СКОЛЬЗЯЩАЯ ОПОРА ТРУБОПРОВОДА
PIPELINE SLIDING SUPPORT

Изобретение относится к области строительства трубопроводов и может быть использовано для других протяженных сооружений, например, мостов, переходов, транспортных галерей и т.п.
Из уровня техники известна скользящая опора трубопровода (патент на полезную модель RU 181051, 2017 г.), включающая стакан с размещенным в его полости компенсатором из упругого материала и антифрикционной прокладкой, которая опирается на лист с зеркальной поверхностью.
Перемещение подвижных элементов такой скользящей опоры трубопровода происходит за счет скольжения антифрикционной прокладки по листу с зеркальной поверхностью. Размеры в плане листа с зеркальной поверхностью должны составлять не менее суммы любого линейного размера антифрикционной прокладки и заданной величины перемещения в том же направлении. Применение решения по рассматриваемому патенту для снижения трения в опорах трубопровода приводит к увеличению размеров листа с зеркальной поверхностью и возникновению крутящего момента в траверсе опорной строительной конструкции при перемещении антифрикционной прокладки вдоль оси трубопровода за пределы ширины траверсы.
Рассматриваемое решение приводит к усложнению строительной конструкции и увеличению ее габаритов.
Известна свободноподвижная опора трубопровода (изобретение SU 556273, 1972 г.), содержащая каретку с антифрикционными элементами, размещенными на поверхностях, изогнутых концентрично ответным направляющим, верхние антифрикционные элементы упираются в продольные направляющие, охватывающие трубопровод, а нижние антифрикционные элементы опираются на поперечную направляющую, расположенную перпендикулярно оси трубопровода и имеющую форму трубы. Такое решение сохраняет положение опорного усилия независимо от величины осевого перемещения трубопровода.
Недостаток рассматриваемого решения состоит в том, что конструкция не допускает угловых перемещений трубопровода в горизонтальной плоскости и усложняет изготовление опоры.
Наиболее близким решением к предлагаемому, по совокупности существенных признаков, (прототипом) является подвижная опора трубопровода (изобретение US 3390854, 1968 г. ), послужившая прототипом упомянутому изобретению SU 556273. Подвижная опора трубопровода содержит продольную и поперечную направляющие, между которыми заключена антифрикционная прокладка в форме таблетки, выполненная из стального цилиндра, на торцы которого наклеены пластины из рулонного армированного фторопласта. Опора низкого трения допускает продольные, поперечные и угловые перемещения трубопровода в горизонтальной плоскости. Конструкция такой опоры довольно проста, допускает угловые перемещения трубопровода в горизонтальной плоскости и сохраняет положение опорного усилия независимо от величины осевого перемещения трубопровода.
Недостатком рассматриваемой конструкции является отсутствие компенсации монтажных и эксплуатационных перекосов между опорной конструкцией и трубопроводом в вертикальных плоскостях. Перекосы вызывают существенную неравномерность распределения нагрузки по скользящим поверхностям таблетки, что приводит к деформации наклеенных пластин, их быстрому износу и разрушению клеевого соединения. Подвижная опора рассматриваемой конструкции имеет ресурс, не отвечающий требованиям, предъявляемым к трубопроводным системам. Кроме того, технология приклеивания фторопласта крайне сложна и не обеспечивает надежного соединения.
Задачей предполагаемого изобретения является повышение технологичности изготовления опоры трубопровода за счет исключения клеевых соединений фторопласта и увеличение ресурса пар трения за счет компенсации монтажных и эксплуатационных перекосов трубопровода относительно опорной конструкции в вертикальных плоскостях.
Для этого в предлагаемой скользящей опоре трубопровода, включающей продольную и поперечную направляющую, между которыми заключена антифрикционная прокладка в форме таблетка, выполненная в виде стакана со сквозным отверстием, в котором размещен компенсатор из упругого материала, имеющий высоту меньше высоты стакана так, что между верхним и нижним торцами стакана и верхней и нижней поверхностями компенсатора образованы полости, в которых размещены антифрикционные вкладыши - предпочтительно из фторопласта. Размещение антифрикционного вкладыша в полости, образованной поверхностью компенсатора и стенками сквозного отверстия стакана, позволяет исключить клеевое соединение фторопласта с деталями антифрикционной прокладки - таблетки, а возможность перемещения антифрикционных вкладышей вдоль сквозного отверстия стакана позволяет компенсировать монтажные и эксплуатационные перекосы трубопровода относительно строительной конструкции за счет упругости компенсатора.
На фиг. 1 представлен аксонометрический вид скользящей опоры трубопровода с фрагментом траверсы опорной строительной конструкции и вырывом, показывающим положение прокладки в форме таблетки. На фиг. 2 представлен вид сверху и осевой разрез таблетки, показывающий расположение деталей внутри таблетки в свободном состоянии. На фиг. 3 представлен вид, иллюстрирующий расположение деталей таблетки под нагрузкой в положении компенсирования перекоса между направляющими.
На траверсу строительной конструкции 1 неподвижно установлена поперечная направляющая 2, в желобе которой размещена антифрикционная прокладка в форме таблетки 3 с возможностью перемещения вдоль желоба. На верхнюю поверхность таблетки 3 опираются неподвижно связанные между собой продольная направляющая 4 опоры 5 трубопровода 6. Внутренняя поверхность 7 желоба продольной направляющей и внутренняя поверхность 8 желоба поперечной направляющей, по которым происходит скольжение таблетки 3, выполнены из полированной нержавеющей стали - предпочтительно 12Х18Н10Т.
Прокладка в форме таблетки 3 состоит из стакана 9, в сквозном отверстии которого размещен компенсатор 10 из упругого материала, а в полостях, ограниченных внутренними стенками стакана 9 и нижней и верхней поверхностями компенсатора 10, установлен нижний вкладыш 11 и верхний вкладыш 12 из антифрикционного материала - предпочтительно фторопласта-4. Вкладыши 11 и 12 имеют возможность перемещения вдоль внутренних стенок стакана 9 под воздействием нагрузок, за счет упругой деформации компенсатора 10.
Нагрузка от трубопровода 6 передается на неподвижно связанную с ним опору 5 и продольную направляющую 4. Поверхность 7 продольной направляющей 4 опирается на верхний вкладыш 12 таблетки 3, передавая нагрузку от трубопровода через компенсатор 10 и нижний вкладыш 11 поперечной направляющей 2 и траверсе строительной конструкции 1.
Перекос, возникающий при монтаже, приводит к отклонению поверхности 7 продольной направляющей 4 от параллельности поверхности 8 поперечной направляющей 2. Непараллельность поверхностей 7 и 8 вызывает неравномерность давления на наружные поверхности вкладышей 11 и 12, в результате чего компенсатор 10 упруго деформируется подобно несжимаемой жидкости - высота компенсатора в зоне действия повышенного давления уменьшается, а в зоне пониженного давления - увеличивается, при сохранении объема, - позволяя вкладышам 11 и 12 расположиться друг к другу под углом, соответствующим углу перекоса между направляющими.
Высота компенсатора 10, меньше высоты стакана 9 настолько, что при любом допустимом угле перекоса между верхним и нижним торцами стакана 9 и верхней и нижней поверхностями компенсатора 10 сохраняются полости, в которых вкладыши 11 и 12 удерживаются в таблетке 3 внутренними стенками стакана 9, что приводит к повышению технологичности изготовления опоры трубопровода за счет исключения клеевых соединений фторопласта.
В процессе эксплуатации нагрузки от трубопровода вызывают местные деформации продольной направляющей 4 и, отчасти - поперечной направляющей 2. Возникающие при этом отклонения формы и расположения поверхностей 7 и 8 приводят к соответствующим изменениям формы компенсатора 10 и расположения вкладышей 11 и 12, скользящие поверхности которых, сохраняют плотное прилегание к поверхностям 7 и 8, что обеспечивает равномерное распределение нагрузки и увеличивает ресурс пар трения.