ГАЗОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАГРЕВА БОЛТОВ Российский патент 2015 года по МПК B23P19/06 

Область применения

Настоящее изобретение относится к газовому устройству для нагрева болтов. В частности, настоящее изобретение относится к газовому устройству для нагрева болтов при затяжке и ослаблении элементов болтовых соединений.

Уровень техники

Известно, что для затяжки или ослабления элементов болтовых соединений используются газовые нагревательные устройства. Пример такого устройства приведен в патенте США 6345980 (автор Tatarczuk).

Описанное в патенте 6345980 нагревательное устройство имеет цилиндрическую камеру предварительного нагрева, в которую выходит наконечник газовой горелки. Камера нагревается за счет горячего газа, выходящего из наконечника горелки и собирающегося внутри камеры. За счет такой конструкции камеры воздух в ней нагревается и проходит через коническую сужающуюся часть к нагревательной трубке. Нагревательную трубку располагают внутри пустотелой шпильки и накрученной на нее колпачковой гайки и нагревают данные резьбовые элементы крепления. За счет линейного расширения при нагревании данные резьбовые компоненты расширяются в радиальном направлении и тем самым облегчается ослабление или производится должная затяжка гайки и/или шпильки.

Несмотря на то, что описанное выше устройство в целом работает удовлетворительно, оно имеет ряд недостатков. Так, например, незащищенная камера предварительного нагрева может сильно нагреваться, в результате чего возникает риск получения ожога пользователем устройства. Для охлаждения внешней поверхности камеры в принципе могут использоваться воздуховоды охлаждения, однако их использование может снижать эффективность нагрева камеры и соответственно нагревательной трубки. В центральном проходе нагревательного устройства, через который является протяженным наконечник горелки, расположены сходящиеся вниз патрубки выпуска воздуха для подачи воздуха для поддержки горения пламени. Это может ограничивать количество воздуха, проходящего через центральный проход для поддержки горения, так как патрубки выпуска воздуха фактически работают как воздушная заслонка. Это может также препятствовать движению горячего воздуха вниз в камеру и далее к нагревательной трубке.

Сущность изобретения

В настоящем изобретении предлагается газовое устройство для нагрева болтов, которое позволяет преодолеть упомянутые выше недостатки. Целью настоящего изобретения является обеспечить более совершенное газовое устройство для нагрева болтов.

Соответственно, в первом воплощении настоящего изобретения предлагается газовое устройство для нагрева болтов, выполненное с возможностью присоединения его к нагревательной трубке и последующего нагрева элемента болтового соединения. Элемент болтового соединения имеет полость. Нагревательная трубка выполнена с возможностью расположения ее в полости элемента болтового соединения. Газовое устройство для нагрева болтов включает газовую горелку, имеющую наконечник горелки, через который проходит горячий газ. Нагревательное устройство содержит также полый корпус нагревателя, имеющий первый конец и второй конец, расположенные друг напротив друга. Корпус имеет центральный проход, протяженный от первого конца корпуса ко второму его концу. Конфигурация центрального прохода обеспечивает прием наконечника горелки. Нагревательная трубка выполнена с возможностью присоединения ее к корпусу. Наконечник горелки является протяженным в нагревательную трубку для непосредственного нагрева нагревательной трубки, присоединенной к корпусу нагревателя.

В настоящем изобретении предлагается также газовое устройство для нагрева болтов, предназначенное для присоединения его к нагревательной трубке и нагрева элемента болтового соединения. Элемент болтового соединения имеет полость, так что нагревательная трубка может быть расположена внутри данной полости. Газовое устройство для нагрева болтов включает газовую горелку, имеющую наконечник горелки, через который проходит горячий газ. Горелка вырабатывает пламя. Нагревательное устройство включает также полый цилиндрический корпусной элемент, имеющий первый конец и второй конец, расположенные напротив друг друга, внутреннее пространство и наружную стенку, протяженную от первого конца ко второму концу. Корпусной элемент имеет также множество пространственно разнесенных по окружности воздуховодов охлаждения, протяженных внутри и вдоль наружной стенки корпуса, от области в непосредственной близости к первому концу, в направлении ко второму концу корпусного элемента. Нагревательное устройство включает цилиндрическую вставку, расположенную внутри корпусного элемента.

Вставка имеет центральный проход, протяженный от первого конца корпусного элемента ко второму концу корпусного элемента. Форма и размеры центрального прохода таковы, что он принимает наконечник горелки. Наконечник имеет внутренний конец, расположенный между первым концом и вторым концом корпусного элемента. Вставка имеет множество пространственно разнесенных по окружности, сходящихся вниз каналов выпуска воздуха, протяженных через внутренний конец вставки. Конфигурация сходящихся вниз каналов выпуска воздуха такова, что они направляют проходящий через них воздух к наконечнику горелки для поддержки горения и направления пламени. Нагревательное устройство включает резьбовую втулку, расположенную в непосредственной близости ко второму концу корпуса. Резьбовая втулка посредством резьбы присоединена к корпусу. Резьбовая втулка посредством резьбы присоединена также к нагревательной трубке. Внутренний конец вставки пространственно разнесен с резьбовой втулкой и расположен в непосредственной близости к резьбовой втулке. Наконечник горелки является протяженным через резьбовую втулку. Наконечник горелки расположен в непосредственной близости ко второму концу корпусного элемента и является протяженным вовнутрь нагревательной трубки для непосредственного нагрева нагревательной трубки.

В настоящем изобретении дополнительно предлагается газовое устройство в сборе для нагрева болтов. Устройство в сборе включает множество газовых устройств для нагрева болтов. Каждое из газовых устройств для нагрева болтов присоединено к соответствующей нагревательной трубке для нагрева соответствующего элемента болтового соединения, имеющего полость. Нагревательные трубки могут быть расположены в соответствующих полостях элементов болтовых соединений. Каждое из газовых устройств для нагрева болтов имеет газовую горелку с наконечником, через который проходит горячий газ. Каждое из газовых устройств для нагрева болтов имеет полый корпус нагревателя. Каждый из корпусов нагревателей имеет первый конец, второй конец, расположенный напротив первого конца, наружную стенку и множество пространственно разнесенных по окружности воздуховодов охлаждения, протяженных внутри и вдоль наружной стенки корпуса. Каждый из корпусов имеет центральный проход, протяженный от его первого конца к его второму концу. Конфигурация каждого центрального прохода такова, что он принимает соответствующий наконечник горелки. К корпусам могут быть присоединены нагревательные трубки. Наконечники горелок имеют такую конфигурацию, что они являются протяженными вовнутрь нагревательных трубок для непосредственного нагрева нагревательных трубок.

Устройство в сборе включает трубопровод, имеющий коллектор высокого давления, коллектор низкого давления и расположенный между ними регулятор низкого давления. Регулятор низкого давления расположен между коллектором высокого давления и коллектором низкого давления и обеспечивает их функциональную связь. Трубопровод включает первое множество воздуховодов, присоединенных к коллектору высокого давления и протяженных от него. Первое множество воздуховодов обеспечивает подачу воздуха под высоким давлением к воздуховодам охлаждения. Трубопровод включает также второе множество воздуховодов, присоединенных к коллектору низкого давления и протяженных от него. Второе множество воздуховодов обеспечивает подачу воздуха низкого давления к соответствующим наконечникам горелок нагревательных устройств.

Краткое описание чертежей

Настоящее изобретение будет более понятным из приведенного ниже подробного описания его предпочтительных воплощений, приводимых только в качестве примеров и сопровождаемых прилагаемыми чертежами.

Фиг. 1. Аксонометрический вид газового устройства в сборе для нагрева болтов в соответствии с одним из воплощений настоящего изобретения, приложенного к болтовому соединению, соединяющему два фланца (показан только один из них), так что наконечник устройства располагается в полости болтового соединения.

Фиг. 2. Сечение части устройства, изображенного на фиг. 1 и включающего корпус нагревателя, имеющего корпусной элемент и вставку, расположенную внутри корпусного элемента. Устройство дополнительно включает резьбовую втулку и нагревательную трубку, присоединенную к корпусному элементу посредством резьбовой втулки.

Фиг. 3. Сечение устройства, изображенного на фиг. 2, по плоскости 3-3, на котором показаны воздуховоды охлаждения, протяженные через корпусной элемент, изображенный на фиг. 2, и каналы выпуска воздуха, протяженные через вставку, изображенную на фиг. 2.

Фиг. 4. Сечение устройства, изображенного на фиг. 1, приложенного к шпильке, колпачковой гайке и паре фланцев, соединяемых друг с другом при помощи шпильки и гайки.

Фиг. 5. Трубопровод для подключения к нему множества газовых устройств для нагрева болтов, показанных на фиг. 1.

Фиг. 6. Аксонометрический вид резьбовой втулки с переходником, используемым в газовом устройстве для нагрева болтов в соответствии с одним из воплощений настоящего изобретения.

Подробное описание изобретения

На фиг. 1 показано газовое устройство 10 в сборе для нагрева болтов. Устройство в сборе включает газовое устройство 12 для нагрева болтов и присоединяемую к нему нагревательную трубку 14.

Газовое устройство для нагрева болтов содержит газовую горелку 16, подключенную к трубопроводу 17 подачи горючего газа. Газовая горелка 16 имеет трубку 18 Г-образной формы, заканчивающуюся наконечником 20 (наиболее наглядно виден на фиг. 2), через который может проходить горячий газ, направление потока которого обозначено стрелкой 22. Пройдя через наконечник, газ выходит через отверстие в дистальном конце 24 наконечника. Газовая горелка 16 имеет вращающийся вентиль 19, позволяющий регулировать подачу газа в трубку 18. Газовая горелка при горении газа образует пламя 26, как показано на фиг. 4. Газовые горелки хорошо известны сведущим в данной области техники, поэтому подробного описания их элементов конструкции и функций далее в настоящей заявке не приводится. В данном воплощении упомянутые элементы конструкции горелки могут быть выполнены из меди, но они могут быть также выполнены из других металлов.

Как показано на фиг. 1, газовое устройство 12 для нагрева болтов включает полый корпус 28 нагревателя. Как показано на фиг. 2, корпус включает полый цилиндрический корпусной элемент 30 и вставку 32, расположенную внутри корпусного элемента. Цилиндрический корпусной элемент имеет первый конец 34 и расположенный напротив него второй конец 36.

В одном из предпочтительных воплощений изобретения наконечник 20 горелки расположен таким образом, что дистальный конец 24 наконечника 20 горелки располагается в непосредственной близости ко второму концу 36 корпусного элемента 30. Наконечник 20 горелки имеет наружную часть 21, расположенную снаружи корпуса 28 нагревателя, в данном воплощении пространственно отделенную от первого конца 34 корпусного элемента 30. Корпусной элемент 30 имеет полое внутреннее пространство 38 и цилиндрическую стенку 40, протяженную от первого конца 34 корпусного элемента ко второму концу корпусного элемента 36. Корпус 28 нагревателя имеет внешнее пространство 42. Стенка 40 расположена между внутренним пространством 38 и внешним пространством 42.

Корпусной элемент 30 имеет множество внутренних, протяженных в продольном направлении воздуховодов 44 охлаждения. Воздуховоды охлаждения являются протяженными через внешнюю стенку 40 корпусного элемента 30 и вдоль нее и обеспечивают охлаждение корпусного элемента. Воздуховоды охлаждения пространственно разнесены друг от друга вдоль окружности, что наиболее наглядно показано на фиг. 3. В данном примере показано пять воздуховодов, пространственно разнесенных друг от друга вдоль окружности, но данное число воздуховодов не является строго обязательным. Так, например, в иных воплощениях может быть от четырех до шести воздуховодов, каждый из которых имеет в сущности одинаковое устройство и функции. Как показано на фиг. 2, каждый из воздуховодов 44 охлаждения имеет входной патрубок 46, находящийся в связи с внутренним пространством 38 корпусного элемента 30. В данном воплощении входные патрубки воздуховодов расположены в непосредственной близости к первому концу 34 корпусного элемента 30. Каждый из воздуховодов 44 имеет выходной патрубок 48, обращенный в сторону наружного пространства 42 и связанный с наружным пространством 42 корпуса 28 нагревателя. В данном воплощении выходные патрубки воздуховодов охлаждения расположены в непосредственной близости ко второму концу 36 корпусного элемента 30. Таким образом, воздуховоды 44 являются протяженными через внешнюю стенку 40, начинаясь в непосредственной близости к первому концу 34 корпусного элемента 30 и заканчиваясь в непосредственной близости ко второму концу 36 корпусного элемента 30.

Корпусной элемент 30 имеет первичную центральную полость 47, протяженную от конца 34 в сторону конца 36 и вторичную центральную полость 49, протяженную от конца 36 в сторону конца 34. Полость 49 имеет большее поперечное сечение, чем полость 47.

Корпусной элемент 30 на своем втором конце 36 имеет цилиндрическую юбку 50. Юбка является протяженной в радиальном направлении наружу по отношению к остальной части корпусного элемента 30. Полость 49 является протяженной через юбку. Юбка 50 имеет множество пространственно разнесенных вдоль окружности выхлопных отверстий 52, протяженных через юбку и обеспечивающих связь между полостью 49 и внешним пространством 42. Дистальный конец 24 наконечника 20 горелки расположен на уровне с выхлопными отверстиями и в непосредственной близости к выхлопным отверстиям, как показано на фиг. 2.

Вставка 32 расположена внутри полости 47 корпусного элемента 30. В данном воплощении вставка в целом имеет форму цилиндра и имеет наружную поверхность 59. Вставка 32 имеет наружный конец 54, в данном воплощении совмещенный с первым концом 34 корпусного элемента 30 и расположенный в непосредственной близости к первому концу 34 корпусного элемента 30. Вставка является протяженной от своего наружного конца к своему внутреннему концу 56, пространственно разнесенному с наружным концом. Внутренний конец вставки 32 расположен между первым концом 34 корпусного элемента 30 и вторым концом 36 корпусного элемента 30. Вставка имеет центральный канал 58, протяженный от конца 54 до конца 56. Центральный канал имеет конфигурацию, обеспечивающую прохождение через него наконечника 20 горелки. Центральный канал 58 в данном воплощении является соосным по отношению к вставке 32 и корпусному элементу 30. Вставка имеет кольцеобразную канавку 60, расположенную в непосредственной близости к наружному концу 54 вставки и пространственно разнесенную с ним. Кольцеобразная канавка в данном воплощении является протяженной вокруг наружной поверхности 59 вставки и связана с входными патрубками 46 каждого из воздуховодов 44 охлаждения, связывая их друг с другом.

Как показано на фиг. 1, газовое устройство 12 для нагрева болтов включает подачу воздуха, в данном воплощении - через воздуховод 61, для охлаждения корпусного элемента 30. Газовое устройство в сборе 10 для нагрева болтов подключено к воздушному трубопроводу 85 высокого давления через настраиваемый регулятор высокого давления 63, через который воздух попадает в воздуховод 61. Газовое устройство 12 для нагрева болтов включает также вентиль 65 с регулируемым положением, функционально связанный с воздуховодом 61 и позволяющий регулировать количество воздуха, поступающего через воздуховод 61. Как показано на фиг. 2, воздуховод 61 посредством резьбового соединения присоединен к корпусному элементу 30 в месте, расположенном в непосредственной близости к концу 34 корпусного элемента 30 и пространственно разнесенном с концом 34 корпусного элемента 30. Воздуховод 61 связан с кольцеобразной канавкой 60. Это позволяет подавать воздух, обозначенный стрелкой 67, в регулируемом количестве, через канавку в воздуховоды 44 охлаждения. За счет этого обеспечивается регулируемое охлаждение корпусного элемента 30 путем изменения положения вентиля 65, показанного на фиг. 1.

Газовое устройство 12 для нагрева болтов включает выходной патрубок 53, который посредством резьбового соединения находится в зацеплении с концом 34 корпусного элемента 30 и концом 54 вставки 32. Вставка имеет продольное, имеющее форму канавки углубление 55, протяженное от конца 54 к кольцеобразной канавке 60. Конфигурация углубления 55 обеспечивает связь выходного патрубка 53 с канавкой 60. За счет этого часть воздуха, проходящего через воздуховод 61, через канавку 60 и углубление 55 направляется к выходному патрубку 53. Выходной патрубок 53 имеет форму, обеспечивающую направление воздуха на охлаждение, обозначенное стрелкой 57, из канавки через выходной патрубок 53 к наружной части 21 наконечника 20 горелки, что обеспечивает охлаждение наружной части 21 наконечника 20 горелки. Таким образом, обеспечивается также регулируемое охлаждение наружной части 21 наконечника 20 горелки путем изменения положения вентиля 65, как показано на фиг. 1.

Кроме того, вставка 32 имеет еще одну кольцеобразную канавку 62, расположенную в непосредственной близости к внутреннему концу 56 и пространственно разнесенную с ним. Кольцеобразная канавка 62 также является протяженной вокруг наружной поверхности 59 вставки.

Вставка 32 имеет множество сходящихся вниз, пространственно разнесенных вдоль окружности каналов 64 выпуска воздуха (фиг. 2 и 3). В данном примере, как показано на фиг. 3, имеется четыре канала выпуска воздуха, но данное число каналов выпуска воздуха не является строго обязательным. Все каналы 64 выпуска воздуха по форме и размерам в сущности одинаковы. Как показано на фиг. 2, каждый из каналов 64 выпуска воздуха имеет входной патрубок 66, расположенный в непосредственной близости к наружной поверхности 59 вставки 32. Входные патрубки каждого из каналов выпуска воздуха связаны с кольцеобразной канавкой 62. Каждый из каналов выпуска воздуха имеет выходной патрубок 68. Каждый из выходных патрубков каналов выпуска воздуха расположен в непосредственной близости в внутреннему концу 56 вставки и является протяженным через внутренний конец вставки. Каналы 64 выпуска воздуха имеют конфигурацию, обеспечивающую направление проходящего через них воздуха к дистальному концу наконечника 20 горелки, и за счет этого поддерживается горение пламени 26 и формируется его направление, как показано на фиг. 4.

Как показано на фиг. 1, газовое устройство 12 для нагрева болтов имеет также подачу воздуха, в данном воплощении - через воздуховод 69, для поддержки горения и формирования направления пламени газовой горелки 16. Газовое устройство для нагрева болтов имеет настраиваемый регулятор низкого давления 71, расположенный между регулятором высокого давления 63 и воздуховодом 69 и обеспечивающий их функциональную взаимосвязь. Регулятор 71 позволяет настроить количество воздуха, проходящего через воздуховод 69 в корпус 28 нагревателя. Как показано на фиг. 2, воздуховод 69 посредством резьбового соединения соединен с корпусным элементом 30 и связан с кольцеобразной канавкой 62. За счет этого воздух, обозначенный стрелкой 73, проходящий через воздуховод 69, через канавку 62 подается в каждый из каналов 64 выпуска воздуха. Данные каналы направляют воздух вниз сходящимися потоками в сторону дистального конца 24 наконечника 20 горелки, обеспечивая горение горячего газа, поддерживая его пламя 26 и формируя его направление, как показано на фиг. 4.

Как показано на фиг. 2, газовое устройство 12 для нагрева болтов включает резьбовую втулку 70, расположенную во внутреннем пространстве 38, в частности в полости 47, корпусного элемента 30. В данном воплощении резьбовая втулка 70 является стандартным изделием, и она расположена в непосредственной близости ко второму концу 36 корпусного элемента 30 и пространственно разнесена с ним. Кроме того, резьбовая втулка 70 расположена в непосредственной близости к внутреннему концу 56 вставки 32 и пространственно разнесена с внутренним концом 56 вставки 32. Резьбовая втулка 70 имеет в целом цилиндрическую форму и имеет верхнюю наружную резьбу 72, посредством которой она соединена с корпусным элементом 30 в месте, пространственно разнесенном со вторым концом 36 корпусного элемента 30, и в непосредственной близости ко второму концу 36 корпуса. Резьбовая втулка 70 имеет цилиндрическую наружную поверхность 79, примыкающую к резьбе 72. Резьбовая втулка 70 имеет внутреннюю полость 76 и нижнюю внутреннюю резьбу 74, в данном воплощении протяженную примерно вдоль половины высоты внутренней полости 76. Часть нижней внутренней резьбы расположена в непосредственной близости к внешней поверхности 79.

Дистальный конец 24 наконечника 20 горелки в данном воплощении является протяженным через всю резьбовую втулку 70. То есть в данном воплощении дистальный конец 24 горелки расположен между резьбовой втулкой 70 и вторым концом 36 корпусного элемента 30. В качестве альтернативы, дистальный конец 24 наконечника 20 горелки может быть расположен на уровне резьбовой втулки 70 внутри резьбовой втулки 70, что показано пунктиром как положение 75 на фиг.2. В качестве еще одной альтернативы, дистальный конец 24 наконечника 20 горелки может быть расположен в непосредственной близости ко второму концу 36 корпусного элемента 30, что показано пунктиром как положение 77 на фиг. 2.

Нагревательная трубка 14 имеет проксимальный резьбовой конец 78 и дистальный конец 80, пространственно разнесенный с концом 78. Нагревательная трубка 14 имеет наружное пространство 81, протяженное от конца 78 к концу 80, и полое внутреннее пространство 83. Нагревательная трубка 14 выполнена с возможностью присоединения ее к резьбовой втулке 70 так, что ее проксимальный конец 78 располагается в непосредственной близости ко второму концу 36 корпусного элемента 30. Резьбовая втулка 70 имеет такую конструкцию, что в ее внутреннюю резьбу 74 вкручивается резьбовой конец 78 нагревательной трубки 14. При этом дистальный конец 24 наконечника 20 горелки является протяженным во внутреннее пространство 83 нагревательной трубки 14 таким образом, что он располагается вблизи конца 78 трубки и за счет этого непосредственно нагревает нагревательную трубку.

Газовое устройство в сборе 10 для нагрева болтов может быть использовано для нагрева болтов, шпилек и им подобных элементов для облегчения их затяжки и ослабления. Данное устройство может быть особенно полезно, если элементы крепления насажены друг на друга с натягом. Данное устройство может быть также особенно полезно, если болты, шпильки или им подобные элементы крепления имеют большой размер.

Это показано, например, на фиг. 1 и 4. В частности, как показано на фиг. 4, фрезерованные фланцы 82 и 84 соединены друг с другом посредством болтового соединения 86, в данном случае содержащего шпильку 87 и колпачковую гайку 88. Фланец 82 имеет резьбовое отверстие 90. Шпилька 87 имеет первый резьбовой конец 92 и второй резьбовой конец 94, пространственно разнесенный с первым концом 92. Конец 92 шпильки соединен с фланцем 82 за счет того, что он вкручен в резьбовое отверстие 90 фланца. Фланец 84 имеет отверстие 96, через которое проходит шпилька 87. Гайка 88 имеет резьбовое отверстие 97, протяженное вверх от ее нижнего конца 98, которое накручивается на второй конец 94 шпильки, и за счет этого обеспечивается их соединение. Как показано на фиг.1, колпачковая гайка 88 имеет шестигранную часть 100, расположенную в непосредственной близости к верхнему концу 99 колпачковой гайки, на которую может быть накинута головка инструмента для затяжки или ослабления гайки и/или шпильки 87, как показано на фиг. 4. Как показано на фиг. 4, колпачковая гайка 88 и шпилька 87 выполнены по меньшей мере частично полыми. Болтовое соединение 86 имеет открытую центральную полость 101, протяженную от конца 99 шпильки до места, расположенного в непосредственной близости к концу 92 шпильки 87. Шпильки, гайки, фланцы и им подобные элементы крепления, включая их компоненты и функции, хорошо известны сведущим в данной области техники, и дальнейшего подробного их описания в настоящей заявке не приводится.

При работе устройства, как показано на фиг. 1 и 4, конец 36 корпусного элемента 30 упирается в конец 99 колпачковой гайки 88 и нагревательная трубка 14 располагается внутри полости 101. Вставка 32 имеет конфигурацию, благодаря которой дистальный конец 24 наконечника 20 горелки располагается внутри нагревательной трубки 14. Поэтому пламя 26 также расположено внутри нагревательной трубки 14 и непосредственно нагревает трубку. Эффективный нагрев трубки обеспечивается за счет правильно спроектированного потока воздуха, формируемого направленными вниз, сходящимися друг к другу потоками воздуха 102, выходящего из внутреннего конца 56 вставки 32 через выходные патрубки 68 сходящихся вниз каналов 64 выпуска воздуха. Нагретый воздух, обозначенный стрелкой 104, поступает вниз по длине нагревательной трубки 14, пока не достигнет дистального конца 80 трубки. После этого нагретый воздух проходит вдоль периферийного кольцеобразного прохода 106, образующегося между внешней поверхностью 81 трубки 14 и внутренней поверхностью полости 101, как показано стрелкой 111. Нагретая трубка и горячий воздух, проходящий через проход 106, обеспечивают нагрев шпильки 87 и гайки 88, в результате чего их резьбовые части расширяются и облегчаются затяжка и ослабление колпачковой гайки 88 относительно шпильки 87 и соответственно соединение или разъединение фланцев 82 и 84. После этого нагретый воздух выходит в атмосферу через отверстия 52 юбки 50 корпусного элемента 30.

Как показано на фиг. 2 и как упоминалось выше, воздух, обозначенный стрелкой 67, проходит через воздуховод 61, через канавку 60 и далее попадает в множество пространственно разнесенных вдоль окружности воздуховодов 44 охлаждения, обеспечивая охлаждение корпусного элемента 30. Часть воздуха проходит также через канавку 60, углубление 55 и выпускной патрубок 53, как показано стрелкой 57, обеспечивая охлаждение наружной части 21 наконечника 20 горелки. После этого воздух выходит через выпускные патрубки 48 воздуховодов охлаждения.

Газовое устройство 12 для нагрева болтов в соответствии с настоящим изобретением устраняет необходимость в использовании камеры предварительного нагрева, что является обязательным при существующем уровне техники. Наконечник 20 горелки является протяженным непосредственно вовнутрь нагревательной трубки 14. Преимуществом такой конструкции является повышение безопасности при использовании газового устройства 12 для нагрева болтов, так как вырабатываемое тепло прилагается более локализованно и непосредственно внутри нагревательной трубки. Такая конструкция в сочетании с воздуховодами охлаждения обеспечивает то, что корпусной элемент 30 остается относительно холодным и не раскаляется докрасна, как в существующих устройствах, в результате чего снижается риск получения ожогов пользователем газового устройства 12 для нагрева болтов при ненамеренном прикосновении к корпусному элементу 30.

Кроме того, конструкция газового устройства 12 для нагрева болтов в соответствии с настоящим изобретением, при которой дистальный конец 24 наконечника 20 горелки расположен внутри нагревательной трубки 14, позволяет подать тепло дальше вдоль нагревательной трубки 14 по сравнению с существующими газовыми устройствами для нагрева болтов. Сходящиеся вниз каналы 64 выпуска воздуха, протяженные до внутреннего конца 56 вставки 32 и обращенные к наконечнику горелки, позволяют воздуху 102 (фиг. 4) направить тепло ниже по нагревательной трубке 14. Поэтому предлагаемое газовое устройство 12 для нагрева болтов является особенно подходящим, например, для нагрева длинных шпилек по сравнению с известными газовыми устройствами для нагрева болтов. Газовое устройство 12 для нагрева болтов в соответствии с настоящим изобретением обеспечивает контролируемую подачу тепла по всей длине шпильки.

Резьбовая втулка 70, которая является стандартным изделием, может быть дешевле в изготовлении по сравнению с нижней цилиндрической вставкой с сужающимся мундштуком, описанной в патенте США 6345980.

На фиг. 5 показан трубопровод 105, который может использоваться для подключения к нему множества газовых устройств для нагрева болтов. Его компоненты, имеющие сходную конструкцию и сходные функции по сравнению с соответствующими компонентами на фиг. 1, обозначены аналогичными номерами позиций. В трубопроводе имеется коллектор 107 высокого давления, подключенный к системе 85 подачи воздуха. К коллектору 107 высокого давления и, следовательно, к системе 85 подачи воздуха может быть подключено первое множество воздуховодов 61, в данном примере - три воздуховода. Воздуховоды 61 подают воздух высокого давления на охлаждение соответствующих газовых устройств для нагрева болтов. В данном воплощении одновременно могут использоваться три устройства для нагрева болтов. Трубопровод 105 содержит также коллектор 109 низкого давления. Между коллекторами 107 и 109 расположен регулятор 71 низкого давления, обеспечивающий их функциональную взаимосвязь. К коллектору 109 может быть подключено второе множество воздуховодов, в данном воплощении - три воздуховода 69. Воздуховоды 69 обеспечивают подачу воздуха под низким давлением к соответствующим трем газовым устройствам для нагрева болтов для тонкой настройки их пламени.

На фиг. 6 показана резьбовая втулка 70.1 с ввернутым в нее переходником 108, уменьшающим ее внутренний диаметр, для газового устройства 12.1 для нагрева болтов в соответствии с еще одним воплощением настоящего изобретения. Компоненты данного воплощения, имеющие конструкцию и функции, аналогичные соответствующим компонентам воплощения на фиг. 1-4, обозначены аналогичными номерами позиций с добавлением расширения «.1». Газовое устройство 12.1 в сущности такое же, как газовое устройство 12 для нагрева болтов, изображенное на фиг. 1-4, с тем исключением, что данное воплощение дополнительно включает переходник 108, уменьшающий внутренний диаметр втулки. На фиг. 6 из компонентов газового устройства 12.1 для нагрева болтов показаны только резьбовая втулка 70.1 и переходник 108. Переходник имеет внешнюю резьбу 110 для вкручивания его во внутреннюю резьбу 74.1 резьбовой втулки 70.1. Переходник 108 имеет центрально расположенное резьбовое отверстие 112, форма и размеры которого позволяют вкрутить в него нагревательную трубку меньшего диаметра, чем диаметр трубки 14 в воплощении на фиг. 1-4. Размеры переходника, включая его внутренний диаметр 112, могут быть различными. Газовое устройство 12.1 для нагрева болтов может включать множество переходников для подключения к устройству множества нагревательных трубок различного наружного диаметра. Это может дополнительно повышать удобство и универсальность газового устройства 12.1 для нагрева болтов при его использовании для задач, требующих ослабления и/или затяжки шпилек и гаек различных размеров.

Подразумевается, что масштаб настоящего изобретения допускает и иные его вариации. Кроме того, сведущим в данной области техники будет понятно, что многие описанные выше подробности приводятся только в качестве примеров и не подразумевается ограничить ими масштаб настоящего изобретения, который определяется приведенной ниже формулой изобретения.

Изобретение относится к газовому устройству для нагрева болтов, выполненному с возможностью присоединения его к нагревательной трубке для нагрева элемента болтового соединения. Элемент болтового соединения имеет полость. Нагревательная трубка выполнена с возможностью расположения ее в полости элемента болтового соединения. Газовое устройство для нагрева болтов включает газовую горелку, имеющую наконечник горелки, через который проходит горячий газ. Нагревательное устройство содержит также полый корпус нагревателя, имеющий первый конец и расположенный напротив него второй конец. Корпус имеет центральный проход, протяженный от первого конца корпуса ко второму его концу. Конфигурация центрального прохода обеспечивает прием наконечника горелки. Нагревательная трубка выполнена с возможностью присоединения ее к корпусу. Наконечник горелки является протяженным в нагревательную трубку для непосредственного нагрева нагревательной трубки, присоединенной к корпусу нагревателя. Обеспечивается более совершенное газовое устройство для нагрева болтов. 5 н. и 15 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Газовое устройство для нагрева болтов для присоединения его к нагревательной трубке для нагрева элемента болтового соединения, имеющего полость, при этом нагревательная трубка выполнена с возможностью расположения ее внутри упомянутой полости и при этом нагревательное устройство содержит:
газовую горелку, содержащую наконечник горелки, через который проходит горячий газ;
полый корпус нагревателя, имеющий первый конец и расположенный напротив него второй конец, при этом корпус включает центральный проход, протяженный от первого конца ко второму концу, и при этом центральный проход выполнен с возможностью приема упомянутого наконечника горелки, и при этом нагревательная трубка выполнена с возможностью присоединения ее к корпусу нагревателя, и при этом наконечник горелки выполнен протяженным вовнутрь нагревательной трубки для непосредственного нагрева нагревательной трубки, когда нагревательная трубка присоединена к корпусу нагревателя.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что наконечник горелки имеет дистальный конец, через который выходит горячий газ, и при этом дистальный конец наконечника горелки расположен в непосредственной близости ко второму концу корпуса нагревателя.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что корпус нагревателя имеет внутреннее пространство, наружное пространство, наружную стенку, расположенную между упомянутым наружным пространством и упомянутым внутренним пространством, и множество воздуховодов охлаждения, протяженных внутри и вдоль упомянутой наружной стенки, при этом воздуховоды охлаждения пространственно разнесены друг от друга вдоль окружности, при этом каждый из воздуховодов охлаждения имеет входной патрубок, связанный с внутренним пространством корпуса нагревателя, и при этом входные патрубки расположены в непосредственной близости к первому концу корпуса нагревателя, и при этом каждый из воздуховодов охлаждения имеет выходной патрубок, связанный с внешним пространством корпуса нагревателя, и при этом выходные патрубки воздуховодов охлаждения пространственно разнесены с первым концом корпуса нагревателя.

4. Устройство по п.3, дополнительно включающее систему подачи воздуха для охлаждения корпуса нагревателя, и при этом система подачи воздуха для охлаждения корпуса нагревателя связана с упомянутыми воздуховодами охлаждения и обеспечивает поток воздуха через воздуховоды охлаждения для охлаждения корпуса нагревателя.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что газовая горелка испускает пламя, при этом корпус нагревателя содержит полый цилиндрический корпусной элемент и расположенную в нем вставку и при этом вставка имеет внутренний конец, расположенный между первым концом и вторым концом корпуса нагревателя, причем вставка содержит канал выпуска воздуха, протяженный через упомянутый внутренний конец вставки и имеющий конфигурацию, обеспечивающую направление проходящего через него воздуха к упомянутому наконечнику горелки для поддержки горения и формирования направления пламени.

6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что корпус нагревателя имеет внутреннее пространство, и при этом устройство дополнительно включает систему подачи воздуха на поддержку горения и формирование направления пламени газовой горелки, и при этом система подачи воздуха на поддержку горения и формирование направления пламени связана с упомянутым внутренним пространством корпуса нагревателя, и при этом система подачи воздуха на поддержку горения и формирование направления пламени связана также с упомянутым каналом выпуска воздуха и, таким образом, сконфигурирована так, что направляет воздух к наконечнику горелки, поддерживая горение горячего газа.

7. Устройство по п.1, дополнительно содержащее резьбовую втулку, присоединенную к корпусу нагревателя посредством резьбового соединения, и при этом резьбовая втулка выполнена также с возможностью ее резьбового соединения с нагревательной трубкой.

8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что наконечник горелки имеет дистальный конец, расположенный на уровне резьбовой втулки и внутри резьбовой втулки.

9. Устройство по п.7, отличающееся тем, что наконечник горелки имеет дистальный конец, расположенный между резьбовой втулкой и вторым концом корпуса нагревателя.

10. Устройство по п.5, дополнительно включающее резьбовую втулку, присоединенную к корпусу нагревателя посредством резьбового соединения, и при этом резьбовая втулка выполнена также таким образом, что к ней посредством резьбового соединения может быть присоединена нагревательная трубка, и при этом внутренний конец вставки пространственно разнесен с упомянутой резьбовой втулкой и расположен в непосредственной близости к упомянутой резьбовой втулке.

11. Устройство по п.7, отличающееся тем, что резьбовая втулка имеет наружную резьбу для присоединения резьбовой втулки к корпусу нагревателя и внутреннюю резьбу, и при этом устройство дополнительно включает множество переходников, каждый из которых имеет наружную резьбу для селективного его вкручивания во внутреннюю резьбу резьбовой втулки, при этом каждый переходник имеет также осевое отверстие, и при этом отверстия различных переходников имеют различный диаметр, для обеспечения присоединения к переходникам нагревательных трубок разных размеров.

12. Устройство по п.1, отличающееся тем, что корпус нагревателя имеет наружную стенку и воздуховод охлаждения, протяженный внутри и вдоль упомянутой наружной стенки, и при этом воздуховод охлаждения имеет входной патрубок, расположенный в непосредственной близости к первому концу корпуса нагревателя, и выходной патрубок, пространственно разнесенный со вторым концом корпуса нагревателя, и при этом наконечник горелки имеет дистальный конец, расположенный между выходным патрубком воздуховода охлаждения и вторым концом корпуса нагревателя.

13. Устройство по п.1, отличающееся тем, что корпус нагревателя имеет наружную стенку и воздуховод охлаждения, протяженный внутри и вдоль упомянутой наружной стенки, и при этом воздуховод охлаждения содержит входной патрубок, расположенный в непосредственной близости к первому концу корпуса нагревателя, и выходной патрубок, пространственно разнесенный со вторым концом корпуса нагревателя, и при этом наконечник горелки имеет дистальный конец, расположенный на уровне с выходным патрубком воздуховода охлаждения и в непосредственной близости к выходному патрубку воздуховода охлаждения.

14. Газовая система для нагрева болтов, содержащая устройство по п.1 и нагревательную трубку.

15. Система по п.14, отличающаяся тем, что корпус нагревателя содержит множество пространственно разнесенных вдоль окружности выхлопных отверстий, пространственно разнесенных с первым концом корпуса нагревателя, и при этом устройство имеет такую конфигурацию, что нагретый воздух, проходящий через нагревательную трубку, поступает в полость элемента болтового соединения, попадает обратно в корпус нагревателя и выходит через выхлопные отверстия, и при этом наконечник горелки имеет дистальный конец, расположенный на уровне упомянутых выхлопных отверстий и в непосредственной близости к упомянутым выхлопным отверстиям.

16. Система по п.14, отличающаяся тем, что нагревательная трубка имеет наружный диаметр, меньший, чем диаметр полости элемента болтового соединения, и между наружной поверхностью нагревательной трубки и внутренней поверхностью полости элемента болтового соединения протяжен кольцеобразный периферийный проход, и при этом в корпусе нагревателя имеется множество пространственно разнесенных вдоль окружности отверстий, связанных с упомянутым периферийным проходом, и при этом нагретый воздух, проходящий через нагревательную трубку, проходит также через периферийный проход и затем через выхлопные отверстия наружу, и при этом наконечник горелки имеет дистальный конец, расположенный на уровне упомянутых выхлопных отверстий и в непосредственной близости к упомянутым выхлопным отверстиям.

17. Газовое устройство для нагрева болтов для присоединения его к нагревательной трубке для нагрева элемента болтового соединения, имеющего полость, при этом нагревательная трубка выполнена с возможностью расположения ее внутри упомянутой полости и при этом нагревательное устройство содержит:
газовую горелку, содержащую наконечник горелки, через который проходит горячий газ, и при этом газовая горелка вырабатывает пламя;
полый цилиндрический корпусной элемент, имеющий первый конец, расположенный напротив первого конца второй конец, внутреннее пространство, цилиндрическую наружную стенку, протяженную от первого конца до второго конца, и множество воздуховодов охлаждения, пространственно разнесенных вдоль окружности и протяженных внутри и вдоль упомянутой наружной стенки от места в непосредственной близости к первому концу корпусного элемента в сторону второго конца корпусного элемента;
цилиндрическую вставку, расположенную внутри корпусного элемента, и при этом вставка имеет центральный проход, протяженный от первого конца корпусного элемента ко второму концу корпусного элемента и выполненный с возможностью приема упомянутого наконечника горелки, и при этом вставка имеет внутренний конец, расположенный между первым концом и вторым концом корпусного элемента, и при этом вставка содержит множество пространственно разнесенных вдоль окружности, сходящихся вниз каналов выпуска воздуха, протяженных через упомянутый внутренний конец вставки и выполненных с возможностью направления проходящего через них воздуха к упомянутому наконечнику горелки для поддержки горения и формирования направления пламени, и
резьбовую втулку, расположенную в непосредственной близости ко второму концу корпусного элемента и присоединенную к корпусному элементу посредством резьбового соединения, и при этом резьбовая втулка выполнена с возможностью присоединения к ней посредством резьбового соединения нагревательной трубки, и при этом внутренний конец вставки пространственно разнесен с упомянутой резьбовой втулкой и расположен в непосредственной близости к упомянутой резьбовой втулке, и при этом наконечник горелки является протяженным через резьбовую втулку, расположен в непосредственной близости ко второму концу корпусного элемента и является протяженным вовнутрь нагревательной трубки для непосредственного нагрева нагревательной трубки.

18. Устройство по п.17, дополнительно включающее систему подачи воздуха на поддержку пламени и формирование направления пламени газовой горелки, и при этом система подачи воздуха на поддержку пламени и формирование направления пламени связана с упомянутым внутренним пространством корпусного элемента и выполнена с возможностью обеспечения прохождения воздуха через упомянутые каналы выпуска воздуха и дальнейшее его направления в сторону наконечника горелки для поддержки горения горячего газа, и при этом устройство дополнительно содержит систему подачи воздуха на охлаждение корпусного элемента, и при этом система подачи воздуха связана с упомянутыми воздуховодами охлаждения, и при этом подача воздуха на охлаждение корпуса нагревателя обеспечивает поток воздуха через воздуховоды охлаждения для охлаждения наружной стенки корпуса нагревателя.

19. Газовая система для нагрева болтов, содержащая устройство по п.17 и нагревательную трубку.

20. Газовая система для нагрева болтов, содержащая:
множество газовых устройств для нагрева болтов, к каждому из которых присоединена соответствующая нагревательная трубка для нагрева соответствующего элемента болтового соединения, имеющего полость, при этом нагревательные трубки выполнены с возможностью их расположения в соответствующих полостях, и при этом каждое из упомянутых газовых устройств для нагрева болтов имеет газовую горелку с наконечником горелки, через который проходит горячий газ, и при этом каждое газовое устройство для нагрева болтов имеет полый корпус нагревателя, и при этом каждый упомянутый корпус нагревателя имеет первый конец, расположенный напротив него второй конец, наружную стенку и множество пространственно разнесенных вдоль окружности воздуховодов охлаждения, протяженных внутри и вдоль его наружной стенки, и при этом каждый из корпусов включает центральный проход, протяженный от его первого конца в сторону его второго конца, и при этом каждый из центральных проходов выполнен с возможностью приема соответственно одного из упомянутых наконечников горелок, и при этом нагревательные трубки выполнены с возможностью их присоединения к корпусам, и при этом наконечники горелок выполнены протяженными в нагревательные трубки для непосредственного нагрева нагревательных трубок; и
трубопровод, имеющий коллектор высокого давления, коллектор низкого давления, регулятор низкого давления, расположенный между ними и обеспечивающий их функциональную взаимосвязь, первое множество воздуховодов, присоединенных к коллектору высокого давления, протяженных от него и обеспечивающих подачу воздуха под высоким давлением к охлаждающим воздуховодам, и второе множество шлангов, присоединенных к коллектору низкого давления, протяженных от него и обеспечивающих подачу воздуха низкого давления к соответствующим наконечникам горелок нагревательных устройств.