АНКЕРНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАКРЕПЛЕНИЯ ТРУБОПРОВОДА

Полезная модель относится к оборудованию магистральных трубопроводов и используется при сооружении и ремонте, преимущественно, подземных трубопроводов на слабых, заболоченных и обводненных грунтах.
Известны анкерные устройства для закрепления трубопроводов SU №№171632, 1283290, 1293277, 1599477, 1606795, 1779709, 1820134, RU №№2037011, 2079030, 2192576, US №№4831798, 6901716 7241084, 7275892, 7270500, 7267506.
Известен, например, грунтовой анкер для закрепления трубопровода, включающий 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 (RU №2192576).
Известно анкерное устройство, 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 (RU №2037011).
Известно также анкерное устройство для закрепления трубопровода, включающее силовой пояс, анкерные стержни и компенсаторы, выполненные в виде кожухов, внутри которых установлены пружины с упорными элементами, компенсаторы прикрепляют к нижним концам анкерных стержней, а пружины при установке в кожухи предварительно напрягают с усилием не менее выталкивающей силы водонасыщенного грунта под трубопроводом. К наружным стенкам кожуха компенсатора прикрепляют анкерующие элементы. Внутри каждого кожуха компенсатора устанавливают несколько пружин (RU №2079030, прототип).
Недостатками известных анкерных устройств являются недостаточно высокая надежность обеспечения устойчивости положения трубопровода от всплытия в обводненных грунтах траншеи из-за того, что в известных устройствах не предусмотрена возможность плотного примыкания и натяжения соединительного пояса после монтажа его на трубопроводе, или средства такого натяжения выполнены сложными и недостаточно ненадежными, и не обеспечивают одновременного включения соседних (парных) анкерных устройств в работу.
Технической задачей полезной модели является создание эффективного анкерного устройства и расширение арсенала анкерных устройств.
Технический результат, обеспечивающий решение указанной задачи состоит в упрощении конструкции и повышении надежности работы анкерного устройства за счет натяжения соединительного пояса, путем небольшого довинчивания стержня.
Сущность полезной модели состоит в том, что анкерное устройство содержит два выполненных из стали прямолинейных стержня, заостренных в нижней части и снабженных каждый в верхней части съемным упором, а также гибкий металлический соединительный пояс, выполненный по концам с узлами установки на стержни, на каждом из которых закреплена, по меньшей мере, одна винтовая лопасть с режущими кромками, при этом при этом каждый узел установки силового соединительного пояса на стержень выполнен в виде опертой на нижний торец упомянутого упора гильзы, неразъемно соединенной с соединительным поясом и установленной с возможностью проворота стержня внутри нее.
В частных случаях реализации каждая лопасть закреплена на стержне болтовым соединением или каждая лопасть закреплена на стержне сваркой.
Предпочтительно, гильзы неразъемно соединены с соединительным поясом сваркой.
При этом лопасть на каждом стержне выполнена с наклоном винтовой линии, противоположным наклону винтовой линии лопасти другого стержня, стержни выполнены составным из отрезков, соединенных болтовыми соединениями, каждый упор выполнен в виде стакана с возможностью крепления к приводному механизму и жестко соединен со стержнем болтовым соединением, с возможностью противодействия перемещению гильзы к верхнему концу стержня.
Одновременно, стержни выполнены с формой поперечного сечения из группы: прямоугольник, квадрат, круг, кольцо, поверхности выполнены с антикоррозийным покрытием, винтовая линия каждой лопасти выполнена с шагом не менее 0,25 ее диаметра.
На чертеже фиг.1 изображена схема установки анкерного устройства, справа - в крайнем положении, слева - в промежуточном положении, на фиг.2 - схема установки винтовой лопасти, на фиг.3 - объемное изображение установки винтовой лопасти, на фиг.4 - схема узла крепления жесткого соединительного пояса к стержню (I на фиг.1), на фиг.5 - схема соединения отрезков стержня, на фиг.6 - объемное изображение соединения отрезков стержня.
Анкерное устройство содержит предназначенные для заглубления в грунт, выполненные из стали прямолинейные стержни 1, каждый с заостренным концом 2 в нижней части и со съемным упором с возможностью крепления к внешнему приводному механизму - завинчивающей машине (не изображена) в верхней части.
Гибкий силовой соединительный пояс 3 выполнен из защищенной от коррозии металлической полосы и снабжен по концам узлами установки на стержни 1, на каждом из которых закреплена, по меньшей мере, одна винтовая лопасть 4 с режущими кромками 5. На каждом стержне 1 лопасть 4 выполнена с наклоном винтовой линии, противоположным наклону винтовой линии лопасти 4 другого стержня 1.
При этом съемный упор выполнен, например, в виде стакана 6, жестко соединенного со стержнем 1 болтовым соединением 12 с возможностью передачи ему крутящего момента от приводного механизма. Болтовое соединение 12 выполнено с возможностью противодействия перемещению гильзы 7 к верхнему концу стержня 1. Как правило, стакан 6 имеет внутреннее отверстие той же формы, как стержень 1.
Каждый узел крепления силового соединительного пояса 3 выполнен в виде гильзы 7, опертой на нижний торец упомянутого стакана 6. Гильза 7 неразъемно (без возможности случайного или намеренного демонтажа) соединена с соединительным поясом 3 сваркой - приваренными косынками 8, и выполнена и установлена с возможностью проворота (вращения) стержня 1 внутри нее.
Лопасти 4 могут быть закреплены на стержне 1 болтовым соединением с болтами 9 или сваркой. При креплении с помощью болтов 9 под лопасти 4 на стержень 1 устанавливаются прокладки 10. Стержень 1 для заглубления более 6 м выполняется составным из отрезков, соединенных болтовыми соединениями 13 с муфтами 14. Анкерное устройство устанавливается поясом 3 на трубопровод 11.
Стержень 1 выполнен с формой поперечного сечения из группы: квадрат, прямоугольник (монолитный или труба прямоугольного сечения), круг, кольцо.
Поверхности всех деталей устройства выполнены с антикоррозийным покрытием.
Винтовая линия каждой из лопастей 4 выполнена с шагом не менее 0,25 ее диаметра.
Анкерное устройство эксплуатируется следующим образом.
Берутся два стержня 1, имеющие противоположное направление наклона винтовой поверхности лопастей 4 (лопасть 4 на каждом стержне 1 выполнена с наклоном винтовой линии, противоположным наклону винтовой линии лопасти 4 другого стержня 1). Пояс 3 должен быть заранее приготовлен к установке. Верхний конец каждого стержня 1 соединяют с внешним приводным механизмом.
По обе стороны трубопровода 11 с помощью внешнего приводного механизма в грунт (дно траншеи) заостренными концами 2 ввинчиваются анкерные устройства (стержни 1) до промежуточного положения, при котором место установки стакана 6 расположено выше горизонтальной диаметральной плоскости трубопровода 11. Во время операции первоначального ввинчивания пояс 3 еще не установлен, пояс 3 накладывается на трубопровод 11, а гильзы 7 надеваются на стержни 1, при этом каждая гильза 7 поворачивается к трубопроводу 11 косынками 8, к которым приварен соединительный пояс 3.
Затем стаканы 6 надеваются и фиксируются болтовым соединением 12 на верхних концах стержней 1, после чего с помощью внешнего приводного механизма производится окончательное ввинчивание (довинчивание) винтовых лопастей 4 стержней 1 по обе стороны трубопровода 11 до положения, при котором стаканы 6 расположены ниже горизонтальной диаметральной плоскости трубопровода 11.
При вращении каждого стержня 1 и стакана 6 последний нажимает на торец гильзы 7, а стержень 1 проворачивается внутри нее. В результате настройки натяжения ввинчиванием стержней 1 гильзы 7 с косынками 8 перемещаются по стержню 1 к дну траншеи и обеспечивают натяжение соединительного пояса 3 до оптимального усилия натяжения, обеспечивающего необходимое противодействие всплытию трубопровода 11 и не вызывающего повреждения изоляционного защитного покрытия трубопровода 11, имеющей изоляционное защитное покрытие. После этого стакан 6 может быть снят и заменен другим упором, препятствующим перемещению гильзы 7.
Затем трубопровод 11 и анкерное устройство засыпают местным грунтом и в зоне размещения анкерного устройства, при необходимости, уплотняют грунт, например, ковшом экскаватора, наполненным грунтом, до необходимой плотности. Удержание трубопровода 11 в проектном положении обеспечивается за счет использования прочностных свойств грунта размещенного над винтовыми лопастями 4 при завинчивании их на расчетную глубину, и удержания соединительного пояса 3 в натянутом состоянии.
Антикоррозийное покрытие обеспечивает надежную работу анкерного устройства в течение всего периода эксплуатации трубопровода 11.
Таким образом, создано эффективное анкерное устройство и расширен арсенал анкерных устройств.
При этом обеспечено упрощение конструкции и технологии установки анкера, а также повышение надежности работы анкерного устройства за счет оптимального натяжения металлического соединительного пояса путем технологически не сложного небольшого довинчивания стержней.