ПРИСПОСОБЛЕНИЕ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВОЛНИСТЫХ КАМЕР ИЗ ТРУБ Советский патент 1928 года по МПК B21D15/12 

Предлагаемое приспособление для изготовления волнистых камер из труб в горячем состоянии помощью зажимных колодок и оправок или шаблонов представлено на схематическом чертеже, на котором фиг. 1 изображает вертикальный разрез приспособления, фиг. 2 - другая форма выполнения приспособления, в вертикальном разрезе, фиг. 3 и 4 - формы выполнения горизонтальных установок, фиг. 5 - частичный вид спереди по фиг. 4 и фиг. 6 - 10 - схемы дальнейших вариантов и детали приспособления.

Основной принцип осуществления предлагаемого изобретения показан на фиг. 1 и заключается вкратце в нижеследующем. Соответствующего размера и прямоугольного сечения труба 25, закрепленная любым способом, например, подвешенная, пропускается через отверстие матричной плиты 3 в такое же отверстие подвижной колодки 2, двигающейся над плитой 3 между направляющими упорами 14 и 17. При этом отверстие в колодке 2 больше в направлении давления на величину зазора 1. Движение колодки 2 происходит из положения а между плоскостями A и A¹ в положение b между плоскостями В и B¹ за счет последовательных нажимов или ударов на колодку 2 по направлению стрелки 4 и возвращение обратно, - под действием натяжной пружины 15. Нажимы или удары на колодку могут производиться любым из известных в технике способом, например, кулачным приводным механизмом, связанным с механизмом для подачи трубы.

Для уменьшения усилий, потребных для деформации трубы 25, в целях изменения ее формы по длине, в волнообразную, можно применить любой способ ее нагрева изнутри или снаружи, а для обеспечения правильных и последовательных деформаций формы по образующей волны, можно применить прием, при котором труба 25 заполняется вкладышами 5, вложенными в нее сверху и удерживаемыми от выпадания вниз - концами 7 на нижнем торцевом отверстии. Между вкладышами 5 образовано прокладками или ножками пластинок определенное расстояние в соответствии с толщиной стенок камеры. В вкладышах 5 могут быть сделаны отверстия для прохождения через них газов 8. В случае нагрева трубы 25 изнутри, к ней снизу на жимках 11 можно подвесить простую коксовую жаровню 10 в которой на колосниках уложен кокс, через который снизу и сбоку через дыры подводится нужный для горения воздух.

Коксовая жаровня может быть заменена нефтяной форсункой, равно как и вообще другого рода нагревательным устройством или приспособлением. Равным образом нагрев трубы, подаваемой постепенно снизу вверх, может производиться и снаружи ее, помощью любого топочного устройства, охватывающего трубу 25 снаружи в виде кольца.

Изменение формы прямоугольной трубы из призмы с прямоугольным основанием в змейку с прямоугольным сечением происходит путем последовательных периодических следующих одна за другой подач - снизу вверх, на величину h по стрелке x и боковых сдвигов на величину 1 по стрелке 4. При этом, как показано на фиг. 2, размер бокового перемещения есть функция от размера вертикальной подачи и именно функция, представляющая собой уравнение кривой, образующей волну змейковой камеры. Когда путем, описанных выше, последовательных операций осевой подачи и боковых сдвигов будет выполнено полсинусоидальной волны, т.-е. по чертежу (фиг. 1) и стрелке 4 будет сделано полволны направо (на фиг. 2 обозначено на участке о), то можно вынуть трубу 25 из отверстия в плите 3 и колодке 2 вверх и, повернув ее вокруг ее продольной оси на 180°, опять вложить в плиту 3 и колодку 2 и продолжать описанные выше операции дальше, для получения второй половины волны (на фиг. 2 обозначена на участке p), и т.д. Если на определенном участке длины секции нежелательно иметь волн, то в течение определенного промежутка времени при сохранении вертикальной подачи по стрелке х прекращают действие сдвигов по стрелке 4, и тогда труба 25, проходя свободно в широкое с зазором 1 отверстие колодки 2, ею совершенно не деформируется и сохраняет на этом участке призматическую форму с прямолинейной образующей.

Показанные на фиг. 1 и 2 схемы устройства для получения волнообразных секций могут быть построены и таким образом, чтобы обе части 2 и 3 находились в движении в разные стороны.

На фиг. 2 указан другой вариант, по которому отдельные пластинки 5, которыми заполняется по фиг. 1 внутренний об′ем трубы 25, заменен оправкой 18, соответствующей по своему контуру внутреннему прямоугольному очертанию трубы 25 и укрепленному на стержне 19 (фиг. 2) шарнирно качающемуся на опоре 20 и оттягиваемому пружиной 22 с любого рода натяжным устройством 24 (фиг. 2), закрепленном хотя бы к колонке 23. Оправка 18 имеет в верхней своей части соответствующей формы гнездо, в которое входит закладная часть ее 21. Процесс деформации трубы 25 по фиг. 2 происходит в том же порядке, как и по фиг. 1, при чем после каждого толчка на колодку 2 и хода ее вправо (влекущем за собой соответствующую деформацию стенки трубы 25), при следующей затем подаче последней по оси вверх, деформированная правая часть стенки трубы 25 захватывает с собой и поднимает вверх закладываемую часть оправки 21, а в то же время укрепленная на стержне 19 часть оправки 18, действием пружины 22, оттягивается влево на величину зазора 1, свободного в подаваемом наверх участке трубы 25, против деформированного вправо - на величину 1 (фиг. 2), соответствующую одной осевой подачи всей трубы 25.

В следующий за этим момент закладка 21, будучи приподнята на величину осевой подачи только одним боком деформированной трубы 25, под действием своего собственного веса (а в случае его недостаточности, помощью добавочного пружинного или другого оттяжного устройства), упадет в гнездо оправки 18, составя затем с ней одно целое для того, чтобы при следующем ударе, толчке или нажиме по стрелке 4 на колодку 2 - направить изнутри правильную деформацию следующего участка трубы 25 (фиг. 2).

В рассматриваемом случае труба 25 завернутых болтов 7, как на фиг. 1, уже не имеет и может нагреваться также изнутри от жара коксовой жаровни или нефтяной форсунки. В этом случае можно охлаждать водой стержень 19 и оправку 18, или вообще применять для этой цели разные известные в прокатке предохранительные приемы.

Труба 25 может нагреваться и круглым, кольцевым, коксовым или нефтяным горном снаружи, как показано схематически на фиг. 2, где горно из кирпича 26 охватывает кругом трубу 25 и нагревает ее посредством нефтяных форсунок 28.

Описанные выше способы изготовления секций (камер) могут быть применены и при горизонтальном расположении трубы, при котором облегчается возможность использования уже существующих для других целей простейших машин орудий, как, например, наличных молотов, эксцентриковых и других прессов, ножниц и т.д.

Пример такого способа изготовления представлен на фиг. 3. Закладываемая часть оправки 21 (фиг. 3) имеет на своем продолжении муфту 9 и оттягивается вдоль оси основной оправки 18, подпирающей муфту 9 пружиной 8. Как и по фиг. 2, задний конец оси 4 укреплен шарнирно в опоре 20 и отжимается по направлению к бойку, или соответственно к штемпелю 2 по направлению стрелки g сильной пружиной 5. Подача по оси камеры, как и раньше, происходит одним из многих возможных способов по стрелке х. Нагрев камеры, как вариант, представлен просто костром 10 дров или древесным углем. Так же, как и выше описано, труба 25 продвигается через плиту 3 и ударом бойка или давлением колодки 2 выступающий ее конец 11 отжимается вниз, при этом: так как боек или колодка 2 имеет жесткие или шарнирные боковые щеки 6 с клиновым прижимом к бокам трубы 25, то в момент удара или нажатия бойка, или колодки 2 на выступающую по горизонтали часть 11 трубы 25, боковые вертикально стоящие стенки ее удерживаются от продольного изгиба или сминания изнутри боками оправок 18 и 21, а снаружи - щеками 6 бойка или колодки 2, при чем передадут давление на изгибаемую верхнюю часть коробки 11, также и на нижнюю часть коробки 7. При этом непрерывно за каждым минимальным прогибом (или отгибом) нижней части 7, сейчас же следует осевое вдвигание, по направлению против стрелки х, подвижной части 21 оправки, которая при этом автоматически прижимает часть 7 к наковальне матрицы 3¹, обеспечивая таким образом правильный изгиб секции в нижней части в то время, как боек или колодка 2 и скос или кривизна верхнего очертания оправки 18 обеспечивают правильную форму волны верхней части секции. При осевой подаче трубы 25, по стрелке х, клиновая подвижная оправка 21 оттягивается упором в нее самой трубы 25. Эти подачи следуют за каждым ударом по трубе 25 бойка 2. Когда при этом заканчивается процесс образования полуволны, то устраняется влияние пружины 8 и втулка 9 продвигается вплотную к оправке 18, а оправка 21 на своем шарнире 12 заворачивается кверху 21¹, как показано пунктиром (фиг. 3), при этом труба 25 сдвигается вправо по стрелке х с оправок 18 и 21¹, поворачивается вокруг своей оси на 180° и опять надвигается обратно и в упор на оправки через плиту 3, после чего включается то или иное натяжное приспособление 8.

Следующий вариант осуществления предлагаемого изобретения показан на фиг. 4 и 5, где двойная оправка по фиг. 3 заменена массивной наковальней 5, имеющей поперечное сечение соответственно форме контура внутреннего очертания трубы 25, которая и надевается на наковальню до начала деформации по стрелке R. С наружной стороны, также соответственно контуру наружного очертания, труба 25 охватывается плитой 3.

Для ускорения работы и автоматизации всего процесса выгибания секций, наковальня 5 (фиг. 4) может быть выполнена с цилиндрической частью 20, которой она вкладывается в подшипниковую станину 36 и для предупреждения осевого сдвига удерживается в последней двумя кольцами 23 и 24. Для уравновешивания веса своего и надетой трубы 25, так и ударов или нажатий бойка или колодки 2, наковальня снабжена хвостовиком 21 и передвижным контр-грузом 22. Плита 3 может быть выполнена отдельно от основания 3¹ в виде кольца, вращающегося в основании 3¹ на катках, роликах или просто на полуцилиндрической опоре при соответствующей смазке. Вращение плиты 3 может быть произведено посредством червячной передачи. При таком устройстве, после изготовления одной полуволны, приводится во вращение на 180° плита 3, которая вращает вместе с собой также и обрабатываемую трубу 25 и наковальню 5. вращающуюся другой своей цилиндрической частью 20 в подшипниковой станине 36. Для контроля за изготовлением волн секции и концом изготовления каждой полуволны, можно также применить пружинный стол 15 (фиг. 4), шарнирно связанный с указателем 26, двигающимся по циферблату 27. Образуемая из трубы 25 волна секции, по мере ее увеличения, все время больше и больше нажимает на стол 15, опуская его и передвигая за ним по циферблату 27 стрелку 26, пока максимальная величина этого нажатия, соответствующая концу образования полуволны, не будет отмечена на циферблате. В этот момент останавливают действие колодки 2 и поворачивают плиту 3, наковальню 5 и трубу 25 на 180°, после чего стол 15, под действием пружины 19, поднимается вверх и начинает подпирать коробку 25 у основания образования новой волны.

Следующий вариант автоматической машины для изготовления секций показан схематически на фигурах: 6 - в продольном разрезе вертикальной плоскости, на фиг. 7 - в продольном разрезе плоскостью перпендикулярной предыдущей плоскости и на фиг. 8 - в плане. Работа этой машины происходит следующим образом. Труба 25, стоящая вертикально нижним своим концом на опоре 13, выдвигается вверх винтом 12. В станине 11 имеется подпятник, на который опирается вращающийся в нем вал 6 (фиг. 6), несущий шкив 9, которым через посредство ремня передается вращение шкиву 10. Вал 6, приводимый во вращение от любого двигателя, на верхнем своем конце несет кулак 7. Периодическими ударами кулака 7 об охватывающую его скобу 8 (фиг. 6 и 8) приводится в такое же периодическое движение колодка 2, двигающаяся в пазах плиты 3, и снабженная вращающеюся в круглом пазу рамкой 1, имеющей отверстие по форме трубы 25. Под рамкой 1 в круглых пазах плиты 3 вложена вращающаяся рамка 4 также с отверстием по форме трубы 25. Процесс деформации здесь происходит также вполне автоматически, так как механизм под′ема трубы 25 вверх связан с механизмом кулачковым, дающим соответствующее под′ему число ударов по колодке 2. Можно применить любой метод нагрева подаваемой вверх трубы 25, как изнутри - факелом от подводимой по трубке 14 нефти, так равно и снаружи - твердым топливом перед входом в станину, или, наконец, электрическим путем.

Следующий вариант схематически представлен на фиг. 9 в разрезе и на фиг. 10 - в плане, где клиновой зажим несколько отличается от описанного выше. В этом случае автоматическая обработка трубы 25 в секцию происходит таким образом: кулак 12 маховика 11 ударяет в колодку 2, имеющую клинья 7′ и пружинную оттяжку 19′, регулируемую винтом. Колодка 2 ударяет в бок трубы 25 и одновременно своими двумя боковыми клиньями, скользя по клиновой поверхности жимков 6′, прижимает их к боковым щекам трубы 25, заставляя последние передавать деформацию изгиба одной части трубы 25 со стороны колодки 2, также и в противоположной части со стороны другой колодки. Когда кулак 12, вращаясь вместе с маховиком по стрелке m, проскочит вниз, закончив действие удара на хвостовик колодки 2, а эта последняя действием пружины 19′ отойдет от стенки трубы 25 до выступающего упора в нижней плите 3, то клинья 7′, скользя по клиновой поверхности боковых жимков 6′, дают возможность пружинам 9 (фиг. 10) оттянуть жимки 6′ от боковых щек трубы 25. При этом жимки 6′ имеют призматические хвостовики 8, движущиеся в такой же форме направляющих, закрепленных в станине автомата. Пружина 9 упирается в шайбу 10, перемещением которой по оси хвостовика 8 достигается любое нужное натяжение пружины 9. После произведенной таким путем частичной парциальной деформации элемента коробки 25, происходит автоматически от вращающихся по стрелкам m и n маховиков 11, посредством ременной передачи и шкивов 14, 16 и, соответственно, 15 и 17, и нажимных подающих валиков 1, - подача вверх трубы 25 на осевую величину размера участка волны, подлежащего деформации в следующий момент.

Поворачивая эксцентриковые оси 26 и 29 маховиков 11 не на полных 180° к оси машины, а значит и придвигая оси того или иного маховика (смотря по образованию соответствующей полуволны) не на полную величину эксцентриситета, можно получить секцию с любой кривизною волны, равно как и устанавливая эксцентриковые оси 26 и 29 обоих маховиков 11 в определенные периоды работы машины, сразу обе, в отодвинутое внешнее положение, можно получить любые пропуски в деформации трубы 25. На фиг. 9 показан нагрев трубы 25, производимый изнутри нефтяной горелкой с подачей нефти через трубку 5, по стрелке К.

1. Приспособление для изготовления волнистых камер из труб в горячем состоянии помощью зажимных колодок и оправок или шаблонов, характеризующееся применением одной, снабженной отверстием для пропускания через нее трубы, колодкой 2, перемещаемой по направляющим матричной плиты 3, снабженной сквозным гнездом для трубы (фиг. 1, 2 и др.), помощью кулачковых устройств 7 (фиг. 6) или 11 (фиг. 9), связанных с механизмом для подачи трубы.

2. При охарактеризованном в п. 1 приспособлении применение помещенной в полость трубы для нагревания ее - горелки 14 (фиг. 6).

3. Применение к охарактеризованному в п. 1 приспособлению составной оправки (фиг. 3), состоящей из неподвижной части 18 и подвижной - пружинной части 21, шарнирно связанной с заплечиком муфты 9, насаженной на стержень 4, несущей штангу 28 с указателем 23, предназначенным для определения по делениям, нанесенным на стержне 4, смещения подвижной части оправки.

4. Видоизменение охарактеризованного в п. 1 приспособления, отличающееся применением вращающейся, с целью поворачивания обрабатываемого предмета, плиты 3.

5. При охарактеризованном в п.п. 1 и 4 приспособлении применение пружинного, установленного при выходе деформированной трубы из матричного гнезда, стола 15, снабженного рычажным указателем 26 и предназначенного для определения размера получаемых волн (фиг. 4, 5).