RU2014402C1

RU2014402C1 - Suction dredger pressure pipeline

Info

Publication number: RU2014402C1
Authority: RU
Inventors: Д.В. Рощупкин
Original assignee: Новосибирский инженерно-строительный институт им.В.В.Куйбышева
Priority date: 1991-04-24
Filing date: 1991-04-24
Publication date: 1994-06-15

Abstract

FIELD: hydraulic engineering. SUBSTANCE: siphon is pipeline 1 with circular ribs arranged along its length. This pipeline 1 is inserted in cylindrical casing 4. Diameter of casing is somewhat larger than that of circular ribs. At lengthy intervals siphon is provided with sections 5 packed with water-permeable soil cementing material. Casing walls on sections 5 are perforated. When pipeline 1 gets worn, cavity is formed in its wall. Hydraulic mixture penetrates through this into space between walls of pipeline 1 and casing 4, fills space between ribs and stops it up with soil on top. Water from this hydraulic mixture flows out through perforated ports on sections 5 into water area 13. Worn place is stopped with soil. EFFECT: extended service life of siphon. 4 dwg

Description

Изобретение относится к гидротехническому строительству и предназначено для разработки грунтов землесосным снарядом. The invention relates to hydraulic engineering and is intended for the development of soils with a suction dredger.

Известен напорный трубопровод земснаряда, включающий смонтированные в единый трубопровод звенья труб (см. Шкундин Б.М. Оборудование гидромеханизации земляных работ. М.: Энергия, 1970, с. 170-171). Это устройство принято в качестве аналога. Known pressure pipeline dredger, including mounted in a single pipeline pipe links (see Shkundin BM Equipment hydromechanization of earthworks. M: Energy, 1970, S. 170-171). This device is accepted as an analog.

В названной книге Б.М. Шкундина, на стр. 170, 1-й столбец, последний абз. , сказано: "... Для магистральных пульпопроводов применяют обычно бесшовные или сварные толстостенные стальные трубы...". In the named book B.M. Shkundina, on p. 170, 1st column, last paragraph. , it is said: "... For main slurry pipelines, usually seamless or welded thick-walled steel pipes are used ...".

Устройство-аналог имеет недостаток, который заключается в том, что толстостенные трубы сложены для прокладки трубопровода в качестве дюкера, т.е. трубопровода по дну водоема, когда возникает необходимость подать земснарядом гидросмесь на другой берег водоема. The analog device has the disadvantage that thick-walled pipes are folded for laying the pipeline as a duker, i.e. pipeline along the bottom of the reservoir, when there is a need to apply a dredger to a hydraulic mixture on the other side of the reservoir.

Известен напорный трубопровод земснаряда, включающий смонтированные в единый трубопровод стандартные звенья труб (см. Шкундин Б.М. Оборудование гидромеханизации земляных работ. М.: Энергия, 1970, с. 172), это устройство принято в качестве прототипа. Known pressure pipeline dredger, including mounted in a single pipeline standard pipe links (see Shkundin BM Equipment hydromechanization of earthworks. M .: Energy, 1970, S. 172), this device is adopted as a prototype.

Отличительной особенностью устройства-прототипа является прокладка напорного трубопровода земснаряда в качестве дюкера по дну водоема. A distinctive feature of the prototype device is the laying of the pressure pipe of the dredger as a duker along the bottom of the reservoir.

Устройство-прототип имеет недостаток, который заключается в том, что напорный трубопровод земснаряда подвержен интенсивному абразивному износу. Срок службы трубопровода по условиям абразивного износа колеблется в широком диапазоне: 5-0,5 года. Изношенный дюкер ремонтировать сложно. Чаще всего, обнаружив износ дюкера, его исключают из работы, а рядом прокладывают новый трубопровод. Всем этим снижается надежность и долговечность подводного трубопровода. The prototype device has the disadvantage that the pressure pipe of the dredger is subject to intense abrasion. The service life of the pipeline under the conditions of abrasive wear varies in a wide range: 5-0.5 years. A worn duker is difficult to repair. Most often, after detecting the wear of the duker, it is excluded from work, and a new pipeline is laid nearby. All this reduces the reliability and durability of the underwater pipeline.

Целью изобретения является повышение надежности и долговечности использования трубопровода, уложенного в водоеме для транспортирования гидросмеси за пределы водоема. The aim of the invention is to increase the reliability and durability of the use of a pipeline laid in a reservoir for transporting hydraulic mixtures outside the reservoir.

Поставленная цель достигается тем, что напорный трубопровод земснаряда смонтирован из отдельных стандартных звеньев труб. Напорный трубопровод снабжен поперечными кольцевыми ребрами. Кольцевые ребра равномерно распределены по длине трубопровода и размещены на его внешней поверхности. Трубопровод с кольцевыми ребрами вставлен в цилиндрический кожух. Кожух имеет поперечное сечение, превышающее большой диаметр кольцевого ребра. Через равные промежутки по длине напорного трубопровода размещены участки, ограниченные кольцевыми перегородками, перекрывающими пространство между трубопроводом и кожухом. Кольцевые перегородки выполнены перфорированными. Полость участков в пространстве между трубопроводом и кожухом заполнено фильтрующим грунтоудерживающим материалом. Стенка кожуха на каждом участке выполнена также перфорированной. This goal is achieved by the fact that the pressure pipe of the dredger is mounted from separate standard pipe links. The pressure pipe is provided with transverse annular ribs. Ring ribs are evenly distributed along the length of the pipeline and placed on its outer surface. A pipe with annular ribs is inserted into a cylindrical casing. The casing has a cross section greater than the large diameter of the annular rib. At equal intervals along the length of the pressure pipe, there are sections limited by annular partitions that overlap the space between the pipe and the casing. The annular partitions are perforated. The cavity of the sections in the space between the pipeline and the casing is filled with filtering soil-retaining material. The wall of the casing in each section is also perforated.

Предлагаемый трубопровод отвечает требованиям патентного критерия "новизна", поскольку имеются следующие существенные отличительные признаки:
1) напорный трубопровод снабжен поперечными кольцевыми ребрами;
2) кольцевые ребра равномерно распределены по длине трубопровода;
3) кольцевые ребра размещены на внешней поверхности трубопровода;
4) трубопровод с кольцевыми ребрами вставлен в цилиндрический кожух;
5) кожух имеет поперечное сечение, превышающее большой диаметр кольцевого ребра;
6) через равные промежутки по длине напорного трубопровода размещены участки, ограниченные кольцевыми перегородками;
7) кольцевые перегородки перекрывают пространство между трубопроводом и кожухом;
8) кольцевые перегородки выполнены перфорированными;
9) стенка кожуха на каждом участке выполнена также перфорированной;
10) полость участков в пространстве между трубопроводом и кожухом заполнена фильтрующим грунтоудерживающим материалом.The proposed pipeline meets the requirements of the patent criterion of "novelty", since there are the following significant distinguishing features:
1) the pressure pipe is provided with transverse annular ribs;
2) ring ribs are evenly distributed along the length of the pipeline;
3) annular ribs are placed on the outer surface of the pipeline;
4) a pipeline with annular ribs is inserted into a cylindrical casing;
5) the casing has a cross section greater than the large diameter of the annular rib;
6) at equal intervals along the length of the pressure pipe, sections are bounded by annular partitions;
7) annular partitions overlap the space between the pipeline and the casing;
8) the annular partitions are perforated;
9) the casing wall in each section is also perforated;
10) the cavity of the sections in the space between the pipeline and the casing is filled with filtering soil-holding material.

Предложенный трубопровод отвечает требованиям патентного критерия "существенные отличия", поскольку в патентной и технической литературе заявителю не встретились описания такого трубопровода. The proposed pipeline meets the requirements of the patent criterion of "significant differences", because in the patent and technical literature the applicant did not come across descriptions of such a pipeline.

На фиг. 1-4 изображен предлагаемый напорный трубопровод земснаряда. In FIG. 1-4 shows the proposed pressure pipe of the dredger.

Напорный трубопровод земснаряда 1 включает дюкер, т.е. проложенный по откосам и дну водоема трубопровод 2. Трубопровод 2 снабжен поперечными кольцевыми ребрами 3, которые равномерно распределены по внешней поверхности трубопровода 2. Трубопровод 2 с ребрами 3 вставлен в цилиндрический кожух 4 поперечного сечения, превышающего большой диаметр кольцевого ребра 3. Через равные промежутки по длине трубопровода 2 размещены участки 5, ограниченные кольцевыми перегородками 6 с окнами перфорации 7 в них. Кольцевыми перегородками 6 перекрывается пространство между трубопроводом 2 и кожухом 4. Стенка кожуха 4 на участках 5 выполнена с окнами перфорации 8. Пространство между трубопроводом 2 и кожухом 4 на участках 5 заполнено фильтрующим грунтоудерживающим материалом 9, например, гравием. Позициями обозначены также: 10 - каверна в стенке трубопровода 2; 11 - поверхность земли; 12 - грунт дна водоема; 13 - акватория водоема. The pressure pipe of the dredger 1 includes a duker, i.e. pipe 2 laid along the slopes and bottom of the reservoir 2. The pipe 2 is provided with transverse annular ribs 3 that are evenly distributed on the outer surface of the pipeline 2. The pipe 2 with ribs 3 is inserted into a cylindrical casing 4 of a cross section exceeding the large diameter of the annular rib 3. At regular intervals along the length of the pipeline 2 posted by sections 5, limited by annular partitions 6 with perforation windows 7 in them. The annular partitions 6 overlap the space between the pipeline 2 and the casing 4. The wall of the casing 4 in sections 5 is made with perforation windows 8. The space between the pipeline 2 and the casing 4 in sections 5 is filled with filtering soil-holding material 9, for example, gravel. Positions also denote: 10 - cavity in the wall of the pipeline 2; 11 - the surface of the earth; 12 - soil bottom of the reservoir; 13 - the water area of the reservoir.

Используют предложенный напорный трубопровод следующим образом. Use the proposed pressure pipe as follows.

Землесосным снарядом гидросмесь транспортируется по магистральному напорному трубопроводу 1, уложенному на поверхности земли 11 до берега водоема. Далее гидросмесь поступает в дюкер 2. Проходит по трубопроводу, описывая путь вдоль левого откоса (см. фиг. 1), вдоль дна водоема и вдоль правого откоса, а затем течет по продолжению магистрального трубопровода 1 на правом берегу (течение гидросмеси на фиг. 1 показано стрелками). Ничто не препятствует течению гидросмеси. Диаметр напорного трубопровода 1 и дюкера 2 одинаковой величины. The hydraulic mixture is transported by a suction pump through the main pressure pipe 1 laid on the surface of the earth 11 to the shore of the reservoir. Next, the slurry enters the plug 2. Passes through the pipeline, describing the path along the left slope (see Fig. 1), along the bottom of the reservoir and along the right slope, and then flows along the continuation of the main pipeline 1 on the right bank (flow of the slurry in Fig. 1 shown by arrows). Nothing prevents the flow of slurry. The diameter of the pressure pipe 1 and sump 2 of the same size.

При течении гидросмеси по трубопроводу 2 происходит износ его стенок абразивными частицами грунта; через определенный период эксплуатации, измеряемый годами или частями года, в результате износа происходит образование каверны 10 в стенке трубопровода 2. Гидросмесь через каверну 10 проникает в межреберное пространство (на фиг. 2 течение гидросмеси через каверну 10 показано стрелками). До образования каверны 10 в стенке трубопровода 2 пространство между трубопроводом и кожухом заполнено водой, которая проникла туда из акватории 13. Путь воды таков: из акватории 13 через окна 8 - в фильтрующий материал 9 - через него к окнам 7 - из окон 7 в пространство между ребрами 3. When the slurry flows through the pipeline 2, its walls wear with abrasive particles of the soil; after a certain period of operation, measured in years or parts of the year, as a result of wear, the cavity 10 forms in the wall of the pipeline 2. The hydraulic mixture through the cavity 10 penetrates into the intercostal space (in Fig. 2, the flow of the hydraulic mixture through the cavity 10 is shown by arrows). Before the formation of a cavity 10 in the wall of the pipeline 2, the space between the pipeline and the casing is filled with water that penetrated there from the water area 13. The water path is as follows: from the water area 13 through the windows 8 - into the filter material 9 - through it to the windows 7 - from the windows 7 into the space between ribs 3.

Гидросмесь, имеющая высокое давление, равное нескольким десяткам метров водяного столба, через каверну 10 поступает в пространство между ребрами 3, которое является одновременно пространством между стенками трубопровода 2 и кожуха 4. Давление гидросмеси намного больше давления в акватории 13 водоема. Под действием перепада давлений гидросмесь из полости трубопровода 2 через каверну 10 поступает в межреберное пространство, течет из одного отсека в другой, влево и вправо от каверны 10 (см. фиг. 2), в сторону левого участка 5 и в сторону правого участка 5. Через окна 7 вода из гидросмеси поступает в полость участка 5. Грунт из гидросмеси задерживается фильтрующим грунтоудерживающим материалом 9, вода через этот материал фильтруется и вытекает через окна 8 в акваторию 13. Постепенно все отсеки между ребрами 3 оказываются заполненными грунтом (песком), в том числе и отсек с каверной 10. Протекающая по трубопроводу 2 гидросмесь не контактирует с внешней средой (акваторией 13) и со стенкой кожуха 4. Она контактирует с грунтом, отложившимся в отсеке с каверной 10. A slurry having a high pressure equal to several tens of meters of water column, through a cavity 10 enters the space between the ribs 3, which is simultaneously the space between the walls of the pipeline 2 and the casing 4. The pressure of the slurry is much greater than the pressure in the water area 13 of the reservoir. Under the influence of a pressure differential, the hydraulic mixture from the cavity of the pipeline 2 through the cavity 10 enters the intercostal space, flows from one compartment to the other, left and right from the cavity 10 (see Fig. 2), towards the left section 5 and towards the right section 5. Through the windows 7, the water from the slurry enters the cavity of the site 5. The soil from the slurry is retained by the filtering soil-retaining material 9, the water is filtered through this material and flows through the windows 8 into the water area 13. Gradually, all compartments between the ribs 3 are filled with soil (sand ), including the compartment with the cavity 10. The hydraulic mixture flowing through the pipe 2 does not contact the external environment (water area 13) and the wall of the casing 4. It contacts the soil deposited in the compartment with the cavity 10.

Происходит тампонирование каверны 10 грунтом. Фильтрация воды через межреберное пространство происходит в мизерных размерах, т.к. воде приходится преодолеть уплотненный грунт (песок) в отсеках между ребрами 3 и фильтрующий материал 9. Одновременно тенденция к течению гидросмеси через каверну износа по пути к участкам 5 обеспечивает постоянное тампонирование каверны 10 грунтом (песком) и его уплотнение. There is a plugging of the cavity 10 with soil. Filtration of water through the intercostal space occurs in scanty sizes, because water has to overcome the compacted soil (sand) in the compartments between the ribs 3 and the filter material 9. At the same time, the tendency for the hydraulic mixture to flow through the wear cavity along the path to sections 5 ensures that the cavity 10 is constantly plugged with soil (sand) and compacted.

Рассмотрим свойства элементов устройства. В качестве кожуха 4 принимают трубу большего, чем трубопровод 2, диаметра. Кольцевые ребра 3 приварены к трубопроводу 2. Зазоры между краями ребер 3 и стенками кожуха 4 предназначены для выполнения ряда задач. Во-первых, зазор служит для обеспечения возможности заполнения межреберного пространства грунтом (песком) слаботекущим потоком гидросмеси. Во-вторых, наличие зазора между трудами 2 и 4 обеспечивает достаточную гибкость дюкера. В-третьих, ребра 3, присоединенные к трубопроводу 2, увеличивают продолжительность срока службы трубопровода 2 за счет увеличения массы изнашиваемого металла. Размещение жестких участков 5 дюкера на значительном расстоянии один от другого гибкость дюкера существенно не снижает. Consider the properties of the elements of the device. As a casing 4, a pipe of a larger diameter than the pipe 2 is adopted. The annular ribs 3 are welded to the pipeline 2. The gaps between the edges of the ribs 3 and the walls of the casing 4 are designed to perform a number of tasks. Firstly, the gap serves to ensure the possibility of filling the intercostal space with soil (sand) with a low-flowing slurry flow. Secondly, the presence of a gap between the labors 2 and 4 provides sufficient flexibility duker. Thirdly, the ribs 3 connected to the pipeline 2, increase the service life of the pipeline 2 by increasing the mass of the wear metal. Placing hard sections of the 5 siphon at a considerable distance from one another does not significantly reduce the siphon's flexibility.

Все это существенно повышает надежность и долговечность использования дюкера. All this significantly increases the reliability and durability of using the duker.

Для трубопроводов небольших диаметров можно обойтись упрощенной конструкцией дюкера: труба - в трубе с жесткими кольцевыми перегородками в межтрубном пространстве. Жесткость такого трубопровода несколько повышается, но долговечность возрастает в несколько раз. For pipelines of small diameters, you can do with the simplified design of the duker: the pipe is in a pipe with rigid annular partitions in the annulus. The rigidity of such a pipeline increases slightly, but the durability increases several times.

Claims

ZEMSNYARAD HEAD PIPELINE, including standard pipe links mounted in a single pipeline, characterized in that, in order to increase the reliability and durability of the use of the pressure pipe, it is equipped with an annular casing, and the pipeline is made with transverse annular ribs evenly distributed over its outer surface and installed in an annular casing with a gap between the transverse annular ribs of the pipeline and the inner surface of the annular casing, and at regular intervals along the length of the pressure sections between the pipeline and the annular casing in the form of perforated annular partitions bounding them with filtering soil-retaining material, the walls of the annular casing in these sections being perforated.