ИНВЕНТАРНАЯ ОПОРА "КВАДРО"

Инвентарная опора относится к устройствам, представляющим собой подставки, используемые при проведении осмотра
устанавливаемых на них конструкций, производстве сварочных или монтажных работ с цилиндрическими протяженными конструкциями и может найти применение при прокладке или ремонте участков магистральных трубопроводов, в частности, газопровода.
Из известных наиболее близкой по технической сущности является инвентарная опора трубопровода, выполненная из полимерного материала, содержащая наружную опорную стенку, в основном, трубчатой формы, имеющую нижнюю часть для закрепления на поверхности и поддерживающую трубопровод верхнюю часть, внутреннюю опорную стенку, отступающую вовнутрь от наружной опорной стенки и имеющую, в основном, форму усеченного конуса, с нижней частью для закрепления на поверхности и поддерживающей трубопровод верхней частью, и соединяющий участок для поддержания наружной опорной стенки и внутренней опорной стенки в фиксированном, разнесенном одна от другой взаимном положении (заявка РФ №2013126213 на изобретение с конвенционным приоритетом 27.07.2010).
Недостатками известной опоры является технологическая сложность процесса изготовления вследствие развитой трехмерной ее центральной части, представляющей собой дополнительную опору, а также низкий коэффициент запаса устойчивости по отношению к аварийным (динамическим, сдвиговым нагрузкам), поскольку, как правило, опора рассчитывается на восприятие нормальных сил, но может деформироваться и разрушиться при возникновении сдвиговых, касательных сил.
Раскрытие полезной модели
Задачей заявленной полезной модели является создание опоры для трубопровода обладающей технологически простой конструкцией, обеспечивающей высокий запас устойчивости по отношению к аварийным, в том числе и сдвиговым нагрузкам.
Техническим результатом является повышение прочностных характеристик, обеспечивающих, в том числе, запас устойчивости по отношению к возможным повышенным, динамическим, сдвиговым, аварийным нагрузкам.
Заявленный технический результат достигается за счет того, что инвентарная опора для трубопровода выполнена в виде полого тонкостенного тела из полимерного материала с боковой поверхностью по форме сужающейся кверху пирамиды, усеченной в верхней ее части цилиндрической поверхностью, радиус которой не менее радиуса укладываемой на нее трубы трубопровода, образующей верхнюю цилиндрическую опорную, разделенную на симметричные части расположенным по ее образующей вогнутым в направлении основания опоры сквозным ребром и расположенными в плане перпендикулярно ему вогнутыми внутрь опоры ребрами, причем продольные оси первого из упомянутых ребер и вторых ребер не лежат в одной плоскости. При этом, основание пирамиды образовано правильным многоугольником, например, квадратом. Предпочтительно, чтобы ребра имели в поперечном сечении трапециевидную форму, а также в продольном направлении уклон от центральной части опоры. Расположенное по образующей вогнутое в направлении основания опоры сквозное ребро может быть выполнено по форме арки. На опорной поверхности могут быть выполнены технологические вырезы. В качестве полимерного материала опоры использован полимер на основе полиэтилена или полипропилена, при этом целесообразно полимерный материал армировать. Кроме того, упомянутые ребра расположены в плане с возможностью фиксации в них ребер устанавливаемой сверху дополнительной инвентарной опоры.
Причинно-следственная связь указанных выше признаков инвентарной опоры с техническим результатом обусловлена направленностью каждого признака независимого пункта на обеспечение повышения прочностных характеристик:
- выполнение опоры полой и тонкостенной из полимерного материала (в виде оболочки) позволяет оптимизировать ее форму с распределением по всей конструкции действующих нагрузок, что повышает прочность опоры;
- выполнение усечения в верхней части цилиндрической поверхностью, радиус которой не менее радиуса укладываемой трубы трубопровода позволяет организовать оптимальное пятно контакта с трубой, позволяющего передать нагрузку в виде равномерно распределенной;
- образование верхней цилиндрической опорной поверхности симметричными опорными поверхностями расположенными симметрично относительно продольной оси и объединение их центрально расположенным участком цилиндрической поверхности позволяет усилить тонкостенное тело опоры непосредственно в зоне восприятия действующих нагрузок прочностные характеристики за счет увеличения жесткости в месте перехода от центрально расположенного сплошного участка цилиндрической поверхности, обеспечивающего расчетное контактное давление с боковой поверхности, исключая тем самым возникновение зон концентрации напряжения;
- выполнение ребра с его расположением в плоскости, параллельной продольной оси укладываемой трубы, эллипсовидной формы в продольном его сечении вертикальной плоскостью и сопряжение его с упомянутым центрально расположенным участком цилиндрической опорной поверхности приводит к увеличению по отношению к другим ребрам его геометрических параметров за счет такой формы.
Краткое описание чертежей
На Фиг. 1 изображен вид (объемный) опоры трубопровода;
На Фиг. 2 - изображен вид (объемный) собранных в пакет трех опор трубопровода;
На Фиг. 3 - вид сверху опоры трубопровода;
На Фиг.4 - разрез по Б-Б на фиг. 3 (повернут);
На Фиг. 5 - выносной элемент А;
На Фиг. 6 - разрез по В-В на фиг. 3;
На Фиг. 7 - вид сбоку, собранных в пакет трех опор трубопровода;
На Фиг. 8 - вид сбоку, собранных в пакет трех опор трубопровода;
Осуществление полезной модели
Инвентарная опора изготавливается из полимерного материала технологией отлива в спецформы или методом горячего штампования. По форме инвентарная опора представляет собой тонкостенную оболочку, усиленную продольным ребром жесткости и спроектированную таким образом, чтобы за счет возможной деформации изгиба по ребру исключить образование зазора в окрестности нижней образующей трубы в зоне контактного взаимодействия поверхности газопровода и опорной поверхности ПП. При этом принято, что оболочка - это тело, у которого одно из измерений (толщина) значительно меньше двух других.
Опора имеет три основные поверхности: внешнюю поверхность - тенку 1 опоры, поверхность 2 контакта с грунтом и поверхность 3, принимающую нагрузку от трубопровода. Поверхность 3 имеет вогнутую седловидную форму с радиусом вогнутости, определяемым из условия беззазорного сопряжения с поверхностью трубопровода, что исключает смещение опоры от ее монтажного положения. На верхней поверхности 3 выполнены продольные пазы 4, которые, образуя с внутренней стороны эллипсовидное в продольном его сечении вертикальной плоскостью ребро предназначены для фиксации такого же несущего ребра жесткости устанавливаемой сверху дополнительной опоры в случае необходимости наращивания опоры по высоте. На поверхности 3 опоры выполнены технологические вырезы 5 - отверстия, которые позволяют снизить адгезию с поверхностью укладываемого трубопровода и исключить возможность абразивного повреждения изоляции попавшим на опору грунтом за счет его просыпания в вырезы. Ребра образованы углублениями, предпочтительно трапециевидными (или овальными) в поперечном сечении со стороны внешней поверхности опоры.
Высота расположения трубы от опорной поверхности инвентарной опоры составляет около 900 мм. Допускаемая осевая нагрузка составляет не менее 316000 Н, предел прочности на сжатие не менее 120 МПа, предел прочности на растяжение не менее 120 МПа, плотность материала подушки не более 930 кг/м3 при массе не более 32 кг. При изготовлении возможно нанесение армирующего материала, который может наноситься слоями с различной ориентацией волокон материала от слоя к слою. Опора имеет два положения: транспортное и рабочее. Транспортное положение позволяет устанавливать несколько опор друга на друга за счет совпадения несущего опорного ребра с продольным пазом каждой опоры. В таком положении обеспечивается компактная транспортировка пакета опор на объект ремонта и прокладки магистрального трубопровода. Это позволяет достичь необходимой высоты опоры при выполнении монтажных работ на объектах, по ремонту и прокладке магистрального трубопровода. Заявленная конструкция опоры позволяет достичь высоких значений запаса устойчивости при аварийных нагрузках, возможных при пульсационных режимах транспортирования продукта по трубопроводу.
Представленное в настоящей заявке описание конструкции инвентарной опоры для трубопровода охватывает лишь предпочтительное ее осуществление и не должно использоваться как сведения, ограничивающие иные варианты реализации заявленного устройства, которые должны быть очевидны для специалиста в данной области техники.