УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ВНУТРЕННЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ТРУБ Российский патент 2002 года по МПК C23G3/04 

Изобретение относится к травлению металлов химическими средствами и может быть использовано для непрерывного струйного травления внутренней поверхности труб.

Известно устройство для размерного травления внутренней поверхности трубчатых изделий, с заданной жесткостью на кручение, содержащее основание, насос, две герметизирующие заглушки, соединенные с подводящим и отводящим трубопроводами. Одна из заглушек жестко укреплена на основании, другая выполнена с возможностью поворота вокруг своей оси и снабжена механизмом для нагружения крутящим моментом и устройством замера деформации, электрически связанным с насосом. (Авторское свидетельство СССР N 933803, C 23 F 1/04, 1982).

Данное устройство совпадает с заявленным устройством по следующим существенным признакам: наличие насоса, герметизируюших заглушек, подводящего и отводящего трубопроводов.

Недостатком данного устройства является неравномерная глубина съема металла по длине трубы.

Известно устройство для размерного травления внутренней поверхности труб, содержащее средство для подачи раствора и герметичные заглушки, которые совмещены и выполнены в виде мембранных камер с плунжерами. Устройство содержит механизм перемещения заглушек и обрабатываемых изделий, выполненный в виде двух параллельных бесконечных цепных конвейеров с захватами для мембранных камер и неподвижных копиров, установленных с возможностью взаимодействия с плунжерами мембранных камер. Устройство содержит средство для управления скоростью травления, выполненное в виде ряда спрейеров для подачи жидкости или пара, расположенных нормально к плоскости перемещения мембранных камер и под углом к оси перемещения трубы. (Авторское свидетельство СССР N 1742354, C 23 F 1/08, C 23 G 3/04, 1992) - прототип.

Данное устройство совпадает с заявленным устройством по следующим существенным признакам: наличие средства для подачи раствора, герметичных заглушек, механизма перемещения обрабатываемых труб, средства управления скоростью травления.

Недостатками данного устройства являются малый съем металла, ограниченный объемом травильного раствора в мембранных камерах, и ограниченный сортамент труб по длине и диаметру, так как устройство разработано для узкоспециализированного производства труб нескольких близких размеров по диаметру и толщине стенки и одной длины. Кроме того, время травления ограничено длиной копиров.

Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является разработка универсального устройства для обработки широкого сортамента труб с обеспечением регламентированного съема металла для неспециализированного производства.

Технический результат, достигаемый при осуществлении изобретения, заключается в легкости оперативной переналадки устройства на разную длину труб, в том числе с компенсацией технологических отклонений по длине, и в обеспечении комплексного цикла обработки за одну загрузку.

Дополнительный технический результат заключается в обеспечении регламентированного съема на трубах широкого по диаметру сортамента и в повышении производительности устройства.

Указанный технический результат достигается тем, что заявлено устройство для обработки внутренней поверхности труб, содержащее средство для подачи раствора, герметизирующие заглушки, механизм вращения и перемещения обрабатываемой трубы и ряд спрейеров, в котором в соответствии с изобретением средство для подачи раствора выполнено в виде нескольких автономных емкостей для различных технологических растворов, связанных поочередно посредством трубопроводов через переключатели и насос с двумя промежуточными емкостями, соединенными с обрабатываемыми трубами гибкими трубопроводами через вентили и герметизирующие заглушки, механизм вращения и перемещения труб выполнен в виде стационарного вала с приводом возвратного вращения, на котором установлены трубные доски с отверстиями в количестве "n" штук для размещения герметизирующих заглушек.

Промежуточные емкости снабжены устройствами предотвращения их переполнения и регуляторами давления обрабатывающего раствора.

Регулятор давления обрабатывающего раствора выполнен в виде гибкого шланга.

Хотя бы одна трубная доска установлена с возможностью переустановки по длине вала, а герметизирующие заглушки этой доски установлены с возможностью перемещения относительно ее плоскости вдоль оси, параллельной оси вала.

Герметизирующая заглушка снабжена рычагом с эксцентриком, нажимным и опорным конусами, размещенной между конусами эластичной манжетой, соединенной с гибким трубопроводом, и эластичной втулкой с профилированной поверхностью, эквидистантной поверхности конца обрабатываемой трубы.

Каждая автономная емкость может быть снабжена собственным насосом и трубопроводами, соединяющими ее с промежуточными емкостями.

Автономные емкости содержат различные технологические растворы: травильный, промывочный, пассивирующий и т.п. За счет поочередного подключения к этим емкостям промежуточных емкостей для подачи каждого обрабатывающего раствора непосредственно через обрабатываемые трубы обеспечивается комплексный технологический цикл обработки их внутренней поверхности за одну загрузку. Количество автономных емкостей может быть различно в зависимости от требований технологического процесса.

В процессе травления благодаря переключению системы подачи раствора направление протекания травильного раствора в трубах может быть изменено несколько раз до достижения регламентированного съема металла. Переключение направления подачи других растворов необходимое число раз обеспечивает высокое качество обработки поверхности металла.

За счет установки труб в трубных досках, имеющих возможность возвратного вращения вокруг оси стационарного вала, обеспечивается поворот труб за счет планетарного движения относительно оси вала и, следовательно, обработка всех точек по периметру внутренней поверхности труб.

Выполнение в трубных досках нескольких отверстий под герметизирующие заглушки, в зависимости от диаметра обрабатываемых труб, позволяет произвести обработку нескольких труб за одну загрузку. Возможность возвратного вращения трубных досок вокруг оси стационарного вала обеспечивает планетарный поворот труб вокруг своей оси и, следовательно, обработку на равных условиях всех точек по периметру их внутренней поверхности.

За счет того, что хотя бы одна трубная доска имеет возможность переустановки по длине вала, достигается оперативная перенастройка на требуемую длину обрабатываемых труб, и легкость перехода с одного размера труб на другой. А за счет осевого перемещения герметизирующих заглушек относительно плоскости этой трубной доски дополнительно компенсируются технологические отклонения по длине каждой трубы.

Предложенное конструктивное выполнение герметизирующей заглушки позволяет осуществить быструю фиксацию трубы в устройстве, чем сократить вспомогательное время процесса. Сменные эластичные втулки позволяют расширить сортамент труб по диаметру и за счет эквидистантной поверхности исключить травление наружной поверхности трубы в зоне контроля величины съема металла с внутренней поверхности трубы.

Снабжение промежуточных емкостей устройствами предотвращения их переполнения и регуляторами давления обрабатывающего раствора в виде гибкого шланга позволяет легко регулировать давление растворов в устройстве и регламентировать их максимальное давление.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 дана схема устройства, на фиг. 2 дан разрез А-А на фиг.1, на фиг.3 показана герметизирующая заглушка в разрезе.

Устройство для обработки внутренней поверхности труб содержит автономные емкости 1, 2, 3 и т.д. с обрабатывающими растворами, соединенные посредством трубопроводов 4, 5, переключателей 6, 7 и насоса 8 с промежуточными емкостями 9, 10 для раствора, задействованного на данном этапе обработки. Промежуточные емкости снабжены устройствами 11, 12 предотвращения их переполнения и гибкими шлангами 13, 14, выполняющими роль регуляторов давления обрабатывающего раствора. На стационарный вал 15, имеющий привод 16 возвратного вращения, насажены трубные доски 17, 18 с "n" числом отверстий 19. Одна из досок установлена с возможностью перемещения вдоль вала. В отверстия установлены герметизирующие заглушки 20, 21, соединенные гибкими трубопроводами 22, 23 через вентили 24, 25 с промежуточными емкостями. Герметизирующая заглушка имеет рычаг 26 с эксцентриком, нажимной конус 27 и опорный конус 28. Между конусами размещена эластичная манжета 29, соединенная с гибким трубопроводом 22 или 23. Заглушка снабжена эластичной втулкой 30 с профилированной поверхностью А, эквидистантной поверхности конца обрабатываемой трубы 31.

Устройство снабжено рядом спрейеров 32, выполняющих функцию средства управления скоростью травления.

Устройство работает следующим образом.

В соответствии с технологическим процессом в автономные стационарные емкости 1, 2, 3 (и другие по необходимости) заливаются технологические растворы, например травильный раствор, промывочный раствор, пассивирующий раствор и т.д. Трубы 31 зажимаются в герметизирующих заглушках 20 и 21 трубных досок 17 и 18. При загрузке труб меньшего количества, чем отверстий 19 трубной доски, в свободные заглушки вставляются пробки. Насос 8 через переключатели 6 и 7 подключается к автономной емкости 1 с травильным раствором. Травильный раствор закачивается в промежуточную емкость 9 до определенного уровня, обеспечивающего требуемое давление при травлении, причем производительность насоса выше, чем расход раствора, проходящего через трубы 31. Затем включается привод 16 вращения вала. Трубы 31 перемещаются по окружности на угол, равный углу поворота вала, при этом происходит их поворот вокруг своей оси. Одновременно открывается вентиль 24, и по гибким трубопроводам 22 в трубы 31 подается травильный раствор. После поворота вала, например, на 360^o и соответственного поворота труб, направление вращения вала изменяется на обратное до исходного положения. При этом в каждой точке внутреннего периметра трубы травление происходит с одинаковой интенсивностью и с равным съемом металла. Травильный раствор проходит через трубы 31, по гибким трубопроводам 23 попадает в промежуточную емкость 10 и из нее сливается в стационарную емкость 1. Затем насос 8 переключается переключателями 6 и 7 на подачу травильного раствора из емкости 1 в промежуточную емкость 10 и затем через трубопроводы 23, трубы 31 и трубопроводы 22 в промежуточную емкость 9, т. е. травление труб осуществляется при протекании травильного раствора в обратном направлении. Такое переключение могут осуществлять несколько раз. За счет подачи в спрейеры 32 различного количества охлаждающей жидкости по длине труб, например, большего количества на концевые участки, устраняется повышенный съем металла на концах труб. После съема регламентированной величины металла с внутренней поверхности труб травильный раствор сливается из промежуточных емкостей 9 и 10 в емкость 1, насос 8 подключается к емкости 2 с промывочным раствором, например водой. Процесс промывки труб производится аналогично процессу травления. Также производится процесс обработки пассивирующим раствором из емкости 3 и последующими растворами из других соответствующих автономных емкостей. Все операции обработки внутренней поверхности труб осуществляются за одну установку труб в заявленном устройстве при непрерывном возвратном вращении труб.

Изобретение относится к травлению металлов химическими средствами и может быть использовано для непрерывного струйного травления внутренней поверхности труб. Устройство содержит стационарный вал с приводом возвратного вращения и установленных на нем трубных досок с герметизирующими заглушками для фиксации обрабатываемых труб, систему автономных и промежуточных емкостей для обрабатывающих растворов с трубопроводами, переключателями, вентилями и насосом. Герметизирующая заглушка содержит эластичные и сжимающие элементы. Технический результат: оперативная легкая переналадка на разный размер труб и комплексный цикл обработки за одну установку. 5 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Устройство для обработки внутренней поверхности труб, содержащее средство для подачи раствора, герметизирующие заглушки, механизм вращения и перемещения обрабатываемой трубы и ряд спрейеров, отличающееся тем, что средство для подачи раствора выполнено в виде нескольких автономных емкостей для различных технологических растворов, связанных поочередно посредством трубопроводов через переключатели и насос с двумя промежуточными емкостями, соединенными с обрабатываемыми трубами гибкими трубопроводами через вентили и герметизирующие заглушки, механизм вращения и перемещения труб выполнен в виде стационарного вала с приводом возвратного вращения, на котором установлены трубные доски с отверстиями для размещения герметизирующих заглушек. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что промежуточные емкости снабжены устройствами предотвращения их переполнения и регуляторами давления обрабатывающего раствора. 3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что регулятор давления обрабатывающего раствора выполнен в виде гибкого шланга. 4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что хотя бы одна трубная доска установлена с возможностью переустановки по длине вала, а герметизирующие заглушки этой доски установлены с возможностью перемещения относительно ее плоскости вдоль оси, параллельной оси вала. 5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что герметизирующая заглушка снабжена рычагом с эксцентриком, нажимным и опорным конусами, размещенной между конусами эластичной манжетой, соединенной с гибким трубопроводом, и эластичной втулкой с профилированной поверхностью, эквидистантной поверхности конца обрабатываемой трубы. 6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что каждая автономная емкость снабжена собственным насосом и трубопроводами, соединяющими ее с промежуточными емкостями.