УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫТЯЖКИ ШПИЛЕК ФЛАНЦЕВЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Заявляемое в качестве полезной модели устройство для вытяжки шпилек фланцевых соединений относится к машиностроению, а именно к устройствам для сборки и разборки резьбовых соединений в виде шпилек с гайками для крепления крышек сосудов высокого давления.
Известно устройство для сборки и разборки групп крупных резьбовых узлов фланцевых соединений, содержащее монтажное кольцо, установленное в роликовых опорах на кольцевом рельсе. На монтажном кольце крепятся стягивающие узлы, состоящие из корпусов, крышек и гидродомкратов, вспомогательных тяг с гайками, кулачковых муфт с приводами. На монтажном кольце крепятся также узлы навинчивания и отвинчивания основных гаек, содержащие магазины гаек и гайковерты, включающие шпиндели, размещенные внутри телескопически сочлененных гильз. Шпиндели имеют приводы их вращения, а гильзы имеют приводы их осевого перемещения. На торцах шпинделей размещены шариковые замки-захваты основных гаек (авт. св. СССР №1618626, МПК В25В 29/02, заявлено 19.08.1988, опубл. 07.01.1991).
Недостатком устройства по авт. св. СССР №1618626 является проведение вытяжки шпилек группами, что значительно увеличивает продолжительность процесса сборки основного разъема сосуда высокого давления, при этом из-за неравномерности задавливания прокладки, установленной во фланцевом соединении, не удается добиться с первого раза требуемой величины вытяжки шпилек в упомянутой группе, что ведет к повтору циклов вытяжки шпилек и вращению гайки для каждой шпильки.
Известно устройство для сборки или разборки фланцевых соединений, включающих шпильки и гайки, обеспечивающее одновременную вытяжку всех шпилек фланцевого соединения и содержащее установленные на основании устройства для вытяжки шпилек с гидроцилиндрами и тягами с гайками, каждое устройство для вытяжки шпилек выполнено в виде расположенного перпендикулярно вытягиваемой шпильке гидроцилиндра, корпус и поршень которого через вилки и оси связаны с парами рычагов, опертых на две опорные площадки с осями, при этом одна из опорных площадок выполнена взаимодействующей через основание с одним из фланцев, а вторая - с гайкой, установленной на тяге. Блок управления гидроцилиндрами осуществляет распределение рабочей жидкости при ее подаче в гидроцилиндры. (Описание к патенту РФ №2657150, МПК В25В 29/02, заявлено 25.07.2016, опубл. 08.06.2018).
Недостатком устройства является наличие механической системы в устройстве, передающей усилие от гидроцилиндров на тяговые элементы (гайку и тягу). Указанная механическая система обуславливает дополнительную нагрузку на поршень и шток гидроцилиндра и на узел подачи рабочей жидкости, увеличивая энергетические затраты. Кроме того, наличие шарнирных соединений между элементами механической рычажной системы снижает надежность конструкции.
Наиболее близким по назначению, технической сущности и достигаемому результату к заявляемому устройству является устройство для вытяжки шпилек, содержащее опорный механизм с гидравлическим силовым механизмом и механизм вращения гаек. Опорный механизм выполнен в виде натяжного и опорного колец. Силовой механизм взаимодействует с резьбовыми тягами, установленными на шпильках, и выполнен в виде многоступенчатых гидроцилиндров. Последние расположены по периметру опорного кольца. Поршни гидроцилиндров имеют отверстия под резьбовые тяги и торцами упираются один в другой. Опорное кольцо выполнено с пазами по торцам для установки ключей на приводы механизма вращения гаек. Устройство снабжено блоком управления гидроцилиндрами. Подвод рабочей жидкости к гидроцилиндрам производится от пневмогидравлического агрегата рукавом высокого давления через быстроразъемное соединение, а затем по системе каналов в натяжном кольце. (Описание к патенту РФ №2458782, МПК В25В 29/02, заявлен 24.03.2011, опубл. 20.08.2012).
Недостатком устройства является сложность и, следовательно, дороговизна конструкции, обусловленная необходимостью изготовления многоступенчатых гидроцилиндров, рассчитанных на высокое давление для создания большого усилия вытяжки шпилек, и выполнением системы каналов для подачи рабочей жидкости в гидроцилиндры в натяжном кольце. При этом наличие быстроразъемного соединения в системе подачи рабочей жидкости в гидроцилиндры и соединение каналов в корпусах гидроцилиндров с каналами в натяжном кольце снижает надежность конструкции.
Задачей усовершенствования устройства для вытяжки шпилек является упрощение и удешевление конструкции за счет применения одноступенчатых гидроцилиндров, воздействующих непосредственно на тяговые элементы силового механизма.
Техническим результатом предлагаемого усовершенствования устройства является повышение надежности конструкции.
Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для вытяжки шпилек фланцевых соединений, включающем опорный механизм из опорного и натяжного колец, механизм вращения гаек шпилечного соединения, к приводным элементам которого, размещенным на упомянутых гайках, для установки ключей выполнены пазы в опорном кольце, гидравлический силовой механизм, представленный гидроцилиндрами с системой подвода рабочей жидкости от пневмогидравлического агрегата, поршни которых выполнены с отверстиями под тяговые элементы, навернутые по резьбе на концы шпилек фланцевого соединения, согласно полезной модели гидроцилиндры силового механизма выполнены одноступенчатыми, а подвод рабочей жидкости от пневмогидравлического агрегата организован системой, включающей распределитель, например, дисковый, связанный шлангами с каналами корпусов гидроцилиндров, кроме того гидроцилиндры на соседних шпильках фланцевого соединения установлены на разной высоте.
Выполнение силового агрегата с одноступенчатыми гидроцилиндрами и системой подачи рабочей жидкости, включающей дисковый распределитель и шланги, соединяющие его непосредственно с каналами в корпусах гидроцилиндров, обеспечивает упрощение и удешевление конструкции устройства, повышает ее надежность.
Снабжение системы подачи рабочей жидкости распределительной емкостью позволяет выровнять давление во всех гидроцилиндрах, обеспечивая равномерность создаваемого усилия в гидроцилиндрах и нагрузки на все шпильки фланцевого соединения.
Пример выполнения устройства поясняется эскизами.
На фиг. 1 показано устройство для вытяжки шпилек в аксонометрии;
На фиг. 2 представлен в разрезе общий вид устройства, установленного на фланцевом соединении;
На фиг. 3 показан вариант устройства для фланца меньшего диаметра.
На фиг. 4 дана схема установки гидроцилиндра на шпилечном соединении;
Предлагаемое устройство состоит из двух колец, натяжного 1 и опорного 2. В натяжном кольце 1 закреплены с помощью болтов гидроцилиндры 3 с поршнями 4. Подвод масла к гидроцилиндрам производится от пневмогидравлического агрегата (на чертеже не показан) рукавом высокого давления через дисковый распределитель 5, а затем по шлангам 6 к системе каналов 7 в корпусе 8 каждого гидроцилиндра. Опорное кольцо 2 установлено на крышке фланцевого соединения. Предварительно на каждую гайку 9 шпильки 10 фланцевого соединения устанавливается привод механизма вращения гаек - адаптер 11, к которым, через пазы 12, выполненные в опорном кольце, впоследствии устанавливаются ключи 13 для вращения гаек 9. На каждую выступающую часть шпильки 10 по резьбе накручиваются тяги 14, которые при установке натяжного кольца 1 проходят через отверстия в поршнях 4. На конце каждой тяги устанавливают тяговые гайки 15. На корпусах 8 гидроцилиндров установлены пружинные амортизаторы 16, предназначенные для возврата поршней 4 гидроцилиндров 3 в исходное положение по окончании процесса вытяжки шпилек. На верхних торцах резьбовых тяг 14 установлены датчики перемещения 17, осуществляющие контроль величины вытяжки каждой шпильки.
Работа с помощью предлагаемого устройства осуществляется следующим образом. Опорное кольцо 2 устанавливают на крышку фланцевого соединения. Перед этим предварительно на каждую гайку 9 шпильки 10 устанавливается адаптер 11. На каждую выступающую часть шпильки 10 устанавливается резьбовая тяга 14. На опорное кольцо 2 устанавливают натяжное кольцо 1, фиксируя его штифтами и закрепляя винтами, и на конце каждой тяги 14 устанавливают тяговые гайки 15. Заворачивают до упора гайки 15, при этом поршни 4 устанавливаются в крайнее нижнее положение, пружинные амортизаторы 16 на каждом гидроцилиндре сжимаются. С помощью пневмогидравлического агрегата, создающего гидравлическое давление, в дисковый распределитель 5 подается рабочая жидкость, из которого по шлангам 6 и системе каналов 7 в корпусах 8 каждого гидроцилиндра рабочая жидкость поступает под поршни 4, которые перемещаются вверх. Поршни 4 гидроцилиндров, упираясь в тяговые гайки 15, тянут резьбовые тяги 14 и связанные с ними шпильки 10, растягивая упомянутые шпильки на заданную величину. Контроль величины вытяжки шпилек 10 осуществляется с помощью датчиков перемещения 17, установленных на верхних торцах резьбовых тяг 14. При достижении всеми шпильками проектной величины вытяжки давление в гидроцилиндрах не сбрасывают, в пазы 12 опорного кольца 2 устанавливают ключи 13 (на фиг 3), шестерни которых входят в зацепление с зубьями на адаптерах 11. После этого с помощью динамометрических ключей, устанавливаемых на ключах 13, производят частичный поворот гаек 9 на шпильках 10 (например, на 1/8 шага) заданным крутящим моментом. Фланцевое соединение разуплотняется, давление в гидравлической системе устройства сбрасывается и амортизаторы 16 возвращают поршни 4 гидроцилиндров в исходное положение. После чего выполняются операции отвинчивания или затяжки гаек 9 на фланцевом соединении.
Использование предлагаемого устройства возможно для фланцевых разъемов различных диаметров, т.к. конструкцией устройства предусматривается возможность установки гидроцилиндров на разных высотах (см. на фиг. 3), что позволяет уменьшить диаметры опорного и натяжного колец.
Конструкция устройства для вытяжки шпилек в виде расположенных на каждой шпильке гидроцилиндров, корпус и поршень которого передают усилие вытяжки непосредственно на вытягиваемую шпильку, дает возможность упростить конструкцию гидроцилиндров, сделав их одноступенчатыми, и, следовательно, менее габаритными и более дешевыми. Меньший габарит устройства, обеспечиваемый также установкой гидроцилиндров на разных высотах, позволяет установить гидроцилиндры на каждую шпильку, что позволяет вытягивать все шпильки одновременно и обеспечивает возможность использования устройства на фланцевых разъемах различного диаметра.