Устройство для развальцовки труб энергией льда в трубных досках Советский патент 1987 года по МПК B21D39/06 

Изобретение относится к обработке металлов давлением и касается крепления труб в отверстиях трубной решетки развальцовкой.

Цель изобретения - повышение производительности путем устранения утечек рабочей среды.

На чертеже представлено устройство, разрез.

Устройство содержит корпус 1 в виде сплошного высокотеплопроводного, например медного, стержня, установленный в кожухе 2 и имеюш,ий в зоне вальцевания кольцевую проточку 3, в которой размешена ледяная камера 4, выполненная в форме замкнутой упругой оболочки, например полого тора, заполненного рабочей средой (водой).

Произведем расчет приращения объема при развальцовке трубы 5 и при замораживании воды в замкнутой упругой оболочке.

В качестве примера рассмотрим трубу с наружным диаметром мм и внутренним а | 70 мм, для которой толш,ина труб- пой доски составляет мм.

Качество вальцованного соединения оценивают по степени развальцовки . Принято считать надежным соединение со степенью развальцовки 2--1,5%. Степень развальцовки (%) подсчитывают по фор.муле

4V, -100,(1)

ОТВу

где А - увеличение внутреннего диаметра

трубы после вальцовки; .)-разность .между диа.метром отверстия в трубной доске и наружным диаметром трубы до ее вальцовки; отв -диаметр отверстия в трубной доске

до развальцовки.

Известно, что максимальный зазор Лгмакс при номинальном размере трубы и отверстия 75 мм при посадке как в системе отверстия, так и в системе вала не превышает 0,8 мм т. е. Агиакс 0,8 мм.

Принимаем наивысшую степень развальцовки . макс. 1.5%. Тогда из (1) имеем

VTJ L ЗХ vv/01

-i 1 макс - l7fQ отв (1

Подставляя в (2) и Ч,,, ,,зкс. получим максимальное значение AiMaKc

А|ма

0,8 + щ75 1,925 мм.

Таким образом,первоначальный внутренний диаметр трубы d 7Q мм после развальцовки увеличится на участке б максимум до di+AiHaxc 70+l,,925 мм. Отсюда следует, что прирост объема изнутри в зоне вальцовки для получения наивысщей степени Fn,, составит

(й, + А,„акс f-df|6

3,1416/4(71,925-70) мм (3)

В процессе замораживания воды, находящейся в замкнутой эластичной полости, пpoизoйдet при полном переходе воды в ле.ч приращение объема, равпое

.(d,2fof-(rfa+26)-(/i-26) 0,083-| -(70-2)--(32 + 2)-j(21-2

0

4295 мм;

(4)

где j3 - коэффициент увеличения об ье.ма воды при переходе ее в лед, равный ,083; й 1 мм - толщина стенки эластичной

оболочки;

5/j. 21 мм - ширина кольцевой проточки.

Таким образом, прираш,ение объема воды при ее замораживании в замкнутой упругой оболочке V оказывается больше, че.м максимальное приращение объема при разва.чьцовке V.

Устройство работает следующим образом. После подачи в кожух 2 хладагента происходит понижение температуры в корпусе 1 и вода, содержащаяся в упругой оболочке ледяной камеры 4, превращается в лед.

5Ввиду высокой теплопроводности материала корпуса 1 льдообразование начинается на внутренних поверхностях камеры 4 в месте ее соприкосновения с кольцевой проточкой 3 корпуса 1, где в дальнейшем осуществляется направленное наращивание

0 ;1едяной корки к центру и поверхности камеры 4, соприкасающейся с вальцуемой трубой. По мере превращения воды в лед вследствие меньп1ей плотности льда в ледяной камере 4 нарастает давление, под действием которого производится вдавливание стенки

5 трубы в углубления трубной доски.

Устройство обладает следующими технико-экономическими преимуществами.

Выполнение ледяной ка.меры в виде замкнутой упругой оболочки и размещение ее

Q в кольцевой проточке корпуса в зоне вальцевания позволяет устранить утечки рабочей среды и предотвратить тем самым сброс давления льда, что повышает производительность устройства и качество вальцуемых соединений.

5 Повышение производительности устройства для развальцовки труб в трубных досках достигается за счет многократного использования упругих оболочек, применяемых в качестве ледяных камер, без перезарядки и дозаправки их рабочей средой, в то

0 время как в прототипе каждый процесс вальцовки требует операции заполнения камеры рабочей средой.

Корпус из высокотеплопроводного материала обеспечивает быстрый отвод тепла от ледяной камеры при ее замораживании и соответственно подвод тепла при оттаивании, что сокращает длительность .цикла, а следовательно, повыщает производительность устройства.

5

Устройство надежно и безопасно в эксплуатации.

Формула изобретения

Устройство для развальцовки труб энергией льда в трубных досках, содержащее размещенные в кожухе корпусы с кольцевыми проточками в зоне вальцевания и ледяные камеры, отличающееся тем, что. с целью повышения производительности путем устранения утечек рабочей среды, каждая ледяная камера выполнена в виде замкнутой упругой оболочки, установленной в проточке корпуса, при этом последний выполнен из высокотеплопроводного материала, например меди.

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к устройствам для крепления труб в отверстиях трубной решетки. Цель изобретения - повышение производительности путем устранения утечек рабочей среды. Устройство содержит корпус 1 в виде стержня из высокотеплопроводного материала, например меди. Стержень установлен в кожухе 2 и выполнен с кольцевой проточкой 3 на наружной поверхности, служащей для размещения ледяной камеры 4 в виде замкнутой упругой оболочки. После подачи в кожух 2 хладагента происходит понижение температуры в корпусе. Вода, находящаяся в упругой оболочке ледяной камеры 4, превращается в лед. По мере превращения воды в лед в ледяной камере вследствие малой плотности льда давление нарастает и под его действием производится вдавливание стенки трубы 5 в трубную рещетку. 1 ил. (Л п 1 / I / td. СО со со 00