МЯГКИЙ СОЕДИНИТЕЛЬНЫЙ ПОЯС

Полезная модель относится к трубопроводному транспорту и предназначена для обеспечения устойчивого положения трубопроводов при балластировке их железобетонными утяжелителями, анкерами или заполненными грунтом контейнерами при прокладке в заполненных водой траншеях, в обводненной и заболоченной местности, в условиях распространения вечномерзлых грунтов, на переходах через болота и т.п.
Известен мягкий соединительный пояс утяжелителей, полимерконтейнеров или анкеров, содержащий несущее полотнище из свернутой прямоугольной заготовки технической полимерной ткани, которое имеет отгибы по концам и прошивные замки концов для образования грузовых петель (SU, N 1556221, 1988).
Недостатком этого пояса является повышенный расход полотнищевого материала, поскольку на концевых участках, образующих грузовые петли, сечение пояса по технологическим причинам равно сечению среднего участка, хотя оно может быть принято по прочности пояса на разрыв вдвое меньшим по площади.
Известен также мягкий соединительный пояс утяжелителей, полимерконтейнеров или анкеров, устанавливаемый на трубопровод, содержащий несущее полотнище, свернутое из прямоугольной заготовки технической полимерной ткани, с грузовыми петлями по концам пояса, прошивным замком и прошивной нитью, причем он снабжен дополнительными прошивными замками и выполнен в виде кольцевого плоского стропа, ветви которого в центральной части смещены (на полную ширину полотнища), а его концы образуют грузовые петли, ширина пояса в центральной его части, налагаемой на трубопровод, вдвое превышает ширину концов пояса, при этом его грузовые петли усилены полосами из технической полимерной ткани, а дополнительные прошивные замки расположены в местах замыкания грузовых петель. (RU №2171940, 2001, прототип).
Недостатками этого пояса являются сложность конструкции и значительное количество производственного брака из-за наличия двух дополнительных прошивных замков, которые должны быть выполнены симметрично и точно в месте замыкания грузовых петель, большое силовое воздействие пояса на изоляционное покрытие трубы, недостаточная надежность ветвей стропа при указанном расположении дополнительных замков, а также недостаточная продольная и поперечная устойчивость, обусловленная тем, что при изменении температуры зима/лето происходит сжатие/расширение (температурная деформация), т.е. продольное силовое воздействие и перемещение трубопровода с поясом, а при воздействии выталкивающей силы (в направлении всплытия трубопровода) в результате таяния весной происходит поперечное силовое воздействие на трубопровод с поясом. При этих воздействиях совмещенные края ветвей пояса могут расходиться или сминаться или скручиваться с возможностью разрыва одного из дополнительных замков, перекоса пояса и утяжелителей и нарушения устойчивости трубопровода.
Технической задачей данной группы полезных моделей одинакового назначения, объединенных единым техническим замыслом, является создание высоко надежного экономичного и эффективного мягкого соединительного пояса, а также расширение арсенала мягких соединительных поясов.
Технический результат, обеспечивающий решение поставленной задачи во всех вариантах полезной модели, состоит в упрощении конструкции, снижении трудоемкости изготовления и сокращении производственного брака за счет исключения операций формирования дополнительных прошивных замков, снижении силового воздействия пояса на изоляционное покрытие трубы, повышении надежности и сокращении разброса по эффективной площади центральной части пояса, а также в обеспечении продольной и поперечной устойчивости положения пояса и трубопровода в траншее и в максимальном использовании прочностных свойств технической ткани.
Сущность полезной модели по первому варианту исполнения состоит в том, что мягкий соединительный пояс содержит несущее полотнище, свернутое слоями из прямоугольной заготовки технической ткани и замкнутое прошивным замком с образованием кольцевого стропа с грузовыми петлями
по концам, ветви которого в центральной части смещены с частичным перекрытием друг друга и зафиксированы прошивкой.
Предпочтительно строп прошит, по меньшей мере, одной продольной прошивкой, пояс изготовлен из технической полимерной ткани, его грузовые петли усилены полосами из технической полимерной ткани и обужены.
Сущность полезной модели по второму варианту исполнения состоит в том, что мягкий соединительный пояс содержит несущее полотнище, свернутое из прямоугольной заготовки технической ткани слоями разной ширины и замкнутое прошивным замком с образованием кольцевого стропа с грузовыми петлями по концам, ветви которого в центральной части полностью накрывают друг друга.
Предпочтительно строп прошит, по меньшей мере, одной продольной прошивкой, а его ветви в центральной части зафиксированы, по меньшей мере, одной продольной или поперечной прошивкой, пояс изготовлен из технической полимерной ткани, его грузовые петли усилены полосами из технической полимерной ткани и обужены.
Сущность полезной модели по третьему варианту исполнения состоит в том, что мягкий соединительный пояс содержит заготовку из ленты технической ткани замкнутую прошивным замком с образованием кольцевого стропа с грузовыми петлями по концам, ветви которого в центральной части, по меньшей мере, частично накрывают друг друга и зафиксированы прошивкой.
Предпочтительно ветви в центральной части зафиксированы, по меньшей мере, одной продольной или поперечной прошивкой, пояс изготовлен из технической полимерной ткани, его грузовые петли усилены полосами из технической полимерной ткани и обужены.
На чертеже фиг.1 представлен фронтальный вид пояса, на фиг.2 - вид в плане по первому варианту исполнения, на фиг.3 - вид в плане по второму варианту исполнения, на фиг.4 - поперечный разрез полотнища, свернутого слоями разной ширины (слои условно разделены), на фиг.5 - вид в плане по третьему варианту исполнения.
Мягкий соединительный пояс по первому варианту содержит несущее полотнище, свернутое слоями из прямоугольной заготовки технической ткани и замкнутое прошивным замком 2 с образованием кольцевого стропа 1 с
грузовыми петлями по концам, ветви 3,4 которого в центральной части смещены с частичным перекрытием друг друга и зафиксированы прошивкой (фиг.2). При этом строп прошит продольной прошивкой (т.е. прошивной нитью) 8.
Мягкий соединительный пояс по второму варианту содержит несущее полотнище, свернутое из прямоугольной заготовки технической ткани слоями разной ширины (фиг.4) и замкнутое прошивным замком 2 с образованием кольцевого стропа 1 с грузовыми петлями 5,6 по концам, ветви 3,4 которого в центральной части полностью накрывают друг друга. Строп 1 прошит, при этом его ветви в центральной части зафиксированы поперечными прошивками (т.е. прошивными нитями) 9 (фиг.3).
Мягкий соединительный пояс по третьему варианту содержит заготовку из ленты технической ткани замкнутую прошивным замком 2 с образованием кольцевого стропа 1 с грузовыми петлями 5, 6 по концам, ветви 3, 4 которого в центральной части смещены с частичным перекрытием друг друга и зафиксированы прошивкой (фиг.5). При этом строп прошит продольной прошивкой (т.е. прошивной нитью) 8.
Во всех вариантах (фиг.1-5) выполнения пояс изготовлен из технической полимерной ткани, его грузовые петли усилены полосами 7 из технической полимерной ткани и обужены (имеют ширину меньшую, чем центральная часть ветвей).
Изготавливают пояс следующим образом.
В зависимости от заданной несущей способности пояса, прочности и толщины технической полимерной ткани прямоугольная заготовка полотнища укладывается (сворачивается) слоями (только по первому и второму вариантам исполнения) в полосу заданной ширины. Затем полоса полотнища или ленты прошивается, по меньшей мере, одной продольной строчкой и сшивается в плоский кольцевой строп с помощью прошивного замка 2. Прошивной замок 2 представляет собой прямоугольный участок, прошитый множеством нитей в разных направлениях. После указанных операций на концевых участках пояса в местах формирования грузовых петель 5, 6 на пояс пришиваются накладные полосы 7 из аналогичной технической ткани для усиления этих петель, взаимодействующих с утяжелителями при эксплуатации. Кроме того, грузовые петли 5, 6 обуживаются путем
складывания технической ткани и ее прошивки или склеивания скотчем (липкой лентой) или обмотки жгутом, что также направлено на повышение их прочности при взаимодействии с утяжелителями.
По первому варианту исполнения слои могут иметь одинаковую или разную ширину, ветви 3, 4 стропа в центральной части смещены и зафиксированы от поперечного смещения с частичным перекрытием друг друга. Смещенные ветви 3, 4 зафиксированы друг относительно друга продольной прошивной нитью 8 на участке перекрытия ветвей 3, 4, которое выполнено обычно не более, чем на 0,1 ширины полотнища, сложенного из прямоугольной заготовки, т.е. ширины ветви 3, 4. Длина прошивной нити 8 выбирается из условия обеспечения сохранности прошивки при приложении нагрузок, возникающих под действием на трубопровод выталкивающей силы (в траншее, заполненной водой), обычно эта длина выбирается в пределах 0,35-0,5 диаметра трубопровода.
По второму варианту изделие предпочтительно выполняется с одинаковой или большей шириной, чем по первому варианту, его слои выполнены разной ширины (в том числе могут быть выполнены составными), а ветви 3, 4 стропа 1 в центральной части полностью накрывают друг друга и зафиксированы поперечной или продольной прошивной нитью 9 от поперечного смещения. В других случаях в этом варианте исполнения могут быть выполнены продольные прошивки, аналогичные первому варианту (не изображено). Слои полотнища предпочтительно располагают таким образом, чтобы по краям его толщина была максимальной.
По третьему варианту изделие предпочтительно выполняется из утолщенной ленты из технической полимерной ткани с той же шириной, как и по первому варианту, однослойные ветви 3, 4 стропа в центральной части смещены и зафиксированы от поперечного смещения с частичным перекрытием друг друга. Смещенные ветви 3, 4 зафиксированы друг относительно друга продольной прошивной нитью 8 на участке перекрытия ветвей 3,4, которое выполнено обычно не более, чем на 0,1 ширины ленты, т.е. ширины ветви 3,4. Длина прошивной нити 8 в данном случае также выбирается из условия обеспечения сохранности прошивки при приложении нагрузок, возникающих под действием на трубопровод выталкивающей силы
(в траншее, заполненной водой), обычно эта длина выбирается в пределах 0,35-0,5 диаметра трубопровода.
2
Работает мягкий соединительный пояс следующим образом. Грузовые петли 5, 6 пояса закрепляются на крюках блоков утяжелителя (полимерконтейнера или анкерного устройства). С помощью специальной траверсы железобетонный утяжелитель с установленным на нем мягким поясом навешивается на трубопровод. При этом центральная часть ветвей 3,4 опирается на верхнюю и боковую поверхность трубопровода, удельные нагрузки на последнюю определяются эффективной площадью этой части пояса. Эффективная площадь опирания на изоляционное покрытие трубопровода обеспечивает при данной конструкции пояса незначительные нагрузки на трубу, не превышающие 0,5-0,8 кг/см.
После установки утяжелителей на балластируемый трубопровод траншея, в которой размещен трубопровод, засыпается грунтом. Масса грунта над утяжелителем обеспечивает усиление балластирующей способности. В процессе эксплуатации нагрузки должны передаваться на грунт по сторонам траншеи. В таком положении происходит длительная эксплуатация трубопровода в сложных гидрогеологических условиях.
Во всех вариантах полезной модели по фиг.1-5, выталкивающая вертикальная образующая усилия, формируемого как равнодействующая подъемной силы со стороны жидкости и силы веса балластирующего грунта и утяжелителя, направлена вне контура трубопровода. Воздействие центральной части мягкого пояса на изоляционное покрытие трубопровода обеспечивает незначительные нагрузки на трубопровод, не разрушающие изоляционное покрытие и не деформирующие его стенки. За счет усиления грузовых петель 5, 6 и, по меньшей мере, частичного наложения ветвей 3, 4 стропа значительно сокращается "скручиваемость" пояса в местах установки его на крюки блоков утяжелителя. В процессе эксплуатации обеспечена продольная и поперечная устойчивость положения пояса с утяжелителями и трубопровода на дне обводненной траншеи, поскольку края ветвей 3,4 не могут расходиться или сминаться или закручиваться при поперечном и продольном перемещении, неизбежном при смене времен года. Снижена трудоемкость изготовления изделия и сокращено количество брака за счет исключения операций формирования дополнительных замков, одновременно
обеспечено максимальное использование прочностных свойств ткани за счет усиления грузовых петель 5, 6. Сокращен разброс по эффективной площади центральной части пояса, налагаемой на трубу, благодаря выполнению соответствующей прошивки, по меньшей мере, на частично сложенных ветвях, повышена ремонтопригодность при эксплуатации трубопроводов.