Железобетонное колено для напорных трубопроводов и способ его производства

(51) 16 9/08 (2006.01) 16 43/00 (2006.01) 28 21/74 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ Способ производства железобетонного колена для напорных трубопроводов включает изготовление обечайки 1 колена, состоящей из стального сердечника 3 и внутреннего защитного бетонного покрытия 4, и изготовление на обечайке наружного защитного бетонного покрытия 2. Способ отличается тем, что изготовление обечайки 1 колена осуществляют путем изготовления стального цилиндра 17,нанесения на его боковую поверхность пунктирных разрезов, по, по меньшей мере, одной линии реза,находящейся в плоскости, расположенной под углом к продольной оси цилиндра, изготовления внутреннего защитного бетонного покрытия, разрезания стального цилиндра 17 и внутреннего защитного бетонного покрытия по указанным линиям реза с последующим разделением на кольца 5, 6, 7, состыковки колец 5, 6, 7 срезанными основаниями с образованием угла поворота а и соединения их сваркой остальных цилиндров в местах стыка с образованием стального сердечника 3 обечайки и зачеканки внутреннего защитного бетонного покрытия в местах соединения колец бетоном с последующим твердением. Изобретение позволяет получить высокое качество внутреннего, а также наружного защитных бетонных покрытий. Конструкция железобетонного колена отличается высокой технологичностью, а способ -низкой трудоемкостью. При производстве колена можно использовать оборудование для производства железобетонных труб.(76) Кузиев Дильмурат Пирмухамедович ,Дронов Виктор Михайлович(56) Овсянкин В.И. Железобетонные трубы для напорных водоводов. М., Стройиздат, 1971, с. 71-72(54) ЖЕЛЕЗОБЕТОННОЕ КОЛЕНО ДЛЯ НАПОРНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ И СПОСОБ ЕГО ПРОИЗВОДСТВА(57) Изобретение может использоваться при строительстве напорных трубопроводов с поворотами в любой отрасли народного хозяйства. Железобетонное колено содержит обечайку 1 колена, и выполненное на ней наружное защитное бетонное покрытие 2. Обечайка 1 колена имеет стальной сердечник 3 и внутреннее бетонное покрытие 4. Отличие железобетонного колена заключается в том, что обечайка колена выполнена из состоящих из стального цилиндра 8 и внутреннего защитного бетонного покрытия 9 колец 5, 6, 7, по меньшей мере, одно основание которых срезано под углом к продольной оси. Кольца 5, 6, 7 состыкованы друг с другом срезанными основаниями с формированием угла поворота и соединены сваркой стальных цилиндров 8 в местах стыка. При этом внутреннее защитное бетонное покрытие обечайки зачеканено в местах соединения оснований колец. 16335 Изобретение относится к фасонным элементам напорных трубопроводов и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства для строительства напорных железобетонных трубопроводов с поворотами. Известно железобетонное колено для напорных трубопроводов, описанное в а. с. СССР 922111,кл. 16 9/08, 1982. Оно содержит обечайку, имеющую стальной сердечник и внутреннее защитное бетонное покрытие, и наружное защитное бетонное покрытие, выполненное на обечайке колена. Стальной сердечник обечайки состоит из двух колец, каждое из которых имеет основание, срезанное под углом к продольной оси кольца. Кольца состыкованы срезанными основаниями друг с другом с формированием при этом угла поворота и сварены с образованием стального сердечника. Внутреннее бетонное защитное покрытие выполнено в виде двух усеченных конусов, обращенных меньшими основаниями друг к другу и нанесено на стальной сердечник. Кольца обечайки имеют ребра жесткости, на сердечник обечайки намотана проволочная арматура. Колено снабжено втулочной и раструбной частями. Это колено отличается сложной конструкцией внутреннего бетонного защитного покрытия, недостаточным его качеством и низкой технологичностью. Наиболее близкими аналогами заявляемым изобретениям являются железобетонное колено для напорных трубопроводов и способ его производства, описанные в книге (Овсянкина В.И. Железобетонные трубы для напорных водоводов / М. Изд-во литературы по строительству, 1971, с. Известное железобетонное колено состоит из 71-72). обечайки, имеющей стальной сердечник и внутреннее защитное бетонное покрытие, и нанесенное на обечайку наружное защитное бетонное покрытие. Стальной сердечник обечайки выполнен из соответствующим образом раскроенной из стального листа заготовки и затем сваренной с образованием угла поворота. Способ его производства включает изготовление обечайки колена, состоящей из стального сердечника и внутреннего защитного бетонного покрытия, и изготовление наружного защитного бетонного покрытия на обечайке колена. Обечайку изготавливают путем выкраивания из стального листа заготовки таким образом, чтобы при последующей сварке был образован необходимый угол поворота. Изготовление внутреннего защитного бетонного покрытия осуществляют формованием внутреннего защитного бетонного слоя центрифугированием, вибрированием или обетонированием с последующей его тепловой обработкой. Изготовление наружного защитного покрытия осуществляют формованием бетонного слоя на обечайке по проволочной сетке обетонированием с дальнейшей тепловой обработкой. Недостатком вышеуказанных колена и способа является недостаточно высокое качество внутреннего и наружного защитного покрытия, низкая техно 2 логичность конструкции колена, высокая трудоемкость производства. В основу изобретений положена задача создания технологичной конструкции железобетонного колена для напорных трубопроводов и способа его производства, позволяющих получить высокое качество наружного и внутреннего защитных покрытий, при снижении трудоемкости. Технический результат - повышение качества внутреннего защитного бетонного покрытия колена,а также наружного защитного бетонного покрытия,повышение технологичности конструкции колена,снижение трудоемкости производства колена, использование технологического оборудования, применяемого при изготовлении железобетонных труб. Для достижения указанного технического результата в железобетонном колене для напорных трубопроводов, содержащем обечайку колена,имеющую стальной сердечник и внутреннее защитное бетонное покрытие, и выполненное на обечайке наружное защитное бетонное покрытие, согласно изобретению, обечайка колена выполнена из состоящих из стального цилиндра и внутреннего защитного бетонного покрытия колец, по меньшей мере, одно основание которых срезано под углом к продольной оси, состыкованных срезанными основаниями друг с другом с формированием угла поворота и соединенных сваркой их металлических цилиндров в местах стыка с образованием стального сердечника обечайки, а внутреннее защитное бетонное покрытие обечайки зачеканено в местах соединения оснований колец бетоном. В предпочтительном варианте осуществления крайние кольца обечайки колена выполнены с втулкой и раструбом соответственно. Кроме того, обечайка колена снабжена проволочной арматурой,намотанной на стальной сердечник обечайки. Технический результат также достигается тем,что в способе производства железобетонного колена для напорных трубопроводов, включающем изготовление обечайки колена, состоящей из стального сердечника и внутреннего защитного бетонного покрытия, и изготовление на обечайке наружного защитного бетонного покрытия, согласно изобретению, изготовление обечайки колена осуществляют путем изготовления стального цилиндра, нанесения на его боковую поверхность пунктирных разрезов,по меньшей мере, одной линии реза, находящейся в плоскости, расположенной под углом к продольной оси цилиндра, изготовления внутреннего защитного бетонного покрытия, разрезания стального цилиндра и внутреннего защитного покрытия по указанным линиям реза с последующим разделением на кольца,состыковки колец срезанными основаниями с формированием угла поворота, соединения их сваркой остальных цилиндров в местах стыка с образованием стального сердечника обечайки и зачеканки внутреннего защитного бетонного покрытия в местах соединения срезанных оснований колец бетоном с последующим твердением. Предпочтительно изготовление внутреннего защитного покрытия осуществляют гидропрессовани 16335 ем внутреннего бетонного слоя с последующей тепловой обработкой. Преимущественно изготовление наружного защитного бетонного покрытия осуществляют путем формования наружного защитного слоя в форме с вибрированием и последующей тепловой обработки. В предпочтительном варианте осуществления к концам стального цилиндра приваривают втулку и раструб. Кроме того, перед изготовлением наружного бетонного покрытия на стальной сердечник обечайки наматывают проволочную арматуру. Заявляемая конструкция железобетонного колена отличается высокой технологичностью, а способ его производства - меньшей трудоемкостью. При изготовлении колена можно использовать то же самое оборудование, что и при производстве железобетонных труб любым методом. Изготавливать внутреннее защитное покрытие на внутренней поверхности стального цилиндра более просто и технологично, менее трудоемко, чем на внутренней поверхности стального сердечника, имеющего конфигурацию колена. Нанесение предварительных пунктирных разрезов на стальной цилиндр позволяет избежать трещин и сколов на внутреннем бетонном покрытии при отделении колец. Зачеканка внутреннего бетонного покрытия в местах соединения оснований колец - гораздо более простая операция, чем нанесение внутреннего бетонного покрытия на всю внутреннюю поверхность стального сердечника в виде колена, что позволяет получить внутреннее защитное бетонное покрытие более высокого качества. Изготовление наружного защитного покрытия в форме с уплотнением вибрированием более технологично, чем изготовление обетонированием и позволяет получить более качественное наружное защитное бетонное покрытие. На фиг. 1 изображен стальной цилиндр с нанесенными на него пунктирными разрезами на поддоне на фиг. 2 - обечайка колена с частичным разрезом на фиг. 3 изображено железобетонное колено с частичным разрезом. Железобетонное колено (фиг. 3) состоит из обечайки 1 и наружного защитного бетонного покрытия 2. Обечайка имеет стальной сердечник 3 и внутреннее защитное бетонное покрытие 4. Обечайка 1(фиг. 2) состоит из колец 5, 6, 7. Каждое из колец состоит из стального цилиндра 8 и внутреннего защитного бетонного покрытия 9. У колец 5, 7 одно основание срезано под углом к продольной оси, у кольца 6 - два основания срезаны под углом к продольной оси. Кольца 5, 6, 7 состыкованы друг с другом таким образом, чтобы образовать необходимый угол поворота . Стальные цилиндры 8 колец 5, 6, 7 соединены сваркой в местах стыка с образованием сварных швов 10, 11. Внутри обечайки внутреннее защитное бетонное покрытие зачеканено в местах соединения оснований колец бетоном 12, 13. Крайние кольца 5 и 7 обечайки снабжены приваренными к стальным цилиндрам втулкой 14 и раструбом 15. На сердечник 3 обечайки навита стальная проволочная арматура 16. Железобетонное кольцо изготавливают следующим образом. Из стального листа толщиной 6-10 мм сваривают стальной цилиндр 17 необходимого диаметра(фиг. 1). Затем приваривают к одному концу цилиндра втулку 14, а к другому раструб 15. На боковую поверхность стального цилиндра 17 наносят с помощью лекал в зависимости от необходимого угла поворота (обычно 15, 30, 45, 90) линии реза 18, 19, находящиеся в плоскости, расположенной под углом к продольной оси стального цилиндра. Затем на боковую поверхность стального цилиндра наносят пунктирные разрезы по линиям реза 18, 19 (фиг. 1). Далее изготавливают внутреннее защитное бетонное покрытие на внутренней поверхности стального цилиндра 17. Для этого стальной цилиндр 17 устанавливают раструбом 15 вниз на сердечник с резиновым чехлом. Сверху устанавливают центрирующие клинья и виброконус,на который подают бетонную смесь с осадкой конуса 2-4 см, и наносят внутренний защитный бетонный слой. По окончании нанесения внутреннего бетонного слоя снимают виброконус и центрирующие клинья, устанавливают запорное кольцо и осуществляют формование внутреннего защитного бетонного слоя гидропрессованием давлением 2,7-2,9 МПа 20-30 мин. Последующую тепловую обработку осуществляют в течение 8 часов без снятия давления подачей пара в подчехольное пространство. Затем давление воды снимают, ее остатки откачивают вакуумом. Заготовку с нанесенным внутренним защитным бетонным покрытием снимают краном с формы и устанавливают на площадке. Газорезательным аппаратом производят окончательное разрезание стального цилиндра 17 и внутреннего защитного покрытия по линиям реза 18, 19 и разделение заготовки на кольца 5, 6, 7. Благодаря предварительным пунктирным разрезам стального цилиндра по линиям реза 18, 19, при отделении колец внутреннее защитное покрытие у них не повреждается,трещины и сколы в нем не образуются. Далее кольца 5, 6, 7 разворачивают, срезанные основания состыковывают таким образом, чтобы сформировался необходимый угол поворота а и соединяют сваркой стальных цилиндров 8 с образованием сварных швов 10, 11 и соответственно стального сердечника обечайки 3. Затем внутреннее защитное бетонное покрытие зачеканивают бетоном в местах соединений 12, 13 оснований колец. Твердение происходит при выдержке в течение 2-4 часов в естественных условиях. Далее на стальной сердечник 3 обечайки навивают стальную проволочную арматуру 16. Полученную обечайку укладывают в нижнюю полуформу, фиксируют в ней, закрывают верхней полуформой и соединяют полуформы болтами. В форму подают бетонный раствор, уплотнение наружного бетонного слоя осуществляют вибрированием. Тепловую обработку осуществляют в пропаренной камере. После тепловой обработки осуществляют распалубку формы и извлечение железобетонного ко 3 16335 лена из формы. Затем осуществляют чистовую обработку колена. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Железобетонное колено для напорных трубопроводов, содержащее обечайку колена, имеющую стальной сердечник и внутренний защитный бетонный слой, и выполненное на обечайке наружное защитное бетонное покрытие, отличающееся тем,что обечайка колена выполнена из состоящих из стального цилиндра и внутреннего защитного бетонного покрытия колец, по меньшей мере, одно основание которых срезано под углом к продольной оси кольца, состыкованных друг с другом срезанными основаниями с формированием угла поворота и соединенных сваркой их металлических цилиндров в местах стыка с образованием стального сердечника обечайки, а внутреннее защитное бетонное покрытие обечайки зачеканено в местах соединения срезанных оснований колец бетоном. 2. Железобетонное колено по п.1, отличающееся тем, что крайние кольца обечайки колена выполнены с втулкой и раструбом соответственно. 3. Железобетонное колено по п.п. 1 или 2, отличающееся тем, что обечайка колена снабжена проволочной арматурой, намотанной на стальной сердечник обечайки. 4. Способ производства железобетонного колена для напорных трубопроводов, включающий изготовление обечайки колена, состоящей из стального сердечника и внутреннего защитного бетонного покрытия, и изготовление на обечайке наружного защитного бетонного покрытия, отличающийся тем, 4 что изготовление обечайки колена осуществляют путем изготовления стального цилиндра, нанесения на его боковую поверхность пунктирных разрезов,по меньшей мере, одной линии реза, находящейся в плоскости, расположенной под углом к продольной оси цилиндра, изготовления внутреннего защитного бетонного покрытия, разрезания стального цилиндра и внутреннего защитного бетонного покрытия по указанным линиям реза с последующим разделением на кольца, состыковки колец срезанными основаниями с формированием угла поворота и соединения их сваркой остальных цилиндров в местах стыка с образованием стального сердечника обечайки и зачеканки внутреннего защитного бетонного покрытия в местах соединения срезанных оснований колец бетоном с последующим его твердением. 5. Способ по п.4, отличающийся тем, что изготовление внутреннего защитного покрытия осуществляют гидропрессованием внутреннего бетонного слоя с последующей тепловой обработкой. 6. Способ по п.п. 4 или 5, отличающийся тем,что изготовление наружного защитного бетонного покрытия осуществляют путем формования наружного защитного бетонного слоя в форме и с ее вибрированием и с последующей тепловой обработки. 7. Способ по любому из п.п. 4-6, отличающийся тем, что к концам стального цилиндра приваривают втулку и раструб. 8. Способ по любому из п.п. 4-7, отличающийся тем, что перед изготовлением наружного бетонного покрытия на стальной сердечник обечайки наматывают проволочную арматуру, 16335