ОПОРНО-НАПРАВЛЯЮЩЕЕ КОЛЬЦО ДЛЯ ТРУБОПРОВОДА

Полезная модель относится к конструкции трубопроводов, а именно, к устройствам для взаимного центрирования труб.
Известны опорно-направляющие устройства для трубопроводов [1, 2, 3], каждое из которых выполнено в виде скрепленных между собой, по меньшей мере, двух металлических сегментов со стяжками и опорными элементами, каждый сегмент снабжен закрепленными на нем металлическими гнездами для установки опорных элементов, выполненных из полимерного материала.
Недостаток опорно-направляющих колец в том, что при сборке комбинированной трубы, включающей оболочку из полимерного материала, между оболочкой и опорными элементами возникает межмолекулярное сцепление, приводящее к большой величине коэффициента и силы трения, что приводит к увеличенному опрокидывающему моменту, действующему со стороны оболочки на опоры, перекосу опор и деформированию оболочки.
Известно также опорно-направляющее кольцо, входящее в состав комбинированной трубы [4], обладающее недостатком, аналогичным предыдущим кольцам.
Кроме того, опоры в известных опорно-направляющих кольцах [1, 2, 3, 4] имеют прямоугольную форму в сечениях, параллельных оси трубы. При такой форме опор в процессе заполнения пространства между трубами песчано-цементной или бетонной смесью возникает большое сопротивление течению смеси, при котором разность сил давления на торцы опор создает значительный опрокидывающий момент на опорах, который может вызывать опрокидывание опор.
Задача усовершенствования в том, чтобы снизить коэффициент трения между поверхностями оболочки и опорных элементов, существенно уменьшить опрокидывающий момент и тем самым повысить качество собранной комбинированной трубы.
Задача решена в конструкции опорно-направляющего кольца, состоящего, по меньшей мере, из одной замкнутой ленты, охватывающей с натяжением трубу с распределенными и закрепленными на ней опорами, имеющими заходные фаски на поверхности, контактирующей с внутренней поверхностью оболочки, при этом опоры изготовлены из конструкционного влагопоглощающего материала или включают элемент из влагопоглощающего материала, контактирующий с оболочкой; к моменту сборки центральной трубы с оболочкой влагопоглощающий материал пропитан влагосодержащим веществом, водой или водным раствором, снижающим трение; влагопоглощающим материалом является древесина, преимущественно лиственной породы, предпочтительно, березы, обладающей среди лиственных пород достаточной прочностью и плотностью при максимальной доступности и минимальной стоимости.
Волокна древесины в опоре или элементе опоры расположены параллельно оси трубы, что обеспечивает повышенную прочность опоры, имеющей обтекаемую в осевом направлении форму при отношении суммарной площади максимального поперечного сечения опор к площади поперечного сечения кольцевого пространства, не превышающем 0,2.
Опора может быть изготовлена из бетона со вставкой из древесины, закрепленной в верхней части опоры. Опора из бетона имеет обтекаемую в осевом направлении форму.
Каждая опора имеет в верхней части поперечное отверстие или паз, максимально приближенные к фаске, через которые пропущена проволока или полоса с соединенными между собой концами, образующая замкнутый круговой или многоугольный контур. На основании опоры из бетона закреплен
упругий материал, имеющий твердость, не превышающую твердости антикоррозионного покрытия наружной поверхности трубы, что исключает повреждение поверхности трубы из полимерного материала или антикоррозионного покрытия стальной трубы основанием бетонной опоры.
На фиг.1 показано опорно-направляющее кольцо, закрепленное на проводящей трубе; на фиг.2 - опорно-направляющее кольцо, имеющее бетонные опоры с элементами из древесины; на фиг.3 - вид А на опору на фиг.2; на фиг.4 - опорно-направляющее кольцо с опорами из полимерного материала с элементами из древесины; на фиг.5 - вид В на опору на фиг.2; на фиг.6 - вид С на опору на фиг.4.
Опорно-направляющее кольцо состоит (фиг.1, 2, 4), по меньшей мере, из одной замкнутой ленты 1, охватывающей с натяжением трубу 2 с распределенными и закрепленными на ленте 1 опорами 3, имеющими заходные фаски 4 на поверхности 5, контактирующей с внутренней поверхностью оболочки (не показана). Опоры 3 изготовлены из конструкционного влагопоглощающего материала (фиг.1) или включают элемент 6 из влагопоглощающего материала (фиг.3, 4, 5, 6), контактирующий с оболочкой, при этом к моменту сборки центральной трубы 2 с оболочкой влагопоглощающий материал пропитан влагосодержащим веществом, водой или водным раствором, снижающим трение между материалами элемента и оболочки. В качестве влагосодержащего вещества или водного раствора можно использовать водные растворы пластифицирующих добавок или добавок для бетонов, улучшающих перекачиваемость (ГОСТ 24211-91).
Опоры 3 имеют в верхней части поперечные отверстия или пазы 7 (фиг.2, 3), максимально приближенные к фаске 4, через которые пропущена проволока или полоса 8 с соединенными между собой концами, образующая замкнутый круговой или многоугольный контур. На основании опоры из бетона закреплен упругий материал 9 (фиг.2), имеющий твердость, не превышающую
твердости антикоррозионного покрытия наружной поверхности трубы или трубы из полимерного материала, например, полиэтилена.
Влагопоглощающим материалом является древесина предпочтительно лиственной породы (фиг.2-6), так как обладает повышенным влагопоглощением. Из лиственных пород древесины предпочтительно использовать березу, так как она имеет повышенную плотность и прочность при невысокой стоимости.
Волокна древесины в опоре или элементе опоры располагают параллельно оси трубы для большей прочности при вводе центральной трубы с опорно-направляющими кольцами в оболочку.
Для создания меньшего сопротивления течению цементно-песчаной смеси между опорами опорно-направляющих колец, опоры имеют обтекаемую в осевом направлении форму (фиг.5, 6); при этом отношение суммарной площади максимального поперечного сечения опор к площади поперечного сечения кольцевого пространства, не превышает 0,2.
Для создания большего момента сопротивления опоры опрокидыванию при вводе трубы с опорно-направляющими кольцами в оболочку и при заполнении кольцевого пространства между трубой и оболочкой цементно-песчаной смесью или бетоном опора имеет отношение длины основания к высоте, выбираемое из интервала 0,8-2,0.
При использовании опорно-направляющих колец в трубе с бетонным покрытием в оболочке для повышения массы покрытия опора 3 состоит из бетона с элементом из древесины (фиг.2, 3), закрепленным в части опоры, максимально приближенной к внутренней поверхности оболочки.
Для исключения повреждения изоляционного слоя, нанесенного на наружную поверхностью центральной трубы на основании опоры из бетона закреплен упругий материал 9 (фиг.2), имеющий твердость, не превышающую твердости антикоррозионного покрытия наружной поверхности трубы или материала трубы, если труба изготовлена из полимерного материала.
Источники информации
1. Патент RU №47068 U1 от 11.05.2005.
2. Патент RU №47479 U1 от 11.05.2005.
3. Патент RU №31427 U1 от 11.04.2003.
4. Патент RU №2257503 от 22.10.2003.