УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАКРЕПЛЕНИЯ ТРУБОПРОВОДА, ПРЕИМУЩЕСТВЕННО ВОЗДУХОВОДА Российский патент 2008 года по МПК F16L3/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к опорным конструкциям, предназначенным для закрепления трубопроводов, преимущественно воздуховодов из листовой стали, на отвесных стенках несущих конструкций и перекрытиях.

Уровень техники

В настоящее время наиболее широко распространенным закреплением горизонтальных и вертикальных трубопроводов, преимущественно воздуховодов, на элементах конструкций зданий или строительных сооружений является закрепление на стенах и колоннах с помощью опор в виде кронштейнов и закрепление с помощью регулируемых и нерегулируемых подвесок и тяг при подвешивании воздуховода к перекрытиям. К опорам и подвескам предъявляются требования прочности и жесткости по отношению к нагрузкам от массы трубопровода.

Известно закрепление горизонтально располагаемого воздуховода на кирпичных стенах и железобетонных колоннах посредством кронштейнов из равнобоких стальных уголков (см. книгу Харламов С.А., Изготовление деталей систем вентиляции и кондиционирования воздуха, М.: Стройиздат, 1988 г., стр.43-46, рис.32). Кронштейн приваривают к закрепленной в кирпичной стене поперечной подкладке из уголкового проката или к пластине, пристреленной монтажными дюбелями к колонне. Воздуховод подвешивают к кронштейну с помощью хомута из полосовой стали или подвески, которые закрепляют в сквозном отверстии, выполненном в одной из полок свободного конца кронштейна.

К недостаткам известного закрепления можно отнести следующие моменты.

1. Весь вес от воздуховода приходится на рабочий конец кронштейна, при этом по длине кронштейна возникает большой изгибающий момент, который передается к месту закрепления кронштейна, представляющему собой сварной шов, в результате чего велик риск отрыва кронштейна в месте сварного шва.

2. Низкая жесткость закрепления воздуховода, который удерживается в петле хомута (или подвески), закрепленного в отверстии кронштейна, в силу чего воздуховод подвержен вибрациям и раскачиванию, что в свою очередь увеличивает нагрузки, испытываемые кронштейном.

3. Кронштейны выполнены из обычного уголкового проката и содержат сварные швы, в силу чего они подвержены сильной коррозии, ржавеют, имеют неэстетичный вид.

Известно устройство для крепления труб на несущей конструкции (см. авт. св-во на изобретение SU №365512, МПК F16L 3/10, опубл. 08.01.73 г.), выполненное в виде пары соединенных между собой стяжным элементом скоб, охватывающих трубу, конец одной из которых заделан в несущей конструкции. Устройство обладает более высокой жесткостью, за счет исключения применения промежуточных элементов - подвесок или хомутов. Однако конструкция устройства позволяет осуществить закрепление только облегченных трубопроводов небольшого диаметра, т.к. вся нагрузка от веса трубы приходится на одно «пятно контакта» - место задела скобы в тело несущей конструкции.

Известно устройство для крепления труб (см. авт. св-во на изобретение SU №1516705, МПК F16L 3/00, опубл. 23.10.89 г., Бюл. №39), содержащее кронштейн с пазами, в которые вводятся лапки хомута, охватывающего трубу, и крепежную пластину с отверстиями для закрепления лапок хомута, выступающих над кронштейном. Устройство характеризуется тем же недостатком, что и вышеприведенные известные устройства: малая площадь закрепления кронштейна, воспринимающего основные нагрузки, обуславливает низкую надежность устройства в целом.

В качестве прототипа для заявляемого решения принято устройство закрепления вертикально располагаемых воздуховодов (см. книгу Харламов С.А., Изготовление деталей систем вентиляции и кондиционирования воздуха, М.: Стройиздат, 1988 г., стр.46-47, рис.33), содержащее закрепленные на вертикальной несущей конструкции опоры, выполненные в виде пары металлических консолей из уголковой стали, и пару охватывающих трубу полухомутов, соединяемых между собой болтами. Устройство обеспечивает более надежное, по сравнению с предыдущими решениями, закрепление и высокую жесткость установки воздуховода за счет того, что опорные точки разнесены по разные стороны от трубы и один из полухомутов выполнен из уголковой стали и приварен к консолям, образуя с ними единую опорную деталь. Однако проблема надежности закрепления не решена до конца, т.к. основная нагрузка также воспринимается сварными соединениями консолей с поперечными подкладками, имеющими малую площадь контакта и подверженными значительным разрушающим коррозионным воздействиям, что также снижает надежность устройства и долговечность его работы.

Раскрытие изобретения.

Задачей заявляемого изобретения является повышение надежности устройства и долговечности его работы.

Поставленная задача решена за счет того, что в устройстве для закрепления трубопровода, преимущественно воздуховода, содержащем кронштейн, жестко закрепленный на несущей конструкции и два охватывающих трубу полухомута, закрепленных на кронштейне и соединенных между собой посредством разъемного соединения, согласно заявляемому изобретению кронштейн выполнен в виде П-образного пространственного элемента, сформированного из цельной листовой заготовки в форме трапеции путем отгибов ее боковых треугольных частей, причем по большему основанию трапеции заготовки выполнена отбортовка, которая рассечена на части, образующие опорные площадки для закрепления кронштейна на несущей конструкции, от линии меньшего основания трапеции вглубь заготовки выполнена предназначенная для прохода трубы выемка, по обеим сторонам от которой сформированы проушины для закрепления полухомутов, каждая из которых образована отогнутыми и наложенными друг на друга лепестковыми выступами смежных граней кронштейна.

Благодаря выполнению кронштейна методом гибки из единой листовой заготовки обеспечивают получение кронштейна в виде цельного элемента, в котором исключено наличие каких-либо сварных и прочих швов. Такой кронштейн характеризуется высокой устойчивостью по отношению к различным разрушающим воздействиям, в том числе коррозионной стойкостью, что обеспечивает его надежность и долговечность эксплуатации. При этом преимущественное исполнение заготовки из нержавеющей стали также способствует высокой коррозионной стойкости кронштейна, обеспечивает эстетичный вид и санитарную чистоту.

«Проушина», согласно словарю русского языка, деталь либо часть детали, снабженная отверстием для соединения с другими деталями. Проушины кронштейна предназначены для закрепления полухомутов, охватывающих трубу, и поэтому воспринимают основную нагрузку от веса трубопровода. Каждая проушина образована лепестковыми выступами (лепестками) смежных граней заготовки, отогнутыми и наложенными друг на друга. Упомянутые лепестки, являющиеся продолжением соответствующих смежных граней, жестко соединяются между собой посредством крепежных элементов, пропускаемых через сквозное отверстие проушины, которое по сути образовано наложенными сквозными отверстиями упомянутых лепестков. При воздействии весовой нагрузки лепестковые части каждой проушины взаимно препятствуют разгибанию, что обеспечивает высокую жесткость конструкции.

Нагрузка передается с проушин на все три грани кронштейна, а с них на опорные площадки, выполненные по краю каждой из трех граней и служащие для закрепления кронштейна на несущей конструкции. Таким образом, пространственное исполнение кронштейна позволяет распределить нагрузку от веса трубопровода (воздуховода) на большую площадь разнесенных между собой опорных площадок, чем значительно уменьшить удельную нагрузку, приходящуюся на каждое отдельно взятое соединение.

При этом решение предусматривает возможность неограниченного увеличения площади опорных площадок и соответственно увеличения числа крепежных элементов, т.е. количества соединений. Последнее также позволяет значительно снизить удельную нагрузку, приходящуюся на каждое отдельно взятое соединение.

Таким образом, вышеприведенная совокупность существенных признаков позволяет получить новый положительный технический результат, а именно: значительно увеличить опорную площадь кронштейна и снизить удельные нагрузки, приходящиеся на каждое место соединения кронштейна с опорой, повысить коррозионную стойкость устройства, за счет чего значительно повысить долговечность эксплуатации устройства и надежность закрепления трубопровода.

Еще одним положительным результатом изобретения является получение мобильного и универсального монтажного узла. Заявляемая конструкция устройства позволяет осуществлять закрепление трубопровода (воздуховода) как на отвесных стенках конструкции, так и на перекрытиях, осуществлять монтаж как горизонтальных, так и вертикальных трубопроводов.

Предлагаемое устройство полностью изготавливается в цеховых условиях и на месте монтажа остается только закрепить его на несущей конструкции. Вместе с тем при необходимости можно осуществить демонтаж устройства и использовать его повторно.

Соединение опорных площадок с несущей конструкцией может быть выполнено любыми известными методами (посредством монтажных дюбелей и т.п.). Для осуществления упомянутого соединения в опорных площадках могут быть выполнены сквозные отверстия, разнесенные по площади опорной площадки.

Полухомуты выполнены в виде согнутых полос, преимущественно из нержавеющей стали, что также способствует высокой коррозионной стойкости устройства и реализации возможностей его использования.

Для повышения жесткости и надежности закрепления охватывающих трубу полухомутов целесообразно в каждой проушине выполнить несколько (по меньшей мере, два) сквозных отверстия для крепежных элементов.

Боковые грани кронштейна имеют треугольную форму. С целью их упрочнения, придания им дополнительной жесткости целесообразно по гипотенузе треугольника, т.е. по свободному наклонному краю боковой грани выполнить отгиб в направлении внутреннего объема кронштейна.

В конкретном случае реализации устройства выемка выполнена полукруглой формы, радиусом не менее половины диаметра трубы.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 изображено устройство, общий вид.

На фиг.2 - показана заготовка для изготовления кронштейна.

На фиг.3 - вид А устройства с фиг.1.

На фиг.4 - то же, вид В с фиг.3.

На фиг.5 - показан кронштейн, полученный после сгибания заготовки.

На фиг.6 - сечение А-А с фиг.5.

На фиг.7 - показаны примеры закрепления устройства: на вертикальной отвесной стене (а), на перекрытии (б).

На фиг.8 - иллюстрирован процесс сборки устройства, изометрия.

Осуществление изобретения.

Устройство для закрепления трубопровода, преимущественно воздуховода, содержит (см. фиг.1) кронштейн 1, закрепленный на несущей конструкции 2, полухомуты 3 и 4, охватывающие трубу 5 и соединенные между собой и с кронштейном 1 посредством крепежных болтов 6. Кронштейн 1 выполнен из цельной листовой заготовки 7 в форме трапеции (см. фиг.2), изготовленной из нержавеющей стали.

Пунктирными линиями 8 обозначены линии сгиба заготовки 7 в пространственный элемент. По большему основанию 9 трапеции заготовки 7 выполнена отбортовка 10, которая рассечена на части 11, 12 и 13, образующие опорные площадки, предназначенные для соединения кронштейна 1 с несущей конструкцией 2.

От линии меньшего основания 14 трапеции вглубь заготовки 7 выполнена выемка 15, по сторонам от которой расположены лепестковые выступы 16′ и 16′′, 17′ и 17′′ со сквозными отверстиями 18, формирующие при отгибании и наложении друг на друга соответственно проушины 16 и 17 (см. фиг.3-6). Сквозные отверстия соответствующих лепестков при наложении совмещаются, образуя сквозные отверстия соответствующей проушины, предназначенные для установки крепежных болтов 6.

Для закрепления кронштейна 1 на несущей конструкции 2 в опорных площадках 11, 12, 13 выполнены сквозные отверстия 19.

По краю каждой боковой грани 20 выполнен отгиб 21, направленный во внутренний объем 22 кронштейна 1.

Устройство собирается и работает следующим образом.

Кронштейн 1 посредством крепежных элементов 23 закрепляют на несущей конструкции 2 в соответствии с заданным положением будущего трубопровода. На фиг.7а показан пример закрепления горизонтального трубопровода (воздуховода) на вертикальной отвесной стене, а на фиг.7б - закрепление горизонтального трубопровода (воздуховода) на перекрытии здания.

Порядок сборки наглядно иллюстрирован на фиг.8. В полухомуты 3 и 4 укладывают трубу 5 и прикручивают их к проушинам 16 и 17 кронштейна 1 посредством болтов 6, при этом труба 5 размещается в пространстве выемки 15 кронштейна 1.

Нагрузка от веса трубопровода воспринимается проушинами 16 и 17 кронштейна 1, вызывая в них изгибающий момент, однако части 16′ и 16′′ и соответственно 17′ и 17′′ жестко связаны между собой болтами 6, за счет чего удерживают друг друга от разгибания. Нагрузка с лепестковых частей 16′ и 16′′, 17′ и 17′′ проушин передается на соответствующие им грани кронштейна 1 и далее на опорные площадки 11, 12, 13, и рассредоточивается по всей поверхности опорных площадок. Поэтому нагрузка, работающая на отрыв кронштейна 1 от стены 2, разделяется на количество мест 19 закрепления упомянутых площадок. Конструкция надежно удерживает трубопровод.

На фиг.2 (тонкими пунктирными линиями 24) показана возможность увеличения площади опорных площадок 11, 12, 13 и соответственно мест 19 для установки крепежных элементов 23, с целью повышения надежности закрепления в случае конкретной необходимости.

Боковые грани 20 кронштейна 1 служат упорами для срединной грани, а отгиб 21 придает боковой грани дополнительную жесткость.

Отсутствие на кронштейне сварных швов и выполнение элементов устройства - кронштейна и полухомутов - из нержавеющей стали обеспечивает высокую коррозионную стойкость конструкции, долговечность ее эксплуатации.

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и предназначено для закрепления на отвесных стенках несущих конструкций и перекрытиях трубопроводов, преимущественно воздуховодов, изготовленных из листовой стали. На несущей конструкции жестко закреплен кронштейн с двумя охватывающими трубу полухомутами. Кронштейн выполнен в виде П-образного пространственного элемента, сформированного методом гибки из листовой заготовки. Позволяет исключить наличие сварных швов, значительно увеличить опорную площадь кронштейна и снизить удельные нагрузки, приходящиеся на соединение кронштейна с несущей конструкцией. 5 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Устройство для закрепления трубопровода, преимущественно воздуховода, содержащее кронштейн, жестко закрепленный на несущей конструкции и два охватывающих трубу полухомута, закрепленных на кронштейне и соединенных между собой посредством разъемного соединения, отличающееся тем, что кронштейн выполнен в виде П-образного пространственного элемента, сформированного из цельной листовой заготовки в форме трапеции путем отгибов ее боковых треугольных частей, причем по большему основанию трапеции заготовки выполнена отбортовка, которая рассечена на части, образующие опорные площадки для закрепления кронштейна на несущей конструкции, от линии меньшего основания трапеции вглубь заготовки выполнена предназначенная для прохода трубы выемка, по обеим сторонам от которой сформированы проушины для закрепления полухомутов, каждая из которых образована отогнутыми и наложенными друг на друга лепестковыми выступами смежных граней кронштейна.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что полухомуты выполнены из полосовой стали.3. Устройство по п.1 и 2, отличающееся тем, что заготовка и полухомуты выполнены из нержавеющей стали.4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в каждой проушине выполнено, по меньшей мере, два сквозных отверстия для установки крепежных элементов.5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что свободный наклонный край каждой из боковых граней кронштейна отогнут в направлении внутреннего объема кронштейна.6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что выемка выполнена полукруглой формы, радиусом не менее 1/2 диаметра трубы.