НАГНЕТАТЕЛЬНЫЙ ТРУБОПРОВОД ДЛЯ ТРАНСПОРТИРОВКИ ГУСТЫХ МАСС
INJECTION PIPELINE FOR TRANSPORTATION OF THICK MASSES

Изобретение относится к нагнетательному трубопроводу для транспортировки густых масс согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения, а также к устройству для крепления нагнетательного трубопровода для густых масс согласно ограничительной части пункта 25 формулы изобретения и к подъемному механизму согласно ограничительной части пункта 35 формулы изобретения.
Нагнетательные трубопроводы упомянутого вида используются, в частности, при строительстве высоких сооружений, таких как высотные дома или водоподъемные плотины. Они проходят вертикально или под углом вверх и служат для того, чтобы транспортировать жидкий бетон к расположенному на большой высоте месту его использования. При этом высота нагнетательного трубопровода растет с высотой сооружения, причем к ее верхнему концу присоединяется следующая труба, если место использования транспортируемого бетона смещается на большие высоты. Известные нагнетательные трубопроводы фиксируются на уже готовых забетонированных нижних областях сооружения. Для этого  вокруг трубопровода кладут хомуты для крепления труб, так называемые обвязки, и фиксируют в сооружении. Тем не менее, существует проблема в том, что при высыхании бетона стены и перекрытия сооружения опускаются. Этот эффект тем сильнее, чем выше сооружение. Тем не менее, опускание стен и перекрытий ведет к напряжениям в зафиксированном на них нагнетательном трубопроводе, которые тем сильнее, чем выше сооружение. Также линейная деформация нагнетательного трубопровода, которая вызывается, например, изменением температуры или давлением, создаваемым присоединенным бетононасосом, ведет к напряжениям в зафиксированном на сооружении нагнетательном трубопроводе. Кроме того, для замены отдельной поврежденной или изношенной трубы необходимо демонтировать большую часть нагнетательного трубопровода.
Поэтому задачей изобретения является предоставить средства, которые по меньшей мере уменьшают напряжения в нагнетательном трубопроводе при перемещениях нагнетательного трубопровода относительно сооружения. Следующая задача изобретения состоит в том, чтобы создать лучшую возможность замены для отдельных труб.
Задача решается согласно изобретению посредством нагнетательного трубопровода с признаками пункта 1 формулы изобретения, а также посредством крепежного устройства с признаками пункта 25 формулы изобретения. Подъемный механизм с признаками пункта 35 формулы изобретения делает возможным замену отдельных сегментов трубы без необходимости демонтировать весь нагнетательный трубопровод.
В основе изобретения лежит идея, что трубы нагнетательного трубопровода в осевом направлении должны быть установлены подвижно по отношению к сооружению. Направляющие элементы образуют плавающую опору, в которой базированы соответствующие трубы. Оседание сооружения, которое вызывает опускание зафиксированного в нем направляющего элемента, не отражается на нагнетательном трубопроводе совсем или только в незначительном объеме, так как направляющий элемент смещается по отношению к базированной в нем трубе. Так же уменьшаются в нагнетательном трубопроводе напряжения, которые следуют из изменений длины труб за счет температурных колебаний или варьирующегося давления шламового насоса.
Перемещаемость труб по отношению к направляющим элементам важна, в частности, в верхних областях сооружения, в которых из-за процесса высыхания бетона происходит отчетливое понижение. Поэтому может быть предусмотрено, чтобы лишь самые верхние трубы были передвижными по оси в направляющем элементе. Тем не менее предпочтительно, чтобы каждая из труб, находящихся над закрепленной в неподвижной опоре трубой, была установлена подвижно по оси в зафиксированном в сооружении направляющем элементе. Вследствие этого в значительной мере предотвращают напряжения также и в нижних трубах нагнетательного трубопровода.
По меньшей мере один направляющий элемент предпочтительно содержит по меньшей мере две части, ограничивающие проходное отверстие для соответствующей трубы и отделяемые друг от друга и от сооружения. Это делает возможной простую сборку направляющего элемента. Целесообразно по меньшей мере один направляющий элемент снабдить в области проходного отверстия прилегающими к трубе скользящими элементами. Они предпочтительно состоят по меньшей мере на прилегающей к трубе поверхности скольжения из износостойкой пластмассы с низким коэффициентом трения, причем предпочтителен полиамид. За счет этого избегают повреждений трубы при относительном движении к направляющему элементу, состоящему предпочтительно из жесткого материала, такого как металл. Кроме того, скользящие элементы служат для звукоизоляции, так что по меньшей мере затрудняется передача на сооружение возникающего при процессе перекачки шума. Предпочтительно, по меньшей мере один направляющий элемент содержит состоящую по меньшей мере из двух плоских сегментов направляющую плиту, плоские сегменты которой разъемно связаны друг с другом и ограничивают проходное отверстие. Направляющие элементы могут быть установлены соответственно в проеме в панели этажного перекрытия, смонтированы на ней или на консоли, которая зафиксирована на стене сооружения.
Целесообразно, одна из труб имеет обегающее внешнее утолщение. Предпочтительно эта труба окружается разделенной на две части зажимной плитой, причем обе ее части соответственно частично окружают трубу. Обегающее внешнее утолщение покоится на зажимной плите. Опорой является предпочтительно опорный кронштейн, который содержит снабженную прорезью, расположенную горизонтально опорную плиту для накладывания зажимной плиты, причем ее прорезь имеет ширину, которая больше, чем диаметр самой нижней трубы. Опорный кронштейн целесообразно зафиксирован на сооружении, предпочтительно на фундаменте или на одном из нижних этажей. На опорной плите целесообразно установлен профиль для фиксирования зажимной плиты в горизонтальном направлении. При сооружении нагнетательного трубопровода нижняя труба вводится в прорезь в опорной плите и окружается зажимной плитой. Затем зажимная плита располагается на опорной плите в пределах профиля, и обегающее внешнее утолщение нижней трубы накладывается на зажимную плиту.
Альтернативно, неподвижная опора может иметь две шины, установленные на расстоянии друг от друга на панели этажного перекрытия, и надетую на шины фиксирующую плиту с проемом для проведения снабженной внешним утолщением трубы. При этом зажимная плита зафиксирована на фиксирующей плите. Целесообразно, зажимная плита, фиксирующая плита и шины разъемно связаны друг с другом болтами, за счет чего вес нагнетательного трубопровода, который покоится на шинах, распределяется на большую площадь. Шины для лучшего крепления на сооружении могут быть проведены концами через проемы в стенах сооружения. Они целесообразно состоят из стали.
Целесообразно на расстоянии от направляющего элемента предусмотреть вверху по меньшей мере одной из труб предохранительный элемент, который выступает над наружной поверхностью трубы настолько, что не может быть проведен через проходное отверстие. Предохранительный элемент препятствует тому, чтобы при разрушении нагнетательного трубопровода расположенные выше места поломки трубы проскальзывали через направляющие элементы вниз и наносили сооружению, возможно, значительные убытки. Предохранительный элемент предпочтительно надет на трубу с силовым замыканием.
Согласно предпочтительному варианту выполнения одна из труб снабжена заслонкой для запирания. Когда процесс перекачивания закончен, нагнетательный трубопровод еще полностью наполнен густой массой. При применении на высоком сооружении это может представлять значительное количество густой массы. После запирания трубы посредством заслонки присоединенный шламовый насос может удаляться, и оставшаяся в нагнетательном трубопроводе остаточная густая масса может контролируемо спускаться при открытии заслонки в приготовленные емкости или в фундамент сооружения. Для этого заслонка целесообразно расположена ниже неподвижной опоры.
Трубы предпочтительно связаны друг с другом посредством радиально выступающих над их наружной поверхностью трубных муфт. Трубные муфты образуются предпочтительно установленными на трубах с концевых сторон фланцами и соединяющими фланцы зажимными кольцами. Это представляет собой просто разъединяемое соединение между трубами. За трубную муфту, выступающую над наружной поверхностью труб, кроме того, можно легко захватывать для подъема нагнетательного трубопровода или отдельных труб. Самая нижняя труба целесообразно присоединяется через подводящий трубопровод к шламовому насосу.
Соответствующий изобретению подъемный механизм делает возможным простую замену отдельных труб. Для этого на трубу накладывается охватывающая ее манжета. Затем манжета приподнимается закрепленным на поверхности пола подъемником, вследствие чего усилие передается на радиально выступающую над наружной поверхностью нагнетательного трубопровода трубную муфту, и за счет этого она приподнимается. Таким образом может приподниматься часть нагнетательного трубопровода при разъединении ближайшей нижней трубной муфты. Это выгодно, в частности, тогда, когда трубы в местах стыков вставлены друг в друга на некоторую длину.
Манжета целесообразно имеет круглое поперечное сечение, и ее внутренний диаметр меньше, чем наружный диаметр трубной муфты. Подъемник предпочтительно имеет по меньшей мере один гидравлический цилиндр. Особенно предпочтительно, чтобы подъемник имел разделяющуюся опорную плиту для манжеты с проходным отверстием для одного из трубных сегментов, на нижней стороне которой установлены гидравлические цилиндры для подъема опорной плиты по отношению к поверхности пола. Гидравлические цилиндры под воздействием давления от гидронасоса могут развивать большое усилие. Соответствующий изобретению подъемный механизм может использоваться для обычных нагнетательных трубопроводов, причем первоначально должно разъединяться крепление приподнимаемых частей нагнетательного трубопровода на сооружении. Тем не менее, особенно выгодным является применение подъемного механизма для нагнетательного трубопровода с установленными с возможностью перемещения по оси трубами согласно изобретению, так как он может приподниматься без разъединения крепления между зданием и нагнетательным трубопроводом.
В дальнейшем изобретение разъясняется подробнее посредством схематически представленного на чертежах примера выполнения. Чертежи показывают:
Фиг.1 - схематическое представление проходящего через несколько этажей здания нагнетательного трубопровода для густых масс согласно первому примеру выполнения;
Фиг.2a, b - крепление трубы в проеме перекрытия в деталированном представлении и в сборе;
Фиг.3 - альтернативное крепление трубы на стене здания;
Фиг.4 - крепление самой нижней трубы нагнетательного трубопровода согласно фиг.1;
Фиг.5 - подъемный механизм;
Фиг.6a, b, c - схематическое представление замены трубы;
Фиг.7 - схематическое представление проходящего через несколько этажей здания нагнетательного трубопровода для густых масс согласно второму примеру изготовления;
Фиг.8 - неподвижная опора нагнетательного трубопровода согласно фиг.7;
Фиг.9 - заслонка нагнетательного трубопровода согласно фиг.7;
Фиг.10 - предохранительный элемент для нагнетательного трубопровода согласно фиг.7.
Нагнетательный трубопровод 10 (фиг.1) для густых масс проведен через несколько этажей здания и служит для того, чтобы транспортировать жидкий бетон от проводящего трубопровода 12 к месту его использования на большой высоте. Нагнетательный трубопровод 10 образован из нескольких соединенных последовательно в продольном направлении труб 14, которые проведены через проемы 16 в нескольких панелях 18 этажных перекрытий. На своих концах трубы 14 имеют выступающие над их наружной поверхностью фланцы 20, которыми они связаны друг с другом посредством зажимных колец 22. Во фланце 20 трубы 14 несколько заходят друг в друга.
В области проемов 16 в панелях трубы 14 закреплены на панелях 18 этажных перекрытий. Далее трубы 14 могут быть закреплены на стенах 24 здания (фиг.3). Крепление труб 14 на панелях 18 этажных перекрытий и стенах 24 здания происходит посредством направляющих элементов 26. Направляющие элементы 26 содержат по одной направляющей плите 28, которая состоит из двух разъемно связанных друг с другом плоских сегментов 30, которые в соединенном состоянии оставляют свободным проходное отверстие 32 для трубы 14. Каждый из плоских сегментов 30 наполовину окружает трубу 14, так что труба 14 базирована в проходном отверстии 32 направляющей плиты 28.
Направляющая плита 28 имеет средства 38 крепления, которыми она жестко зафиксирована на панелях 18 этажных перекрытий. При креплении направляющего элемента 26 на одной из стен 24 здания направляющая плита 28 смонтирована на консоли 39, которая зафиксирована на стене 24 здания. Консоль 39 имеет гнезда для средств 38 крепления, которые делают возможным закрепление направляющей плиты 28 на переменном расстоянии от стены 24 здания. Направляющая плита 28 снабжена выступающими в проходное отверстие 32 скользящими элементами 34. Они выполнены из полиэтилена и, следовательно, имеют низкий коэффициент трения и одновременно высокую прочность на износ. Каждый скользящий элемент 34 соответственно прилегает поверхностью 36 скольжения к трубе 14, так что она почти неподвижно фиксирована направляющим элементом 26 в горизонтальной плоскости, однако установлена с возможностью перемещения по оси. Направляющие элементы 26 образуют таким образом плавающую опору для нагнетательного трубопровода 10.
Самая нижняя из труб 14 установлена на закрепленном неподвижно на одной из нижних панелей 18 здания опорном кронштейне 40 как на неподвижной опоре (фиг.4). Опорный кронштейн 40 содержит опорную плиту 42, которая установлена на стойку 44. Опорная плита 42 имеет прорезь 46, ширина которой больше, чем наружный диаметр трубы 14. Самая нижняя труба 14 несет обегающее утолщение 48, которое покоится на состоящей из двух половин зажимной плите 50. Зажимная плита 50 в свою очередь лежит на опорной плите 42 и посредством приемного профиля 52 на верхней стороне опорной плиты 42 защищена против сползания в горизонтальном направлении. Нижняя труба 14 присоединяется к подводящему трубопроводу 12, который ведет к не представленному здесь бетононасосу.
Для замены отдельных труб 14 предусмотрен подъемный механизм 60 (фиг.5), который содержит разделяемую манжету 62, которая накладывается вокруг одной из труб 14. Манжета 62 покоится на подъемнике 64, который имеет опорную плиту 66 с проходным отверстием 68 для трубы 14. На нижней стороне опорной плиты 66 установлены четыре гидравлических цилиндра 70, которые могут нагружаться давлением под действием гидронасоса 72. Для замены поврежденной трубы 14a (фиг.6a-6c) сначала размыкается зажимное кольцо 22 на ее верхнем фланце. Манжета 62 помещается на расположенную сверху трубу 14b и поднимается подъемником 64 наверх до тех пор, пока не доходит до контакта с ближайшей верхней трубной муфтой и соответственно ее зажимным кольцом 22. Дальнейший подъем манжеты 62 вызывает снятие верхней трубы 14b с поврежденной трубы 14a. Она может затем удаляться и заменяться на запасную часть. К тому же может удаляться базирующий поврежденную трубу 14a направляющий элемент 26.
Нагнетательный трубопровод 110 согласно второму примеру выполнения (фиг.7) отличается от нагнетательного трубопровода 10 согласно первому примеру выполнения, по существу, образованием неподвижной опоры. Поэтому те же самые конструктивные детали снабжены теми же обозначениями, что и в первом примере выполнения. Вместо опорного кронштейна 40 предусмотрена неподвижная опора 140 (фиг.8), которая содержит две расположенные на расстоянии и параллельно друг другу стальные шины 142, которые расположены на панели 18 этажного перекрытия. Концы стальных шин 142 проведены через проемы 25 в стене и вследствие этого закреплены на здании. На стальные шины 142 навинчена фиксирующая плита 144, которая имеет проем для проведения трубы 14, причем проем расположен над промежутком между стальными шинами 142. Как и в первом примере выполнения, труба 14, которая снабжена внешним утолщением 48, окружается разделенной на две части зажимной плитой 50, которая завинчена до отказа на фиксирующей плите 144. В противоположность первому примеру выполнения эта снабженная внешним утолщением 48 труба 14, которой нагнетательный трубопровод 110 опирается на неподвижную опору 140, не является обычной транспортирующей трубой. Более того, речь идет о промежуточном звене, которое короче, чем другие трубы 14, и которое служит лишь для опирания в неподвижной опоре 140. Неподвижная опора 140 расположена, в противоположность первому примеру выполнения, не в фундаменте здания, а на панели 18 этажного перекрытия одного из нижних этажей.
Ниже неподвижной опоры 140 одна из труб 14 снабжена заслонкой 150 (фиг.9), с помощью которой может быть перекрыта труба 14. Жидкий бетон, который после окончания процесса перекачки еще находится в нагнетательном трубопроводе 110, может выпускаться посредством заслонки 150. Для этого заслонка 150 сначала закрывается, так что находящаяся выше заслонки 150 колонна жидкого бетона не может удаляться вниз. Затем бетононасос отсоединяется от подводящего трубопровода 12, причем находящийся ниже заслонки 150 в нагнетательном трубопроводе 110 жидкий бетон вытекает. Наконец, заслонка 150 открывается, и оставшийся жидкий бетон устремляется через трубопровод 12 либо в приготовленные емкости, либо в здание для бетонирования фундамента.
Для обеспечения безопасности нагнетательного трубопровода 110 на трубы 14 на расстоянии и поверх направляющих элементов 26 надеты предохранительные элементы 160 (фиг.10). Они состоят из двух хомутов 162, удерживаемых вместе посредством болтов, которые надеты с силовым замыканием на наружную поверхность трубы 14. Хомуты 162 выступают над наружной поверхностью трубы 14 настолько, что они не могут проходить ни через одно из проходных отверстий 32. При разрушении нагнетательного трубопровода 110 предохранительный элемент 160 предотвращает проскальзывание находящихся выше места поломки частей нагнетательного трубопровода 110, причем он упирается в направляющую плиту 28.
Резюмируя, следует подчеркнуть: изобретение касается нагнетательного трубопровода 10; 110 для транспортировки густых масс, в частности жидкого бетона, для строительства сооружения, с несколькими разъемно связанными друг с другом в местах стыков трубами 14, последовательно расположенными в продольном направлении трубопровода. Согласно изобретению предусмотрено, что по меньшей мере одна из труб 14 укреплена в неподвижной опоре 40; 140 и что по меньшей мере одна следующая труба 14 проведена с возможностью перемещения по оси в жестко смонтированном на сооружении направляющем элементе 26.