Устройство для закрепления труб в трубных решетках Советский патент 1992 года по МПК B21D39/06 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а более конкретно к устройствам для деформации концов труб, и может быть использовано для закрепления труб в трубной оешетке.

Известно устройство для развальцовки труб в отверстиях трубной решетки, содержащее смонтированные в корпусе конус и рабочие ролики, установленную соосно корпусу опору, закрепленный на опоре упор и размещенную между опорой и упором пружину, причем на упоре соосно корпусу смонтирована упругая обойма, толщина стенки которой меньше толщины стенки трубы, а края лепестков обоймы, образованных прорезями, отогнуты внутрь обоймы Данное устройство позволяет обеспечить качественное закрепление в трубной решетке трубы, утопленной относительно торца решетки. Недостатком данного устройства является повышенная конструктивно-технологическая сложность, которая ограничивает область применения, поскольку применять его для закрепления труб, не

утопленных относительно торца решетки, экономически невыгодно.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для закрепления труб в трубной решетке, содержащее упругую втулку с внутренней конической поверхностью, конический шток, установленный с возможностью взаимодействия с внутренней поверхностью втулки, и ограничительные кольцевые упоры, причем втулка выполнена в виде дорна, на наружной поверхности которого выполнен один разрез по образующей и кольцевой паз, в котором установлено разрезное упругое кольцо, а кольцевые упоры выполнены на внутренней поверхности дорна. Данное устройство позволяет обрабатывать трубы, установленные в любом положении относительно торца трубной решетки, а конструкция его проста и экономична. Наиболее существенным недостатком данного устройства является получение недостаточно качественного соединения трубы с решеткой в случае повышенных требований по герметичности соединения, поскольку в

С.

с

VJ

3

О

о о

разъеме продольного разреза втулки образуется недеформированный участок трубы.

Целью изобретения является повышение качества соединения за счет обеспечения повышенной герметичности путем исключения огранки соединяемых поверхностей.

Указанная цель достигается за счет того, что устройство снабжено установленным на корпусе стопорным кольцом с коническим упорным гнездом, а втулка выполнена в виде раздельных продольных упругих кольцевых секторов, контактирующих своими торцами со стопорным кольцом.

Новизна и существенные отличия предлагаемого устройства заключаются в наличие следующих двух отличительных признаков: нз корпусе устройства установлено стопорное кольцо с коническим упорным гнездом, втулка выполнена в виде раздельных продольных упругих кольцевых секторов.

На фиг. 1 показано устройство в разрезе (слева от оси симметрии устройство показано в положении до деформации, справа - в предельном деформированном положении); на фиг.2 разрез А-А на фиг.1.

Устройство для закрепления труб в трубных решетках включает силовой цилиндр (условно не показано) со штоком 1, снабженным дисковым упором 2 и конусом 3, а также упругие сегменты втулки 4, резиновые кольца 5 и стопорное кольцо 6. Трубу

7закрепляют в отверстии трубной решетки 8.

На внешней поверхности сегментов 4 у краев выполнены окружные пазы под резиновые кольца 5. Сегменты 4 скрепляют вокруг конуса 3, устанавливая кольца 5 в пазы.

8исходном иедеформированном состоянии сегменты 4 подхчаты к конусу 3 в продольно,; :ппрзэ ;eHnvi за счет опирания их торцевых псч-зрхностей на упорную поверхность стопорного кольца 6. При этом величина диаметра теоретической поверхности, огибающей сегменты, меньше внутреннего диаметра трубы на величину технологического зазора, достаточного для введения де- формиругяцэго узла устройства (сегментов втулки 4, размещенных на конусе 3) внутрь трубы. Внутренняя поверхность сегментов 4 выполнена конической, а внешняя цилиндрической, причем ее радиус выбран таким, что в предельном деформированном состоянии сегментов внешние поверхности образуют единуrj цилиндрическую поверхность, внутренние поверхности плотно прилегают к конусу 3, а напряжения возникающие в сегментах, не превышают предел упругости их материала, Для снижения габаритов и

материалоемкости устройства концевая часть конуса 3 выполнена в 3...4 раза превышающей величину конусности основной рабочей части. Таким образом, выбрав

наиболее целесообразно для снижения трения малую конусность рабочей части конуса 3, его длину сокращаем на 50...100%, а глубину конического упорного гнёзда стопорного кольца 6 (а значит и высоту кольца)

0 уменьшаем В-3...4 раза.

Стопорное кольцо 6 установлено на крыше силового цилиндра, несущего шток 1 при помощи резьбового соединения, аналогично дисковый упор 2 закреплен на штоке

5 1, а конус 3 свободно одет на шток 1 и поджат к упору 2 в результате установки сегментов 4 на конус 3 и поджатия их в продольном направлении стопорным кольцом 6.

0 В качестве силового цилиндра наиболее целесообразно использовать гидроцилиндр, который, для механизации работ, установлен на вспомогательном приспособлении, позволяющем передвигать его в

5 горизонтальной и вертикальной плоскостях. Для обеспечения работы предлагаемого устройства предварительно экспериментальным путем определяют величину деформации трубы, обеспечивающую гер0 метичное соединение трубы с трубной решеткой, на основании чего определяют суммарную длину дуг внешних поверхностей сегментов. Затем выбирают, проверяя экспериментально, три взаимосвязанных

5 параметра - число сегментов, радиус их внешней поверхности в исходном состоянии и толщину. Критерием выбора является обеспечение работы сегментов при напряжениях не превышающих гфеде упругости

0 их материала.

Исходя из располагаемых в е можно- стей по габаритам устройства (особенно высоте) и усилиям, развиваемым нггх итоке силового цилиндра, выбирают величины ко5 нусности рабочего и концевого учасжа конуса, которые с учетом необходимой деформации трубы определят величину рабочего хода конуса, а, как следствие, $ форму конического упорного гнезда стопорного

0 кольца.ч

Работа предлагаемого устройства осуществляется следующим образом.

При помощи перемещения npncnoGQp- ления, на котором установлен силовой ии5 линдр, вводят шток 1 с конусом закрепленными на нем сегментами 4 в трубу 7 к месту деформации, после чего ходом штока 1 силового цилиндра осуществляют раздачу трубы 7 с закреплением ее в трубной решетке 8. Упирание конуса 3 в коническое опорное гнездо стопорного кольца б свидетельствует об окончании процесса раздачи, после этого обратным ходом штока 1 упругие сегменты 4 приводят в исходное состояние и при помощи приспособления для перемещения силового цилиндра выводят деформирующий инструмент из трубы. Предлагаемое устройство для раздачи труб по сравнению с прототипом обеспечивает повышенное максимально возмож- ное качество соединения с трубной решеткой, характеризующееся чилиндрич- ностью поверхности, обеспечивающей высокую герметичность за счет того, что деформирующая поверхность инструмента раздачи (упругих сегментов) принимает в предельном деформированном состоянии цилиндрическую форму, а то время как в устройстве прототипе продольный разрез втулки в ее предельном деформированном состоянии образует полосу .ючть недеформированного участка трубы (он испытывает только окружное растя еню а результате деформации остальной поверхности), из-за чего даже при идеально прочном соедине- нии трубы с оешеткой герметмчипсть стыка обеспечена но будет, a si чмт будет существенно сужена область применения соединений, полученных при помощи устройства

прототипа. Применение предлагаемого устройства для закрепления труб в трубных решетках одних только теплообменных агрегатов даст возможность значительно расширить область применения с увеличением объема работ не менее чем на 10...15 тыс соединений в год только при ремонте тепло- обменных агрегатов.

Формула изобретения Устройство для закрепления труб в трубных решетках, содержащее упругую разрезную втулку с внутренней конической поверхностью, стянутую упругим элементом, размещенным в кольцевой канавке втулки, конический шток, установленный с вслможностью взаимодействия с внутренней поверхностью втулки, и привод перемещения штока, смонтированный в корпусе, отличающееся тем, что, с целью улучшения качества соединения за счет обеспечения повышенной герметичности путем исключения огранки соединяемых поверхностей, оно снабжено установленным на корпусе стопорным кольцом с коническим упорным гнездом, а втулка выполнена в виде раздельных продольных упругих кольцевых секторов, контактирующих своими торцами со стопорным кольцом.

Использование: в обработке металлов давлением. Сущность изобретения: устройство включает установленное на корпусе стопорное кольцо с коническим упорным гнездом. Деформирующий элемент выполнен в виде охватывающих конус раздельных продольных упругих кольцевых секторов, кривизна которых в свободном состоянии больше кривизны конуса, которые контактируют своими торцами со стопорным кольцом. При рабочем ходе кольцевые сектора распрямляются, образуя замкнутый беззэ- зорный контур, раздающий трубу. 2 ил.

й-освга

Фиг.1

(Риг. 2