Устройство для развальцовки труб энергией льда в трубных досках

 

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

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1319978 A1 (д1) 4 В 21 D 39/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2 1) 3949322/31-27 (22) 03.09.85 (46) 30.06.87. Бюл. № 24 (71) Красноярский политехнический институт (72) А. К. Федюкович, В. В. Замятина и EO. В. Видин (53) 621.774.72 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 220214, кл. В 21 D 39/06, 1966. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗВАЛЬЦОВКИ ТРУБ ЭНЕРГИЕЙ ЛЬДА В ТРУБНЫХ

ДОСКАХ (57) 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. П > 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 решетку. 1 ил.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1319978

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 имеющий в зоне вальцевания кольцевую проточку 3, в которой размещена 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 с4=75 мм и внутренним di=70 мм, для которой толщина трубной доски составляет 6=20 мм.

Качество вальцованного соединения оце- нивают по степени развальцовки Ч,в. Принято считать надежным соединение со степенью развальцовки 2 — -1,5Я. Степень развальцовки (Я) подсчитывают по формуле 1㄄— -.1 00, (1)

Г отв где 4) — увеличение внутреннего диаметра трубы после вальцовки;

1> — разность между диаметром отверстия в трубной доске и наружным диаметром трубы до ее вальцовки;

d„,„— диаметр отверстия в трубной доске до развальцовки.

Известно, что максимальный зазор Л,„с 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. Лнвкс =0,8 мм.

Принимаем наивысшую степень развальцовкп Ч „„„„=1,5О4. Тогда из (1) имеем г (2)

Подстав Iяя B (2) 2 мвэс H 1 вл. сакс полу чим максимальное значение Л)макс (мв сс =0,8+ — - 75= 1,925 мм.

1,5

Таким образом, первоначальный внутренний диаметр трубы d — — 70 мм после развальцовки увеличится на участке о максимум до d i + A i,,„, â€”вЂ” 70+ 1,925= 71,925 м м. От с юда следует, что прирост объема изнутри в зоне вальцовки для получения наивысшей степени Ч"„, составит

1 = — ((+- !макс ) — д1(б=

=3,1416/4(71,925 — 70 )20=4288 мм (3) В процессе замораживания воды, НВходящейся в замкнутой эластичной полости, произойдеТ при полном переходе воды в лед приращение объема, равное

V = — ((d) — 20) — (d()+2b)- !h — 2b)=

=0,083+ l (70 — 2) — 32+2)- 121 — 21=

1{) =4295 мм (4) где P — коэффициент увеличения оо ьема воды при переходе ее в лед, равный (5=0,083;

Ь = 1 мм — толщина стенки эластичной оболочки;

< = 21 мм — ширина кольцевой проточки.

Таким образом, прирашение объема воды при ее замораживании в замкнутой упругой оболочке 1" оказывается больше, чем максимальное приращение объема при разваль20 цовке V

Устройство работает следующим образом.

После подачи в кожух 2 хладагента происходит понижение температуры в корпусе 1 и вода, содержащаяся в упругой ооолочке ледяной камеры 4, превращается в лед.

2S Ввиду 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 ос ществляется направленное нара1циванне ледяной корки к центру и поверхности камеры 4, соприкасающейся с вальцуемой трубой.

По мере превращения воды в лед всле.<ствие меньшей плотности льда в ледяной камере 4 нарастает давление, пол действием которого производится вдавливание стенки трубы в углуоления трубной доски.

Устройство обладает следую|цими технико-экономическими преимуществами.

Выполнение ледяной камеры в видp замкнутой упругой оболочки и размещение ее

4О 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.

45 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

50 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, повьпшаст производительность устройства.

1319978

Составитель И. Капитонов

Редактор A. Долинич Техред И. Верес Корректо р Л. Обре ч а р

Заказ 2555!1О Тираж 732 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4 5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная. 4

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.