СВОБОДНО-ПОДВИЖНАЯ КАТКОВАЯ ОПОРА ТРУБОПРОВОДА Российский патент 2017 года по МПК F16L3/16 

Изобретение относится к строительству и предназначено для сооружения надземных трубопроводов с компенсаторами температурных перемещений.

Известна конструкция свободно подвижной опоры из тележек с катками в виде роликов с вогнутой контактной поверхностью, способными перемещаться в двух взаимно перпендикулярных направлениях по направляющим, расположенным на ригеле и ложементе трубопровода (RU 2030673 С1 кл. F16L 3/16. 1992).

Недостатки этого устройства следующие:

- оси вращения роликов опираются на фрикционные втулки со сравнительно большим сопротивлением трению;

- при повороте роликов относительно направляющих возникают незапланированные дополнительные сопротивления трению скольжения;

- не предусмотрены конструктивные мероприятия по ограничению боковых перемещений трубопровода от горизонтальных ветровых нагрузок.

Целью изобретения является повышение надежности конструкции опорного устройства, уменьшение горизонтальных нагрузок на фундаментные конструкции с повышением экономичности строительства.

Цель достигается тем, что в устройстве использованы катковые блоки, каждый из которых состоит из цилиндрического катка, осей, прикрепленных к торцам катка и опирающихся через подшипники вращения закрытого типа на опорные стойки каткового блока, нижний катковый блок прикреплен к ригелю и каток расположен перпендикулярно к продольной оси трубопровода, опорные стойки верхнего каткового блока прикреплены к ложементу, а верхний каток расположен параллельно продольной оси трубопровода и опирается на каток нижнего каткового блока.

Цель также достигается тем, что к боковым ограничительным элементам прикреплены по одному катковому блоку, оси вращения катков этих блоков параллельны вертикальной оси поперечного сечения трубопровода, а к ложементу на уровне боковых катков с противоположных его сторон прикреплены продольные линейные упорные элементы.

Цель также достигается тем, что катки верхнего или нижнего блоков установлены на катки спаренных поддерживающих катковых блоков, при этом катки этих спаренных блоков расположены симметрично и параллельно относительно примыкающих к ним катков верхнего или нижнего блоков.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается всей совокупностью изложенных признаков. Это позволяет сделать вывод о соответствии признаку "новизна".

Сравнение не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое устройство от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "существенные отличия".

На фиг. 1 изображена схема трубопровода на свободно-подвижной катковой опоре, установленной на ригеле. На фиг. 2 изображена схема типового каткового блока. На фиг. 3 изображена схема трубопровода на свободно-подвижной катковой опоре в разрезе по I-I. На фиг. 4 изображена схема варианта трубопровода на свободно-подвижной катковой опоре с боковыми катковыми блоками. На фиг. 5 изображена схема трубопровода на свободно-подвижной катковой опоре с боковыми катковыми блоками в разрезе по I-I. На фиг. 6 изображена схема каткового блока с промежуточными спаренными поддерживающими катковыми блоками.

Описание конструкции

Трубопровод 1 с верхним катковым блоком, включающим верхний цилиндрический каток 2 с осью 5 и две опорные стойки 4, прикрепленные к ложементу 17 (фиг. 1 и 3). Этот верхний блок опирается на каток 3 нижнего каткового блока, в который включены также оси 7 и опорные стойки 6, прикрепленные к ригелю 8. Ригель 8 опирается на сваи 14.

Ложемент 17 прикрепляют к трубопроводу 1 одним из известных способов, обеспечивающих его неподвижность относительно трубопровода: электросваркой или с помощью полухомутов, охватывающих верхнюю часть трубопровода с помощью болтовых соединений и прижимающих ложемент к поверхности трубопровода 1. Эти конструкции ложемента широко применяются при прокладке надземных трубопроводов и предметом изобретения не являются.

Длина L₁ катков 2 верхнего каткового блока и L₂ катка 3 нижнего каткового блока равны удвоенной расчетной величине температурного перемещения трубопровода соответственно вдоль и поперек ригеля 8 (фиг. 3).

В качестве примера на фиг. 2 показан один их типовых катковых блоков, а именно нижний катковый блок. Оси 7 катка 3 закреплены в подшипниках вращения 16 (шариковых или роликовых подшипниках), которые впрессованы в опорные стойки 6. Подшипники вращения 16 должны быть закрытого типа и защищены крышками, предохраняющими от утечки смазки и попадания посторонних частиц. Защита подшипников должна обеспечивать их смазку и эффективную работу в течение расчетного срока эксплуатации трубопровода 1.

Конструкция, изображенная на фиг. 1-3, позволяет трубопроводу свободно перемещаться в любом направлении. Коэффициент трения подшипников вращения значительно меньше коэффициента трения в фрикционных подшипниках, предложенных в прототипе. Это позволяет уменьшить размеры поперечного сечения ригеля 8 и свайных опор 14. Для ограничения возможных непредвиденных боковых перемещений трубопровода на опорном ригеле 8 с двух сторон от трубопровода обычно устанавливают ограничительные элементы 9.

Катки изготавливают из прочных толстостенных стальных труб, обеспечивающих сохранение их формы и работоспособности при контактной нагрузке между катками.

При необходимости между ложементом и трубопроводом устанавливают электроизоляционную прокладку.

При сильных поперечных ветровых воздействиях и небольшом коэффициенте трения катковых опор, трубопровод 1 может переместиться в боковом направлении на большую величину. В этом случае между трубопроводом 1 и ограничительным элементом 9 возникнут дополнительные силы трения скольжения. Для уменьшения этих сил предлагается установить на ограничительных элементах 9 дополнительные боковые катковые блоки с цилиндрическими катками 11 и опорными стойками 10 (фиг. 4-5). Оси вращения 12 и 15 катков 11 параллельны вертикальной оси трубопровода 1, а к ложементу 17 на уровне боковых катков 11 с противоположных его сторон прикреплены продольные линейные упорные элементы 13 шириной А и длиной L₃=L₁, где L₁ - длина катка 2 верхнего каткового блока. Элементы 13 могут быть изготовлены из стальной полосы, стального уголка и т.п. и должны выступать за пределы теплоизоляционного покрытия теплоизолированного трубопровода. В исходном положении элементы 13 не должны касаться катков 11. Эти катки включаются в работу только после боковых перемещений трубопровода 1.

При больших перемещениях трубопровода 1 длина верхнего катка 2 или нижнего катка 3 может также оказаться большой и привести к недопустимым прогибам этих катков (фиг. 6). Например, каток 3 нижнего блока опирают на катки 18 спаренных поддерживающих катковых блоков, установленных на опорных стойках 19 симметрично относительно катка 3 и параллельно ему. При необходимости количество спаренных поддерживающих блоков вдоль основного катка может быть увеличено.

Изобретение относится к строительству и предназначено для сооружения надземных трубопроводов с компенсаторами температурных перемещений. Технический результат: уменьшение горизонтальных нагрузок на фундаментные конструкции. При перемещении трубопровода относительно ригеля используют катковые блоки, каждый из которых состоит из цилиндрического катка, осей, прикрепленных к торцам катка и опирающихся через подшипники вращения закрытого типа на опорные стойки каткового блока. Нижний катковый блок прикреплен к ригелю и каток установлен перпендикулярно к продольной оси трубопровода. Опорные стойки верхнего каткового блока прикреплены к ложементу. Верхний каток установлен параллельно продольной оси трубопровода и опирается на каток нижнего каткового блока. К боковым ограничительным элементам, расположенным на ригеле с двух сторон трубопровода, могут быть прикреплены по одному катковому блоку с осью вращения катков блоков параллельной вертикальной оси поперечного сечения трубопровода. К ложементу на уровне боковых катков с противоположных его сторон прикрепляют продольные линейные упорные элементы. Катки верхнего или нижнего катковых блоков могут быть установлены на катки спаренных поддерживающих катковых блоков, расположенных симметрично и параллельно относительно примыкающих к ним катков верхнего или нижнего катковых блоков. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Свободно-подвижная катковая опора трубопровода, включающая опорный ригель, катки, ложемент, прикрепленный к трубопроводу, и боковые ограничительные элементы, установленные на опорном ригеле с двух сторон от трубопровода, отличающаяся тем, что в устройстве использованы катковые блоки, каждый из которых состоит из цилиндрического катка, осей, прикрепленных к торцам катка и опирающихся через подшипники вращения закрытого типа на опорные стойки каткового блока, нижний катковый блок прикреплен к ригелю и каток расположен перпендикулярно к продольной оси трубопровода, опорные стойки верхнего каткового блока прикреплены к ложементу, а верхний каток расположен параллельно продольной оси трубопровода и опирается на каток нижнего каткового блока.

2. Свободно-подвижная катковая опора по п. 1, отличающаяся тем, что к боковым ограничительным элементам прикреплены по одному катковому блоку, оси вращения катков этих блоков параллельны вертикальной оси поперечного сечения трубопровода, а к ложементу на уровне боковых катков с противоположных его сторон прикреплены продольные линейные упорные элементы.

3. Свободно-подвижная катковая опора по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что катки верхнего или нижнего катковых блоков установлены на катки спаренных поддерживающих катковых блоков, при этом катки этих спаренных блоков расположены симметрично и параллельно относительно примыкающих к ним катков верхнего или нижнего катковых блоков.