: на 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 узла крепления к гибкому соединительному поясу на стержне; на фиг. 4 - вид фиг. 3 в разрезе; на фиг. 5 - объемное изображение соединения отрезков стержня; на фиг. 6 - вид фиг. 5 в разрезе.
Анкерное устройство 1 служит для фиксации трубопровода 2 при помощи мягкого соединительного пояса 3.
Анкерное устройство 1 содержит выполненный из стали стержень 4 с заостренным концом 5 в нижней части, упор 6, узел крепления 7 к гибкому соединительному поясу 3, установленный в верхней части стержня 4 и установленную на стержне 4 винтовую лопасть 8 с режущими кромками. Упор 6 может быть выполнен, например, в виде съемного стакана 9, жестко соединенного со стержнем 4 болтовым соединением 10. Предпочтительно выполнять стакан 9 с внутренним отверстием той же формы и размера, что и наружные габариты верхней части стержня 4. Узел крепления 7 стержня 4 к соединительному поясу 3 выполнен в виде охватывающей стержень 4 и опертой на нижний торец съемного стакана 9 гильзы 11. Гильза 11 снабжена размещенным на ее боковой поверхности зацепом 12 и выполнена с возможностью вращения стержня 4 внутри нее. На стержне 4 при помощи болтового соединения 13 закреплены два ограничителя перемещения 14 винтовой лопасти 8. Ограничители перемещения 14 установлены на расстоянии Н, например равном 0,3 м, друг от друга. Винтовая лопасть 8 установлена на стержне 4 между ограничителями перемещения 14 с возможностью перемещения между ними.
Предпочтительна установка винтовой лопасти 8 на стержне 4 способом, описанным в: 
Ведомственные строительные нормы. Конструкции и способы балластировки и закрепления подземных газопроводов. ВСН 39-1.9-003-98. Москва 1998, ОАО Газпром, п.2.12, (см., например, http://www.ohranatruda.ru/ot_biblio/normativ/data_normativ/8/8049/index.php).
Винтовая лопасть 8 закреплена, например методом сварки, на втулке 15. Втулка 15, устанавливается на стержень 4, в соответствии с предлагаемой полезной моделью, между ограничителями перемещения 14.
Для того, чтобы втулка 15 имела возможность перемещаться между ограничителями перемещения 14, ее длину выбирают предпочтительно не более чем 0,9 длины отрезка стержня 4 между ограничителями перемещения 14. Для того, чтобы втулка 15 имела возможность свободно перемещаться между ограничителями перемещения 14, но не могла вращаться относительно стержня 4 для передачи крутящего момента от стержня к винтовой лопасти 8 при монтаже анкерного устройства 1, внутренний диаметр втулки, а также вид сечения стержня 4 и втулки выбирают таким образом, чтобы втулка, будучи посаженной на стержень 4 между ограничителями перемещения 14, Например, стержень изготавливают из квадратного проката размером 40*40 мм, а втулку изготавливают из труб квадратного сечения с размерами сторон 50*50 мм и толщиной стенки 10 мм.
Стержень 4 предпочтительно выполнять составным, из отрезков, соединенных между собой муфтами 15, закрепленными на стержнях 4 болтовыми соединениями 16. Винтовая линия винтовой лопасти 8 выполнена с шагом не менее 0,18 ее диаметра, например 0,072 м.
Анкерное устройство 1, как правило, используется попарно.
Анкерное устройство используют следующим образом.
На место эксплуатации анкерное устройство 1 поставляют в разобранном виде, со снятыми лопастями 8 и муфтами 15, что, при необходимости, позволяет изменять общую длину стержня 4 путем изменения количества его отрезков и/или замены одной из частей на более длинную или короткую. Погрузочно-разгрузочные операции при этом не требуют использования оборудования большой грузоподъемности, а процесс транспортировки - использования длинномерных грузовых транспортных средств. На заглубляемую часть стержня 4 при помощи болтового соединения 13 закрепляют два ограничителя перемещения 14, между которыми устанавливают винтовую лопасть 8. С помощью стандартных инструментов производится сборка стержня 4 нужной длины из отдельных частей, соединяемых муфтами 15 и болтовыми соединениями 16. Если начинать погружение заостренного конца 5 в грунт непосредственно после сборки лопасти 8 с нижней частью стержня 4, то дальнейшую сборку стержня 4 присоединением следующих частей возможно осуществлять болтовыми соединениями 16 с муфтами 15 по мере погружения в грунт одной части стержня 4 за другой. Аналогичным образом по частям в обратном порядке можно разобрать стержень 4 анкерного устройства 1 при его извлечении из грунта.
Берутся два стержня 4, с закрепленными на них винтовыми лопастями 8. Соединительный пояс 3 должен быть заранее приготовлен к установке и зафиксирован с каждой стороны в зацепах 12 на гильзах 11.
По обе стороны трубопровода 2 с помощью внешнего приводного механизма, соединенного с верхним концом стержня 4, заостренными концами 5 в грунт (дно траншеи) ввинчиваются частично собранные до описанного выше состояния анкерные устройства 1. Анкерные устройства 1 ввинчиваются до момента достижения несущего слоя грунта, но не менее 3-х метров. После этого соединительный пояс 3, закрепленный в зацепах 12 гильз 11, накладывается на трубопровод 2, и одевается гильзами 11 на каждый стержень 4. На верхний конец стержня 4 устанавливается и фиксируется болтовым соединением 10 стакан 9, который в дальнейшем служит упором для гильзы 11.
Затем с помощью внешнего приводного механизма производится окончательное ввинчивание (довинчивание) стержней 4 с винтовыми лопастями 8 анкерных устройств 1 по обе стороны трубопровода 2 до положения, при котором обеспечивается прилегание соединительного пояса 3 к поверхности трубопровода 2. При вращении стержня 4 и стакана 9 последний нажимает на торец гильзы 11, а стержень 4 проворачивается внутри нее. При настройке натяжения соединительного пояса 3 ввинчиванием стержня 4 гильза 11 перемещается по стержню 4 к дну траншеи и обеспечивает натяжение соединительного пояса 3 до оптимального усилия натяжения, обеспечивающего необходимое противодействие всплытию трубопровода 2 и не вызывающего повреждения изоляционного защитного покрытия трубопровода 2.
Свободное перемещение винтовой лопасти 8 по стержню 4 в процессе ее ввинчивания в грунт исключает возможность бурения грунта, то есть срыва несущего слоя грунта, при неравномерной скорости погружения стержня 4 в грунт. Тем самым минимизируется вероятность ошибки оператора внешнего приводного механизма в процессе установки анкерного устройства 1 и повышается надежность фиксации анкерного устройства 1 в грунте и, как следствие, фиксации трубопровода 2.
После установки анкерных устройств 1 трубопровод 2 с анкерными устройствами 1 засыпают местным грунтом. Удержание трубопровода 2 в проектном положении обеспечивается за счет использования прочностных свойств грунта, размещенного над винтовыми лопастями 8 при завинчивании их на расчетную глубину, и удержания соединительного пояса 3 в натянутом состоянии.
При этом прочностные свойства грунта остаются на близком к первоначальному уровню за счет возможности свободного перемещения винтовой лопасти 8 по стержню 4 в процессе ее ввинчивания в грунт и повышается надежность фиксации трубопровода 2 заявленным анкерным устройством.
Анкерное устройство, содержащее прямолинейный стержень, заостренный в нижней части и снабженный упором и узлом крепления к гибкому соединительному поясу в верхней части, а также по меньшей мере одну винтовую лопасть, отличающееся тем, что дополнительно содержит по меньшей мере два ограничителя перемещения винтовой лопасти, закрепленные на стержне, а винтовая лопасть установлена на стержне с возможностью перемещения между ограничителями.
РИСУНКИ
