Внутренний центратор для сборки труб и деталей трубопроводов под сварку

Внутренний центратор для сборки труб и деталей трубопроводов под сварку

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистимеских

Республик (11) 616097 (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) ЗаЯвлено 02.09.75 (21) 2169681/25-27

2 (51) М. Кл.

В 23 К 31/О6 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытий (43) Опубликовано 25.0 .78, бюллетень № 27 (45) Дата опубликования описания 1107.TQ (53) УДК621.791. .039 (088.8) В. И. Гольцов, К. Б. Лепорский, M. Я. Рудницкий, Е. A. Савостьянов, Ю. С. Сурин, P. И. Тавастшерна и Э. А. Фридман (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Всесоюзный научно-исспедоватепьский институт по монтажным и специальным строительным работам (54) ВНУТРЕННИЙ IIEHTPATOP ДЛЯ СБОРКИ

ТРУБ И gETAJIEA ТРУБОПРОВОДОВ

ПОД СВАРКУ

Изобретение относится к области сварки.

Известен внутренний центратор для сборки труб, содержащий два ряда центрирую-, щих элементов и привод их разжатия (1).

Недостатком известного центратора является отсутствие механизмов установки центратора относительно стыка и фиксирования его в трубе, что не позволяет качественно производить сборку под сварку.

Известен также центратор для сборки под сварку труб и деталей трубопроводов, содержащий силовой привод и связанные с ним однорядный разжимной механизм с подвижным в осевом направлении корпусом и радиально перемещающимися губками, ры чажный механизм установки центратора относительно торца детали и механизм фиксирования центратора в трубе (2).

Этот центратор; наиболее близкий к изо бретению по технической сущности и достигаемому результату, не может быть использован для сборки крутоизогнутых отводов с трубами или другими деталями трубопроводов, так как механизм фиксирования в нем выполнен в виде роликов, которые размещены за зоной действия разжимных губок и расположены концентрично относительно продольной оси центратора. Положение роликов механизма фиксирования относительно корпуса центратора не меняется во время работы. Между тем крутоизогнутые отводы не имеют на концах прямых участков, а кривизна образующих отводов не одинакова. Следовательно, механизм фиксирования известного центратора не обеспечивает ни параллельного, ни тем более соосного положения центратора относительно оси торца отвода.

Недостатком известного центратора является также то, что после срабатывания рычажной системы механизма его установки относительно торца одной из собираемых деталей необходимо вручную перемещать центратор вглубь детали, пока рычаги не

15 упрутся в ее торец.

Целью изобретения является обеспечение возможности сборки крутоизогнутых отводов с другими деталями трубопроводов путем уменьшения габаритов центратора.

Поставленная цель достигается благодаря тому, что механизм фиксирования предлагаемого центратора в трубе выполнен в виде расположенных в зазорах между губками разжимного механизма поворотных рычагов с радиусной рабочей поверхностью, а рычажный механизм установки центрато616097 ра относительно торца детали — в виде двух взаимодействующих между собой двуплечих рычагов, один из которых шарнирно

: установлен на корпусе разжимного механизма и подпружинен относительно него, а другой связан с силовым приводом.

На фиг. 1 изображен предлагаемый центратор, установленный и закрепленный относительно торца отвода трубопровода, разрез; на фиг. 2 дано сечение по А — А на фиг. 1; на фиг. 3 показан центратор во время сварки частей трубопровода.

Внутренний центратор для сборки под сварку труб и деталей трубопроводов имеет разжимной механизм с подвижным в продольном направлении корпусом 1, на пи- 15 рамидальной наружной поверхности которого размещены разжимные элементы 2 с жестко установленными на них радиально перемещающимися губками 3. Каждая губка воздействует сразу на обе сопрягаемые детали трубопровода. По центрам части гу-,2О бок размещены ролики 4, установленные на тарельчатых пружинах 5. Торцовые поверхности разжимных элементов 2 взаимодействуют с упорной втулко" 6.

Внутри корпуса 1 размещен шток-поршень 7, на резьбовом конце которого установлен стакан 8. Между упорной втулкой

6 и стаканом 8 размещен кольцевой поршень 9, снабженный возвратными пружинами 10. Вместе с сопряженными деталями поршень 9 представляет собой цилиндр одно- 30 стороннего действия.

На поршне 9 со стороны пружины 10 установлены толкатели 11, имеющие на другом конце шарнирно закрепленные сухари 12. Сухари 12 взаимодействуют с поворотными рычагами 13 механизма фиксирования центратора относительно стенок одной из собираемых деталей трубопровода.

Рычаги-фиксаторы 13 равномерно расположены по окружности на упорной втулке 6 с возможностью поворота на осях 14. Ра- gp бочая поверхность фиксаторов, взаимодействующая с внутренней поверхностью детали трубопровода, выполнена радиусной.

Фиксаторы 13 размещены в радиальных зазорах между губками 3 разжимного механизма (фиг. 2), 45

С другой стороны штока-поршня 7 установлен еще один цилиндр одностороннего действия, состоящий из корпуса 15, жестко закрепленного на штоке-поршне 7 кольцевого поршня 16, возвратной пружины 17 и гайки 18 ограничения рабочего хода IIopшня 16.

С поршнем 16 взаимодействуют несколько равномерно расположенных по окружности и попарно связанных двуплечих рычагов — основных 19 и вспомогательных 20, контактирующих между собой. Рычаги 19 и 20 входят в систему установки центратора относительно торца одной из собираемых деталей трубопровода. Вспомогательные рычаги 20 установлены шарнирно на осях 21, закрепленных на корпусе 15 кольцевого пор- бо шня 16. Основные рычаги 19 установлены шарнирно на осях 22, закрепленных на подвижном корпусе 1 разжимного механизма, причем каждый основной рычаг 19 снабжен пружиной сжатия 23.

Центратор соединен с приводом шлангом 24 высокого давления и шлангом 25 низкого давления. Продолжением шланга 24 высокого давления внутри центратора является канал 26, питающий полость давления

27 внутри центратора. Шланг 25 низкого давления через канал 28 переменного сечения питает полость 29 обратного хода, а через каналы 30 и 31 — рабочие полости 32 и 33 соответственно цилиндров одностороннего действия с поршнями 16 и 9.

Низкое давление примерно в 10 раз меньше высокого (-300 кгс/см ) и составляет около 40 кгс/см . Подача в полости 29, 32 и 33 низкого давления дает возможность повысить герметичность системы и упростить привод центратора, решая его на стандартной аппаратуре. Получение же высокого давления в полости 27 обеспечивается от того же привода через мультипликатор простейшей конструкции (на чертежах не показан) .

Для осуществления сборки стыка трубопровода в закрепленный на стенде (на чертежах не показан) крутоизогнутый отвод 34 (или другую деталь трубопровода) протаскивают центратор так, чтобы находящиеся в нерабочем положении основные рычаги 19 несколько вышли за торец отвода. При прохождении внутри отвода центратор опирается на ролики 4 разжимного механизма, сила пружин 5 которых больше, чем вес центратора, но значительно меньше усилия, развиваемого каждой губкой 3.

Через шланг 25 и каналы 28, 30 и 3! подают жидкость низкого давления в полости 29, 32 и 33. Полость 29 расперта и поэтому образующие ее детали 1 и 6 не перемещаются одна относительно другой.

Сечения участков канала 28 и усилия возвратных пружин 10 и 17, имеющих разную силу, выбраны такими, что сначала срабатывает цилиндр одностороннего действия системы установки центратора. Поршень 16 отходит под действием давления жидкости назад до упора в гайку 18, при этом поворачиваются вспомогательные рычаги 20 и связанные с ними основные рычаги 19. Основные рычаги разводятся и выходят за предел ы тор ца детал и 34.

В следующий момент начинает перемещаться цилиндр одностороннего действия механизма фиксации и при движении поршня 9 начинают поворачиваться фиксаторы 13, упираясь во внутреннюю поверхность детали 34.

Так как рабочая поверхность фиксаторов 13 выполнена радиусной, то возникающая горизонтальная составляющая сила втискивает центратор внутрь детали 34 до тех пор, пока основные рычаги 19 не упрутся в ее торец. При этом центратор надежно фик616097 сируется в детали, ориентируясь по ее торцу.

После этого в полость 27 подают жид- кость высокого давления, причем давление в полостях 29, 32 и 33 остается неизменным.

Усилие, создаваемое жидкостью высокого давления в полости 27, преодолевает действие низкого давления в полостях 29, 32 и 33 и начинает перемещать корпус 1 вместе с закрепленными на нем рычагами 19 относительно штока-поршня 7 до тех пор, пока контакт между основными 19 и вспомогательными 20 рычагами не нарушится. При этом основные рычаги 19, отойдя от торца детали 34 под действием пружин 23, опускаются, освобождая торец детали 34 для установки сопрягаемой детали 35. Подачу жидкости высокого давления прекрашают.

Как только стыкуемая деталь 35 подведена, вновь подают жидкость высокого давления в полость 27 и губки 3 продолжают разжиматься. До тех пор, пока губки 3 не соприкоснутся с внутренней поверхностью одной из сопрягаемых деталей 34 или 35, противодавление в полостях 29, 32 и 33 остается и фиксаторы 13 находятся в соприкосновении с деталью 34.

При соприкосновении губок 3 с одной из сопрягаемых деталей 34 или 35 давление в полости 27 резко возрастает, а противодавление в полостях 29, 32 и 33 автоматически сбрасывается. Губки 3 раздают внутренний диаметр детали, с которой они соприкоснулись, до величины внутреннего диаметра другой детали, а фиксаторы 13 освобождают отвод 34, поворачиваясь на осях

14 под действием пружин возврата 10.

Под действием пружины возврата 17 пе ремешается и поршень 16, поворачивая вспомогательные рычаги 20 (фиг. 3).

После сварки стыка подают рабочую жид кость в полости 29, 32 и 33, одновременно удаляя жидкость из полости 27. При этом губки 3 начинают перемещаться в исходное положение, в котором они не взаимодействуют с деталями 34 и 35. В этот момент механизмы установки и фиксирования центратора вновь срабатывают и входят в соприкосновение с внутренней поверхностью

6 деталей 34 и 35. Когда губки 3 займут исходное положение, сбрасывают давление в полостях 29, 32 и 33 и под действием пружин возврата 10 и 17 рычаги 19 и 20, 5 а также фиксаторы 13 возврашаются в исходное положение. Центратор удаляют из собранного стыка.

С помощью описанного центратора успешно решается задача механизированной сборки и сварки узлов трубопроводов, в состав которых входят крутоизогнутые отводы. Центратор удобен в обслуживании, обеспечивает повышение производительности труда на 40о/о.

Годовая экономия при использовании одного нового центратора составляет 6 тыс. руб.

Формула изобретения

Внутренний центратор для сборки труб и деталей трубопроводов под сварку, содер20 жащий силовой привод и связанные с ним однорядный разжимной механизм с подвижным в осевом направлении корпусом и радиально перемешающимися губками, рычажный механизм установки центратора относительно торца детали и механизм фиксирования центратора в трубе, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности сборки крутоизогнутых отводов с другими деталями трубопроводов путем уменьшения габаритов центратора, механизм фиксирования центратора в трубе выполнен в виде расположенных в зазорах между губками разжимного механизма поворотных рычагов с радиусной рабочей поверхностью, а рычажный механизм установки центратора относительно торца детали — в виде взаимоЗ> действуюших между собой двуплечих рычагов, один из которых шарнирно установлен на корпусе разжимного механизма и подпружинен относительно него, а другой связан с силовым приводом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Николаев Г.А. и др. Расчет, проектирование и изготовление сварных конструкций. М., 1971; с. 630.

2. Патент США № 2413103, 45 кл. 269 — 34, 1946.