УСТРОЙСТВО ДЛЯ БАЛЛАСТИРОВКИ

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ПОЛЕЗНАЯ МОДЕЛЬ
Настоящая полезная модель относится к строительству трубопроводов и других конструкций, в частности при сооружении и ремонте переходов подземных трубопроводов на обводненных грунтах, болотах, а также при пересечении водных преград. Более конкретно, настоящая полезная модель относится к устройству для балластировки.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Для обеспечения устойчивого положения подводных трубопроводов на дне водной преграды применяют различные способы их балластировки и закрепления. С увеличением диаметра трубопровода значительно возрастают затраты на балластировку и закрепление. От способов балластировки существенно зависит качество и темпы сооружения переходов. Поэтому выбор рациональных способов и разработка новых более совершенных конструктивных устройств для балластировки и закрепления подводных трубопроводов имеет большое значение.
Известно такое устройство для балластировки, как чугунные кольцевые грузы. Грузы изготавливаются из серого чугуна. Перед установкой на трубопровод краном или трубоукладчиком производится раскладка половинок грузов вдоль зафутерованной плети. Затем на выложенные половинки грузов укладывают зафутерованную трубу и навешивают на нее верхние половинки грузов, после чего половинки грузов соединяют болтами. Болтовые соединения грузов заливают битумной или резино-битумной мастикой [Бородавкин П.П. и др. «Подводные трубопроводы», Москва, «Недра», 1979, стр.179-180, далее по тексту описания - «Д1»].
Недостатком известного устройства для балластировки является необходимость в дополнительной защите (футеровке) трубопровода. Эта необходимость обусловлена тем, что балластирующие грузы при установке и эксплуатации на трубе без футеровки могут механически повреждать изоляционное покрытие трубопровода. Половинки грузов выполняются цельными из чугуна, из-за чего сложно обеспечить полное совпадение радиусов кривизны поверхностей контакта трубы и утяжелителя и, соответственно, равномерного распределения давления на трубу при стягивании грузов болтами.
РАСКРЫТИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Задача, стоявшая перед разработчиками настоящей полезной модели, заключалась в создании устройства для балластировки, при установке которого не требуется дополнительная защита конструкции, которое кроме того способно выполнять функцию защиты и изоляции конструкции, а также в расширении арсенала технических средств для балластировки.
Указанная задача решается тем, что устройство для балластировки, согласно настоящей полезной модели, включает в себя один или несколько элементов утяжеления, выполненных в виде профильно-погоннажных изделий, причем по меньшей мере один элемент утяжеления содержит по меньшей мере один сквозной проход для стягивающего элемента; по меньшей мере один стягивающий элемент; при этом материал элемента утяжеления содержит композиционную смесь связующего полимера и наполнителя и выбран из условия обеспечения объемной массы устройства для балластировки достаточной для обеспечения требуемого местоположения конструкции с установленным на ней устройством для балластировки.
При использовании устройства для балластировки, согласно заявленной полезной модели, элементы утяжеления касаются конструкции по существу всей поверхностью грани не зависимо от геометрических параметров конструкции, а крепление устройства на конструкции происходит посредством стягивания гибким стягивающим элементом. Таким образом, механическое воздействие устройства для балластировки на конструкцию по существу равномерно распределено по всей поверхности их контакта.
Техническим результатом заявленной полезной модели является реализация функции балластировки конструкции с минимальным деструктивным воздействием устройства для балластировки на балластируемую конструкцию.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг.1 показывает вид элемента утяжеления в перспективе.
Фиг.2 показывает вид устройства для балластировки в разрезе.
Фиг.3 показывает трубопровод с установленным на нем устройством для балластировки.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
В наиболее предпочтительном варианте осуществления заявленной полезной модели устройство 1 для балластировки содержит элементы 2 утяжеления в виде профильно-погоннажного изделия, которое содержит две боковые поверхности 6 и 7, по меньшей мере одна из которых выполнена так, чтобы обеспечить шарнирное сочленение с прилегающим элементом 2 утяжеления. По меньшей мере один элемент 2 утяжеления может быть выполнен указанной формы. В более частом случае по меньшей мере один элемент 2 утяжеления выполнен в виде профильно-погоннажного изделия, поперечный профиль которого с по меньшей мере одной стороны ограничен неограниченной геометрической фигурой, содержащей дугу. При этом форма дуг сторон профилей прилегающих друг к другу поверхностей защитных реек по существу совпадает. Устройство 1, содержащее элементы 2 утяжеления указанной формы представлено на Фиг.2 и Фиг.3. Форма элемента 2 утяжеления, согласно настоящей полезной модели, может быть также аналогичной форме защитной рейки устройства для защиты цилиндрических поверхностей, раскрытой в заявке на изобретение RU 2011112750/20 от 1.04.2011.
Для обеспечения целостности устройства по меньшей мере один сквозной проход для стягивающего элемента может быть выполнен в виде отверстия 5. Отверстие 5 может быть выполнено цилиндрической формы. По меньшей мере один стягивающий элемент (не показан) может включать в себя стальную проволоку канатку. Для соединения концов стягивающего элемента друг с другом стягивающий элемент может содержать по меньшей мере одно средство соединения, такие как талреп, металлические крюки, карабин, петли, кольца, резьбовое соединение или любые другие известные средства соединения (не показаны).
Устройство 1 для балластировки может собираться из по меньшей мере одного отдельного элемента 2 утяжеления и по меньшей мере одного стягивающего элемента.
Материал элемента утяжеления выбирается из условия обеспечения объемной массы устройства для балластировки достаточной для обеспечения требуемого местоположения конструкции. Такой выбор может сводиться к выбору связующего полимера и наполнителя и выбору пропорций, в которых они присутствуют в материале, исходя из их объемной массы и объемной массы их соединения. Элемент утяжеления может быть изготовлен способом прямого (компрессионного) горячего прессования.
При компрессионном прессовании предварительно подогретый материал загружают непосредственно в формующую полость нагретой до высокой температуры пресс-формы, после чего проводится смыкание пресс-формы, выдержка материала под давлением и отверждение.
То есть технологический процесс производства элемента утяжеления в таком случае может состоять из следующих этапов: предварительное нагревание материала, загрузка материала, смыкание пресс-формы, подпрессовка, выдержка под давлением и отверждение, размыкание пресс-формы, извлечение изделия, очистка пресс-формы. Более подробно этот процесс производства описан в [«Основы технологии переработки пластмасс». Учебное пособие для ВУЗов, Власов С.В., Кандырин Л.Б., Кулезнев В.Н. и др.].
Материал элемента утяжеления содержит композиционную смесь связующего полимера и наполнителя и выбран из условия обеспечения объемной массы устройства для балластировки достаточной для обеспечения требуемого местоположения конструкции с установленным на ней устройством для балластировки. Для обеспечения необходимой для соблюдения этого условия объемной массы наполнитель предпочтительно выполняется из материала значительно более тяжелого по отношению к его объему, чем связующий полимер. Так, наполнитель может содержать по меньшей мере один из материалов: гравий, песок, щебень, включения металла, включения руды, цементосодержащий материал, включения из шлаковых и/или зольных отходов, зольный гравий, глинозольный керамзит, литой шлаковый щебень. Указанный выше перечень не является ограничением, и в качестве наполнителя может использоваться любой подходящий материал.
Устройство 1 для балластировки в наиболее предпочтительном варианте осуществления может использоваться для балластировки цилиндрических конструкций, в частности трубопроводов.
Перед установкой на трубопровод 3 производится раскладка устройств 1 для балластировки с разъединенными концами стягивающих элементов вдоль плети трубопровода так, чтобы элементы 2 утяжеления устройства 1 были ориентированы вдоль направления укладки плети трубопровода. Расстояния между устройствами 1 для балластировки определяют расчетом. Затем на выложенные устройства 1 для балластировки укладывают балластируемую конструкцию, а концы стягивающих элементов поднимают и соединяют с помощью средства соединения. В случае, если средство соединения содержит талреп или другое аналогичное устройство, стягивающий элемент может быть дополнительно натянут вокруг конструкции для обеспечения надежной фиксации устройства 1 на конструкции.
Настоящая полезная модель подробно описана со ссылкой на предпочтительный вариант ее осуществления, однако очевидно, что она может быть осуществлена в различных вариантах, не выходя за рамки заявленного объема правовой охраны, определяемого формулой полезной модели.