УЗЕЛ СОЕДИНЕНИЯ ТРУБЧАТЫХ ЭЛЕМЕНТОВ РАСПОРНОЙ РАМКИ ПОЛИМЕРКОНТЕЙНЕРНОГО БАЛЛАСТИРУЮЩЕГО УСТРОЙСТВА

Предлагаемое техническое решение относится к области средств, обеспечивающих соединение трубчатых элементов распорной рамки полимерконтейнерного балластирующего устройства, применяемого для предотвращения всплытия магистральных трубопроводов, прокладываемых в грунтах различных категорий, болотистой местности и других обводненных участках трассы.
Известны используемые в полимерконтейнерном балластирующем устройстве рамки жесткости, имеющие узлы их соединения, выполненные в виде одетых на прогоны втулок, к которым приварены распорные элементы рамки жесткости (RU 2266457 C1, F16L 1/06, 2005).
Характер жесткого соединения распорок в известных замковых соединениях балластирующих устройств, выполненный в виде сварки, не предусматривает какой-либо их подвижности, что при возникновении не предусмотренных расчетом эксплуатационных нагрузок приводит к поломке такого соединения и невозможности выполнения устройством заложенных в него функций.
Наиболее близким из известных является узел соединения несущих элементов распорной рамки балластирующего устройства подземного трубопровода, образованный замком, который изогнут в плоскости рамки под углом к прогону или распорному элементу, снабжен узлом соединения с концом, соответственно, распорного элемента или прогона с возможностью фиксации указанного соединения, при этом узлы соединения прогона или распорного элемента располагаются по одну сторону от его продольной оси (RU 2289054 C1, F16L 1/06, 2006).
Известные технические решения не позволяют обеспечить надежность и требуемую долговечность работы образуемого с их помощью балластирующего устройства при воздействии на него усилий, возникающих при осевой подвижке трубопровода. Это обусловлено тем, что выполнение замкового соединения путем изгиба замка в плоскости рамки и под углом к прогону или распорному элементу приводит в процессе эксплуатации (при осевых подвижках трубопровода вследствие, например сезонного, изменения температуры среды) к механическому воздействию на отогнутый элемент замка и, как следствие, его повреждению. Кроме того, выполнение указанного изгиба замка в плоскости рамки при сборке рамки в полевых условиях трудоемко и не технологично, поскольку требует изгиба замка в плоскости, проходящей через продольную ось прогона или распорного элемента.
Технической задачей является создание узла соединения трубчатых элементов распорной рамки полимерконтейнерного балластирующего устройства, обеспечивающего технологичность изготовления и сборки, высокую надежность и долговечность при воздействии на такой узел разнонаправленных эксплуатационных нагрузок.
Достигается это тем, что узел соединения трубчатых элементов распорной рамки полимерконтейнерного балластирующего устройства содержит продольный трубчатый элемент с продольной сквозной в полость трубчатого элемента прорезью по его образующей и поперечный распорный трубчатый элемент со сплющенным его концом, введенным в продольную сквозную прорезь продольного трубчатого элемента и расположенным в полости продольного трубчатого элемента с обеспечением в рабочем положении распорной рамки контакта его торца с внутренней поверхностью продольного трубчатого элемента, а длина и ширина упомянутой продольной сквозной прорези, для обеспечения возможности отклонения в рабочем положении распорной рамки поперечного распорного элемента в плоскости распорной рамки от перпендикулярного продольного трубчатому элементу положения, превышают соответствующую длину и ширину поперечного сечения сплющенного конца поперечного распорного трубчатого элемента в месте его расположения в продольной сквозной прорези. При этом, торец сплющенного конца распорного трубчатого элемента имеет на больщей части его длины, по меньшей мере - в центральной его части, прямолинейную поверхность, параллельную образующей внутренней поверхности продольного трубчатого элемента или торец сплющенного конца распорного трубчатого элемента имеет на периферийных его частях по его длине дугообразные округления для обеспечения возможности перекатывания упомянутого торца при отклонении в рабочем положении распорной рамки поперечного распорного элемента в плоскости распорной рамки от перпендикулярного продольного трубчатому элементу положения.
На фиг.1 представлен продольный разрез по узлу соединения трубчатых элементов распорной рамки полимерконтейнерного балластирующего устройства;
На фиг.2 - то же, поперечный разрез.
Узел соединения трубчатых элементов распорной рамки полимерконтейнерного балластирующего устройства содержит продольный трубчатый элемент 1 с продольной сквозной в полость трубчатого элемента прорезью 2 по его образующей и поперечный распорный трубчатый элемент 3 со сплющенным его концом 4, введенным в продольную сквозную прорезь 2 продольного трубчатого элемента 1. Сплющенный конец 4 расположен в полости продольного трубчатого элемента 1 с обеспечением в рабочем положении распорной рамки контакта его торца 5 с внутренней поверхностью продольного трубчатого элемента 1. Длина и ширина упомянутой продольной сквозной прорези 2, для обеспечения возможности отклонения в обе стороны на угол γ (фиг.1) в рабочем положении распорной рамки поперечного распорного элемента в плоскости распорной рамки от перпендикулярного продольного трубчатому элементу положения, превышают соответствующую длину и ширину поперечного сечения сплющенного конца 4 поперечного распорного трубчатого элемента в месте его расположения в продольной сквозной прорези 2. При этом, торец сплющенного конца 4 распорного трубчатого элемента имеет на большей части его длины, по меньшей мере - в центральной его части, прямолинейную поверхность (участок поверхности), параллельную образующей внутренней поверхности продольного трубчатого элемента. В другом варианте, торец сплющенного конца 4 распорного трубчатого элемента имеет на периферийных его частях по его длине дугообразные скругления 6 для обеспечения возможности перекатывания упомянутого торца при отклонении в рабочем положении распорной рамки поперечного распорного элемента в плоскости распорной рамки от перпендикулярного продольного трубчатому элементу положения. Узел соединения может быть зафиксирован одним из фиксаторов 7, выполненным, например, в виде отгибаемого из плоскости сплющенного конца элемента, либо выполненного в виде размещаемого в прорези 2 шплинта, либо в виде П-образного лепестка в продольном трубчатом элементе.
В рабочем положении узел нагружен силами Р, действующими на него от загруженной сыпучим материалом емкости. Такие силы сжимают поперечные распорные трубчатые элементы 3, воздействуя непосредственно на торцы 5 его сплющенных концов 4, контактирующих с внутренней поверхностью трубчатого элемента 1. При продольном смещении (температурной деформации - удлинении или укорочении) трубопровода происходит поворот трубчатого элемента 3 в прорези 2, исключающий (в отличие от известных) разрушение узла в целом, что значительно повышает надежность и долговечность балластирующего устройства.