ОПОРА И ЛОЖЕМЕНТ ОПОРЫ ДЛЯ ТРУБОПРОВОДА
SUPPORT AND SUPPORT BED FOR PIPELINE

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при проектировании опорных устройств технологических трубопроводов.
Трубопроводные системы, обладающие значительной протяженностью, для нормальной работы должны иметь поддерживающие опорные устройства, позволяющие сохранить их геометрию, исключить провисание и возникновение дополнительных нерасчетных напряжений в конструкции.
Из уровня техники (см. Р.И.Тавастшерн. Изготовление и монтаж технологических трубопроводов, 2-е издание, М.: Стройиздат, 1986. ББК 39.7 Т13 УДК 621.644.07 (075.32)) известно множество конструкций опор, предназначенных для крепления горизонтальных и вертикальных линий трубопроводов к зданию, сооружениям и оборудованию.
Однако в разработках компрессорных установок, размещаемых в укрытиях, имеют место размещение трубопроводов значительной протяженности, расположенных на высоте, превышающей человеческий рост. В некоторых случаях использование рекомендуемых подвесок трубопроводов не предоставляется возможным ввиду того, что подвеска блокирует потолочное пространство, препятствуя работе мостовых грузоподъемных кранов, а привязка опорных устройств к стенам укрытия невозможна ввиду их удаленности. Для этих случаев поддерживающие устройства трубопроводов приобретают вид вертикально расположенной стойки, которая нижним торцом опирается на фундамент, а верхним торцом, через ложемент, подпирает снизу трубопровод.
Из уровня техники известна опора для трубопровода, содержащая стойку, включающую нижнюю трубу и телескопически входящую в нее верхнюю трубу, выполненные с возможностью относительного перемещения и связанные средствами для компенсации веса трубопровода, и ложемент для трубопровода, соединенный с верхней трубой. При этом средство для компенсации веса трубопровода выполнено в виде блоков и огибающих их тросов, соединенных с грузами (см. RU 2211981 С1, 10.09.2003). Недостатком известного устройства является низкий уровень универсальности и унификации, поскольку для каждого типоразмера трубы, с учетом различной высоты расположения над фундаментом, необходима своя конструкция и индивидуальная опора.
Задачей заявленного изобретения является создание опоры для трубопровода, а также ложемента для опоры универсальной конструкции.
Технический результат заявленного изобретения заключается в расширении номенклатуры типоразмеров закрепляемых трубопроводов.
Указанный технический результат достигается за счет того, что опора трубопровода содержит стойку, включающую нижнюю трубу и телескопически входящую в нее верхнюю трубу, выполненные с возможностью относительного перемещения и связанные средствами для компенсации веса трубопровода, и ложемент для трубопровода, соединенный с верхней трубой, при этом оно дополнительно включает средство подъема верхней трубы и переходник, установленный на верхней трубе с возможностью осевого перемещения относительно нее и снабженный средством его фиксации на верхней трубе в заданном положении, причем средства для компенсации веса трубопровода выполнены в виде пружин, размещенных в направляющих оболочках, которые закреплены на переходнике, причем пружины взаимодействуют верхними концами с упомянутым переходником, а нижними концами - с упорами, связанными с нижней трубой.
Кроме того, нижняя труба в верхней части имеет выступ, при этом упоры связаны с нижней трубой посредством резьбовых крепежных элементов, установленных в резьбовых отверстиях выступа с возможностью регулирования усилия поджатия пружин.
На верхней трубе вдоль оси выполнен ряд отверстий, а средство фиксации переходника выполнено в виде стопора, установленного в отверстии переходника и подпружиненного с возможностью введения в отверстия верхней трубы, при этом стопор выполнен со скосом на конце для обеспечения выхода стопора из отверстий при подъеме верхней трубы относительно переходника.
Средство подъема верхней трубы выполнено в виде съемного рычага с вилкой на конце, охватывающей верхнюю трубу и имеющей с внутренней стороны выступ для ввода в отверстия в верхней трубе, с возможностью взаимодействия с верхним торцом переходника и подъема верхней трубы при подъеме конца рычага.
Кроме того, верхняя и нижняя трубы стойки могут быть выполнены с квадратным поперечным сечением.
Кроме того, ложемент может быть выполнен в виде двух четырехзвенных параллелограммных механизмов, установленных на горизонтальной оси, размещенной в отверстии верхней трубы с ее противоположных сторон, при этом каждый механизм имеет одинаковые расстояния между осями шарниров и включает два длинных звена, обращенных свободными концами вверх, соединенных попарно с противолежащими длинными звеньями ребрами жесткости, а нижними концами связанных с более короткими звеньями, шарнирно установленными на горизонтальной оси, размещенной в вертикальном пазу верхней трубы, при этом свободные концы длинных звеньев соединены лентой из тонкостенного материала для укладки трубопровода.
Технический результат достигается также благодаря тому, что ложемент опоры трубопровода содержит два четырехзвенных параллелограммных механизма, установленных на горизонтальной оси, размещенной в отверстии опоры с ее противоположных сторон, при этом каждый механизм имеет одинаковые расстояния между осями шарниров и включает два длинных звена, обращенных свободными концами вверх, соединенных попарно с противолежащими длинными звеньями ребрами жесткости, а нижними концами связанных с более короткими звеньями, шарнирно установленными на горизонтальной оси, размещенной в вертикальном пазу верхней трубы, при этом свободные концы длинных звеньев соединены лентой из тонкостенного материала для укладки трубопровода.
Заявленная опора показана на фиг.1-10.
На фиг.1 показан общий вид опоры.
На фиг.2 показан вид на опору слева.
На фиг.3 показано крупным планом, видом А, место соединения ложемента 3 с оконечностями длинных звеньев 23 параллелограммного механизма 22.
На фиг.4 показано крупным планом, в разрезе Б-Б, устройство предлагаемой опоры.
На фиг.5 показано в разрезе И-И место соединения коротких звеньев 26 с верхней трубой 5.
На фиг.6 показан разрезом В-В вид на ложемент 3 в развернутом виде с узлами его соединения с длинными звеньями 23 параллелограммного механизма 22.
На фиг.7 показано разрезом Г-Г место соединения длинных звеньев 23 с верхней трубой 5.
На фиг.8 показано, в разрезе Е-Е, место соединения съемного приспособления 15 с верхней трубой 5.
На фиг.9 показано крупным планом, выносным элементом Д, место соединения законцовки 29 ленты 3 ложемента с длинными звеньями 23 параллелограммного механизма 22.
1
На фиг.10 схематично показано расположение звеньев 23, 26 параллелограммного механизма 22 ложемента с подпираемыми трубами 31 разного диаметра D и D.
Предлагаемая опора содержит стойку 1 (фиг.2), фланец 2 для крепления к фундаменту, ложемент, имеющий ленту 3 для опирания трубопровода 31, и средства компенсации массы трубопровода, выполненные в виде пружин 4. Стойка 1 выполнена из двух труб, верхней 5 и нижней 6 (фиг.1) предпочтительно квадратного сечения, (фиг.5, 7). Верхняя труба 5 входит телескопически в нижнюю трубу 6 (фиг.4). При этом на верхней трубе установлен переходник 7. Пружины 4 размещены в направляющих оболочках 35, скрепленных с переходником 7, и опираются верхними концами на переходник 7, а нижними - на упоры 34, которые связаны с нижней трубой посредством резьбовых крепежных элементов в виде шпилек 8, размещенных в резьбовых отверстиях 9 выступов 10, образованных на верхнем торце нижней трубы 6. Переходник 7 подвижно соединен с верхней трубой 5 и содержит стопор 11 с пружиной 12. Верхняя труба 5 имеет ряд одинаковых, расположенных с одинаковым шагом, отверстий 20 (фиг.4), каждое из которых сопрягается с рабочей частью стопора 11, при перемещении переходника 7 вдоль трубы 5. При этом рабочая оконечность стопора 11 имеет скос 13, позволяющий обеспечить выход стопора 11 из отверстий 20 при подъеме верхней трубы 5 относительно переходника 7. Кроме того, в опоре предусмотрено устройство для отключения стопора 11, выполненное в виде рукоятки 14, соединенной со стопором 11.
Поверх переходника 7 устанавливается съемное средство 15 (фиг.1) для подъема верхней трубы 5, выполненное в виде рычага 16 с рукояткой 17 (фиг.4). Другой конец средства 15 выполнен в виде вилки 18 (фиг.8), охватывающей боковые поверхности верхней трубы 5. Посередине вилки 18 образован штырь 19 для ввода в отверстие 20 (фиг.4) в стенке верхней трубы 5.
Ложемент для трубопровода выполнен в виде двух четырехзвенных шарнирных параллелограммных механизмов 22 (фиг.1), установленных в верхней части трубы 5 на горизонтальной оси 21 с противоположных сторон. Механизмы 22 имеют одинаковые расстояния L между осями шарниров (фиг.4), при этом каждый из механизмов 22 содержит два длинных звена 23, свободными оконечностями 24, 25 (фиг.1) обращенных вверх, и к нижним оконечностям которых присоединены более короткие (по отношению к упомянутым длинным) звенья 26 (фиг.4), соединенные между собой осью 27 (фиг.5), проходящей сквозь вертикально ориентированный паз 28 в верхней трубе 5 (фиг.4), с возможностью ее перемещения вдоль паза 28. Противолежащие длинные звенья 23, выше оси 21 их присоединения к трубе 5, попарно соединены перемычками 36 (фиг.2,4) в виде ребер жесткости. К свободным оконечностям 24, 25 (фиг.1) длинных звеньев 23 (фиг.4) параллелограммного механизма 22 присоединена лента 3 (фиг.6) из упругого тонкостенного материала (например, из стали), на опорных кромках которого образованы петлеобразные законцовки 29 (фиг.9), сквозь которые через втулки 30 продеты штыри 33, соединяющие их с длинными звеньями 23 параллелограммного механизма 22.
Заявленное устройство работает следующим образом.
Перед проведением работ приспособление 15 для подъема верхней трубы 5 должно быть демонтировано.
Работа проводится в следующем порядке.
1) Шпильки 8 (фиг.4) вывинчивают, устанавливая минимальный размер Н (фиг.1) между переходником 7 и верхним торцом нижней трубы 6.
2) Верхнюю трубу 5 устанавливают в крайнее нижнее положение, для чего стопор 11 отключают (фиг.4), утапливая его рабочую часть с помощью рукоятки 14 по направлению стрелки К.
3) Фланцем 2 опору устанавливают на фундамент непосредственно под подпираемой трубой 31.
4) На переходник 7 устанавливают приспособление 15 (фиг.1) для подъема верхней трубы 5, вводят штырь 19 приспособления в отверстие 20 на верхней трубе 5 (фиг.8).
5) Поворачивая рычаг 16 по стрелке Ж (фиг.4), поднимают верхнюю трубу 5, при этом стопор 11 своим скосом 13 отжимается внутрь, выходя из отверстия 20, освобождая трубу 5, которая поднимается до тех пор, пока стопор 11 не войдет в следующее отверстие 20, расположенное ниже.
6) Извлекают штырь 19 из отверстия 20 (фиг.4, 8) и опускают рычаг 16 в исходное горизонтальное положение, снова вводят штырь 19 в нижерасположенное отверстие 20 и повторяют операцию подъема трубы 5 до тех пор, пока ложемент 3 не придет в контакт с подпираемой трубой 31 (предварительная установка опоры закончена).
7) Приводят в действие шпильки 8, добиваясь полного прилегания ложемента 3 к поверхности трубы 31, при этом фиксируют значение размера h - выступание шпилек 8 над выступами 10.
8) С учетом жесткостной характеристики шпильками 8 сжимают пружины 4 на величину Δh, соответствующую значению требуемой величины силовой разгрузки трубы 31, после чего шпильки 8 стопорят контргайками 32.
Окончательная установка опоры завершена.
Демонтаж опоры, при необходимости, производят в обратном порядке.
Действие параллелограммного механизма 22 (фиг.1), при изменении диаметра подпираемой трубы 31, схематично показано на фиг.10.
1
На фиг.10 показано положение ложемента 3 и звеньев 23, 26 параллелограммного механизма 22, в случаях подпирания опорой труб 31 различного диаметра. При изменении диаметра трубы 31 с D на D меняется кривизна ложемента 3, отслеживающего кривизну трубы 31, при этом меняется положение длинных звеньев 23, которые поворачиваются при этом вокруг оси 21 на угол α, нижние концы звеньев 23 сближаются, а ось 27, соединяющая короткие звенья 26, перемещается вдоль паза 28 вниз. Таким образом параллелограммный механизм 22, в сочетании с упругой тонкостенной лентой 3, автоматически отслеживает кривизну подпираемой трубы 31 и, одновременно, обеспечивает устойчивость под нагрузкой, так как воздействие возможных поперечных боковых нагрузок с трубы 31 на опору воспринимается парой сил, создаваемых реакциями опор, передаваемых осями 21 и 27 на верхнюю трубу 5.
Регулирование высоты опоры обеспечивается взаимной подвижкой труб 5 и 6 и их фиксацией стопором 11 в требуемом положении. Создание усилия, требуемого для разгрузки подпираемой трубы 31, обеспечивается шпильками 8, регулирующими натяг пружин 4 через упоры 34.
Таким образом предлагаемое устройство позволяет, в определенных пределах, унифицировать используемые опоры.