Компенсатор для трубопровода с упругодеформируемыми элементами
Полезная модель относится к трубопроводному транспорту, компенсатор предназначен для компенсации изгибающих моментов и механических напряжений, возникающих в местах соединения трубопровода-отвода с основным трубопроводом за счет изменения давления и температуры в трубопроводе. Задачей полезной модели является компенсация продольных температурных деформаций подземного трубопровода и снижение сжимающих, растягивающих и изгибающих напряжений, возникающих в тройниковых узлах подсоединения трубопроводов-отводов и байпасных линий. Предлагаемая конструкция компенсатора для трубопровода включает трубопровод-отвод и основной трубопровод. Между стенкой траншеи и трубопроводом укладываются упругодеформируемые элементы вплотную друг к другу. Для исключения попадания грунта между трубопроводом и упругодеформируемыми элементами предусмотрен прокладочный материал, укладываемый сверху по всему узлу врезки. Компенсация изгибающих моментов и механических напряжений достигается за счет возможности свободного перемещения всего узла врезки в горизонтальной плоскости.
Полезная модель относится к трубопроводному транспорту, компенсатор предназначен для компенсации изгибающих моментов и механических напряжений, возникающих в местах соединения трубопровода-отвода с основной ниткой трубопровода, и может быть использован при сооружении трубопроводов.
В практике трубопроводного строительства при прокладке подземных трубопроводов используются различные способы и конструктивные решения по устройству отводов или перемычек. Широко применяется устройство по врезке отводов или перемычек, включающее основной трубопровод, тройник, отвод, которые укладываются на дно траншеи, и после сварки стыков производится обратная засыпка грунтом. Однако при этом происходит защемление основного трубопровода и отвода грунтом. В месте соединения основного трубопровода и отвода (в тройниковом соединении) при температурных деформациях и подвижках трубопровода-отвода могут возникать сжимающие и растягивающие напряжения совместно с изгибающими напряжениями. Это значительно снижает эксплуатационную надежность данного участка по отношению к надежности других участков трубопровода, т.е. возникает потенциально опасный участок.
Прототипом полезной модели является способ прокладки подземного трубопровода (АС СССР 
1122860, Бюл 41, 07.11.84 г., с МПК С1F 16), состоящий из отвода, расположенного в лотке на свободноподвижных опорах.
Недостатком прототипа является сложность изготовления и высокая трудоемкость монтажа компенсатора для трубопровода.
Задачей полезной модели является компенсация продольных температурных деформаций подземного трубопровода и снижение сжимающих, растягивающих и изгибающих напряжений, возникающих в тройниковых узлах подсоединения трубопроводов-отводов и байпасных линий.
Указанная задача решается тем, что в компенсаторе для трубопровода, включающем трубопровод-отвод и основной трубопровод, согласно полезной модели, в траншею между стенкой трубопровода и стенкой траншеи укладываются упругодеформируемые элементы вплотную друг к другу. Кроме того упругодеформируемые элементы накрыты прокладочным материалом по всему узлу врезки. Упругодеформируемые элементы представляют собой мешки или емкости различной геометрической формы с габаритными размерами (0,2-1,5 м)×(0,4-3,0 м) (в зависимости от диаметра трубопровода и района строительства), заполненные стружкой непрессованных стекловолокнистых материалов или пенопропиленовых, поролоновых и других упругодеформируемых материалов, выдерживающих нагрузку грунта до 2 т/м2 с деформацией до 5-10% от максимальной деформационной возможности. Прокладочный материал, представляющий собой полимерную ленту (полиэтиленовую, поливинилхлоридную, полипропиленовую, резинотканевую), утилизированную металлокордовую транспортную ленту, укладывают сверху по всему узлу врезки для исключения попадания грунта между уплотнителями.
На фиг.1 представлен общий вид компенсатора, на фиг.2 разрез по А-А фиг.1, на фиг.3 разрез по Б-Б фиг.1.
Компенсатор для трубопровода состоит из трубопровода-отвода 1, основного трубопровода 2, упругодеформируемых элементов 3, прокладочного материала 4.
Принцип работы компенсатора для трубопровода заключается в следующем. Продольные силы, возникающие от действия перепада температур и внутреннего давления, вызывают продольное перемещение основного трубопровода 2, что может привести к разрушению трубопровода-отвода 1. Также продольные силы, возникающие в трубопроводе-отводе 1, могут вызвать смятие или разрушение основного трубопровода 2. Вследствие отсутствия защемление отвода 1 и трубопровода 2 грунтом в местах установки упругодеформируемых элементов появляется возможность свободного перемещения всего узла врезки в горизонтальной плоскости в заданных пределах, и происходит существенное уменьшение изгибающих моментов и механических напряжении и повышение эксплуатационной надежности данного участка трубопровода.
Величина L на фиг.1 находится в пределах L=2
8 и более метров и определяется в зависимости от геометрических и прочностных характеристик трубопроводов, конкретных условий прокладки и, как следствие, возможной расчетной величины деформации уложенных и засыпанных трубопроводов.
Упругодеформируемые элементы предлагаемой конструкции обладают достаточной прочностью для сопротивления действию грунта засыпки и достаточной пластичностью для свободного перемещения всего узла врезки.
Благодаря отсутствию защемления трубопровода-отвода 1 и основного трубопровода 2 грунтом и свободному перемещению всего узла врезки происходит существенное уменьшение изгибающих моментов и механических напряжений, возникающих в местах соединения трубопровода-отвода с основным трубопроводом.
Предлагаемая конструкция компенсатора для трубопровода позволяет повысить эксплуатационную надежность данного участка врезки трубопровода при упрощении изготовления и уменьшении трудоемкости монтажа компенсатора для трубопровода.
1. Компенсатор для трубопровода, включающий трубопровод-отвод и основной трубопровод, отличающийся тем, что в траншею между стенкой трубопровода и стенкой траншеи укладывают упругодеформируемые элементы вплотную друг к другу, представляющие собой мешки или емкости различной геометрической формы, заполненные стружкой непрессованных стекловолокнистых материалов, или пенопропиленовых, поролоновых и других упругодеформируемых материалов.
2. Компенсатор для трубопровода по п.1, отличающийся тем, что упругодеформируемые элементы накрывают прокладочным материалом по всему узлу врезки.
