ВЫСОКОПРОЧНОЕ МЯГКОЕ ПОЛОТЕНЦЕ И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ Российский патент 2001 года по МПК F16L1/06 

Изобретение относится к строительству и может найти применение при прокладке трубопроводных систем различного назначения.

Известны мягкие полотенца для подъема, перемещения, монтажа и укладки изолированных трубопроводов на проектные отметки, содержащие одну или несколько грузовых лент, выполненных из технических тканей или их комбинаций с полимерными нитями, уложенными преимущественно в тангенциальном направлении [1-7].

Техническим решением, принятым за аналог, является мягкое полотенце СМК 41, СМК 42 и СМК 43, предназначенное для перегрузки и монтажа изолированных труб диаметром от 114 до 820 мм, а также для укладки на проектные отметки изолированного трубопровода диаметрами до 345 мм и содержащее один мягкий кольцевой строп, выполненный из высокопрочной капроновой ткани, пропитанной и покрытой специальным полимерным составом, защищающим ткань от атмосферных воздействий, механических повреждений и увеличивающим долговечность стропов при работе на истирание.

Недостатком данного технического решения, характеризующегося малой массой изделия, является его малая грузоподъемность и невозможность использования полотенца для укладки на проектные отметки трубопроводов диаметром более 325 мм. Для обеспечения необходимой максимальной грузоподъемности в 60 т и запаса прочности не менее шести требуется:
- увеличить поперечное сечение стропа (его ширину и толщину) при работе с трубами до 820 мм, что неизбежно приведет к резкому увеличению его жесткости, а следовательно, к неудобству обращения с ним в условиях низких температур;
- увеличить число развитых по толщине и ширине сечения стропов до четырех при работе с трубами диаметром до 1420 мм, что требует применения специальной металлической траверсы и коромысел и повышает массу мягкого полотенца до 500 кг, а также его жесткость, резко усложняя при этом технологичность работ.

Изложенные недостатки устранены в конструкциях высокопрочного мягкого полотенца [2] , принятого за прототип. По сравнению с аналогом оно дополнительно содержит не менее одного такого же равной длины кольцевого ленточного стропа. Стропы расположены под углом друг к другу и соединены между собой в опирающихся на крюк грузоподъемного средства двух противоположных местах пересечения кольцевых ленточных строп. В качестве силовых элементов применены полимерные нити, уложенные преимущественно в танценциальном направлении с равномерным распределением в поперечных сечениях стропов. Для увеличения грузоподъемности полотенце содержит третий строп меньшего периметра, расположенный симметрично двум другим и скреплен с ними в местах их пересечения. В местах опирания на крюк и контакта с трубами полотенце снабжено антифрикционным износостойким покрытием. Полотенце в местах контакта с трубами снабжено креплением строп между собой и в ненагруженном состоянии образует дугу, обеспечивающую свободное перемещение вдоль трубопровода при перемещении, например, трубоукладчика.

Технология (способ) изготовления полотенца состоит в том, что высокопрочные нити наматывают на барабан, распределяя их по ширине стропа, фиксируют в уложенном состоянии и защищают специальным тканевым покрытием. Строп прошивают продольными и реже поперечными строчками. Затем кольцевые стропы сшивают между собой на участках их контакта друг с другом. Для обеспечения долговечности работы на кольцевые стропы наносят антифрикционное и износостойкое покрытие в местах навески на крюк трубоукладчика и на участках контакта с грубой. Кроме того, на полотенце вдоль нижней образующей трубы устанавливают упругие или резиновые прокладки, обеспечивающие образование дуги.

Опыт изготовления и эксплуатации мягких полотенец прототипа выявил следующие недостатки:
- большую трудоемкость изготовления несущего слоя полотенец из полимерных нитей;
- недостаточную фиксацию нитей в стропе и невозможность их равномерного натяжения, что приводит к неравномерности распределения в них нагрузки и, как результат, к снижению срока службы полотенец;
- достаточно большая ширина стропа, что вносит неудобство при навеске на крюк грузоподъемного средства;
- неоптимальность защитных покрытий полотенец в местах контакта с крюком грузоподъемного средства и трубопроводом.

Сущность изобретения. Предлагаемое изобретение относится к строительству, направлено на достижение следующих технических результатов:
- снижение трудоемкости изготовления высокопрочных мягких полотенец;
- повышение ресурса их работы;
- снижение массы полотенца за счет применения новых материалов и конструктивных решений.

Обеспечение технических результатов достигается тем, что в мягком полотенце, которое содержит не менее двух ленточных строп в виде плоских многослойных непрерывных лент, расположенных под углом друг к другу так, что кольцо одного стропа, вставленное в кольцо другого, имеет два диаметрально противоположных участка нахлеста шириной, равной ширине одного стропа, и два диаметрально противоположных участка шириной, равной суммарной ширине двух стропов, при этом участки нахлеста, предназначенные для размещения на крюке грузоподъемного устройства, и участки двойной ширины, предназначенные для охвата труб, снабжены антифрикционным износостойким покрытием, а в качестве несущих используются элементы, состоящие из полимерных волокон, согласно изобретению в качестве несущих элементов применены жгуты из высокопрочных высокомодульных арамидных волокон с линейной плотностью от 600 до 1000 текс с разрывной нагрузкой от 120 до 170 кгс, которые уложены попарно и непрерывно в один слой только вдоль стропа без разрывов, нахлестов и связок и только два их конца соединены между собой тройным узлом с оставлением свободных концов не менее 100 мм, заключены в чехол из полиамидной ткани, а строп в сборе прошит в поперечном направлении хлопчатобумажной нитью с шагом швов от 50 до 80 мм и шагом стежка от 5 до 7 мм, при этом соединение строп в полотенце выполнено по всей площади их нахлеста продольными швами, сходящимися от линии их максимального перекрытия к точке касания их кромок, в зонах контакта полотенца с трубой выполнены защитные накладки из, как минимум, двух слоев полиамидной ткани контрастного цвета, которые соединены с полотенцем продольными строчными швами по кромкам строп, все полотенце совместно с накладками прошито наклонными поперечными строчками по форме треугольников со сторонами от 50-60 мм в его узкой части и до 100-200 мм в широкой, в зонах контакта полотенца с крюком грузоподъемного средства выполнены защитные накладки из, как минимум, двух слоев полиамидной ткани, которые охватывают узкие участки полотенца и их свободные кромки, расположенные вдоль кромок строп, сшиты двойной строчкой так, что накладки плотно прилегают к полотенцу с возможностью свободного скольжения вдоль него.

Кроме того, обеспечение технических результатов достигается тем, что в способе изготовления мягкого полотенца, заключающегося в намотке на барабан высокопрочных нитей или жгутов с равномерным распределением их по ширине стропа, фиксации в уложенном состоянии, защите специальным тканевым покрытием с прошивкой продольными и поперечными строчками, последующей сшивке стропов в полотенце и нанесении антифрикционного износостойкого покрытия на места навески на крюк трубоукладчика и на участки контакта с трубой, согласно изобретению заготовку из полиамидной ткани размерами, соответствующими грузоподъемности мягкого полотенца, обертывают вокруг цилиндрической оправки со съемными секциями, закрепляют ее по периметру, обеспечивая плотное прилегание к оправке, и соединяют концы с нахлестом не более 100 мм с помощью клея, производят разметку зоны намотки и устанавливают два штыря по одной образующей оправки, обозначая ширину намотки жгутов, далее связывают концы двух жгутов от двух бобин тройным узлом со свободными концами жгутов не менее 100 мм и закрепляют узел на одном из штырей, далее производят намотку жгутов на тканевую заготовку согласно разметке с натягом не менее 10% от разрывной нагрузки жгута, после намотки жгута штыри удаляют и связывают концы жгутов начала и конца намотки тройным узлом, оставляя свободными концы жгутов не менее 100 мм и закрепляя узел под намотанным жгутом, далее свободные края оберточной ткани завертывают на намотанный слой жгута с обеих сторон и верхний нахлест ткани приклеивают к нижнему по продольной кромке стропа с шириной приклейки 25-30 мм, излишки ткани удаляют, после чего производят поперечную прошивку стропа без снятия с оправки, затем снятый с оправки строп прошивают продольными швами, начиная от середины с переходом к строчке справа, а затем слева от средней последовательно к наружной кромке стропа, прошитые стропы подвергают вытяжке до достижения их одинаковой длины, после этого один строп вводят внутрь другого, производят их совместную вытяжку и располагают друг относительно друга под углом так, чтобы на их совместном кольце были образованы два диаметрально противоположных участка одинарной ширины и два диаметрально противоположных участка двойной ширины, которые фиксируют точечными сшивками по кромкам строп, далее зоны нахлеста строп прошивают сходящимися строчками с отступлением от их кромок на 6-8 мм, после чего на внутреннюю поверхность полотенца поверх клеевого шва оберточной ткани в зонах двойной ширины настрачивают тканые накладки с подвернутыми внутрь кромками по периметру и прошивают все полотенце с накладками в сборе наклонными швами, образующими треугольники со сторонами, пропорциональными ширине полотенца, затем в зонах одинарной ширины полотенца располагают защитные накладки под крюк транспортного средства, для чего заготовками из ткани обертывают соответствующие зоны и сшивают их свободные кромки с подгибом последних внутрь двойной строчкой, отступив от края на 2-3 мм и 5-6 мм от первой строчки.

Именно заявленная конструкция мягкого полотенца и способ его изготовления обеспечивают согласно изобретению решение всех поставленных технических задач и достижение заданных технических результатов. Это позволяет сделать вывод, что заявляемые изобретения связаны между собой единым изобретательским замыслом.

Сравнение заявляемых изобретений с прототипом позволяет установить их соответствию критерию "новизна". При изучении других известных технических решений в данной области техники признаки, отличающие заявляемые изобретения от прототипов не были выявлены и поэтому они обеспечивают заявляемым техническим решениям соответствие критерию "существенные отличия".

На фиг. 1 изображены две проекции схемы разметки и склеивания оберточной ткани; на фиг. 2 - схема намотки жгутов; На фиг. 3 - схема намотанного стропа, покрытого оберточной тканью; на фиг. 4 - схема поперечного сечения намотанного стропа; на фиг. 5 - схема поперечной прошивки стропов; на фиг. 6 - вид в плане на вложенные один в другой кольцевые стропы; на фиг. 7 - схема прикрепления накладки на полотенце в зоне контакта с трубой; на фиг. 8 - схема прошивки полотенца с накладками швами по треугольному рисунку; на фиг. 9 - схема установки накладки под крюк транспортного средства на полотенце; на фиг. 10 - две проекции полотенца при подъеме трубы.

На фиг. 1-10 обозначено:
1 - оправка, 2 - заготовка оберточной ткани, 3 - эластичная лента, 4 - штырь, 5 - жгут, 6 - край оберточной ткани, 7 - съемная секция оправки, 8 - строп, 9 - строчка сшивки стропов, 10 - защитная накладка в зоне контакта полотенца с трубой, 11 - наклонный шов, 12 - заготовка накладки в зоне контакта с крюком, 13 - двойная строчка, 14 - сечение крюка, 15 - труба, 16 - высокопрочное мягкое полотенце.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения. В качестве примера рассмотрим конструкцию высокопрочного мягкого полотенца марки ВМП-5 для труб диаметром 1200-1420 мм грузоподъемностью 60 тс. Исходные основные материалы:
- жгут Армос по ТУ 6-12-172-91 с разрывной нагрузкой не менее 125 кгс;
- ткань полиамидная Авизент арт. 5020;
- ткань ТК-200 арт. 56247;
- нитки 350Л ГОСТ 30226-93.

Последовательность изготовления полотенца состоит в следующем.

Из рулона ткани Авизент выкраивают и вырезают заготовку длиной 12,1 м и шириной 0,5-0,02 м для обертки.

Оправку 1 фиг. 1 обертывают заготовкой 2 из ткани Авизент, закрепляют ее эластичными лентами 3 с шагом 100 мм на оправке и склеивают ее концы внахлест клеем БФ-4 или БФ-88Н ГОСТ 12172-74 на ширине нахлеста не более 100 мм. Производят разметку зоны намотки и по краям этой зоны устанавливают два штыря 4. Ширина зоны намотки составляет 200 мм, которую делят на 10 частей мыльным карандашом.

Концы жгутов с двух бобин связывают тройным узлом вместе, оставляя свободными концы не менее 100 мм. Узел закрепляют на одном из штырей 4 фиг. 1 и наматывают жгуты 5 фиг. 2, заполняя равномерно зоны намотки с натягом жгутов, равным не менее 10% от разрывного усилия. По заполнении зоны намотки и достижении заданного числа оборотов оправки концы жгутов начала и конца намотки связывают тройным узлом, оставляя свободными концы жгутов не менее 100 мм, и закрепляют узел под намотанным слоем жгутов 5. Штыри 4 удаляют.

Завертывают свободные края 6 фиг. 2, 3 оберточной ткани 2 на намотанный слой жгута внахлест. При этом кромка верхнего нахлестываемого края ткани должна совпадать с боковой кромкой стропа.

Верхний свободный край оберточной ткани приклеивают к нижнему с шириной проклея 25-30 мм клеем БФ-4 или БФ-88Н. Полученное сечение стропа изображено на фиг. 4.

Удаляют одну из секций 7 фиг. 5 оправки 1 и в освободившемся пространстве производят прошивку стропа в поперечных направлениях швами с шагом не более 50 мм. Прошивка осуществляется хомутной иглой с большим ушком хлопчатобумажными нитками с шагом стежка 8 мм. Последовательное удаление секций оправки с их последующим закреплением на оправке позволяет произвести прошивку стропа по всему периметру.

Прошитый строп снимается с оправки и указанным выше способом изготавливается второй строп.

Стропы с поперечной прошивкой прошиваются в продольном направлении на швейной машине класса 23 или 48 с иглой диаметром 230Д-250Д. Продольная прошивка стропов начинается с выполнения шва точно посредине стропа. После этого выполняется шов, например, с правой стороны, затем с левой стороны от центрального, и так поочередно до полного заполнения швами всей его ширины. Расстояние между швами 10-12 мм, шаг строчки - 5-7 мм.

Прошитые стропы подвергают вытяжке. Для этого их одевают на две трубки, одна из которых неподвижна. Взявшись двумя руками за концы свободной трубки (диаметром 30 мм) производят 5-6 резких рывков.

Прошитые и предварительно вытянутые стропы сравнивают по длине, разница которой не должна превышать 10 мм. В случае большего несовпадения короткий строп вытягивают повторно до совпадения размеров обоих стропов.

После этого один строп 8 фиг. 6 вкладывают внутрь другого так, чтобы два противоположных участка совпадали по ширине, а два других имели двойную ширину. При этом стропы вкладывают один в другой так, чтобы склеенные швы оберточной ткани располагались внутри кольца. Точки пересечения и соприкосновения продольных кромок стропов и средние между ними точки фиксируют ручной прошивкой. Зоны перекрытия поверхностей стропов прошивают сходящимися строчками 9 с отступлением от кромок стропов на 6-8 мм. Таким образом образовано высокопрочное мягкое полотенце.

Далее на внутреннюю поверхность полотенца фиг. 7 поверх клеевого шва стропов в зоне максимальной ширины настрачивают по всему периметру защитную накладку 10 с помощью упомянутой выше швейной машинки. Шов располагают на 5-6 мм от края накладки с подогнутыми внутрь краями. Длина накладки - 3,2 м. Аналогичным образом настрачивают накладки на противоположном участке полотенца двойной ширины. Материал накладок - ткань марки ТК-200 арт. 56247.

Полотенце с пришитыми защитными накладками прошивают по всему периметру наклонными швами 11, образующими треугольники со сторонами по кромке полотенца, равными от 100 до 200 мм фиг. 8.

В заключение изготовления полотенца на его участки в зоне контакта с крюком грузоподъемного средства устанавливают накладки из ткани ТК-200 арт. 56247. С этой целью заготовкой 12 накладки обертывают узкую зону полотенца фиг. 9 и сшивают ее продольные свободные края с подгибом последних внутрь двойной строчкой 13, отступая от края на 2-З мм и на 5-6 мм от внешней строчки. Аналогичным образом производят установку другой накладки. Они имеют возможность некоторого скольжения вдоль полотенца. Длина накладки составляет 800 мм.

После маркировки и упаковки полотенце готово к применению.

Рабочее положение полотенца при подъеме трубы показано на фиг. 10.

Высокопрочное мягкое полотенце предлагаемой конструкции, изготовленное описанным выше способом, удовлетворяет всем требованиям и решает все поставленные выше технические задачи.

Стропы аналогичной конструкции допущены для эксплуатации Гостехнадзором РФ и в настоящее время освоен выпуск следующей номенклатуры, которая приведена в таблице.

По сравнению с полотенцами по патенту РФ N 2117847 "Высокопрочное мягкое полотенце" по предлагаемому изобретению имеет следующие преимущества:
- трудоемкость изготовления снижена на 5-8% для полотенец различной грузоподъемности;
- ресурс работы повышен в 1,3-1,45 раз для полотенец различной грузоподъемности;
- масса полотенец снижена на 8-12%.

Источники информации
1. Технические условия "Стропы мягкие кольцевые" ТУ 102-736-94. М.: ВНИИ СТ, 1994.

2. Высокопрочное мягкое полотенце. Патент РФ N 2117847 от 19.02.1998. МПК F 16 L 1/06, B 65 G 7/12, бюл. N 23 от 20.08.98.

3. SU N 415448 А, кл. F 16 L 1/028, 1974.

4. SU N 811043 А, кл. F 16 L 1/028, 1981.

5. Патент США N 3708196 А, кл. B 65 G 7/12, 1978.

6. Заявка DE N 3118552 А1, кл. B 65 G 7/12, 1982.

7. Заявка EP N 0280533 А1, кл. B 65 G 7/12, 1988.

Изобретение относится к строительству и используется при прокладке трубопроводов различного назначения. Полотенце содержит не менее двух ленточных строп в виде плоских многослойных непрерывных лент. Стропы располагают под углом, и в диаметрально противоположных местах участки нахлеста сшивают. Даны рекомендации по выбору материалов, технологии изготовления кольцевых строп, их сшивке. Расширяет диапазон устройств, повышает ресурс работы полотенца. 2 с.п.ф-лы, 1 табл., 10 ил.

1. Высокопрочное мягкое полотенце для подъема, перемещения и укладки в траншею изолированного трубопровода грузоподъемным средством, содержащее не менее двух ленточных строп в виде плоских многослойных непрерывных лент, расположенных под углом друг к другу так, что кольцо одного стропа, вставленное в кольцо другого, имеет два диаметрально противоположных участка нахлеста шириной, равной ширине одного стропа, и два диаметрально противоположных участка шириной, равной суммарной ширине двух стропов, при этом участки нахлеста, предназначенные для размещения на крюке грузоподъемного устройства, и участки двойной ширины, предназначенные для охвата труб, снабжены антифрикционным износостойким покрытием, а в качестве несущих используются элементы, состоящие из полимерных волокон, отличающееся тем, что в качестве несущих элементов применены жгуты из высокопрочных высокомодульных арамидных волокон с линейной плотностью от 600 до 1000 текс с разрывной нагрузкой от 120 до 170 кгс, которые уложены попарно и непрерывно в один слой только вдоль стропа без разрывов, нахлестов и связок и только два их конца соединены между собой тройным узлом с оставлением свободных концов не менее 100 мм, заключены в чехол из полиамидной ткани, а строп в сборе прошит в поперечном направлении хлопчатобумажной нитью с шагом швов от 50 до 80 мм и шагом стежка от 5 до 7 мм, при этом соединение строп в полотенце выполнено по всей площади их нахлеста продольными швами, сходящимися от линии их максимального перекрытия к точке касания их кромок, в зонах контакта полотенца с трубой выполнены защитные накладки из, как минимум, двух слоев полиамидной ткани контрастного цвета, которые соединены с полотенцем продольными строчными швами по кромкам строп, все полотенце совместно с накладками прошито наклонными поперечными строчками по форме треугольников со сторонами от 50-60 мм в его узкой части и до 100-200 мм в широкой, в зонах контакта полотенца с крюком грузоподъемного средства выполнены защитные накладки из, как минимум, двух слоев полиамидной ткани, которые охватывают узкие участки полотенца и их свободные кромки, расположенные вдоль кромок строп, сшиты двойной строчкой так, что накладки плотно прилегают к полотенцу с возможностью свободного скольжения вдоль него. 2. Способ изготовления мягкого полотенца, заключающийся в намотке на барабан высокопрочных бесконечно длинных элементов, состоящих из полимерных волокон, с равномерным распределением их по ширине стропа, фиксации в уложенном положении, защите специальным тканевым покрытием с прошивкой продольными и поперечными строчками, последующей сшивке стропов в полотенце и нанесении антифрикционного износостойкого покрытия на месте контакта с крюком трубоукладчика и с трубой, отличающийся тем, что заготовку из полиамидной ткани обертывают вокруг цилиндрической оправки со съемными секциями, закрепляют ее по периметру, обеспечивая плотное прилегание к оправке, и соединяют концы с нахлестом не более 100 мм с помощью клея, производят разметку зоны намотки и устанавливают два штыря по одной образующей оправки, обозначая ширину намотки жгутов из арамидных волокон, далее связывают концы двух жгутов от двух бобин тройным узлом со свободными концами жгутов не менее 100 мм и закрепляют узел на одном из штырей, после чего производят намотку жгутов на тканевую заготовку согласно разметке с натягом не менее 10% от разрывной нагрузки жгута, а после его намотки штыри удаляют и связывают концы жгутов начала и конца намотки тройным узлом, оставляя свободными концы жгутов не менее 100 мм и закрепляя узел под намотанным слоем жгутов, затем свободные края оберточной ткани завертывают на намотанный слой жгута с обеих сторон и верхний нахлест ткани приклеивают к нижнему по продольной кромке стропа с шириной приклейки 25-30 мм, излишки ткани удаляют, после чего производят поперечную прошивку стропа без снятия с оправки, далее снятый с оправки строп прошивают продольными швами, начиная от середины с переходом к строчке справа, а затем слева от средней последовательно к наружной кромке стропа, прошитые стропы подвергают вытяжке до достижения одинаковой длины, после этого один строп вводят внутрь другого, производят их совместную вытяжку и располагают друг относительно друга под углом так, чтобы на их совместном кольце были образованы два диаметрально противоположных участка одинарной ширины и два диаметрально противоположных участка двойной ширины, которые фиксируют точечными сшивками по кромкам строп, затем зоны нахлеста строп прошивают сходящимися строчками с отступлением от их кромок на 6-8 мм, после чего на внутреннюю поверхность полотенца поверх клеевого шва оберточной ткани в зонах двойной ширины настрачивают тканые накладки с подвернутыми внутрь кромками по периметру и прошивают все полотенце с накладками в сборе наклонными швами, образующими треугольники, затем в зонах одинарной ширины полотенца располагают защитные накладки под крюк транспортного средства, для чего заготовками из ткани обертывают соответствующие зоны и сшивают их свободные кромки с подгибом последних внутрь двойной строчкой, отступив от края на 2-3 мм и 5-6 мм от первой строчки.