ТРУБНЫЙ КЛЮЧ Российский патент 1997 года по МПК B25B13/50 

Изобретение относится к нефтяному машиностроению и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства для свинчивания и развинчивания резьбовых соединений труб и других цилиндрических деталей.

Известен трубный ключ, содержащий рукоятку, взаимодействующую с двумя челюстями, одна из которых шарнирно соединена с рукояткой и с другой челюстью. Челюсти снабжены съемными плашками. Рукоятка выполнена в виде вилки, одна из боковых сторон которой выполнена с выступом Т-образной формы, размещенным в Т-образной полости, выполненной в челюсти, соединенной с рукояткой. Указанная челюсть выполнена из двух симметричных подковообразных щек, которые посредством пальца и пружины соединены с рукояткой. Ключ работает следующим образом. Упирая ключ в поверхность трубы, раскрывают зев до полного охватывания трубы плашками. От усилия, передающегося челюстью, сжимается пружина. Челюсть проворачивается, уступая трубе место в зеве ключа. Захваченная ключом труба может быть свинчена или развинчена усилием, приложенным к рукоятке [1]
Недостатком известного ключа является узкий диапазон прикладываемых усилий, чем обусловлено его проскальзывание по поверхности трубы при возникновении повышенных крутящих моментов и как следствие этого снятие слоя металла с поверхности трубы, что выводит ее из строя. Проскальзывание происходит при приложении повышенного крутящего момента вследствие деформации челюсти и расширения зева ключа.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является трубный ключ, содержащий рукоятку, взаимодействующую с челюстями. Челюсти снабжены съемными плашками. Пружина закреплена в полостях, выполненных в каждой челюсти. Ключ работает следующим образом. Упирая ключ челюстями в поверхность трубы, прикладывают к рукоятке усилие в продольном направлении. Челюсти отстраняются друг от друга и охватывают трубу. Захваченная ключом труба может быть свинчена или развинчена усилием, приложенным к рукоятке в направлении по часовой стрелке [2]
Недостатком прототипа является низкая надежность работы ключа. Цельная конструкция челюсти не обеспечивает необходимую жесткость деталей ключа, контактирующих с трубой при приложении максимальных крутящих моментов, что приводит к деформации челюсти и разжатию ключа. Большая площадь контакта ключа с трубой обуславливает возникновение дополнительных сил, направленных под углом к плоскости вращения ключа, на преодоление которых требуется прикладывать дополнительное усилие. Известный ключ не обеспечивает жесткости и однозначности захват труб, что не позволяет развить крутящий момент, соответствующий приложенному усилию. Кроме того, недостатком является трудоемкость изготовления ключа из-за необходимости выполнения в челюсти выборки под крепление рукоятки и удерживающей челюсти, а также полости для закрепления пружины.

Техническим результатом, на достижение которого направлено изобретение, является повышение надежности работы ключа и снижение трудоемкости его изготовления.

Технический результат достигается тем, что в трубном ключе, содержащем две шарнирно соединенные челюсти, одна из которых шарнирно соединена с рукояткой, и пружину, один конец которой закреплен в одной из челюстей, челюсть, шарнирно закрепленная с рукояткой, выполнена составной из двух щек и фасонного элемента, установленного между ними, закрепленного на соответствующих щеках и имеющего с ними общую поверхность, а в фасонном элементе выполнена полость для закрепления второго конца пружины.

Выполнение челюсти составной из двух щек и фасонного элемента, закрепленного между ними и имеющего с ними общую опорную поверхность, позволяет обеспечит жесткий и однозначный захват труб за счет уменьшения площади контакта ключа с трубой. При этом происходят перераспределение возникающих напряжений и сохранение заданной жесткости ключа при максимальных крутящих моментах, а также исключается разжатие ключа, что позволяет повысить надежность работы ключа и увеличить срок его службы.

Изобретение обеспечивает также снижение трудоемкости его изготовления за счет выполнения челюсти составной из двух щек и фасонного элемента, в котором выполнена полость для закрепления пружины. Кроме того, выполнение челюсти составной позволяет менять изнашиваемые элементы ключа.

На фиг. 1 изображен трубный ключ, общий вид; на фиг.2 фасонный элемент основной челюсти.

Трубный ключ содержит рукоятку 1 с эксцентричной поверхностью, челюсти 2, 3, снабженные съемными плашками 4, 5 соответственно.

Челюсти шарнирно соединены между собой, челюсть 2 шарнирно соединена с рукояткой 1 и имеет выступ 6 с вогнутой рабочей поверхностью для максимального захвата трубы. Шарнирные соединения выполнены посредством пальцев 7. Челюсть 2 выполнена составной из двух щек и фасонного элемента 9, закрепленного между ними и имеющего с ними общую опорную поверхность 10. В фасонном элементе 9 и в челюсти 3 выполнены полости 11 и 12 соответственно для закрепления пружины 13.

Ключ работает следующим образом.

Для закрепления ключа на трубе его упирают в поверхность трубы челюстями 2,3, подпружиненными с помощью пружины 13, и прикладывают к рукоятке 1 усилие в продольном направлении. Челюсти отстраняются друг от друга и плотно охватывают трубу. Для свинчивания или развинчивания труб к рукоятке 1 прикладывают усилие в направлении по часовой стрелке. Рукоятка 1 эксцентричной поверхностью воздействует на челюсть 3 и создает усилие зажатия трубы челюстями, при этом плашки 4, 5 и выступ 6 с вогнутой рабочей поверхностью щек 8 создают необходимые контактные напряжения, обеспечивающие передачу крутящего момента на трубу.

Были проведены сравнительные испытания ключа по изобретению и прототипу. Предлагаемый ключ обеспечивает более жесткий и однозначный захват трубы по сравнению с ключом-прототипом. Предлагаемым ключом было свинчено 10000 труб диаметром 73 мм, при этом не было обнаружено никаких эксплуатационных дефектов в ключе, тогда как разжатие ключа-прототипа вследствие деформации челюсти происходит после свинчивания 1000 труб.

Изобретение относится к нефтяному машиностроению и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства для свинчивания и развинчивания резьбовых соединений труб и других цилиндрических деталей. Техническим результатом изобретения является повышение надежности работы ключа и снижение трудоемкости его изготовления. Этот результат достигается тем, что челюсть 2, шарнирно соединенная с рукояткой 1, выполнена составной из двух щек и фасонного элемента 9, установленного между ними, закрепленного на соответствующих щеках и имеющего с ними общую поверхность, а в фасонном элементе 9 выполнена полость для закрепления второго конца пружины 13. Для закрепления ключа на трубе его упирают в поверхность трубы челюстями 2 и 3, подпружиненными с помощью пружины 13 и прикладывают к рукоятке 1 усилие в продольном направлении. 2 ил.

Трубный ключ, содержащий две шарнирно соединенные челюсти, одна из которых шарнирно соединена с рукояткой, и пружину, один конец которой закреплен в одной из челюстей, отличающийся тем, что челюсть, шарнирно закрепленная с рукояткой, выполнена составной из двух щек и фасонного элемента, установленного между ними, закрепленного на соответствующих щеках и имеющего с ними общую поверхность, а в фасонном элементе выполнена полость для закрепления второго конца пружины.