DEVICE FOR PREVENTION OF PIPELINE DAMAGE DURING ITS LAYING IN PROTECTIVE CASE
Устройство для предотвращения повреждения трубопровода при его прокладке в защитном футляре

Изобретение относится к области строительства магистральных трубопроводов и трубопроводов сетей инженерно-технического обеспечения, в частности, к прокладке трубопроводов на участках, требующих применения защитных футляров.
Основной проблемой, возникающей при прокладке трубопроводов в защитных футлярах, является обеспечение сохранности нанесенного на них изоляционного покрытия в процессе протаскивания или проталкивания этих трубопроводов во внутренней полости защитных футляров.
Это предопределяет необходимость применения специальных устройств, предотвращающих повреждения трубопроводов при их прокладке в защитных футлярах.
При рассмотрении технической литературы выявлен ряд технических решений, относящихся к указанной проблематике.
Известно опорно-направляющее кольцо для трубопровода, содержащие полукруглые сегменты, стыковочные концы которых отогнуты наружу, снабженные ребрами жесткости, соединены между собой разъемным болтовым соединением, равномерно распределенные по окружности кольца демпфирующие элементы, состоящие из корпуса с пружиной и демпфирующих опорных роликов из диэлектрического материала, соединение стыковочных концов полукруглых сегментов, выполненной с одной стороны в виде шарнира (патент на полезную модель RU 190357, кл. F16L 7/00, F16L 3/00, опубл. 28.06.2019 г., бюл. №19).
Известно также опорно-направляющее кольцо, содержащее сегменты, стянутые на трубопроводе в кольца посредством клиньев в виде плоских стержней с переменными по его длине продольными насечками и выступом на одном конце, опорные элементы в виде ребра, расположенные по меньшей мере по одному на каждом сегменте, сегменты выполнены в виде дуг с тремя плоскими элементами на одном конце, боковым отверстием и тремя ответными прямоугольными отверстиями с внутренними выступами-зацепами на другом конце (патент на изобретение RU 2700486, кл. F16L 7/00, опубл. 17.09.2019 г., бюл. №26).
Недостатками данных опорно-направляющих колец являются: необходимость выполнения опорно-направляющих колец высотой, требующей назначения для защитного футляра значительного дополнительного увеличения его диаметра;
возможность вибрации трубопровода на отрезках между местами установки на нем опорно-направляющих колец при его эксплуатации, что может оказывать негативное воздействие на прочностные свойства трубопровода;
возможность повреждения изоляционного покрытия трубопровода в результате его продавливания сегментами опорно-направляющих колец.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является защитная рейка для трубопровода, содержащая, рейку в виде профильно-погонажного изделия из пластической массы на основе полиамида или пластиката ПВХ, имеющую поверхность, контактирующую при установке рейки на трубопровод с наружной поверхностью трубопровода и выполненную с правильными рядами углублений и выступов, по меньшей мере одно сквозное отверстие в рейке, выполненное в продольном направлении и заполненное упрочняющим материалом из песчано-полимерного композита (патент на полезную модель RU 17059, кл. F16L 7/00, опубл. 12.04.2017 г., бюл. №11).
Недостатками данной защитной рейки являются:
необходимость приложения значительных усилий на преодоление силы трения при прокладке трубопровода в защитном футляре;
отсутствие в конструкции защитной рейки компенсаторов вибрации трубопровода при его эксплуатации.
Задача, решаемая в изобретении, заключается в устранении указанных недостатков путем разработки конструкции устройства для предотвращения повреждения трубопровода при его прокладке в защитном футляре, обеспечивающей возможность для уменьшения требуемого диаметра защитного футляра, сохранность изоляционного покрытия трубопровода в процессе его прокладки и эксплуатации, фиксации проектного положения трубопровода в защитном футляре.
Технический результат изобретения заключается в повышении эффективности прокладки трубопровода в защитном футляре и его надежности в процессе эксплуатации.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается в результате того, что, согласно изобретению, устройство для предотвращения повреждения трубопровода при его прокладке в защитном футляре содержит соединенные между собой в шахматном порядке защитные сегменты с образованием на внешней поверхности трубопровода замкнутой защитной конструкции, оголовок с размещенными в его внутренней полости емкостью для смазочной жидкости и насосом, соединенным через передаточный механизм с приводным колесом, установленным в нижней торцевой части оголовка с возможностью постоянного контакта с внутренней поверхностью защитного футляра, складные фиксаторы, закрепленные на защитных сегментах с верхней и боковых сторон трубопровода, и соединенные между собой натяжными тросами, проходящими через них параллельно оси трубопровода.
Изобретение поясняется фиг. 1-7.
На фиг. 1 схематично изображено устройство для предотвращения повреждения трубопровода при его прокладке в защитном футляре, вид в продольном разрезе в фазе прокладки трубопровода.
На фиг. 2 схематично изображено устройство для предотвращения повреждения трубопровода при его прокладке в защитном футляре, вид в поперечном разрезе в фазе прокладки трубопровода.
На фиг. 3 схематично изображено устройство для предотвращения повреждения трубопровода при его прокладке в защитном футляре, вид в продольном разрезе после завершения прокладки трубопровода.
На фиг. 4 схематично изображено устройство для предотвращения повреждения трубопровода при его прокладке в защитном футляре, вид в поперечном разрезе после завершения прокладки трубопровода.
На фиг. 5 схематично изображено соединение защитных сегментов.
На фиг. 6 схематично изображено положение фиксатора после завершения прокладки трубопровода в защитном футляре.
На фиг. 7 изображен оголовок, вид в продольном разрезе.
На фиг. фиг. 1-7 применены следующие обозначения:
1 - трубопровод;
2 - защитный футляр;
3 - защитный сегмент;
4 - оголовок;
5 - приводное колесо;
6 - передаточный механизм;
7 - складной фиксатор;
8 - натяжной трос;
9 - скоба;
10 - насос;
11 - емкость для смазочной жидкости;
12 - всасывающий патрубок;
13 - напорный патрубок;
14 - заливная горловина;
15 - передний фиксирующий элемент;
16 - задний фиксирующий элемент;
17 - петля;
18 - толкатель.
Устройство для предотвращения повреждения трубопровода при его прокладке в защитном футляре работает следующим образом.
Защитные сегменты 3 изготавливают из высокопрочных износостойких полимерных материалов, обладающих долговечностью не ниже, чем долговечность трубопровода. На концах каждого защитного сегмента 3 с каждой из его боковых продольных сторон выполняют по два выступа. Соединение защитных сегментов 3 между собой выполняют совмещением выступов на конце одного защитного сегмента 3 с ответными пазами между выступами другого защитного футляра 3 и закреплением образованного соединения скобой 9. Сборку защитных сегментов 3 на трубопроводе 1 выполняют в шахматном порядке, образуя на внешней поверхности трубопровода 1 замкнутой защитной конструкции. При этом, за счет значительно меньшей высоты этой замкнутой защитной конструкции по сравнению с конструкциями в виде опорно-направляющих колец обеспечивают возможность для применения в качестве защитного футляра 2 труб меньшего диаметра, что способствует повышению экономической эффективности прокладки трубопроводов 1 в защитном футляре 2. На защитных сегментах 3 с верхней и боковых сторон трубопровода 1 закрепляют складные фиксаторы 7, каждый из которых выполняют из соединенных между собой петлей 17 переднего 15 и заднего 16 фиксирующих элементов, выполненных с продольными прорезями для пропуска через них натяжных тросов 8, при этом передний фиксирующий элемент 15 закрепляют на защитном сегменте 3 посредством петли 17. Через передние 15 и задние 16 фиксирующие элементы фиксаторов, расположенных на одной линии, параллельной оси трубопровода 1, пропускают натяжной трос 8 с установкой на нем перед каждым задним фиксирующим элементом 16 толкателя 18. Оголовок 4 изготавливают с внутренней полостью, в которую помещают емкость для смазочной жидкости 11, в верхней части которой устанавливают заливную горловину 14. В нижней торцевой части оголовка 4 устанавливают приводное колесо 5, которое выполняют подпружиненным с возможностью его постоянного контакта с внутренней поверхностью защитного футляра 2. Приводное колесо 5 посредством передаточного механизма 6 соединяют с валом насоса 10, размещаемого в нижней части внутренней полости оголовка 4. Насос 10 применяют известной конструкции для вязких жидкостей роторного, шестеренного или шиберного типа, например, из числа масляных насосов, используемых в двигателях автомобилей. Всасывающий патрубок 12 насоса 10 присоединяют к днищу емкости для смазочной жидкости 11, а напорный патрубок 13 выводят под нижнюю часть оголовка 4. Оголовок 4 жестко присоединяют к торцевой части трубопровода 1 и закрепляют на наружной поверхности оголовка 4 концы натяжных тросов 8.
Через заливную горловину 14 заполняют емкость для смазочной жидкости 11 и вводят трубопровод 1 с оголовком 4 во внутреннюю полость защитного футляра 2. Включают механизм (не показан) для протаскивания или проталкивания трубопровода 1 в защитный футляр 2. Приводное колесо 5 в результате его соприкосновения с нижней частью внутренней поверхности защитного футляра 2 приводят во вращение и передают возникающий при этом крутящий момент от приводного колеса 5 через передаточный механизм 6 на вал насоса 10. Смазочная жидкость через всасывающий патрубок 12 поступает из емкости для смазочной жидкости 11 в насос 10 и далее - в напорный патрубок 13, из которого выходит наружу, под защитный сегменты 3, закрепленные посредством скоб 9 в нижней части трубопровода 1. В результате обеспечивают снижение силы трения при перемещении трубопровода 1 в защитном футляре 2.
После завершения прокладки трубопровода 1 в защитном футляре 2 отключают механизм (не показан) для протаскивания или проталкивания трубопровода 1 и поочередно вытягивают сначала верхний, а затем - боковые натяжные тросы 8 для фиксации проектного положения трубопровода 1. При этом каждый из закрепленных на натяжном тросе 8 толкатель 18, воздействуя на задний фиксирующий элемент 16 складного фиксатора 7, перемещает его нижнюю часть в сторону головной части трубопровода 1, поднимая при этом его верхнюю часть и, через петли 17, поднимает верхнюю часть переднего фиксирующего элемента 15 до соприкосновения с поверхностью защитного футляра 2. В результате этого обеспечивают фиксацию проектного положения трубопровода 1 в защитном футляре и предотвращают его вибрацию в процессе эксплуатации.
Таким образом, в результате реализации предложенного технического решения обеспечивается повышение эффективности прокладки трубопровода в защитном футляре и его надежности в процессе эксплуатации за счет уменьшения требуемого диаметра защитного футляра, сохранности изоляционного покрытия трубопровода в процессе его прокладки и эксплуатации, фиксации проектного положения трубопровода в защитном футляре.