Устройство для развальцовки труб в от-верстиях трубной решетки

 

5+)»„„.

О П И С Ж"И - ИЗОБРЕТЕН

<и>795442

К ПАТЕНТУ (61) Дополнительно к патенту (22) Заявлено020279 (21) 2719

Р1 М g> 3

В 21j0 39/06 (23) Приоритет - (32) 03.0

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (31) 780 3131 (33) Фр

Опубликовано 0 7.0 8 1„6юлле

Дата опубликования описани (53) УЩ бп р4. (72) Автор изобретени»

Иностранец

Даниель Брюно (Франция) Иностранная @ирма

"Фраматом" (Франция) (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ PASBAHbOOBKH ТРУБ

В ОТВЕРСТИЯХ ТРУБНОЙ РЕШЕТКИ

Известно устройство для развальцовки труб в отверстиях трубной решетки, содержащее смонтированный в корпусе шток с конусом на конце, установленные в сепараторе под углом к оси штока. рабочие ролики, взаимодействующие с конусом, а также пневматический толкатель для осевого перемещения штока и привод вращения штока (1 .

Однако в этом устройстве отсутствуют элементы, управляющие работой вальцовки в зависимости от .требуемой степени деформации. Это не дает возможности получить гарантированную прочность соединения трубы с трубной решеткой и снизить уровень остаточных напряжений.

Цель изобретения — повеление качества развальцовки эа счет снижения остаточных напряжений.

Поставленная цель достигается тем, что устройство, снабжено механизмом автоматического включения привода вращения штока и механизмом подсчета количества оборотов штока, связанными с цепью управлейия приводом перемещения толкателя, при этом механизм включения привода. вращения выполнен в виде каретки, один конец которой за30

Изобретение относится к области раздачи труб и может быть использовано для снятия внутренних напряжений в трубах, воэннкакщих при их развальцовке в отверстиях трубной ре- 5 шетки.

Участок трубы, на котором прекращается деформация прн развальцовке (именуемый переходным участком), может находиться по отношению к труб- 10 ной доске либо внутри, либо снаружи .отверстия рядом с внутренней поверхностью трубной доски, откуда выходит труба, либо точно на уровне внутренней поверхности трубной доски. Тру- 15 бы парогенераторов и теплообменных аппаратов обычно окисляются или ломаются именно на переходном участке.

Было замечено, что причиной коррозии и нарушения прочности являются 20 черезмерно накапливающиеся остаточные напряжения на переходном участке трубы. Операция раздачи труб, сопровождакщаяся уменьшением толщины труб на участке, расположенном внутри от- 25 верстия в трубной доске, снижает по-. вышенные остаточные напряжения на переходных участках рядом с внешней

1т внутренней поверхностями трубной доски.

795442 креплен на штоке, а другой .установлен на толкателе с воэможностью перемещения относительно него в направлении от рабочих роликов, и смонтиро-. ванной на конце толкателя планкой с электрическим контактом, взаимодействукщим с кареткой, причем на толкателе между планкой и кареткой установлена расцорная пружина. ,Кроме того, устройство снабжено закрепленным на штоке маркирующим устройством, наносящим риски на торец 1О трубной решетки.

На фиг. 1 изображено устройство, разрез по оси симметрии; на фиг. 2корпус устройства, на котором показано, конусное устройство для точной ус- t5 тановки роликов по длине трубы, разрез ° на фиг. 3 - рабочая часть уст1 ройства .внутри трубы на участке,уже подвергнутом операции расширения.

Корпус 1 устройства состоит из ко зй жуха, в нижней части которого имеется ручка 2 с кнопкой 3, включающей и выключающей устройство. Внутри корпуса смонтированы механизмы пуска и управления устройством. К корпусу .подведен кабель питания 4, служащий для подачи электрического тока и рабочей жидкости в моторную часть устройства. На фиг.,1 и 2 показаны уз.лы устройства, смонтированные внутри корпуса 1. Эти моторные узлы включают в себя пневматический толкатель

5 и пневматический двигатель б.

Устройство включает в себя также трубчатый элемент 7, один конец которого закреплен в обойме 8. Обойма 35 вращается в подшипниках 9 и 10, смонтированных внутри корпуcа 1. Таким образом, трубчатый элемент может вращаться вокруг своей оси по отношению к корпусу 1, в котором он смонтирован 4О свободно, но заблокирован от перемещения в осевом направлении подвижной обоймой 8

На другом конце трубчатого элемента 7, не связанном с корпусом 1, 4э имеется сепаратор 11, диаметр которого большд, чем диаметр трубчатого элемента. Сепаратор представляет собой прилив, в котором прорезаны пять сквозных отверстий удлиненной формы, аналогичных отверстиям 12 и 13 QM, фиг. 1).

Отверстия 12 и 13 сквозные и выходят в полую внутреннюю часть трубчатого элемента 8. Внутри отверстий сепаратора 11 расположены ролики 14, 15 удлиненной и слегка конической формы, ось которых находится под некоторьм углом к оси сепаратора 11 и элемента 7. В этом нерабочем положении ролики совершенно не выступают ф9 из отверстий 12 и 13, просверленных а сепараторе (приливе)11:

На фиг. 1 показан также шток управления 16, проходящий внутри труб чатого элемента 7, причем ось штока совпадает с осью элемента 7. Конец

17 штока 16 имеет коническую форму.

Итон идет на конус в направлении выхода из трубчатого элемента 7. Сам шток 16 проходит внутри всего трубчатого элемента 7, т. е. шток 16 проходит внутри центрального отверстия сепаратора 11, где его коническая часть 17 входит в контакт с роликами

14 и 15, показанными на фиг. 1 в нерабочем положении.

Отверстия 12 и 13, просверленные в сепараторе 11, имеют такую форму, что ролики могут перемещаться в радиальном направлении с тем, чтобы приблизиться или отдалиться от оси трубчатого элемента, оставаясь тем не менее в своих гнездах независимо от положения, в котором они находятся.

На фиг. 3 ролики показаны в рабочем положении, когда они выступают над поверхностью сепаратора 11.

Ролики могут занимать различные положения в результате продольного перемещения штока 16, коническая часть 17 которого при перемещении вдоль оси штока остается в контакте о с роликами и при выдвижении ее из трубчатого элемента 7 выдвигает ро- . лики над внешней поверхностью прилива. Независимо от положения роликов относительно трубчатого элемента, оси их слегка наклонены по отношению к оси етого элемента.

На конце штока 16 смонтирован упор 18, служащий для ограничения перемещения штока.

Конец штока 16, обращенный к корпусу 1, после выхода из трубчатого элемента 7, крепится в обойме .19, которая, в свою очередь жестко связана с шестерней 20, насаженной на задний конец штока, закрепленный в подшипнике 21, жестко связанном с подвижной кареткой 22.

Шестерня 20. находится в зацеплении с внутренними зубьями муфты 23, ось которой совпадает с осью штока

16. Муфта вращается в подшипниках 24 и 25, расположенных внутри корпуса 1.

Зубья муфты 23 имеют длину, соответствующую величине перемещения штока

16 в осевом направлении. Шестерня 20 и шток 16 либо непосредственно, либо через обойму 19 при вращении связаны с муфтой 23, но могут перемещаться относительно последней. На внешней поверхности муфты 23 имеется кольцевой выступ с зубьями 26, служащий для передачи вращательного движения на муфту и на шток 16. Шестерня 20 приводится во вращение мотором.б через промежуточные шестерни 27 и 28, позволякщие уменьшить передаточное число. С другой стороны, шток 16 связан с кареткой 22 с помощью подшипника

21, и имеет возможность свободно вращаться относительно этой каретки 22.

795442

Каретка 22 связана со штоком 29 пневматического толкателя 5, поршень

30 которого перемещается в камере толкателя, жестко связанной с корпусом

1. При таком перемещении поршень 30 направляется с помощью штока 31, укрепленного на камере толкателя. Црокладки обеспечивают герметичность между поршнем, камерой толкателя и

lllTOEQM 31 °

Поршень 30 имеет поверхность 32, на которую сжатый воздух действует . 1О в случае перемещения поршня в заднее положение, и поверхность 33, на которую сжатый воздух действует для перемещения поршня и штока 29 в переднюю часть устройства, имеющего труб- 15 чатый элемент 7 и сепаратор 11 с роликами.

Этот толкатель двойного действия обеспечивает как перемещение штока вперед, так и перемещение его назад. 39

В случае перемещения назад шток

29 толкает каретку 27, которая, в свою очередь, увлекает за собой шток

16 до крайнего заднего положения, показанного на фиг. 1. В таком положении ролики не выступают над по-© верхностью сепаратора 11.

Шток 29 связан также с задним торцом каретки 27 с тем, чтобы толкать эту последнюю вперед посредством пружины 34, в которую может упираться планка 35, жестко связанная с концом штока 29.

Таким образом, каретка 22 перемещается вперед под действием планки 35, связанной со штоком 29 толкателя 5, когда сжатый воздух действует на поверхность 33 поршня 30 посредством пружины 34.

На каретке 22 имеется также, элект"рический контакт (на чертеже не по- 40 казан), позволяющий включать мотор 6, приводящий во вращение шток 16, в момент включения этого контакта при перемещении планки 35 относительно каретки 22. 45

Яониус 36 позволяет очень точно регулировать положение упора 37, который при соприкосновении с внешней поверхностью 38 трубной доски дает возможность с большой точностью ре- 5© гулировать глубину введения рабочей части устройства сепаратора 11 с роликами внутрь трубы при осуществлении операции снятия напряженый.

С целью улучшения условий применения устройства в случае, .например, проведения этой операции на трубах уже установленного на место парогенератора ядерной электростанции на штоке 16 и трубчатом элементв

17 предусмотрены шарнирные соедине- 4Q ния. Так, например, на штоке 16 пре» дусмотрен двойной кардан 39, а на трубчатом элементе 7 - простой кардан 40. В результате этого имеется возможность испольэовать устройство 65 для снятия напряжений в трубах, в которые невозможно ввести устройство, имеющее жесткие элемент и шток.

На .трубчатом элементе предусмотрено также маркировочное устройство

41, жестко посаженное íà его вращающуюся часть. Во время осуществления операции снятия напряжений маркировочное устройство рисует круг на поверхности,находящейся прямо перед ним, т. е. на внешней поверхности трубной доски. Эта маркировка показывает, что данная труба уже подверглась операции прикатки.

Маркировка существенно облегчает работу оператора, поскольку на каждой трубной доске имеется очень большое количество труб, а маркировка дает возможность проконтролировать, все ли трубы подверглись операции прикатки.

Работа устройства заключается в следующем. На фиг. 3 показана трубная доска 42, в отверстие которой введена труба 43, прсак;дшая операцию развальцовкк, сопровождавшуюся уменьшением толщины стенок трубы (до расстояния порядка 3 мм от выходного края отверстия) На участке, где труба выходит из доски, операция развальцовки ие производилась и на этом небольшом расстоянии, соответствующем участку, где остаточные напряжения наиболее велики, труба не прилегает к стенке отверстия трубной доски.

После проведения операции развальцовки к этому месту подводится инструмент (см. на Фиг. 1 и 2), ролики которого находятся в нерабочем положении, показанном ка фиг. 1.

Инструмент вводится в трубу, как это показано на фиг. 3.

Перед началом операции ка трубной доске регулируется положение упора 37 и оператору остается только определить точное расположение переходного участка по отношению к его предполагаемому расположению, причем коррекция положения упора производится кониусом 36.

После такой коррекции инструмент вводится в трубу до упора. В этом случае рабочая часть инструмента(сепаратор 11 с роликами) находится в положении, показанном на. Фиг. 3 точно напротив переходного участка, причем середина роликов находится на уровне переходного участка. Инструмент готов к началу операции снятия остаточных напряжений. Оператор нажимает кнопку 3, включая электрокланан, открывакщий доступ сжатому воздуху в заднюю камеру толкатвля 6.

Сжатый воздух действует на поверхность 33 поршня 30, заставляя последний перемещаться вперед, увлекая за собой шток 29 и каретку 22, жестко соединенные со штоком 16, Перемещение

795442 штока 16 вперед вызывает перемещение: .роликов в радиальном направлении, в ,результате чего ролики поднимаются над внешней поверхностью сепаратора

11, как это показано на фиг. 3, до тех пор пока они не упрутся во внутреннюю поверхность трубы 43. В этом положении перемещение вперед штока

16, и, следовательно, жестко связанной с ним каретки 2.2 прекращается.

Поскольку шток 30 продолжает перемещаться вперед, планка 35 сближается с кареткой 22, сжимая пружину 34 и включая контакт, который,в свою очередь, включает мотор 6.

В результате этого шток 16 приводится во вращательное движение, а его коническая часть 17 благодаря силе трения сообщает это движение роликам сепаратора 11, причем ролики одновременно испытывают усилие в радиальном направлении, поскольку щ шток 16 остается подвержен усилию толкателя 5.

Ролики увлекают во вращательное движение вокруг своей оси сепаратор 11 и описывают круги внутри трубы по всей зоне контакта. В результа- . те вращения роликов труба расширяется, шток 16 получает возможность продвинуться дальше вперед, ролики еще больше выдвигаются из своих гнезд, что высылает еще большую раз- ЗО дачу трубы на переходном участке.

Одновременно ведется подсчет коли. чества оборотов инструмента, которое .в зависимости от силы воздействия пневматического толкателя, соответст- 35 вует определенной величине раздачи трубы.

Устройство, связанное со штоком, или какая-либо подвижная деталь позволяет действовать на контакт в мо- 4g .мент, когда шток продвинулся на определенное заданное расстояние. Так, при достижении заданного уровня расширения трубы включается контакт, .действукщий на сервоклапан, останавливающий вращательно-поступательное движение штока 16 и изменяющий затем направление вращения штока 16 и направление питания камеры толкателя 5, в результате чего сжатый воздух начинает действовать на поверхность

32 поршня 30. Ролики убираются в свои гнезда, а расширитель можно вывести из трубы.

Следует отметить, что все эти операции осуществляются автоматичес- Я .ки с того момента, как оператор нажимает на кнопку включения 3.

Было установлено, что увеличение диаметра труб, имеющих внешний диаметр 22,23 мм с допусками по диаметру +0.,13 и 0,18, и толщину стенки,равную 1,27мм с допуском + 0,12 мм, при диаметре отверстия трубной доски, равном 22,60 мм с допусками

+0,08 и -0,05 мм, на 0,15 мм в ре-. зультате операции раздачи, осуществленной с помощью описанного инструмента, позволяет полностью снять остаточные напряжения в трубах, подвергнутых развальцовке до участка, не доходящего на несколько миллиметров до края отверстия трубной доски.

В этом случае увеличение диаметра осуществляется до определенной величины, которая не позволяет внешней поверхности трубы войти в контакт с внутренней стенкой отверстия на переходном участке во время расширения трубы с целью снятия остаточных напряжений ° Таким образом, отпадает необходимость развальцовки трубы у края отверстия.

Формула изобретения

1. Устройство,аля развальцовки труб в отверстиях .трубной решетки, содержащее смонтированный в корпусе щиток с конусом на конце, установленные в сепараторе под углом к оси штока рабочие ролики, взаимодействующие с конусом, а также приводной пневматический толкатель для осевого перемещения штока и привод вращения штока, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества развальцовки, оно снабжено механизмом автоматического включения привода вращения штока и механизмом подсчета количества оборотов штока, связанными с приводом перемещения толкателя, при этом механизм автоматического включения привода вращения штока выполнен в виде каретки, один конец которой закреплен на штоке, а другой установлен на толкателе с воэможностью перемещения относительно него в направлении рабочих роликов, и смонтированной на конце толкателя планкой с электрическим контактом, взаимодействующим с кареткой, причем на толкателе между планкой и кареткой установлена распорная пружина.

2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что оно снабжено закрепленным на штоке маркировщиком для нанесения рисок на торец трубной решетки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 24867, кл. В 21,Ь 39/06, 1930. -795442

Заказ 9482/5 Тираж 89

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

По делам йзобретений и открытий

113035, locKBa, Ж-35, Рауыская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент ", г. Ужгород, ул. Проектная,4

Составитель И. Капитонов

Редактор Т. Зубкова Техред С.Мигунова - Корректор С. Шекмар