РЕМОНТНАЯ ОБЛИЦОВОЧНАЯ ТРУБА Российский патент 1997 года по МПК F16L58/02 

Настоящее изобретение относится к ремонтной облицовочной трубе для введения в трубопровод канализационного коллектора и подобные трубопроводы для их ремонта, причем ремонтная облицовочная труба состоит из ряда, по существу, жестких элементов трубы, которые взаимосоединяют с помощью соединений трубы, причем такое соединение содержит охватывающую втулочную часть, внешний диаметр которой больше диаметра части трубы, и охватываемую фиксирующую часть, при этом по меньшей мере одна из них имеет поверхность периферийного выступа, поперечную длине трубы, а другая имеет поперечную периферийную стопорную поверхность, прижимающуюся к выступу, когда элементы трубы толкают навстречу друг другу, и внизу охватывающей части, и на внешнем конце охватываемой части имеются дополняющие друг друга части, которые друг с другом образуют замок с защелкой для предотвращения отсоединения элементов трубы друг от друга при растяжении.

Многие закапываемые трубопроводы, например, трубопроводы канализационного коллектора, и среди них особенно бетонные трубопроводы канализационного коллектора, постепенно ухудшаются, и в них по различным причинам может также появиться другое разрушение, например трещины, разрывы и тому подобное. На некотором этапе трубопроводы, находящиеся в эксплуатации, должны ремонтироваться. В случае трубопроводов канализационного коллектора это, конечно, может быть сделано выкапыванием их и заменой новыми трубами. Однако выкапывание и закапывание являются дорогостоящими и трудоемкими работами, и, кроме того, в городах такие раскопки вызывают нарушение движения транспорта. По этой причине в настоящее время разрушенные трубопроводы ремонтируют с помощью так называемых труб для ремонта футеровки, которыми являются, например, пластмассовые трубы, которые вводят с конца ремонтируемой секции трубопровода в исходную трубу, посредством которых исходную трубу облицовывают внутри.

Имеется несколько типов таких ремонтных облицовочных труб. Одной возможностью является использование гибкой, например гофрированной, пластмассовой трубной обвязки, части которой соединяют сваркой на поверхности земли и вставляют в соединенном непрерывном виде, например, через смотровой колодец, в ремонтируемую секцию трубопровода. Такая трубная обвязка является недорогой, но она может быть использована только в относительно небольших диаметрах, поскольку труба большого диаметра не может гнуться в небольшом промежутке смотрового колодца. Кроме того, при такой конструкции трубы трудно устроить систему разветвления без вскрытия области пересечения.

Другой возможностью является использование трубчатых элементов, максимальная длина которых равна диаметру смотрового колодца, причем в этом случае трубчатые элементы могут быть вставлены по одному для развертывания трубчатого элемента или ряда трубчатых элементов уже в секции трубопровода канализационного коллектора, и эту ремонтную облицовочную трубу, составленную из трубчатых элементов, вставляют всегда по одному участку элемента за один раз в ремонтируемую секцию трубопровода канализационного коллектора. Одной возможностью формирования таких трубчатых элементов является литье или другой способ формования трубчатых частей, имеющих охватывающие втулки на обоих концах. Кроме того, в этом варианте воплощения используют охватываемые трубчатые участки, длины которых соответствуют длине двух последовательно размещенных втулочных частей. В этом случае наружные концы охватывающих частей будут устанавливаться друг против друга и участок трубы внутри них будет поддерживать концы элементов на месте. Такая ремонтная облицовочная труба толще на охватывающих частях, чем где-либо еще. Однако такая конструкция имеет тот недостаток, что дополняющие друг друга поверхности, которые испытывают воздействие силы сжатия, генерируемой между трубчатыми элементами, когда их вводят в канализационный коллектор, состоят только из торцов охватывающих частей. В области точки контакта участка трубы и основания охватывающей части нет поверхностей, сопротивляющихся продвиганию, и, таким образом, участок трубы может скользить через охватывающую часть вовнутрь элемента, вследствие чего разрушается конструкция. Кроме того, эта конструкция не имеет средств сопротивления воздействию растягивающих усилий, вследствие чего нет ничего, что помешало бы элементам отсоединиться друг от друга, если бы их по какой-либо причине потянули назад, даже на очень небольшое расстояние. Результатом может быть облицовка трубы, имеющая в неизвестных местах одно или более распавшихся соединений, при наличии которых ремонтная облицовка должна считаться дефектной.

Другая конструкция ремонтной облицовочной трубы состоит из элементов, которые были первоначально сформированы из экструлированной трубной обвязки разрезанием ее на соответствующие отрезки и механической обработкой таким образом, чтобы на одном конце каждого из элементов получить охватывающую втулочную часть, а на другом конце охватываемую фиксирующую часть. В этой известной конструкции имеются (на внешнем краю охватываемой фиксирующей части и внизу охватывающей части) дополняющие друг друга, образующие замок с защелкой части, которые будут препятствовать отсоединению частей друг от друга при растяжении. Кроме того, в этой конструкции довольно просто получить два комплекта дополняющих друг друга, выдерживающих давление поверхностей, в результате чего соединения между элементами трубы будут относительно хорошо выдерживать проталкивание. Однако эта конструкция является дорогой, поскольку трубу приходится экструдировать так, чтобы иметь очень толстые стенки для возможности получения в ней механической обработкой достаточно прочной охватывающей втулочной части и охватываемой фиксирующей части. В этом случае стоимость материала очень высока. Кроме того, изготовление охватывающей части и охватываемой части полностью с помощью механической обработки увеличивает стоимость и порой вызывает размерные погрешности. Такие размерные погрешности в охватывающей части или охватываемой части усложняют установку, а в некоторых случаях даже делают ее невозможной. С другой стороны, если экструдированная труба выполнена с более тонкими стенками, стенка охватывающей части и стенка охватываемой части будет столь тонка, что соединение разрушится, когда трубы под давлением сжимают вместе. В этом альтернативном варианте ремонтная облицовочная труба полностью имеет гладкую внутреннюю поверхность.

Задачей настоящего изобретения является обеспечение элементов с относительно малой толщиной стенки для образования ремонтной облицовочной трубы. Другими словами, задачей является обеспечение элементов трубы, которые не имеют лишнего материала, помимо удовлетворения требований функционирования ремонтной облицовочной трубы в процессе эксплуатации. Второй задачей настоящего изобретения является обеспечение элементов трубы этого типа, которые могли бы один за другим соединяться и которые бы после этого имели достаточные дополняющие друг друга поверхности, чтобы выдерживать значительное сжимающее усилие, которому соединение подвергается во время установки ремонтной облицовочной трубы. Такое сжимающее усилие появляется вследствие того, что длина вставляемой секции трубы может быть свыше 300 метров, причем длины 50 метров являются обычными, и эти секции могут обладать кривизной. Таким образом, соединение между последним элементом трубы и предшествующим элементом трубы подвергается воздействию усилия сопротивления, вызванного трением между всей секцией ремонтной облицовочной трубы и стенкой канализационного коллектора. Третьей задачей настоящего изобретения является обеспечение ремонтной облицовочной трубы этого типа, состоящей из элементов трубы с минимальным трением между ее внешней поверхностью и, например, стенкой канализационного коллектора, для минимизации сжимающего усилия, вызванного трением. Четвертой задачей настоящего изобретения является обеспечение элемента трубы этого типа с минимальной возможностью размерных погрешностей и последующих проблем установки.

Описанные выше проблемы и поставленные выше задачи могут быть решены с помощью ремонтной облицовочной трубы в соответствии с настоящим изобретением, которая отличается тем, что описывается в отличительной части пункта 1 формулы изобретения.

Самым важным преимуществом настоящего изобретения является то, что стоимость материала трубы очень низка, и то, что элементы могут быть изготовлены с помощью технологии, в которой вряд ли имеется какая-либо возможность размерных погрешностей. Другим преимуществом настоящего изобретения является то, что соединения между элементами выдерживают очень большие как сжимающие, так и растягивающие усилия, и тем, что трение внешней поверхности ремонтной облицовочной трубы, состоящей из элементов трубы, например, в трубопроводе канализационного коллектора, является небольшим.

Ниже настоящее изобретение описывается подробно со ссылкой на сопроводительный чертеж.

На чертеже приведен вид сбоку, с частичным вырывом, элемента ремонтной облицовочной трубы в соответствии с настоящим изобретением.

На приведенном чертеже показан элемент ремонтной облицовочной трубы 1, который имеет относительно тонкую стенку 18 трубчатой части 4, толщину которой выбирают такой, чтобы она была только достаточна для функционирования установленной облицовки и чтобы выдерживать сжатие, вызываемое установкой. На одном конце этого элемента трубы 1 имеется охватывающая втулочная часть, внешний диаметр D₂ которой больше внешнего диаметра D₁ трубчатой части 4, а на другом конце охватываемая фиксирующая часть 3. Внизу охватывающей части 2 и на внешнем конце охватываемой части 3 имеются дополняющие друг друга части 5, 16, которые образуют друг с другом замок с защелкой, который предотвращает отделение элементов трубы друг от друга при приложении растягивающего усилия. В соответствии с настоящим изобретением элемент трубы имеет в качестве удлинителя охватываемого фиксирующего элемента 3 кольцо выступа 6, которое составляет с элементом одно целое, причем это кольцо выступа находится на том краю фиксирующей части, которая обращена к трубчатой части 4 и охватывающей части 2. Внешний диаметр D₃ этого кольца выступа 6 имеет тот же порядок величины, что и внешний диаметр охватывающей части, и это кольцо выступа имеет обращенную к фиксирующей части поверхность выступа 7, поперечную длине L трубы. Внешний край охватывающей части 2 образует "стопорную" поверхность 8, поперечную длине L трубы. Когда во время образования соединения охватываемая часть 3 проталкивается внутрь охватывающей части 2, поверхность выступа 7, которая находится на той стороне кольца выступа 6, которая обращена к охватываемой части, будет устанавливаться против стопорной поверхности 8 охватывающей части 2. Вследствие этого образуется прочная пара поверхностей для сопротивления сжимающему усилию.

В качестве "удлинителя" охватывающей части 2, обращенной к охватываемой части 3, имеется ограничительное кольцо 9, которое также является составной частью элемента. Между ограничительным кольцом 9 и охватывающей частью имеется периферийная канавка 10, которая имеет боковые поверхности 11а и 11b, поперечные длине L трубы. Канавка 10 простирается от внешней стороны приблизительно до уровня внешней поверхности 14 трубчатой части 4. Эта канавка 10 предназначена для блокирующего фиксатора, который используют для взаимосоединения элементов ремонтной облицовочной трубы. Когда самый последний элемент ремонтной облицовочной трубы, конкретно, сначала охватываемая фиксирующая часть 3, была вставлена в ремонтируемую трубу канализационного коллектора, в эту канавку 10 вставляют плоский блокирующий фиксатор, к которой он прилегает с относительной точностью. После этого в качестве продолжения этого элемента устанавливают следующий элемент ремонтной облицовочной трубы и охватываемую часть последнего элемента проталкивают в охватывающую часть предшествующего элемента с помощью, например, гидравлического цилиндра. При этом блокирующий фиксатор устанавливается против стенки смотрового колодца, предотвращая, таким образом, перемещение уже установленной секции ремонтной облицовочной трубы в направлении канализационного коллектора путем поддержания трубы с помощью этой канавки 10.

Как поверхность 12 кольца выступа 6, которая обращена в сторону от охватываемой фиксирующей части 3, так и поверхность 13 ограничительного кольца 9, которая обращена в сторону от охватывающей части 2, являются наклонными. Каждая из этих поверхностей 12 и 13 образует, соответственно, угол К₁ и К₂ относительно внешней поверхности 14 трубчатой части 4, причем минимальная величина этих углов составляет приблизительно 120 градусов, а предпочтительная минимальная величина равна 135 градусов. Эти углы К₁ и К₂ могут быть взаимно равны или неравны и было установлено, что особенно выгодным является угол, приблизительно равный 150 градусам; такие углы показаны в варианте воплощения, представленном на прилагаемом чертеже. В этом случае ремонтная облицовочная труба будет контактировать со стенкой ремонтируемого канализационного коллектора на участке насколько большем, чем участок охватывающей части, и поскольку обращенные наружу краевые поверхности 12 и 13 этой секции достаточно наклонены, эта выступающая секция, диаметр которой D₂, не может ничем загрязняться, и сопротивление проталкиванию очень мало.

Для обеспечения замка с защелкой на внешнем краю охватываемой части 3 имеется фиксирующее кольцо 5, снабженное наклонной в направлении наружу поверхностью 15а и поверхностью 15b, которая обращена к трубчатой части 4 и расположена поперечно длине трубы L. Эта наклонная в направлении наружу поверхность 15a, таким образом, составляет часть конической поверхности, вершина которой указывает в том же направлении, что и охватываемая часть, чтобы фиксирующее кольцо вталкивалось бы с достаточно низким сопротивлением в охватывающую часть. Внизу охватывающей части 2 имеется фиксирующая канавка 16, имеющая больший диаметр, чем внутренний диаметр D₄ остальной охватывающей части, причем канавка имеет "стопорную" поверхность 17а, обращенную к внешнему краю охватывающей части, и поперечная поверхность 15b фиксирующего кольца 5 захватывается ей, чтобы предотвратить отсоединение фиксирующего кольца второй трубы, и вследствие этого всей трубы, от первой охватывающей части и соответствующей трубы. Низ фиксирующей канавки 16, то есть боковая поверхность, обращенная от внешнего края охватывающей части, имеет форму предпочтительно как выступ 17b, поперечный длине L элемента трубы. Участок 15c от наклона 15a внешнего края фиксирующего кольца 5 к осевой линии трубы также является поперечной стопорной поверхности. Этот участок 15с прижимается к выступу 17b охватывающей части, когда охватываемую часть запрессовывают в охватывающую часть, посредством чего образуют вторую пару поверхностей, сопротивляющуюся давлению между элементами трубы. Длину H_I фиксирующей канавки в продольном направлении L трубы делают больше толщины H₂ фиксирующего кольца 5 в том же направлении, посредством чего становится возможным небольшое угловое несовпадение между последовательными элементами ремонтной облицовочной трубы. Это угловое несовпадение в свою очередь позволяет ремонтной облицовочной трубе, составленной из элементов трубы, быть вставленной в искривленный канализационный коллектор или тому подобное. Охватываемая часть дополнительно имеет канавку для уплотнения 19, которое уплотняет между собой следующие один за другим элементы способом, который известен сам по себе.

Использование: строительство и ремонт трубопроводов канализационного коллектора. Сущность изобретения: трубные элементы облицовочной трубы соединяются втулочными и раструбными концами и имеют замковое соединение с защелкой из радиальной канавки и кольцевого выступа. Втулочный конец имеет дополнительный выступ. Собранные трубные элементы контактируют торцами дополнительного и концевого выступов соответственно с торцом раструбного смежного конца и торцом его радиальной кольцевой канавки, что позволяет перераспределять осевые усилия в трубе. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Ремонтная облицовочная труба для введения внутрь трубопроводов канализационного коллектора и в подобные трубопроводы при их ремонте, содержащая соединенные между собой трубные элементы, каждый из которых имеет соответственно охватываемый втулочный и охватывающий раструбный концы и образующееся при соединении смежных трубных элементов замковое соединение с защелкой из радиальной кольцевой канавки на раструбном конце и кольцевого выступа на втулочном конце, отличающаяся тем, что последний снабжен дополнительным выступом, при этом соединенные трубные элементы контактируют торцами дополнительного и концевого выступов соответственно с торцом раструбного конца и торцом его радиальной кольцевой канавки, причем раструбный конец имеет наружный диаметр, больший наружного диаметра трубного элемента, и снабжен дополнительной торцевой обращенной к втулочному концу поверхностью. 2. Труба по п.1, отличающаяся тем, что каждый ее трубный элемент снабжен ограничительными кольцами, образующим с дополнительным торцом раструбного конца кольцевую радиальную канавку. 3. Труба по п.1 или 2, отличающаяся тем, что направленные от концов трубных элементов поверхности дополнительного радиального кольцевого выступа и ограничительного кольца выполнены коническими и образуют с наружной поверхностью трубного элемента углы 120 135^o. 4. Труба по п. 1, или 2, или 3, отличающаяся тем, что составляющие ее трубные элементы выполняются экструзией из пластмассы.