УНИВЕРСАЛЬНОЕ ТРУБНОЕ КРЕПЛЕНИЕ
UNIVERSAL PIPE MOUNTING

Предлагаемое изобретение относиться к механическому устройству крепления труб и может быть использовано в трубопроводных системах нефтегазоперерабатывающей, химической, металлургической, машиностроительной промышленности, а также в судостроении, в промышленном строительстве и других областях.
Известны многочисленные традиционные конструкции трубных креплений с помощью U-образных радиусных хомутов и П-образных хомутов, выгнутых из металлических прутков, а также разнообразных пластинчатых хомутов, отштампованных из листового металла и сборных сварных хомуты из металлических прутков и полос.
Общим недостатком традиционных конструкций крепления труб является то, что каждому наружному диаметру трубы требуется индивидуальный по размерам хомут, но это не гарантирует равномерного прилегания хомута к наружной поверхности трубы, поэтому для плотного крепления труб требуется установка дополнительных прокладок между хомутом и трубой. Но в таком креплении весьма проблематичным является обеспечение продольного проскальзывания трубы в креплении, что особенно актуально в трубных системах с большим перепадом рабочих температур, на плавающих судах и высотных конструкциях. В таких креплениях прокладки быстро изнашиваются и даже выдавливаются из-под хомута. Кроме того, процесс крепления труб с установкой прокладок значительно усложняется при плохой погоде в полевых условиях на открытом воздухе, на высоте, в стесненных туннелях и отсеках судов и морских платформ.
Известен аналог универсального крепления труб, примененный в патенте US 3199815 А, 10.08.1965 (Fig. 1-3). Отличие предполагаемого крепления заключается в том, что в нем крепление трубы (16) осуществляется полукруглым хомутом (22), рассчитанным только для конкретного наружного диаметра данной трубы, а универсальность подразумевает возможность регулировки положения оси трубы в креплении. Известен аналог крепления труб глушителя, примененный в патенте US 4180286 А, 25.12.1979 (Fig. 1-5). Отличие предполагаемого крепления заключается в том, что в нем крепление труб (12 и 14) осуществляется полукруглыми хомутами (44 и 46), которые рассчитаны только на конкретные наружные диаметры труб. Известен также и другой аналог универсального крепления труб, примененный в патенте ЕР 1043532 А2, 11.10.2000 (Fig. 18-20). Отличие предполагаемого крепления заключается в том, что в нем крепление трубы (3) осуществляется также полукруглым хомутом (28), рассчитанным только для конкретного наружного диаметра данной трубы, а универсальность подразумевает возможность перемещения установки хомутов вдоль оси трубы.
Задачей изобретения является создание универсального, технологичного устройства крепления труб разного диаметра высокой надежности и долговечности для ускоренного монтажа трубопроводов. Для этого предполагается выполнить следующие требования:
- улучшение технологии крепления труб и последующей эксплуатации трубопроводов;
- обеспечение самоцентровки труб в креплении;
- обеспечение равномерного обжима и надежной фиксации труб в креплении;
- возможность регулируемого проскальзывания труб в креплении;
- охват одним типоразмером крепления ближайших по наружному диаметру труб;
- охват типоразмерным рядом креплений труб диаметром от 25 до 500 мм и более;
- широкий диапазон температур, соизмеримый с температурой трубопровода;
- предотвращение местной щелевой коррозии труб в районе крепления;
- срок службы крепления, превышающий срок службы трубопровода;
- возможность использования универсального крепления не только для металлических труб, но и для труб из армированного пластика, металлопластов, керамики и стекла.
Поставленная задача решается тем, что установка и крепление трубы (4) на подвеске (5) осуществляется трапециевидным охватывающим хомутом (2) с тридцати градусным наклоном боковых сторон относительно центральной оси, клипсой (3) с тремя равноудаленными, самоустанавливающимися опорами, две из которых находятся на концах упругих сжимающих боковин, прижимной планкой (1), четырьмя гайками крепления хомута (6), скрепляющим винтом (7), который замурован в центральную опору клипсы, гайкой (8) и шайбой (9).
Предлагаемая конструкция устройства за счет регулирования охвата сжимающих боковин клипсы путем перемещения по наклонным частям хомута направляющих пазов ее боковых опорных частей, а также соответствующей установкой и затяжкой гаек на удлиненных резьбовых частях хомута осуществляет трехточечное крепление трубы. Одним типоразмером хомута можно произвести крепление труб ближайших наружных диаметров либо труб с одним проходным сечением, но с большим диапазоном толщин их стенок. При необходимости, такая конструкция крепления при контролируемом обжатии обеспечит минимальный зазор для проскальзывания трубы в креплении. Перемещение самой клипсы вдоль оси трубопровода препятствует металлическая прижимная планка с боковыми буртами, скрепленная винтом, гайкой и шайбой. Основным материалом клипс и их опор могут быть упругие и прочные термопластичные пластики, стойких к морской воде и солнечной радиации, что обеспечит их массовое изготовления литьем под давлением. Для крепления труб больших диаметров клипсы могут быть сборной конструкции с упругими боковыми частями из армированного пластика или металлической полосы. Клипсы и самоустанавливающиеся опоры для высоконагруженных и высокотемпературных трубопроводов могут иметь полностью металлическую конструкцию с заменой скрепляющего винта резьбовой шпилькой.
В зависимости от варианта монтажа трубопровода предлагаемое трубное крепление может иметь три основных типа установки хомута. Принципиальная конструкция трех основных типов универсального трубного крепления показана на прилагаемых фигурах:
- подвесной тип крепления труб на фиг. №1;
- приварной тип крепления труб на фиг. №2;
- механическое крепление труб с приварной планкой (10) и болтами (11) на фиг. №3.
В каждом типе крепления возможны различные дополнительные варианты, например:
- крепления сваркой к наружной поверхности наклонных сторон хомутов;
- крепление сваркой между собой центральных поперечин хомутов;
- механическое крепление хомутов скобой.
Все виды механического типа крепления с помощью приварной планки или скобы предполагают монтаж трубопроводов к неметаллическим конструкциям из армированного пластика, дерева, бетона и других строительных материалов.
На представленных фигурах №1, №2 и №3 полностью раскрыта общая идея конструкции устройства, предлагаемого трубного крепления, его особенность и техническая новизна. Такая конструкция трубного крепления, в какой-то степени, напоминает установку, центровку и крепления сверл разных диаметров в обычном трехкулачковом патроне.
Учитывая уникальность и универсальность указанного крепления, предлагается дать наименование новому трубному креплению - универсальное трубное крепление.
Предложенная конструкция устройства универсального трубного крепления обеспечивает выполнение всех, выше перечисленных, исходных требований, а анализ возможности ее использования дает следующие очевидные технологические и эксплуатационные преимущества по сравнению с традиционным креплением труб:
- простота крепления и регулирования необходимого обжима труб;
- ускоренное и качественное крепление трубопроводов;
- возможность многократного монтажа и демонтажа крепления;
- возможность надежного крепления труб с отступлениями от круговой формы;
- удаление и высыхание морской воды под опорами клипс;
- полная сохранность труб и их наружных покрытий в креплении;
- исключение контактной коррозии между трубой и элементами крепления;
- повышенная вибрационная стойкость крепления трубопроводов;
- снижение шумов и исключение вибрации трубы в креплении;
- низкая стоимость и высокая производительность работ по сборке трубопроводов. Важным преимуществом предложенной конструкции является и то, что в стационарных цеховых условиях будут изготовлены и собраны основные детали крепления. Это обеспечит высокое качество и минимальное время монтажа и крепления трубопроводов на строящихся объектах.
Предполагается, что после разработки чертежей, изготовления опытных образцов и проведения всех необходимых испытаний, минимизации типоразмерного ряда, окончательного выбора материалов деталей устройства, отработки всей технологической цепочки изготовления деталей и крепления трубопроводов будет сформулирована и подана новая заявка с потенциальным Инвестором на оформление международного патента.