Опора бандажная бескорпусная

Предлагаемая полезная модель относится к области прокладки трубопроводов, а именно к опорным конструкциям трубопроводов, используемых при прокладке магистральных трубопроводов горячего водоснабжения, а также нефти и газа.
Магистральные трубопроводы горячего водоснабжения являются социально ответственными и техногенно потенциально опасными сооружениями. Они прокладываются по различным схемам - подземным, наземным и надземным и эксплуатируются в жестких условиях прямого воздействия климатических и энергетических факторов, а также весовых нагрузок. В зависимости от диаметра трубопровода изменяется погонная масса сооружения. Чем больше диаметр трубопровода, тем больше конструктивная жесткость трубопровода и тем больше расстояние между его опорами. Опоры трубопроводов являются особенно важными конструкционными узлами, предназначенными не только для поддержания конструкции, но и для восприятия возникающих и периодически изменяющихся продольных и поперечных нагрузок, вызываемых изменениями температурных режимов водо-газоснабжения. Большой диаметр трубопровода имеет большую опорную массу, амплитуды нагрузок, что требует тщательного обрабатывания опорами продольных и поперечных перемещений трубы относительно опоры. Так, опорные массы трубопроводов диаметром 600 мм и диаметром 1200 мм составляют соответственно 10…12 и 40…50 тонн, а продольное нормативное перемещение - до 700 мм (Институт «Мосинжпроект». Нормали тепловых сетей. Альбом №62/86). Пиковые нагрузки трубопроводные опоры тепловых сетей воспринимают в осенние пусковые и весенние разгрузочные периоды эксплуатации; в другие периоды из-за изменения внешней и рабочей температур имеет место условно постоянное продольное и поперечное знакопеременное перемещение трубопровода относительно фундамента опоры.
Конструктивно опоры трубопроводов предусматривают продольную и поперечную подвижку, которая реализуется устройствами на основе трения, качения или скольжения.
Известна опора бандажная бескорпусная (ТУ 1468-004-62931192-2010 с. 30-32). Она содержит бугель верхний и бугель нижний, которые по боковым краям имеют площадки, выполняющие функцию фланца. На них в ряд по продольной оси трубопровода выполнены отверстия и в них продеты болты с соответствующими им гайками, образуя болтовые соединения и стягивающие бугели между собой, при этом поверхности бугелей, обхватывающие трубу, имеют диэлектрические прокладки, равномерно распределенные по продольной оси бугелей и с боковыми кромками, выполненными параллельно боковым кромкам бугелей.
Это известное техническое решение выбирается в качестве прототипа, так как содержит наибольшее число существенных признаков, совпадающих с существенными признаками заявляемой опорой бандажной бескорпусной трубопроводной. Однако прототип имеет существенный недостаток, который заключается в низком противодействии напряжениям и динамическим нагрузкам, возникающим в трубопроводе и его опорах при сдвиговых процессах во время эксплуатации. Недостаток обусловлен тем, что в трубопроводе возникающие напряжения и динамические нагрузки проявляют неравномерный характер. Между тем, опора трубопровода сформирована на противодействие статически определенным напряжениям и динамическим нагрузкам в трубопроводе. Такое рассогласование характера вредного фактора и противодействующим им усилиям с динамическими нагрузками всегда имеет шанс вызвать разрушение в опоре трубопровода.
Задачей настоящей полезной модели является усовершенствование опоры бандажной бескорпусной таким образом, чтобы обеспечивался следующий технический результат, как-то: повышение противодействия напряжениям и динамическим нагрузкам в трубопроводах и его опорах при сдвиговых процессах, возникающих при их эксплуатации.
Поставленная задача решена следующим образом. В известной опоре бандажной бескорпусной, содержащей бугель верхний и бугель нижний, представляющие собой вид хомутов, имеющие по боковым краям площадки, представляющие собой фланцы и на них выполнены отверстия, а в них продеты болты, стянутые соответствующими им гайками, образуя болтовые соединения, при этом поверхности бугелей, обхватывающие трубу, имеют диэлектрические прокладки, равномерно распределенные по продольной оси бугелей и с боковыми кромками, выполненными параллельно боковым кромкам бугелей, СОГЛАСНО настоящей полезной модели, болтовые соединения по каждой стороне бугеля на поверхности фланцев смещены относительно друг друга от продольной оси расположения бугеля.
Есть вариант развития, по которому на фронте по потоку передаваемого среды по трубопроводу первые болтовое соединение расположено ближе к центру диаметра бугеля или трубопровода, обхваченному ими.
Такое новое техническое решение все своей совокупностью существенных признаков позволяет повысить противодействие напряжениям и динамическим нагрузкам в трубопроводах и опорах при сдвиговых процессах, возникающих при их эксплуатации, что обусловлено смещением на его фланце болтовых соединений по каждой стороне бугеля относительно друг друга по продольной их оси. В результате при возникновение деформаций или напряжений в трубопроводе, как минимум пара смещенных друг другу болтовых соединения воспринимают и создают отраженные деформационные отличающиеся друг от друга волны, которые взаимогасятся в опоре и в приповерхностном слое трубопровода, обхваченного опорой. В прототипе, основное напряжение принимает первое болтовое соединения, а последующие в ряд за ним расположенные остаются за тенью напряжений, воспринятом первым болтовым соединением и в них возникают практические одинаковые противодействующие деформационные волны, которые могут складываться и усиливать друг друга. В результате возможно возникновение соответствующего разрушения в опоре и в приповерхностном слое трубы, находящегося в опоре. В предлагаемой опоре, ситуация иная. Предложенная опора берет на себя функцию обеспечения устойчивости конкретных участков труб, компенсации нагрузок по горизонтали/вертикали и отвечает за поглощение внутренних колебаний, напряжений, возникающих под давлением веса всего сооружения (труб и арматуры), влиянием рабочего вещества из-за теплового расширения.
Заявителем проведен патентно-информационный поиск по данной теме. Он показал, что заявляемая совокупность существенных признаков полезной модели не обнаружена. Поэтом данную полезную модель можно считать новой.
Техническая сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежом и ее практическая применимость ниже следующим описанием.
Фиг. 1 - поперечное сечение опоры бандажной бескорпусной;
Фиг. 2 - фронтальный вид упомянутой опоры.
Предлагаемая опора трубопровода содержит бугель 1 верхний и бугель 2 нижний, представляющие собой вид хомутов (Фиг. 1 и 2). К нижнему бугелю к его нижней части приварены упоры 3. Каждый бугель имеет боковые внешние продольные опорные кромки 4, выполняющие функции фланцев. Они имеют ребра жесткости 5 и в них выполнены отверстия, в которые введены болты 6 с гайками, образующие болтовые соединения. На внутренней поверхности каждого бугеля 1 и 2 расположены диэлектрические прокладки 7, обычно из фрикционного материала (Фиг 2). При этом болтовые соединения смещены относительно друг друга по продольной оси опоры (на чертеже не показано) Таким образом, получается, что болтовые соединения по каждой стороне бугеля смещены относительно друг друга по продольной их оси расположения на фланце и в продольном направление линия их распределения имеет вид зигзагообразный, Все определяется числом болтовых соединений и их расположением. В сущности, болтовые соединения в упомянутых фланцах выполнены по зигообразной линии (на чертеже не показано). С целью исключения саморазвинчивания гайки болтового соединения 6 при вибрации трубопровода (на чертеже не показан) используется стопорный элемент (на чертеже не показан).
Применение предлагаемой опоры бандажной бескорпусной не требует пояснения. Оно не отличается от общеизвестной технологии использования такого рода хомутовой опоры. Необходимо отметить, что при эксплуатации во время, например, продольных деформационных усилий или напряжений, возникающих в трубопроводе первые их усилия воспринимают первые два крайних болтовых соединения, расположенных по боковым краям-фланцев упомянутой опоры. А поскольку, как отмечалось, они по каждой стороне смещены относительно друг друга, то в них возникают свои противодействующие волновые деформационные волны, которые сталкиваются друг с другом и с упомянутыми волнами трубопровода, что в итоге приводит к взаимогашению этих волн. Этому способствует и смещение на фланце бугеля первые болтовое соединение ближе к центру диаметра бугеля или трубопровода, обхваченному ими. В случае возникновения в трубопроводе поперечных деформационных волн, то эффект от смещенных болтовых соединений также взаимно распределяется в пространстве и складывается друг с другом, вызывая взаимоугасание и снижает прохождение деформационных волн трубопровода на опору, а с нее на опорную площадку или фундамент, на котором она установлена.
Предлагаемая опора может быть создана и как опора бандажная корпусная. Она также предназначена для компенсации вертикальных и горизонтальных нагрузок, действующих на трубопровод. И при этом эти опоры могут быть как подвижными, так и не подвижными. Если опоры неподвижные, то бугель 1 нижний приваривается при монтаже к опорным металлоконструкциям или закладным пластинам железобетонного фундамента (обычно катет сварного шва равен толщине бугеля 1, на чертеже не показано). Для подвижной опоры размер опорной площадки выбирается с учетом рабочих перемещений трубопровода (на чертеже не показано). Необходимо отметить, что если опоры неподвижные, то бугель 1 нижний приваривается при монтаже к упорным металлоконструкциям или закладным пластинам 8 железобетонного фундамента (обычно катет сварного шва равен толщине бугеля 1) через упор 3 (Фиг 1). Для подвижной опоры размер упорной площадки выбирается с учетом рабочих перемещений трубопровода (на чертеже не показано). Для неподвижных опор данного типа максимальная допустимая нагрузка вдоль оси трубопровода (Fx) ограничивается силой трения (Fтр) в паре «прокладка-труба). Данная сила создается контролируемым усилием затяжки резьбового соединения, их расположением относительно друг друга и продольной оси опоры.
Заявленная опора бандажная бескорпусная трубопровода повышает надежность эксплуатации трубопровода и может быть использована в диапазоне температуры окружающей среды от -60° до +40°С. Это достигается тем, что предлагаемая опора обеспечивает повышение функционального обеспечения устойчивости конкретных участков труб, компенсации нагрузок по горизонтали/вертикали и поглащение внутренних колебаний, напряжений, возникающих под давлением веса всего сооружения (труб и арматуры), влиянием рабочего вещества из-за теплового расширения