Распорная рамка утяжелителя трубопровода и утяжелитель трубопровода

Авторы патента:

7 F16L1/06 -

Предлагаемые технические решения относятся к области сооружения новых подземных трубопроводов, в том числе, проходящих по обводненным участкам, на переходах малых рек, а также могут найти применение при реконструкции и ремонте уже существующих трубопроводов. Задачей настоящих технических решений является повышение надежности, повышение ремонтопригодности в полевых условиях, технологичности изготовления и снижения трудоемкости сборки на объекте. Достигается это в утяжелителе трубопровода и в распорной рамке - тем, что утяжелитель содержит открытое с боковых его сторон балластирующее устройство, имеющее выполненное из полимерного материала днище, передние и задние стенки, образованные единым для них полотнищем, распорные рамки, наклонно располагаемые в траншее при размещении в ней балластирующего устройства, гибкие тяги из текстильного материала, соединенные образованными на их концах петлями с наиболее удаленными друг от друга продольными стержнями распорных рамок, при этом продольные стержни, предпочтительно трубчатые, расположены параллельно продольной оси трубопровода, и соединены с образованием замкнутого контура с поперечными трубчатыми стержнями, при этом, по крайней мере одно из указанных соединений стержней выполнено в виде соединенной посредством сварного соединения с продольным стержнем с расположением сварного шва вдоль его образующей

металлической пластины или отрезка металлической полосы, имеющей по крайней мере одно отверстие и расположенной в плоскости, проходящей через продольную ось продольного стержня или под углом до 90° к ней, а поперечный трубчатый стержень выполнен на боковой поверхности с отверстием, соосным отверстию пластины или отрезка полосы, одет одним из своих концов на указанную пластину или отрезок полосы до совмещения осей их отверстий, предпочтительно, до упора в продольный стержень, и зафиксирован размещенным в указанных соосных отверстиях стопорным элементом, предпочтительно в виде шплинта или болта с гайкой. При этом, металлическая пластина или отрезок металлической полосы утяжелителя трубопровода выполнены со стороны, обращенной к поперечному стержню, со скосом торцевых кромок под острым углом на величину, не меньшую толщины пластины или отрезка полосы. А металлическая пластина или отрезок металлической полосы выполнены, по крайней мере на части длины, трапециевидной формы. Или металлическая пластина или отрезок металлической полосы выполнены шириной, по направлению сварного шва, превышающей внутренний диаметр поперечного стержня, который на участке, охватывающем указанную металлическую пластину или отрезок металлической полосы, выполнен со стенками, смещенными навстречу друг другу по оси отверстия для соединительного элемента, при этом смещение выполнено, предпочтительно, до величины, равной толщине металлической пластины или отрезка металлической полосы. Кроме того, в продольном стержне распорной рамки утяжелителя в зоне вокруг отверстия для стопорного элемента выполнено, предпочтительно штамповкой, углубление. В распорной рамке отверстия с противоположных концов каждого поперечного

трубчатого стержня, соосные соответствующим отверстиям, образованным в металлической пластине или в отрезке металлической полосы, целесообразно выполнены на равном с обеих его сторон удалении от соответствующих торцов поперечного трубчатого стержня. Кроме того, в распорной рамке утяжелителя трубопровода поперечные стержни могут быть расположены взаимно параллельно или с образованием с продольными стержнями равнобокой трапеции, меньшее основание которой расположено у трубопровода, при этом диаметр стержня меньшего основания, предпочтительно превышает диаметр стержня большего основания.

Из известных наиболее близкой по конструкции является распорная рамка утяжелителя трубопровода, содержащая трубчатые продольные и поперечные стержни, соединенные между собой для удобства монтажа через приваренные к продольным стержням (прогонам) бобышки из отрезов трубки. Концы поперечных стержней - балок распорок - помещены в эти бобышки и там заштифтованы (RU №2164636, F 16 L 1/06, 2001).

Известен также утяжелитель трубопровода, в котором использована указанная распорная рамка, при этом указанный утяжелитель содержит симметрично навешиваемую на трубопровод и впоследствии заполненную грунтом пару емкостей, каждая из которых составлена из жесткой плоской распорной рамки и подвешенного к ней полуцилиндрического выполненного из гибкого материала контейнера. Поперечная стенка емкости образована

выполненной заодно с днищем контейнера мембраной из гибкого материала, снабженной верхней проушиной (верхними проушинами), и подвешена посредством последней (последних) на распорке (распорках). Сами распорки выполнены одно- или двухбалочными. Продольные прогоны и торцевые поперечины рамок и балки распорок выполнены трубчатыми для упрощения сборки рамок. Для балок использованы трубки меньшего наружного диаметра, чем внутренний диаметр трубок для продольных прогонов рамки. С целью удобства монтажа балок продольные прогоны рамок снабжены приварными бобышками из отрезов трубки для прогонов. Концы балок распорок помещены в эти бобышки и там заштифтованы (RU №2164636, F 16 L 1/06, 2001).

Задачей настоящих технических решений является повышение надежности, повышение ремонтопригодности в полевых условиях, технологичности изготовления и снижение трудоемкости сборки.

Достигается это:

- В распорной рамке утяжелителя трубопровода -тем, что она содержит продольные стержни, предпочтительно трубчатые, располагаемые параллельно продольной оси трубопровода, и соединенные с ними с образованием замкнутого контура поперечные трубчатые стержни, при этом, по крайней мере одно из указанных соединений стержней выполнено в виде соединенной посредством сварного соединения с продольным стержнем с расположением сварного шва вдоль его образующей металлической пластины или отрезка металлической полосы, имеющей по крайней мере одно отверстие и расположенной в плоскости, проходящей через продольную ось продольного стержня или под углом до 90° к ней, а поперечный трубчатый стержень выполнен на боковой поверхности с отверстием, соосным отверстию пластины или

отрезка полосы, одет одним из своих концов на указанную пластину или отрезок полосы до совмещения осей их отверстий, предпочтительно, до упора в продольный стержень, и зафиксирован размещенным в указанных соосных отверстиях стопорным элементом, предпочтительно в виде шплинта или болта с гайкой. При этом, металлическая пластина или отрезок металлической полосы могут быть выполнены со стороны, обращенной к поперечному стержню, со скосом торцевых кромок под острым углом на величину, не меньшую толщины пластины или отрезка полосы. Или металлическая пластина или отрезок металлической полосы могут быть выполнены, по крайней мере на части длины, трапециевидной формы. Или металлическая пластина или отрезок металлической полосы могут быть выполнены шириной, по направлению сварного шва, превышающей внутренний диаметр поперечного стержня, который на участке, охватывающем указанную металлическую пластину или отрезок металлической полосы, выполнен со стенками, смещенными навстречу друг другу по оси отверстия для соединительного элемента, при этом смещение выполнено, предпочтительно, до величины, равной толщине металлической пластины или отрезка металлической полосы. При этом, в продольном стержне распорной рамки в зоне вокруг отверстия для стопорного элемента выполнено, предпочтительно штамповкой, углубление. А отверстия с противоположных концов каждого поперечного трубчатого стержня распорной рамки, соосные соответствующим отверстиям, образованным в металлической пластине или в отрезке металлической полосы, целесообразно выполнены на равном с обеих его сторон удалении от соответствующих торцов поперечного трубчатого стержня. Кроме того, поперечные стержни распорной рамки могут быть

расположены взаимно параллельно или с образованием с продольными стержнями равнобокой трапеции, меньшее основание которой расположено у трубопровода.

- В утяжелителе трубопровода - тем, что он содержит открытое с боковых его сторон балластирующее устройство, имеющее выполненное из полимерного материала днище, передние и задние стенки, образованные единым для них полотнищем, распорные рамки, наклонно располагаемые в траншее при размещении в ней балластирующего устройства, гибкие тяги из текстильного материала, соединенные образованными на их концах петлями с наиболее удаленными друг от друга продольными стержнями распорных рамок, при этом продольные стержни, предпочтительно трубчатые, расположены параллельно продольной оси трубопровода, и соединены с образованием замкнутого контура с поперечными трубчатыми стержнями, при этом, по крайней мере одно из указанных соединений стержней выполнено в виде соединенной посредством сварного соединения с продольным стержнем с расположением сварного шва вдоль его образующей металлической пластины или отрезка металлической полосы, имеющей по крайней мере одно отверстие и расположенной в плоскости, проходящей через продольную ось продольного стержня или под углом до 90° к ней, а поперечный трубчатый стержень выполнен на боковой поверхности с отверстием, соосным отверстию пластины или отрезка полосы, одет одним из своих концов на указанную пластину или отрезок полосы до совмещения осей их отверстий, предпочтительно, до упора в продольный стержень, и зафиксирован размещенным в указанных соосных отверстиях стопорным элементом, предпочтительно в виде шплинта или болта с гайкой. При этом, металлическая пластина или отрезок

металлической полосы утяжелителя трубопровода выполнены со стороны, обращенной к поперечному стержню, со скосом торцевых кромок под острым углом на величину, не меньшую толщины пластины или отрезка полосы. А металлическая пластина или отрезок металлической полосы выполнены, по крайней мере на части длины, трапециевидной формы. Или металлическая пластина или отрезок металлической полосы выполнены шириной, по направлению сварного шва, превышающей внутренний диаметр поперечного стержня, который на участке, охватывающем указанную металлическую пластину или отрезок металлической полосы, выполнен со стенками, смещенными навстречу друг другу по оси отверстия для соединительного элемента, при этом смещение выполнено, предпочтительно, до величины, равной толщине металлической пластины или отрезка металлической полосы. Кроме того, в продольном стержне распорной рамки утяжелителя в зоне вокруг отверстия для стопорного элемента выполнено, предпочтительно штамповкой, углубление. В распорной рамке отверстия с противоположных концов каждого поперечного трубчатого стержня, соосные соответствующим отверстиям, образованным в металлической пластине или в отрезке металлической полосы, целесообразно выполнены на равном с обеих его сторон удалении от соответствующих торцов поперечного трубчатого стержня. Кроме того, в распорной рамке утяжелителя трубопровода поперечные стержни могут быть расположены взаимно параллельно или с образованием с продольными стержнями равнобокой трапеции, меньшее основание которой расположено у трубопровода, при этом диаметр стержня меньшего основания, предпочтительно превышает диаметр стержня большего основания.

На фиг.1 представлен вид сверху на утяжелитель трубопровода с двумя распорными рамками,

На фиг.2 представлен узел А (вариант 1 - с отрезком металлической полосы в виде проката) поперечное сечение соединения продольного и поперечного стержней распорной рамки,

На фиг.3 представлен узел А (вариант 2 - с металлической пластиной трапециевидной формы) поперечное сечение соединения продольного и поперечного стержней распорной рамки,

На фиг.4 представлен узел А (вариант 3 - со скосом кромок металлической полосы) поперечное сечение соединения продольного и поперечного стержней распорной рамки,

На фиг.5 представлен узел А (вариант 4 - со сплющенными штамповкой стенками трубы поперечного стержня и уширенной металлической пластиной) поперечное сечение соединения продольного и поперечного стержней распорной рамки,

На фиг.6 - разрез Б-Б на фиг.2,

На фиг.7 - разрез В-В на фиг.5.

Утяжелитель трубопровода 1 (фиг.1) содержит, например открытое (не имеющее боковых ограждающих емкость стенок, при учете отсутствия фактора размыва грунта), с боковых его сторон балластирующее устройство, имеющее выполненное из полимерного материала днище, передние и задние стенки, образованные единым для них полотнищем 2 (на фиг.1 условно изображено пунктиром). Распорные рамки 3, наклонно располагаемые в траншее при размещении в ней балластирующего устройства, удерживают необходимую форму емкости, образованной полотнищем 2. Гибкие тяги 4 из текстильного материала (на фиг.1 условно изображены пунктиром) соединены образованными на их концах петлями с наиболее удаленными друг

от друга продольными стержнями 5 распорных рамок 3. Продольные стержни 5, выполнены предпочтительно трубчатыми из отрезков цилиндрической трубы, расположены параллельно продольной оси трубопровода 1 и соединены с образованием замкнутого контура рамки 3 с поперечными трубчатыми стержнями 6. По крайней мере, одно из указанных соединений стержней 5 и 6 выполнено в виде соединенной посредством сварного соединения с продольным стержнем 5 с расположением сварного шва 7 вдоль его (стержня 5) образующей металлической пластины 8 или отрезка металлической полосы, имеющей по крайней мере одно отверстие 9 (Возможно выполнение пластины 8 с расположенными по оси поперечного стержня дополнительными отверстиями 9 - см. фиг.4). Пластина 8 расположена в плоскости, проходящей через продольную ось продольного стержня 5 или под углом до 90° к ней (т.е. к указанной плоскости). Поперечный трубчатый стержень 6 выполнен на боковой поверхности с отверстием, соосным (при их сборке) отверстию 9 пластины или отрезка полосы. Стержень 6 одет одним из своих концов на указанную пластину 8 или отрезок полосы до совмещения осей их отверстий (см. фиг.2-7), при этом желательно стержень одеть до упора в продольный стержень 5. Стержень 6 зафиксирован размещенным в указанных соосных отверстиях 9 стопорным элементом 10, предпочтительно в виде шплинта или болта с гайкой (фиг.6 и 7). При этом, металлическая пластина 8 или отрезок металлической полосы утяжелителя трубопровода выполнены со стороны, обращенной к поперечному стержню, со скосом торцевых кромок (см. фиг.4) под острым углом на величину, не меньшую толщины пластины 8 или отрезка полосы. А металлическая пластина 8 или отрезок металлической полосы выполнены (см. фиг.3), как вариант, по крайней мере на части

длины, трапециевидной формы. Металлическая пластина 8 или отрезок металлической полосы выполнены (см. фиг.5 и 7) шириной, по направлению сварного шва 7, превышающей внутренний диаметр поперечного стержня 6, который на участке, охватывающем указанную металлическую пластину 8 или отрезок металлической полосы, выполнен со стенками, смещенными путем приложения давления навстречу друг другу по оси отверстия 9 для соединительного элемента 10, при этом смещение выполнено, предпочтительно, до величины (см. фиг.7), равной толщине металлической пластины 8 или отрезка металлической полосы. В продольном стержне 5 распорной рамки утяжелителя в зоне вокруг отверстия для стопорного элемента выполнено, предпочтительно штамповкой, углубление 11 (см. фиг.6). В распорной рамке отверстия с противоположных концов каждого поперечного трубчатого стержня, соосные соответствующим отверстиям, образованным в металлической пластине или в отрезке металлической полосы, целесообразно (для обеспечения удобства монтажа и технологичности изготовления и сборки) выполнены на равном с обеих его сторон удалении от соответствующих торцов поперечного трубчатого стержня 6. В распорной рамке утяжелителя трубопровода поперечные стержни 6 могут быть расположены взаимно параллельно или с образованием с продольными стержнями равнобокой трапеции (на чертежах не показано), меньшее основание которой расположено у трубопровода 1, при этом диаметр стержня меньшего основания, предпочтительно превышает для обеспечения надежности работы и снижения возможности повреждения изоляции трубопровода, диаметр стержня 5 большего основания.

При производстве работ по балластировке трубопровода ПКБУ разворачивают из сложенного состояния в рабочее положение - сверху и поперек оси трубопровода, при этом нижние из стержней 5 рамки 3, удерживаемые стержнями 6, располагаются, с одной стороны рамки - под горизонтальной диаметральной плоскостью трубопровода, что исключает вывод рамок 3 из зацепления с трубопроводом - «опрокидывание» - рамок 3 при загрузке балласта. Трапециевидная форма рамок 3 позволяет также более полно и эффективно осуществлять процесс их загрузки местным или привозным балластом, что повышает производительность труда и эффективность балластировки. Процесс изготовления элементов рамки - стержней 5 и 6 предельно упрощен и высоко технологичен, поскольку сварка пластины 8 не требует высокой квалификации - сварка осуществляется прямым швом, а расположение пластины по величине угла ее наклона может широко варьироваться, что не окажет существенного влияния на процесс сборки и последующей работы рамки. Выполнение пластины (по фиг.5 и 7) увеличенной ширины приводит к увеличению длины шва и повышению прочности и надежности соединения. Возможное наличие дополнительных отверстий 9 несколько упрощает процесс сборки и регулировки размеров рамки при возможном перекосе по месту установки или возникновении проблем со сборкой в полевых условиях через штатное отверстие 9. Наличие углублений 11 позволяет с гарантией исключить возможность повреждения изоляции или другого покрытия трубопровода выступающими элементами рамки 3.

В целом предлагаемые устройства технологичны при изготовлении и удобны при транспортировке и сборке, что значительно повышает эффективность работ с их применением.

1. Распорная рамка утяжелителя трубопровода, содержащая продольные стержни, предпочтительно трубчатые, располагаемые параллельно продольной оси трубопровода, и соединенные с ними с образованием замкнутого контура поперечные трубчатые стержни, при этом, по крайней мере, одно из указанных соединений стержней выполнено в виде соединенной посредством сварного соединения с продольным стержнем с расположением сварного шва вдоль его образующей металлической пластины или отрезка металлической полосы, имеющей, по крайней мере, одно отверстие и расположенной в плоскости, проходящей через продольную ось продольного стержня или под углом до 90° к ней, а поперечный трубчатый стержень выполнен на боковой поверхности с отверстием, соосным отверстию пластины или отрезка полосы, одет одним из своих концов на указанную пластину или отрезок полосы до совмещения осей их отверстий, предпочтительно, до упора в продольный стержень, и зафиксирован размещенным в указанных соосных отверстиях стопорным элементом, предпочтительно в виде шплинта или болта с гайкой.

2. Распорная рамка утяжелителя трубопровода по п.1, в которой металлическая пластина или отрезок металлической полосы выполнен со стороны, обращенной к поперечному стержню, со скосом торцевых кромок под острым углом на величину, не меньшую толщины пластины или отрезка полосы.

3. Распорная рамка утяжелителя трубопровода по п.1, в которой металлическая пластина или отрезок металлической полосы выполнен, по крайней мере, на части длины, трапециевидной формы.

4. Распорная рамка утяжелителя трубопровода по п.1, в которой металлическая пластина или отрезок металлической полосы выполнен шириной, по направлению сварного шва, превышающей внутренний диаметр поперечного стержня, который на участке, охватывающем указанную металлическую пластину или отрезок металлической полосы, выполнен со стенками, смещенными навстречу друг другу по оси отверстия для соединительного элемента, при этом смещение выполнено, предпочтительно, до величины, равной толщине металлической пластины или отрезка металлической полосы.

5. Распорная рамка утяжелителя трубопровода по п.1, в продольном стержне которой в зоне вокруг отверстия для стопорного элемента выполнено, предпочтительно штамповкой, углубление.

6. Распорная рамка утяжелителя трубопровода по любому из пп.1-5, в которой отверстия с противоположных концов каждого поперечного трубчатого стержня, соосные соответствующим отверстиям, образованным в металлической пластине или в отрезке металлической полосы, выполнены на равном с обеих его сторон удалении от соответствующих торцов поперечного трубчатого стержня.

7. Распорная рамка утяжелителя трубопровода по любому из пп.1-5, в которой поперечные стержни расположены взаимно параллельно или с образованием с продольными стержнями равнобокой трапеции, меньшее основание которой расположено у трубопровода.

8. Утяжелитель трубопровода, содержащий открытое с боковых его сторон балластирующее устройство, имеющее выполненное из полимерного материала днище, передние и задние стенки, образованные единым для них полотнищем, распорные рамки, наклонно располагаемые в траншее при размещении в ней балластирующего устройства, гибкие тяги из текстильного материала, соединенные образованными на их концах петлями с наиболее удаленными друг от друга продольными стержнями распорных рамок, при этом продольные стержни, предпочтительно трубчатые, расположены параллельно продольной оси трубопровода, и соединены с образованием замкнутого контура с поперечными трубчатыми стержнями, при этом, по крайней мере, одно из указанных соединений стержней выполнено в виде соединенной посредством сварного соединения с продольным стержнем с расположением сварного шва вдоль его образующей металлической пластины или отрезка металлической полосы, имеющей по крайней мере одно отверстие и расположенной в плоскости, проходящей через продольную ось продольного стержня или под углом до 90° к ней, а поперечный трубчатый стержень выполнен на боковой поверхности с отверстием, соосным отверстию пластины или отрезка полосы, одет одним из своих концов на указанную пластину или отрезок полосы до совмещения осей их отверстий, предпочтительно, до упора в продольный стержень, и зафиксирован размещенным в указанных соосных отверстиях стопорным элементом, предпочтительно в виде шплинта или болта с гайкой.

9. Утяжелитель трубопровода по п.8, в котором металлическая пластина или отрезок металлической полосы выполнен со стороны, обращенной к поперечному стержню, со скосом торцевых кромок под острым углом на величину, не меньшую толщины пластины или отрезка полосы.

10. Утяжелитель трубопровода по п.8, в котором металлическая пластина или отрезок металлической полосы выполнен, по крайней мере, на части длины, трапециевидной формы.

11. Утяжелитель трубопровода по п.8, в котором металлическая пластина или отрезок металлической полосы выполнен шириной, по направлению сварного шва, превышающей внутренний диаметр поперечного стержня, который на участке, охватывающем указанную металлическую пластину или отрезок металлической полосы, выполнен со стенками, смещенными навстречу друг другу по оси отверстия для соединительного элемента, при этом смещение выполнено, предпочтительно, до величины, равной толщине металлической пластины или отрезка металлической полосы.

12. Утяжелитель трубопровода по п.8 или 9, в продольном стержне распорной рамки которого в зоне вокруг отверстия для стопорного элемента выполнено, предпочтительно штамповкой, углубление.

13. Утяжелитель трубопровода по любому из пп.8-11, в распорной рамке которого отверстия с противоположных концов каждого поперечного трубчатого стержня, соосные соответствующим отверстиям, образованным в металлической пластине или в отрезке металлической полосы, выполнены на равном с обеих его сторон удалении от соответствующих торцов поперечного трубчатого стержня.

14. Утяжелитель трубопровода по любому из пп.8-11, в распорной рамке которого поперечные стержни расположены взаимно параллельно или с образованием с продольными стержнями равнобокой трапеции, меньшее основание которой расположено у трубопровода, при этом диаметр стержня меньшего основания, предпочтительно, превышает диаметр стержня большего основания.

Похожие патенты: