ПОДВЕСКА ЦЕПНАЯ РЕГУЛИРУЕМАЯ ДЛЯ ОПОР ТРУБОПРОВОДОВ

Заявленная полезная модель относится к области строительства подземных и надземных трубопроводов и может быть использована при прокладке и реконструкции трубопроводов в сложных геологических условиях, например, в условиях вечной мерзлоты, слабонесущих грунтов, в том числе и при наличии уклона местности.
Из уровня техники известно большое количество видов опор трубопроводов с закреплением опоры на подвесках различной конструкции. Все они спроектированы таким образом, что, воспринимая вертикальные и горизонтальные нагрузки от трубопровода, одновременно не мешают его перемещению, как в направлении своей оси, так и в поперечном направлении. Простота конструкции и удобство монтажа, удобство регулировки высотного положения трубопровода обеспечивают широкий круг применения подвесок в прокладке технологических, вспомогательных и магистральных трубопроводов. Основными определяющими факторами конструкции подвески трубопровода являются диаметры трубопровода и нагрузки, возникающие в ходе эксплуатации.
Наиболее распространенными подвесными опорами трубопроводов являются жесткие (стержневые) и пружинные подвесные опоры трубопровода, передающие нагрузку от трубопровода на строительные опорные конструкции.
Из уровня техники известны конструкции подвесок [Типовые конструкции и детали зданий и сооружений. Серия 4.903-10 «Изделия и детали трубопроводов для тепловых сетей». Выпуск 6 «Опоры трубопроводов подвесные (жесткие и пружинные)». Введены в действие 01.10.1972 г. приказом Главпромстройпроекта Госстроя СССР от 17.08.1972 г. №58]. В данной серии приведены рабочие чертежи типовых конструкций опор подвесных жестких и пружинных и представлены различные конструкции подвесок: конструкции с двумя полухомутами, конструкции с использованием стержневого хомута и балки на жесткой подвеске, охватывающих трубопровод, конструкции с использованием опорной балки. Передача нагрузки на строительную конструкцию осуществляется через жесткие (стержневые) или пружинные подвески (одна или две подвески на одну опору).
К недостаткам известного аналога можно отнести распространенность серии только на трубопроводы тепловых сетей. Подвески не предназначены для подземной прокладки, имеют узкий диапазон максимальной вертикальной нагрузки (от 7 до 23 тс), ограниченный диапазон используемых диаметров трубопровода (для жестких опор до DN600, для пружинных опор от DN720 до DN1420). Кроме того, в серии предусмотрено использование материалов, не предназначенных для сложных климатических условий.
Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является «Устройство для подвески подземного трубопровода на просадочных грунтах» [патент на изобретение RU 2525992 С1, опубл. 20.08.2014, МПК: F16L 3/14]. Конструкция в соответствии с формулой данной полезной модели содержит несущий элемент с вертикальными тягами и ложементом. В качестве несущего элемента используется поперечная трубная балка с концевыми опорами, установленными на берме. В средней части поперечной трубной балки смонтирована подвижная обечайка. Вертикальные тяги охватывают подвижную обечайку и выполнены в виде двух ветвей гибких круглозвенных цепей с закреплением в фиксаторах ложемента.
Недостатком наиболее близкого аналога является отсутствие контроля натяжения цепной подвески при эксплуатации трубопровода в виду ее недоступности (после монтажа опора трубопровода закрыта грунтом), а также отсутствие возможности регулировки натяжения цепной подвески в ходе эксплуатации трубопровода.
Задачей заявленного изобретения является обеспечение проектного планово-высотного положения подземного трубопровода, возможности его горизонтальных перемещений и исключения возможности перемещения трубопровода вниз в вертикальной плоскости.
Технический результат заключается в ограничении перемещения магистрального трубопровода вниз и обеспечения в заданных пределах перемещений в продольном, поперечном и вертикальном направлениях вверх от температурных деформаций трубопровода и при воздействии максимальных нагрузок на опору.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что подвеска цепная регулируемая для опор трубопроводов содержит верхнюю и нижнюю соединительные скобы, обеспечивающие соединение подвески с неподвижными и подвижными элементами конструкции подвесной опоры соответственно, цепь, концевые звенья которой соединены с верхней и нижней соединительными скобами, и сопряженный с верхней соединительной скобой регулировочный винт, обеспечивающий плавную регулировку планово-высотного положения трубопровода с помощью фиксирующих элементов и сферического шарнира.
Дополнительно, фиксирующие элементы выполнены с возможностью обеспечения подъема и опускания регулировочного винта с цепной подвеской и представляют собой гайку натяжную и гайку фиксирующую.
Кроме того, сферический шарнир выполнен с обеспечением наклона регулировочного винта относительно вертикальной оси и образован соединением шайбы опорной сферической, внутри которой выполнена сферическая поверхность, и шайбы сферической, имеющей наружную сферическую поверхность.
Дополнительно, верхняя и нижняя соединительные скобы состоят из двух цилиндрических пальцев для соединения элементов цепной подвески и крепежных деталей: шайбы, гайки корончатой и шплинта.
Кроме того, цепь представляет собой цепь якорную, состоящую из общих звеньев или из общих звеньев с распоркой.
Заявляемое изобретение поясняется следующими чертежами.
На фиг. 1 представлен вид заявляемой конструкции цепной подвески трубопровода.
На фиг. 2 схематично представлен вид по оси трубопровода на заявляемую конструкцию, установленной на подвесной опоре на двухсвайном фундаменте.
Позициями на чертежах обозначены:
1 - нижняя соединительная скоба;
2 - верхняя соединительная скоба;
3 - цепь;
4 - регулировочный винт;
5 - шайба опорная сферическая; '
6 - шайба сферическая;
7 - гайка натяжная;
8 - гайка фиксирующая;
9 - компенсирующая втулка ложемента;
10 - компенсирующая втулка винта регулировочного;
11 - палец;
12 - шайба;
13 - гайка корончатая;
14 - шплинт;
15 - ложемент;
16 - ростверк.
Заявленная подвеска цепная регулируемая для опор трубопроводов (фиг. 1 - фиг. 2) содержит нижнюю 1 и верхнюю 2 соединительные скобы, обеспечивающие соединение подвески с неподвижными и подвижными элементами конструкции подвесной опоры соответственно. Верхняя 2 и нижняя 1 соединительные скобы состоят из двух цилиндрических пальцев 11 для соединения звеньев цепи и крепежных деталей: шайбы 12, гайки корончатой 13 и шплинта 14. Пальцы 11 (оси) имеют лыски для удержания инструментом пальца от проворота при затяжке гайки корончатой 13.
Кроме того, подвеска содержит цепь 3, концевые звенья которой соединены с верхней 2 и нижней 1 соединительными скобами. Цепь 3 представляет собой цепь якорную, состоящую из общих звеньев или общих звеньев с распоркой.
Подвеска содержит также компенсирующие втулки: компенсирующую втулку ложемента 9 и компенсирующую втулку винта регулировочного 10, устанавливаемые в соединительные скобы цепной подвески.
Кроме того, подвеска содержит регулировочный винт 4, сопряженный с верхней соединительной скобой 2. Винт 4 обеспечивает плавную регулировку планово-высотного положения трубопровода с помощью регулирующих его положение фиксирующих элементов и сферического шарнира. Фиксирующие элементы выполнены с возможностью обеспечения подъема и опускания регулировочного винта с цепной подвеской и представляют собой гайку натяжную 7 и гайку фиксирующую 8. Сферический шарнир выполнен с обеспечением наклона регулировочного винта относительно вертикальной оси при поперечном и продольном перемещении трубопровода вместе с ложементом опоры и образован соединением шайбы опорной сферической 5, внутри которой выполнена сферическая поверхность, и шайбы сферической 6, имеющей наружную сферическую поверхность.
Нижняя соединительная скоба 1 состоит из двух щек, соединенных прямоугольными перемычками. В щеках выполнены сквозные отверстия, в которые устанавливаются пальцы 11. Диаметр пальцев 11 подбирается исходя из ответной радиусной поверхности звена цепи 3. В зависимости от глубины залегания трубопровода и нагрузок, возникающих в ходе эксплуатации трубопровода, определяется тип, калибр и количество общих звеньев цепной подвески. В соответствии с ГОСТ 228 звенья цепи могут быть изготовлены в следующих вариантах: общее звено цепи и общее звено цепи с распоркой (для тяжелых условий эксплуатации). В случаях необходимости количество звеньев в цепной подвеске может быть увеличено.
Регулировочный винт 4 имеет отверстие для соединения с цепной подвеской через верхнюю соединительную скобу 2 и резьбовую часть для закрепления подвески на неподвижном ростверке 16 конструкции подвесной опоры. Винт 4 обеспечивает плавную регулировку глубины залегания ложемента 15 трубопровода, в диапазоне, превышающем значение шага цепной подвески. В соединении винта регулировочного 4 и пальца 11 верхней соединительной скобы для снижения контактных напряжений предусмотрена установка компенсирующей втулки 10. Длина резьбовой части регулировочного винта 4 определяется диапазоном плавной регулировки положения подвесной опоры от нулевого (проектного) положения, с регулировкой вверх и вниз.
В шайбе опорной сферической 5 выполнена внутренняя сферическая поверхность, в шайбе сферической 6 выполнена ответная наружная сферическая поверхность. В сборе две шайбы образуют сферический шарнир. При перемещениях трубопровода в горизонтальной плоскости цепная подвеска с регулировочным винтом 4 отклоняется от вертикальной оси. Шарнир, образованный двумя шайбами 5 и 6, обеспечивает наклон регулировочного винта 4 относительно вертикальной оси и тем самым предотвращает изгиб регулировочного винта 4 и как следствие, его поломку. Регулировка положения опоры производится натяжной гайкой 7 и винтом регулировочным 4. При установке опоры в проектное положение на регулировочный винт 4 устанавливается фиксирующая гайка 8 и производится затяжка (законтривание) гаек.
Заявленное устройство работает следующим образом.
При осуществлении работ по прокладке подземного трубопровода устраивают опорные конструкции с учетом качества грунта, его уклона и т.п.
Цепные подвески с предустановленными регулировочными винтами 4 вводятся в отверстия опорных плит ростверка 16, производится установка опорной 5 и сферической 6 шайбы, двух гаек 7 и 8. Ростверк монтируется вместе с подвесками на сваи через опорные узлы, подвеска опускается вниз к ложементу опоры. В проушины ложемента 15 устанавливаются компенсирующие втулки 9, далее с помощью пальцев 11 производится установка соединительных звеньев цепных подвесок, фиксация осуществляется цилиндрическим пальцем 11, шайбой 12, гайкой корончатой 13 и шплинтом 14. Шарнирное соединение подвески с ложементом опоры позволяет монтировать опору под трубопровод с уклоном до 30°. Последовательной затяжкой натяжных гаек 7 производится плавное равномерное натяжение цепных подвесок, установка опоры в проектное положение. По окончании операции натяжения цепных подвесок производится законтривание фиксирующими гайками 8. По окончании монтажа подвесной опоры производятся земляные работы с засыпкой грунта на подземном трубопроводе.
Регулярные изменения температуры транспортируемой рабочей среды, вибрации, изменение давления внутри трубопровода - все это вызывает постоянные, часто значительные (до 100-200 мм), смещения трубопровода в случае отсутствия его защемления в слабонесущих и обводненных грунтах. При применении подвески цепной подземной опоры заявляемого типа смещения трубопровода воспринимаются опорой, точнее, ее подвижной частью, в результате чего подвижная часть вместе с трубопроводом смещается. Ложемент перемещается в грунте, связанный на цепных подвесках. В случае защемления ложемента опоры в грунте, трубопровод может перемещаться (скользить) продольно по ложементу опоры.
При расчете толщин элементов подземной части учитывается допуск на коррозию деталей на расчетный период эксплуатации подвесных опор, а также выбирается антикоррозионное защитное покрытие. Материальное исполнение и покрытие деталей и элементов опоры выбирается в соответствии с климатической зоной эксплуатации подвесных опор.
В результате использования заявленного устройства достигается ограничение перемещения магистрального трубопровода вниз и обеспечение в заданных пределах перемещений в продольном, поперечном и вертикальном направлениях вверх от температурных деформаций трубопровода и при воздействии максимальных нагрузок на опору.