комплекс для балластировки трубы в оболочке
Классы МПК: | F16L58/02 с применением внутренних или наружных покрытий |
Автор(ы): | Свечкопалов Анатолий Петрович (RU), Прасолов Олег Федорович (RU), Романов Владимир Николаевич (RU), Прокофьев Сергей Романович (RU), Савельев Николай Львович (RU), Киселев Виктор Андреевич (RU), Титов Сергей Васильевич (RU), Мягких Людмила Николаевна (RU), Тютчев Александр Сергеевич (RU), Лях Иван Иванович (RU) |
Патентообладатель(и): | Открытое акционерное общество Московский трубозаготовительный комбинат (RU), Свечкопалов Анатолий Петрович (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2007-03-19 публикация патента:
27.01.2009 |
Изобретение относится к строительству трубопроводного транспорта и используется при изготовлении труб с балластным покрытием, используемым при прокладке трубопроводов по дну водоемов и по заболоченной местности. Комплекс содержит установку для сборки трубы с оболочкой и монтажа кольцевых заглушек, ложементы с закрепляемой в нем оболочкой с трубой с кольцевым пространством между наружной поверхностью трубы и внутренней поверхностью оболочки, закрытым с торцов кольцевыми заглушками, бетоносмеситель для подготовки смеси балластного материала на водной основе, бетонный насос для нагнетания балластного материала в кольцевое пространство через нагнетательный бетонопровод и отверстие в заглушке, бетонопровод для подачи балластного материала от бетоносмесителя к бетонному насосу. Стационарный ложемент имеет съемный кондуктор, обеспечивающий цилиндричность оболочки, внутренний диаметр которого в закрытом (сжатом) состоянии равен наружному диаметру оболочки, при этом комплекс включает многоместную линию для взаимно параллельного размещения кондукторов с трубами для выдержки до затвердевания балластного материала. Расширяет арсенал технических средств. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Формула изобретения
1. Комплекс для нанесения балластного покрытия на поверхность трубы в оболочке, имеющий установку для сборки трубы с оболочкой и монтажа кольцевых заглушек, ложемент с закрепляемой в нем оболочкой с трубой с кольцевым пространством между наружной поверхностью трубы и внутренней поверхностью оболочки, закрытым с торцов кольцевыми заглушками, одна из которых имеет отверстие для нагнетания балластного материала, другая - воздуховыпускное отверстие; бетоносмеситель для подготовки смеси балластного материала на водной основе, бетонный насос для нагнетания балластного материала в кольцевое пространство через нагнетательный бетонопровод и отверстие в заглушке, бетонопровод для подачи балластного материала от бетоносмесителя к бетонному насосу, отличающийся тем, что ложемент является неподвижным (стационарным), имеет съемный кондуктор, обеспечивающий цилиндричность оболочки, внутренний диаметр которого в закрытом (сжатом) состоянии равен наружному диаметру оболочки, при этом комплекс включает многоместную линию для взаимно параллельного размещения кондукторов с трубами для выдержки до затвердевания балластного материала.
2. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что минимальное количество кондукторов с трубами в линии определяется по формуле:
где n - количество мест в линии для кондукторов с трубами;
Тсм - продолжительность рабочей смены, мин;
tц - длительность цикла от начала нагнетания балластного материала в кольцевое пространство до укладки кондуктора с трубой на место в линии, мин.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к трубопроводной технике, а именно к трубам с балластным покрытием, используемым при прокладке трубопроводов по дну водоемов и по заболоченной местности.
Известна линия теплоизоляции труб в оболочках заливкой вспенивающейся композиции в кольцевое пространство между трубой и оболочкой [патент RU № 2159387 от 11.01.1999]. Линия имеет несколько (не менее 4 штук) ложементов, установленных параллельно; в каждый ложемент уложена оболочка с трубой и закреплена зажимами, придающими оболочке цилиндрическую форму. В линии над каждой трубой в каждом ложементе выполняют следующие действия: нагрев трубы с оболочкой в печи; установку кольцевых заглушек; подъем одного конца ложемента и заливку вспенивающейся композиции в кольцевое пространство между трубой и оболочкой; технологическую выдержку трубы до затвердевания композиции; снятие трубы с ложемента и ее транспортировку на стеллаж или склад. Все ложементы имеют колеса и установлены на рельсы, по которым ложементы перемещают вместе с трубами в направлении, перпендикулярном осям ложементов. На 30-минутную технологическую выдержку изоляционного материала с линии снимается труба вместе с ложементом. Линия является специализированной и используется в условиях поточного производства.
Недостаток линии - использование дорогостоящего специализированного оборудования, что неэффективно в условиях небольшого объема производства (10-50 труб в смену) и для балластировки труб большого диаметра 820-1420 мм длиной около 12 м.
В описаниях линии изоляции к указанному выше патенту на изобретение не предусматривается нагнетание в кольцевое пространство балластного материала между трубой и оболочкой. Так как реологические свойства балластного материала существенно отличаются от реологических свойств вспенивающихся композиций, образующихся после затвердевания теплоизолирующего материала, линия нанесения на трубу в оболочке изоляционного покрытия должна существенно отличаться от комплекса для нанесения на трубу балластного покрытия.
Существенной является разница во времени заполнения объема кольцевого пространства материалом, а также во времени выдержки материала до затвердевания: 30 мин - для пенополиуретана и 6-8 часов - для балластного материала, что должно вызвать существенные отличия в конструкциях линии и комплекса. Кроме того, теплоизолирующие материалы из вспенивающихся композиций требуют нагрева трубы перед заливкой в нее композиции, поэтому в линии необходимо устанавливать нагревательное устройство, при балластировке труб нагрев не используется.
Известна установка для балластировки трубы в оболочке [2, патент RU № 2257503 С1 от 22.10.2003], состоящая из ложемента для укладки трубы, собранной с оболочкой с образованием кольцевого пространства и с кольцевыми заглушками, закрывающими кольцевое пространство с торцов, бетоносмесителя для подготовки смеси балластного материала на водной основе и бетонного насоса для балластного материала, подаваемого от бетоносмесителя к бетонному насосу для его нагнетания через отверстие в заглушке.
В описании к патенту приведена лишь конструкция установки для балластировки труб в оболочке и описан цикл работы при реализации способа по патенту: укладка и закрепление трубы в сборе с оболочкой в ложемент (в описании - стенд для заливки), присоединение бетонопровода к отверстиям в заглушках, нагнетание бетона в кольцевое пространство, отсоединение бетонопровода и выдержка до затвердевания балластного материала.
Недостаток одиночной установки - в ее низкой производительности, так как в течение времени снятия забалластированной трубы и укладки следующей трубы в оболочке имеется перерыв в процессе заполнения трубы балластным материалом. Кроме того, необходима выдержка трубы в неподвижном состоянии в течение 6-8 часов до затвердевания балластного материала.
При большом количестве центраторов и опор в них обеспечивающих цилиндричность оболочки в кольцевом пространстве существенно возрастает сопротивление нагнетанию балластного материала и, соответственно, давление, развиваемое бетонным насосом.
При небольшом количестве центраторов и опор в них, достаточном для ввода трубы с центраторами в оболочку при заполнении кольцевого пространства балластным материалом, оболочка теряет цилиндрическую форму под действием силы тяжести балластного материала, причем в пространстве между центраторами величина деформации оболочки значительно превосходит допуск на отклонение от цилиндричности, устанавливаемый техническими условиями. Поэтому считается недопустимым снятие трубы с ложемента в период времени от заполнения кольцевого пространства балластным материалом до его затвердевания.
Для исключения деформации оболочки при этих условиях центрирования оболочку укладывают и закрепляют в специальном кондукторе и устанавливают на столе линии.
Задача, поставленная в изобретении, - создание комплекса, в котором для реализации способа нанесения балластного покрытия на поверхность трубы в оболочке используется преимущественно универсальное оборудование (транспортные средства, бетоносмеситель и бетонный насос), обеспечивающее его эффективность как при небольшом объеме производства, так и при крупносерийном производстве труб с балластным покрытием в оболочке.
Задача решена в комплексе для нанесения балластного покрытия на поверхность трубы в оболочке, имеющем установку для сборки трубы с оболочкой и установки кольцевых заглушек, ложемент с закрепляемой в нем оболочкой с трубой с кольцевым пространством между наружной поверхностью трубы и внутренней поверхностью оболочки, закрытым с торцов кольцевыми заглушками, одна из которых имеет отверстие для нагнетания балластного материала, другая - воздуховыпускное отверстие; бетоносмеситель для подготовки смеси балластного материала на водной основе, бетонный насос для нагнетания балластного материала в кольцевое пространство через нагнетательный бетонопровод и отверстие в заглушке, бетонопровод для подачи балластного материала от бетоносмесителя к бетонному насосу, при этом ложемент является стационарным, имеет съемный кондуктор, обеспечивающий цилиндричность оболочки, внутренний диаметр которого в закрытом (сжатом) состоянии равен наружному диаметру оболочки, при этом комплекс включает многоместную линию для взаимно параллельного размещения кондукторов с трубами для выдержки до затвердевания балластного материала.
Минимальное количество кондукторов и мест для кондукторов с трубами в линии определяется по формуле
,
где n - минимальное количество кондукторов и мест в линии для кондукторов с трубами;
Tсм - продолжительность рабочей смены, мин;
t ц - длительность цикла от начала нагнетания балластного материала в кольцевое пространство до укладки кондуктора с трубой на место в линии, мин.
Ложемент может иметь призмы, обеспечивающие возможность установки кондукторов с оболочками и трубами разных диаметров.
На фиг.1 показана схема комплекса.
На фиг.2 - конструкция ложемента с закрепленным на нем кондукторе с трубой, вид А на фиг.1.
На фиг.3 - график зависимости минимального числа мест в линии для кондукторов с трубами.
Комплекс для нанесения балластного покрытия на поверхность трубы в оболочке, имеющий установку 1 для сборки трубы 2 с оболочкой 3 и монтажа кольцевых заглушек 4, ложементы 5 с закрепляемой в нем оболочкой 3 с трубой 2 с кольцевым пространством 6 между наружной поверхностью трубы 2 и внутренней поверхностью оболочки 3, закрытым с торцов кольцевыми заглушками 4, одна из которых имеет отверстие 7 для нагнетания балластного материала, другая - воздуховыпускное отверстие (не показано); бетоносмеситель 8 для подготовки смеси балластного материала на водной основе, бетонный насос 9 для нагнетания балластного материала в кольцевое пространство через нагнетательный бетонопровод 10 и отверстие в заглушке, бетонопровод 11 для подачи балластного материала от бетоносмесителя 8 к бетонному насосу 9; стационарный ложемент имеет съемный кондуктор 12, обеспечивающий цилиндричность оболочки 3, внутренний диаметр которого в закрытом (сжатом) состоянии равен наружному диаметру оболочки 3, при этом комплекс включает многоместную линию 13 для взаимно параллельного размещения кондукторов с трубами для выдержки до затвердевания балластного материала.
Для размещения оболочек 3 с трубами 2 различного диаметра ложемент 5 может иметь закрепленные на нем призмы 14.
Количество линий 13 в комплексе зависит от объема производства и производительности бетонного насоса 9.
Кондуктор 12 укладывают в призму 14 ложемента 5 и раскрывают, оболочку 3 укладывают (подъемником или транспортером) в кондуктор 12, закрывают кондуктор 12 и вводят трубу 2 с центраторами в оболочку 3 так, чтобы неизолированные концы трубы 2 выступали из оболочки 3; затем монтируют кольцевые заглушки 4 по концам оболочки 3, закрывая кольцевое пространство 6. Заглушки 4 поджимают к концам оболочки 3 поджимным устройством (не показано), устанавливаемым на неизолированные концы трубы 2.
Далее кондуктор 12 с трубой 2 транспортируют и укладывают в призмы 14 ложемента 5а или 5б, к отверстию в заглушке 4 подсоединяют нагнетательный бетонопровод 10 от бетонного насоса 9. Влажную смесь компонентов балластного материала подают от бетоносмесителя 8 через бетонопровод 11 к бетонному насосу 9 и через бетонопровод 10 в отверстие в заглушке 4 в кольцевое пространство 6, в процессе заполнения которого воздух вытесняется балластным материалом через отверстие в самой верхней части заглушки 4 или оболочки 3. После заполнения кольцевого пространства 6 балластным материалом отсоединяют бетонопровод 10, при необходимости отверстия в заглушках 4 закрывают пробками; кондуктор 12 с трубой 2 транспортируют и укладывают на свободное место в линии 13 для выдержки до достижения балластным материалом прочности, достаточной для транспортирования трубы без кондуктора 12 при сохранении целостности затвердевшего балластного материала.
По истечении минимального времени выдержки трубы (6-8 часов) кондуктор открывают, трубу транспортируют на площадку выдержки (72 часа и более) до достижения балластным материалом прочности, достаточной для транспортирования потребителю без нарушения целостности балластного материала.
Класс F16L58/02 с применением внутренних или наружных покрытий