КОНТЕЙНЕР ПОЛИМЕРКОНТЕЙНЕРНОГО БАЛЛАСТИРУЮЩЕГО УСТРОЙСТВА ПКБУ-МК

Предлагаемое техническое решение относится к области строительства трубопроводов, предпочтительно, магистральных, и предназначено для предотвращения всплытия погруженного, например, в траншею трубопровода путем его балластировки сыпучим материалом, помещенным в полимерные контейнеры с наибольшей эффективностью использования их объема.
Известен контейнер полимерконтейнерного балластирующего устройства (ПКБУ), выполненный в виде симметрично располагаемых по обе стороны продольной оси трубопровода емкостей, образованных единым полотнищем из полимерного материала, средняя часть которого располагается на трубопроводе, а каждая из концевых образует U-образный в поперечном сечении изгиб и имеет вшитые боковины (патент РФ №83581 U1, 2009 г.).
Наиболее близким из известных является контейнер полимерконтейнерного балластирующего устройства, в котором дно емкостей и силовой пояс выполнены из единого полотнища, которое в своей средней части скреплено с накладкой и силовыми перемычками. Единое полотнище располагается под внутренними продольными сторонами жестких плоских рамок, а накладка - над единым полотнищем и выполнена многослойной. Заполняемые балластирующим грунтом емкости из гибкого материала связаны с распорными рамками Продольные кромки единых гибких полотнищ, образующих емкости, скреплены с верхними относительно трубопровода продольными сторонами (прогонами) плоских жестких рамок (патент РФ №2289054, 2006 г.).
Известные решения достаточно металлоемки и не обеспечивают оптимального распределения нагрузок, воспринимаемых как контейнером в процессе его загрузки и работы, так и распорной рамкой в процессе эксплуатации всего устройства. Это отрицательно влияет на надежность и долговечность устройства, а также требует увеличения его металлоемкости.
Технической задачей предлагаемого контейнера является повышение надежности и долговечности при воздействии эксплуатационных нагрузок, а также снижение материалоемкости (металлоемкости) за счет перераспределения действующих нагрузок путем их смещения в зону расположения стоек распорной рамки, на которую навешивается контейнер.
Достигается это тем, что контейнер полимерконтейнерного балластирующего устройства выполнен в виде симметрично располагаемых по обе стороны от продольной оси трубопровода емкостей, удаленная от оси трубопровода и приближенная к оси трубопровода боковые стенки которых и расположенное между ними дно образованы имеющим U-образный в поперечном сечении изгиб единым полотнищем из полимерного материала и ограничены пришитыми к полотнищу торцевыми стенками, а средняя часть единого полотнища образует налагаемую сверху на трубопровод перемычку, причем удаленные от оси трубопровода боковые стенки в зоне, примыкающей к торцевым стенкам, имеют простроченные складки и/или затяжки единого полотнища, выполненные таким образом, что длина упомянутой боковой стенки в поперечном сечении каждой емкости вне складок и/или затяжек превышает длину в параллельном сечении по складкам и/или затяжкам. При этом, складки и/или затяжки могут быть выполнены в средней по высоте части удаленных от оси трубопровода боковых стенок или в верхней по высоте части удаленных от оси трубопровода боковых стенок или в нижней по высоте части удаленных от оси трубопровода боковых стенок, до перехода единого полотнища в дно емкости. Складки и/или затяжки могут быть выполнены в нижней по высоте части удаленных от оси трубопровода боковых стенок в зоне перехода единого полотнища в дно емкости. Складки и/или затяжки могут быть расположены по высоте удаленных от оси трубопровода боковых стенок дискретно, с образованием между ними участков единого полотнища, свободных от складок и/или затяжек. При этом, каждая из торцевых стенок может иметь прорезь для пропуска соответствующей стойки распорной рамки, предпочтительно перекрытую пришитым, по крайней мере над ней, клапаном в виде отрезка полотнища из полимерного материала.
Существенность признаков доказана тем, что при загрузке или уже в процессе работы образованная в зоне расположения распорной стойки рамки прошитыми складками или прошитыми затяжками или прошитыми складками и затяжками сторона единого полотнища концентрирует распределенную нагрузку от балласта и передает ее на поперечины в большей степени непосредственно в зоне их опирания на распорные стойки, что исключает возможность прогиба поперечин под действующей нагрузкой. Таким образом, поперечины могут быть выбраны, в соответствии с данной расчетной схемой, меньшего поперечного сечения, т.к. действующая равномерно распределенная нагрузка от сыпучего балласта перераспределяется путем смещения создающей момент относительно опоры (и тем самым вызывающей изгиб поперечины) результирующей силы к опоре, которой является работающая на сжатие распорная стойка. Снижению металлоемкости также способствует наличие в торцевых стенках прорези для пропуска соответствующей стойки распорной рамки, которая для предотвращения просыпания сыпучего материала перекрыта клапаном в виде отрезка полотнища из полимерного материала. Такая прорезь обеспечивает пропускание через нее располагаемой в основном в емкости стойки распорной рамки. А расположение стойки внутри емкости практически исключает воздействие на нее изгибающего момента от сыпучего материала (действующего через торцевую стенку, в случае расположения стойки снаружи емкости). Кроме того, наличие прорези обеспечивает расположение стойки внутри, что позволяет торцевой стенке деформироваться, выбирая при этом максимальный объем заполнения сыпучим материалом в этом месте (т.к. стойка не препятствует деформации - «прогибу» - торцевой стенки).
На фиг.1 представлена схема контейнера полимерконтейнерного балластирующего устройства (ПКБУ-МК).
Согласно решаемой технической задаче, контейнер полимерконтейнерного балластирующего устройства выполнен в виде симметрично располагаемых по обе стороны от продольной оси трубопровода емкостей 1 и 2. Удаленная от оси трубопровода и приближенная к оси трубопровода боковые стенки 3 и 4, соответственно, которых и расположенное между ними дно 5 образованы имеющим U-образный в поперечном сечении изгиб единым полотнищем из полимерного материала. Торцевые стенки 6 пришиты к полотнищу и ограничивают каждую емкость с торцов. Средняя часть 7 единого полотнища образует налагаемую сверху на трубопровод перемычку. Удаленные от оси трубопровода боковые стенки в зоне, примыкающей к торцевым стенкам, имеют простроченные складки 8 и/или затяжки единого полотнища, выполненные таким образом, что длина упомянутой боковой стенки в поперечном сечении каждой емкости вне складок и/или затяжек превышает длину в параллельном сечении по складкам и/или затяжкам. При этом, складки 8 и/или затяжки могут быть выполнены в средней по высоте части удаленных от оси трубопровода боковых стенок или в верхней по высоте части удаленных от оси трубопровода боковых стенок или в нижней по высоте части удаленных от оси трубопровода боковых стенок, до перехода единого полотнища в дно емкости. Складки 8 и/или затяжки могут быть выполнены в нижней по высоте части удаленных от оси трубопровода боковых стенок в зоне перехода единого полотнища в дно емкости. Складки 8 и/или затяжки могут быть расположены по высоте удаленных от оси трубопровода боковых стенок дискретно, с образованием между ними участков единого полотнища, свободных от складок и/или затяжек. При этом, каждая из торцевых стенок может иметь прорезь 9 для пропуска соответствующей стойки распорной рамки, предпочтительно перекрытую пришитым, по крайней мере над ней, клапаном 10 в виде отрезка полотнища из полимерного материала.
При загрузке сыпучего материала в емкости контейнера ПКБУ-МК динамическое воздействие от него на конструкцию распорной рамки передается в данном случае, в районе опоры поперечины распорной рамки на стойку, которая работает в этом случае на сжатие, что повышает ее устойчивость, как стержня. Это обусловлено тем, что натяжение материала полотнища осуществляется в первую очередь в зоне искусственно созданной его «нехватки по длине» путем прошитых складок и/или затяжек.
Таким образом, происходит перераспределение нагрузки по длине поперечины от ее центра (где мог бы возникнуть максимальный изгибающий момент), к ее периферии - к местам опоры на стойки, относительно которых уменьшается плечо приложения силы. Величина поперечного сечения стоек и поперечины может быть выбрана из сортамента согласно расчета исходя из более благоприятных условий их работы.