Установка для струйной обработки внутренней поверхности трубных заготовок

Изобретение относится к области металлургии и машиностроения и может быть использовано при струйной обработке сквозных внутренних поверхностей изделий, преимущественно трубных заготовок. Установка содержит накопительно-расходный узел, состоящий из двух отдельно расположенных бункеров. Струйные аппараты смонтированы внутри бункеров. Форсунки струйных аппаратов выведены на боковые поверхности бункеров и направлены оппозитно друг другу со смещением их осей. К форсункам последовательно прикреплены обрабатываемые заготовки и трубопроводы рабочего тела, соединенные с внутренней полостью противоположного бункера. Такая конструкция проста в изготовлении и способствует повышению производительности обработки при циркуляции рабочего тела в одном направлении и обеспечении гигиенической безопасности обслуживающего персонала. 3 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

 

Изобретение относится к поверхностной струйной обработке сквозных внутренних поверхностей изделий, преимущественно трубных заготовок, и может быть использовано в металлургии и машиностроении.

Струйная обработка позволяет:

- очистить поверхность от окалины, ржавчины, старой краски и т.д.;

- придать поверхности необходимый внешний вид и характеристики (в основном шероховатость);

- подготовить поверхностный слой для последующей обработки - покраски, нанесения какого-либо покрытия, гуммирования (обрезинивания);

- провести упрочнение поверхностного слоя изделия;

- обеспечить обработку любых сложнофасонных поверхностей без точного базирования и применения дорогостоящего оборудования;

- обеспечить регламентированную шероховатость внутренней поверхности труб по промежуточным и готовым размерам.

Одной из основных проблем, возникающих при проведении струйной обработки, является проблема гигиенической безопасности, что в свою очередь требует использование специальных камер, спецодежды и систем обеспечения дыхания. Кроме того, практически для любого производства становится важной проблема сбора, регенерации и утилизации струйного материала.

Известна установка для абразивно-струйной обработки деталей (Регистрационный номер заявки 92011689/08, МПК В 24 С 3/00). Установка для абразивно-струйной обработки деталей содержит рабочую камеру и бункер для абразива. В камере смонтирован эжектор, активное сопло которого соединено с источником сжатого воздуха, а всасывающее сопло соединено трубопроводом с бункером.

Недостатком данного изобретения является невозможность обработки крупногабаритных изделий, изделий с внутренними полостями, а также низкая производительность, связанная с необходимостью периодической перезагрузкой абразива.

Известна установка для обработки бунтового или пруткового металла дробью, которая содержит накопительно-расходный узел, рабочие камеры с дробеметным аппаратом, систему дробеобращения, включающая последовательно соединенные между собой вал винтового конвейера, элеватор с ведущим и ведомым валами и сепаратора. Накопительно-расходный узел состоит только из одного бункера. Установка снабжена механизмом подачи обрабатываемого материала в камеры (патент РФ №2119862, МПК В 24 С 3/00). Технический результат, достигаемый изобретением, заключается в обеспечении хорошего качества обработанного бунтового или пруткового металла и возможность применения ее в комплекте с волочильными станками в линиях подготовки металла к холодной высадке.

Недостаток известной установки заключается в ее высокой стоимости и низкой надежности вследствие сложности механизмов дробеобращения.

Известная дробеструйная установка для обработки отверстий деталей и валов, установленных на столе, выполнена в виде рабочей камеры с эжекторным устройством (патент РФ №2134190, МПК В 24 С 3/00). Установка имеет турбонасадку в виде трубы со спиральными ребрами. Сопловая головка размещена на этой турбонасадке, которая установлена с возможностью вращения совместно с сопловой головкой под воздействием давления поступающей в трубу суспензии. Предусмотрено выполнение сопловой головки многоканальной. Установка позволяет производить обработку широкой номенклатуры деталей с внутренними цилиндрическими поверхностями.

К недостаткам взятого прототипа известной установки относятся:

1. Сложность конструкции механизмов подачи рабочего агента, гидроприводов и вращающего сопла.

2. Низкая стойкость сопловой головки.

3. Установка и крепление обрабатываемой детали требует значительных временных затрат.

4. Установка может обрабатывать ограниченные по длине и диаметру полости.

Известна установка для дробеструйной очистки внутренней поверхности труб (а.с. СССР №891406, кл. В 24 В 3/16, 28.12.1981 г.) - прототип. Установка содержит два дробеструйных аппарата с системами подачи и отсоса дроби. Обработка ведется циклично с двух концов, а уплотнительные элементы выполнены в виде поджимных конусов, каждый из которых соединен с системой подачи и отсоса дроби дробеструйных аппаратов, образуя замкнутую систему движения дроби.

Недостатком этого устройства является сложность системы уплотнительных конусов, которые обслуживают две подсистемы: подачи и отсоса дроби. Это повышает износ уплотнительной системы, а цикличность работы снижает производительность процесса.

Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является создание конструкционно-простой, высокопроизводительной установки для струйной обработки сквозных внутренних полостей при обеспечении гигиенической безопасности обслуживающего персонала.

Техническим результатом является создание установки для струйной обработки с замкнутой оптимизированной циркуляцией рабочего тела в одном направлении, при котором его рабочее движение из одного бункера совпадает с транспортным перемещением рабочего тела для другого бункера, т. е. рабочее перемещение и транспортировка рабочего тела осуществляются одновременно.

Указанный технический результат достигается тем, что установка для струйной обработки внутренней поверхности трубных заготовок, содержащая накопительно-расходный узел, состоящий из двух отдельно расположенных бункеров, струйные аппараты, смонтированные внутри бункеров, и систему трубопроводов рабочего тела, форсунки струйных аппаратов выведены на боковые поверхности и направлены оппозитно друг другу со смещением их осей, при этом к форсункам последовательно прикреплены обрабатываемые заготовки и трубопроводы рабочего тела, соединенные с внутренней полостью противоположного бункера.

В установке предпочтительно применять форсунки струйных аппаратов, имеющих сопла диаметром, равным или меньше диаметра внутренней обрабатываемой полости заготовок.

Это позволяет исключить затемнение зон на обрабатываемой поверхности изделия.

В установке одновременно крепится к форсунке пучок обрабатываемых заготовок, при этом диметр сопла форсунки определяется по формуле

где

D_c - диаметр сопла в мм;

n - число обрабатываемых изделий в пучке;

Dт - внутренний диаметр заготовок в мм.

Это позволяет значительно увеличить производительность процесса, проводя одновременную обработку нескольких изделий в одном потоке.

В установке трубопроводы рабочего тела могут быть выполнены раздвижными.

Это позволяет производить обработку изделий, имеющих различную длину.

Предложенная установка для струйной обработки внутренней поверхности трубных заготовок поясняется чертежами.

На фиг.1 показан общий вид установки. На фиг. 2 - бункер-накопитель (вид А).

Установка содержит два бункера-накопителя 1 со струйными аппаратами 2, включающими эжекционный всос 3, подвод сжатого воздуха 4, форсунки 5, соединительные муфты 6, систему трубопроводов рабочего тела, состоящих из подвижного 7, среднего колена 8 и основного колена 9. Трубные колена и обрабатываемые детали установлены на стойках 10, которые регулируются по высоте. Выхлопы в вентсистему осуществляются через патрубки 11, расположенные на бункерах-накопителях. В бункерах-накопителях форсунки выведены на боковые поверхности, при этом корпуса бункеров выполнены в зеркальном отображении. Это позволило установить их напротив друг друга и совместить функции движения рабочего тела. Так для подающего бункера рабочее тело совершает рабочее движение, а для принимающего бункера - транспортное. Затем функции меняются. Это позволило совместить рабочие и вспомогательные (транспортные) операции.

Установка работает следующим образом.

Предварительно загружают рабочим телом бункера-накопители 1, затем устанавливают обрабатываемые изделия 12, колена трубопроводов 7, 8 и 9 на стойки 10 и выставляют по высоте. Соединяют их с помощью муфт 6 и подают сжатый воздух во все подводы 4. Происходит всос рабочего тела, которое затем через форсунки 5 подается на обрабатываемую поверхность изделий. В бункерах-накопителях одновременно образуются раздельные встречные потоки рабочего тела, которые сначала совершают рабочее перемещение в обрабатываемом изделии, а затем по трубопроводам, под действием того же импульса, поступают в противоположные бункера-накопители, обеспечивая непрерывность процесса. Данная циркуляция производится до достижения поверхностью изделий необходимых технологических параметров. Отработанный воздух выводится из бункера-накопителя через патрубок 11.

Пример конкретного исполнения.

Опескоструивание внутренней поверхности труб из титановых сплавов производится для окончательного удаления с внутренней поверхности труб остатков смазки, грязи, окалины и дефектов, полученных в процессе производства на установке со следующими параметрами, приведенной в таблице.

№	Параметры	Значение
1	Число потоков абразива	2
2	Число одновременно обрабатываемых труб, шт	2-20
	Длина труб, мм
3	максимальная	6100
	минимальная	1200
	Внутренний диаметр труб, мм
4	минимальный	10
	максимальный	50
5	Габаритные размеры установки, мм
	длина	7500
	ширина	650
	высота	1700
6	Рабочее давление сжатого воздуха, МПа	5-7
7	Электрокарунд ГОСТ 3467 фракции, мм	0,7-1,6
8	Производительность вентиляционной системы, м3/ч	1750
9	Шероховатость поверхности Ra, мкм
	до обработки	4-5
	после обработки	<1,6

Предлагаемая установка обладает высокими эксплуатационными качествами и успешно работает, обеспечивая полную гигиеническую безопасность обслуживающего персонала.

1. Установка для струйной обработки внутренней поверхности трубных заготовок, содержащая накопительно-расходный узел, состоящий из двух отдельно расположенных бункеров, струйные аппараты, смонтированные внутри бункеров, и систему трубопроводов рабочего тела, отличающаяся тем, что форсунки струйных аппаратов выведены на боковые поверхности и направлены оппозитно друг другу со смещением их осей, при этом к форсункам последовательно прикреплены обрабатываемые заготовки и трубопроводы рабочего тела, соединенные с внутренней полостью противоположного бункера.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что форсунки струйных аппаратов имеют сопла, диаметр которых равен или меньше диаметра внутренней обрабатываемой полости заготовок.

3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что к форсунке одновременно прикреплен пучок обрабатываемых заготовок, при этом диаметр сопла форсунки определен по формуле

где D_С - диаметр сопла, мм;

n - число обрабатываемых изделий в пучке;

D_T - внутренний диаметр заготовок, мм.

4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что трубопроводы рабочего тела выполнены раздвижными.