Установка для раздачи труб паром

Установка для раздачи труб паром

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

еЮам и,;;: -,, Веебяее $ )- . ° н. яи-"

< 1 555950

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 13.10.75 (21) 2181015/27 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.04.77. Бюллетень № 16

Дата опубликования описания 24.05.77 (51) М Кл з В 21D 3 1/04

В 21D 41/02

Гасударственный комитет

Совете Министров СССР аа данам. изобретений и открытий (ЪЗ) УДК 621.774.7 (088.8) (72) Авторы изобретения

Ю. И, Розенгарт, В. Ю. Унтилов, Р, Г. Хейфец, О. Г. Федоров и Ю. В. Чичков

Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени металлургический институт (71) Заявитель (54) УСТАКОВКА ДЛЯ РАЗДАЧИ ТРУБ ПАРОМ

Изобретение относится к области раздачи труб.

В большинстве известных конструкций установок для производства труб раздачей деформации подвергается холодная труба, а в качестве рабочего тела используется вода при нормальной температуре. При таких условиях конструктивное решение узла подвода воды к полости уплотненной по концам трубной заготовки, даже если вода подается под давлением 3000 — 3500 атм (как это необходимо для гидрораздачи), и отвода воды из полости розданной трубы не вызывает больших труднос.тей.

Однако с точки зрения простоты конструкции всей установки и расширения обрабатываемого сортамента по маркам стали и размерам труб целесообразней использовать установки для раздачи труб при температурах горячей пластической деформации с использованием эффекта парообразовання воды, подаваемой в полость нагретой заготовки, Известно также устройство для горячей раздачи труб паром, включающее раскрывающуюся матрицу со сменными вставками, узел уплотнения трубы с коническими пробками, систему подачи воды в полость трубы, станину для размещения всех узлов, причем матрица не имеет жесткого крепления на станине, является плавающей, а из двух конических уплотняющих пробок одна имеет гидропривод перемещения, вторая же, через которую осуществляется подача воды для пароооразования и раздачи, закреплена на станине непод5 внжно.

Описанная конструкция позволяет вполне удовлетворительно решать задачу горячей раздачи труб среднего диаметра (до 500 мм) и ограниченной длины (до 3 м). Когда речь идет

10 о раздаче труб диаметром до 1300 мм и длиной 6 — 7 м, необходимых, например, для тепловой и атомной энергетики, простота конструкции стационарного одностороннего подвода вступает в противоречие с качеством труб.

Несмотря на использование предварительного нагрева воды до параметров, близких к критическим, существенно улучшающего условия теплообмепа в трубе, повышающего ка20 чество изделия и сокращающего расход рабочего тела на процесс, для раздачи таких труб необходимое количество воды составляет

100 — 250 кг. Такое количество воды необходимо подать в трубу быстро (ннтенсивность по25 дачи 40 — 50 кг/сек), обеспечивая высококачественное распыливание. Последнее решается использованием многосопловой конструкции (с малыми диаметрами сопл) узла ввода воды при давлении перед соплами 300—

30 350 кг/см .

Ф,.Ъ 555950

Однако при одностороннем вводе воды в трубу размер поперечного сечения потока воды с учетом ее расширения за пределами сопла вследствие испарения становится соизмеримым с размером внутреннего диаметра труоы. Зто приводит к непосредственному контакту активного участка струи со стенкой трубы и интенсивному охлаждению последней. При повышении плотности среды в трубе дальнобойкость струй уменьшается и процесс испарения воды будет происходить преимущественно на участке трубы в районе ввода воды, что приведет к его преимущественному охлаждению и, как следствие, неравномерной раздаче трубы по длине.

Таким образом, для длинных труб необходим двусторонний подвод рабочего тела. Это выдвигает ряд требований, которым устройство, выбранное в качестве прототипа, не удовлетворяет, поскольку в нем не решены вопросы двустороннего подвода рабочего тела высоких параметров через подвижные уплотняющие пробки; эксплуатационной надежности узлов уплотнения и узлов подвода рабочего тела, работающих в условиях термоциклирования, и удаления значительных количеств перегретого пара из трубы после раздачи перед разуплотнением.

Целью изобретения является улучшение качества труб и обеспечение надежности узлов подачи рабочего тела.

Указанная цель достигается тем, что в подвижном уплотняющем конусе выполнено отверстие, а узел подачи в трубу горячей воды выполнен в виде входящей в отверстие конуса неподвижной форсунки со скользящей сопловой головкой и тремя концентрично расположенными каналами: центральным с радиальными отверстиями, средним — паровыпускным и периферийным, выполненным в виде трубы-рубашки, образующей с корпусом форсунки щель для подачи охлаждающей воды.

Для плавного безударного сбрабатывания сопловой головки в канале подачи воды высоких параметров имеются отверстия, суммарная площадь которых меньше площади отверстий в сопловой головке в 1,3 — 1,5 раза. Отверстия в канале подачи воды высоких параметров выполняют роль тормоза, так как не давая при удалении пара из трубы мгновенно снизиться давлению в области форсунки, обеспечивают плавное отведение сопловой головки в положение выпуска пара.

На фиг. 1 изображена схема установки для раздачи труб паром; на фиг. 2 — узел подачи горячей воды под высоким давлением.

Установка содержит раскрывающуюся матрицу 1, в которую устанавливается заготовка; подвижные уплотняющие конусы 2, обеспечивающие развальцовку концов заготовки, их прижатие к торцам матрицы 1 и герметизацию внутренней полости заготовки; узел 3 подготовки воды (подогрева ее до 350 С при

350 кг/см ); неподвижный узел 4 подачи воды

55 бО

5

2,1

33

50 в полость заготовки, проходящей через подвижные уплотняющие конусы 2.

Узел подачи воды, состоящий из корпуса форсунки 5, в центре которого проходит центральный канал 6 подачи воды, на конец которого надета подвижная сопловая головка 7 с отверстиями 8 для впрыска воды в трубу. В центральном канале подачи воды имеются отверстия 9 для регулировки скорости движения сопловой головки.

В корпусе узла подачи воды имеется седло

10, на которое садится сопловая головка в крайнем положении.

Между корпусом форсунки 5 и каналом 6 подачи воды расположены средний — паровыпускной канал 11 и периферийный канал 12 подачи охлаждающей воды.

Паровыпускной канал 11 связан с уплавляемым клапаном 13, имеющим большое проходное сечение для быстрого отвода пара из трубы.

На входе в центральный канал 6 подачи воды установлен гидроклапан 14, обеспечивающий быструю подачу рабочего тела (воды высоких параметров) в трубу и своевременное прекращение подачи.

Периферийный канал 12 подачи охлаждающей воды образован стенкой корпуса форсунки 5 и трубой 15, закрепленной на стенке корпуса с внутренней стороны.

В зоне расположения канала 12 подачи охлаждающей воды на корпусе узла нодачи воды выполнено подвижное сальниковое уплотнение 16, охлаждаемое водои, поступающей в канал 12. Подвижное сальниковое уплотнение 16 обеспечивает герметичность полости трубы при движении подвижных уплотняющих конусов 2 по неподвижному узлу подвода воды.

Установка работает следующим образом.

Нагретую до температуры горячей пластической деформации заготовку помещают в раскрытую матрицу 1, после чего матрицу закрывают, сводят подвижные уплотняющие конусы 2 до развальцовки концов заготовки, их надежного защемления между конусными уплотнениями и торцами матрицы, герметизации полости заготовки. Затем в полость заготовки через неподвижный узел 4 подачи воды высоких параметров подают необходимую для раздачи воду, предварительно нагретую в узле

3 подготовки воды.

При парообразовании воды и росте давления происходит деформация трубы-заготовки до величины, определяемой размерами полости раскрывающейся матрицы 1. Затем перегретый пар из полости розданной трубы отводится через узел 4 подачи воды в сторону от установки горячей раздачи, давление в полости трубы снижается до атмосферного, подвижные уплотняющие конусы 2 отводятся от трубы, скользя по неподвижным узлам 4 подачи воды, труба извлекается из матрицы и поступает на отделку.

555950

Узел подачи воды работает следующим образом.

После герметизации полости заготовки подвижными уплотняющими конусами 2 открывается гидроклапан 14 и вода высоких параметров (Р= 350 кг/см, 1= 350 С) поступает в центральный канал 6 подачи воды. Пройдя по каналу 6, вода перемещает сопловую головку 7 в положение, при котором она садится на седло 10, отделяя полость трубы от паровыпускного канала 11. Вода, прошедшаячерез канал 6 и отверстия в сопловой головке, попадает в полость трубы, парообразуется, а затем образовавшийся пар перегревается за счет использования тепла трубы. Ilосле подачи заданной порции воды гидроклапан 14 закрывает доступ воды в канал подачи воды.

Давление в раздаваемой трубе, в центральном канале 6 подачи воды и в паровыпускном канале 11 выравнивается благодаря наличию отверстий 8 в сопловой головке и регулирующих отверстий 9 в центральном канале 6.

После раздачи трубы открывается управляемый клапан 13, имеющий большое проходное сечение, и пар из полости паровыпускного канала 11 и канала 6 подачи воды уходит на слив. При этом возникающий перепад давлений между полостью трубы и внутренними каналами устройства для подачи воды заставляет сопловую головку 7 перемещаться в сторону центрального канала 6 подачи воды и открывать кольцевую щель большого сечения для беспрепятственного выхода значительного количества пара из трубы в паровыпускной канал 11, а из него через уплавляющий клапан 13 — на слив. Для обеспечения безударного перемещения сопловой головки регулирующие отверстия 9 в центральном канале 6 имеют в 1,3 — 1,5 раза меньшую суммарную площадь сечения, чем сечение сопловой головки, что не позволяет при открывании управляемого клапана 13 давлению в полости центрального канала 6 подачи воды резко упа,сть, Для предотвращения отрицательного воздействия больших количеств пара, перегретого до температуры 500 — 700=C ia надежность работы каналов и клапанов узла подачи воды и сальникового уплотнения 6, обеспечивающего подвижное и одновременно герметичное соединение узла подачи воды (фиг. 2) и подвижных уплотняющих конусов 2, навстречу потоку выпускаемого пара подается охлаждающая вода. В зоне расположения сальникового уплотнения охлаждающая вода проходит по периферийному каналу 12, интенсивно охлаждая элементы уплотнения и выгекая навстречу пару, смешивается с ним, снижая температуру продуктов выброса.

11осле снижения давления в трубе до атмосферного подвижные уплотняющие конусы отходят от концов трубы, и последняя посту1ает на отделку. 1 аким образом, конструкция узла подачи воды предполагает как подвод воды высоких параметров в полость трубы, так и отвод перегретого пара при обеспечении высокой эксплу15 атационной надежности всех элементов узла.

11редлагаемое конструктивное решение установки для Горячей раздачи Ipyo паром с

Описанным gçëo:é подачи ВОды использоВано

Центральным Гипромезом при проектировании опытно-промышленного участка горячей раздачи труб цеха оесшовных труо большого диаметра l аганрогского металлургического завода.

I lo данным Центрального Гипромеза использование технологии, реализуемой с помощью описанной установки, даст экономический эффект около 9,5 млн. руб. При объеме производства 14 тыс. тонн труб в год.

Формула изобретения

1. Установка для раздачи труб паром, содержащая раскрыва1ощу1ося матрицу для установки трубы, подвих,ные уплотняющие конусы, узлы подачи В Ip)îó воды под давлениехl H с ВысОкОЙ тем.,ератур011, 0 1 л и ч а Iощ а я с я;ем, ITG, с целью повышения качесгва раздачи и надежности установки, в подвижном уплотняющем конусе выполнено от40 верстие, а узел подачи в трубу горячей воды выполнен в виде входящей в отверстие конуса неподвижной форсунки со скользящей соплОВОЙ ГОлОВкОЙ и тремя концентрично располо>кенными каналами: центральным с радиальными отверстиями, средним — паровыпу скiIbIЗ1 H ПЕРИ1РЕРИЙПЫМ, ВЪ|ПОЛНЕННЫМ В ВИДЕ трубы-рубашки, образующей с корпусом форсунки щель для подачи охлаждающей воды.

2. Установка по и. 1, отличающа я ся тем, что, с целью плавного срабатывания сопловой головки, суммарная площадь радиальных отверстий в стенке центрального канала меньше площади выходного сечения сопловой головки в 1,3 — 1,5 раза.

Фиг. 2

Составитель И. Капитонов

Редактор Н. Суханова Техред Е. Хмелева Корректор Т. Добровольская и Н. Аук

Заказ 1052/7 Изд. № 394 Тираж 1077 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография lip. Сапунова, 2