Устройство для центрирования торцов труб при сварке

Полезная модель относится к хомутовым наружным устройствам, применяемым для стыковки и центрирования труб при соединении их сваркой.
Известно устройство для центрирования труб (патент RU № 2303739, МПК F16L 01/10, опубл. 27.07.2007 Бюл. № 21), содержащее разъемный хомут с фланцами для его крепления на трубах, причем хомут выполнен в виде единой трубчатой цилиндрической конструкции с возможностью перемещения ее в собранном состоянии вдоль оси трубопровода, при этом на концах хомута смонтированы конические патрубки, а в средней его части по периметру выполнены окна.
Недостатками данного устройства являются узкая область применения из-за возможности использования только для одного типоразмера труб, большие затраты времени на монтаж и демонтаж на трубах, так как хомут жестко соединен.
Известен также центратор (патент на ПМ RU № 66257, МПК В23К 37/053, опубл. 10.09.2007 Бюл. № 25), содержащий два соединенные шарниром цилиндрические полукольца, каждое из которых со стороны, диаметрально противоположной шарниру, снабжено соединительным элементом замка, а также средства регулирования осевого положения, причем средства регулирования осевого положения выполнены в виде неразъемно закрепленных к наружной поверхности полуколец, по меньшей мере, двух струбцин с расположенными по одну сторону от торца полуколец радиальными болтами.
Недостатками данного центратора являются невозможность вращения при сварных работах, что делает сварной шов нецельным и снижает его качество, и большое количество регулировочных болтов, которые быстро выходят из строя при транспортировке и падении центратора.
Наиболее близким является наружный центратор для сборки стыков труб малого диаметра под сварку (авторское свидетельство SU № 478703, МПК В23К 37/04, опубл. 30.07.1975), включающий обойму, состоящую из верхней и нижней полуобойм, которые оснащены окнами в средней части и соединены между собой поворотным рычагом с осью, полые центрирующие ролики, удерживающиеся в пазах полуобоймы осями, обеспечивающих зазор между наружной поверхностью и внутренней поверхностью роликов для свободного перемещения последних при повороте полуобоймы, и стопорный винт, который выполнен откидным, и головкой удерживает с зазором верхнюю полуобойму у верхней зажимной губки рычага  и свободно перемещается в радиальном пазу при повороте полуобойм.
Недостатками данного устройства являются узкая область применения – только для труб малого диаметра, сложность конструкции и низкая надежность из-за наличия большого количества точно подгоняемых деталей и невозможность использования для нескольких типоразмеров труб.
Технической задачей предполагаемой полезной модели является создание простой и надежной конструкции устройства для центрирования торцов труб при сварке, позволяющей работать с несколькими типоразмерами труб.
Техническая задача решается устройством для центрирования торцов труб при сварке, включающим обойму, состоящую из первой и второй полуобойм, которые оснащены окнами в средней части, губками и соединены между собой осью, механизм вращения, установленный в кольцевых пазах обоймы с двух сторон от окон и обеспечивающих зазор между наружной поверхностью соответствующей трубы и внутренней поверхностью обоймы, и стопорный механизм, выполненный с возможностью фиксации губок полуобойм после охвата соединяемых труб.
Новым является то, что губки изготовлены в виде пластин и расположены на соответствующих полуобоймах с другой стороны от их оси, механизм вращения выполнен в виде съемных полуколец, охватывающих соответствующие типоразмеры труб с фиксацией их от продольного перемещения.
Новым является также то, что как минимум одна из полуобойм снабжена рукояткой для вращения обоймы.
Новым является также то, что между съемными полукольцами и обоймой проложена прокладка из антифрикционного материала.
На фиг. 1 изображено устройство в рабочем положении в изометрии.
На фиг. 2 изображено устройство в рабочем положении вид спереди.
На фиг. 3 изображено устройство в рабочем положении в продольном разрезе А-А фиг. 2.
На фиг. 4 изображена первая полуобойма в изометрии.
устройство в рабочем положении в изометрии.
На фиг. 5 изображена одна из полуколец механизма вращения.
На фиг. 6 изображена вторая полуобойма в изометрии.
Устройство для центрирования торцов труб 1 (фиг. 1 – 3) и 2, включающий обойму 3, состоящую из первой 4 (фиг. 1, 3 и 4) и второй 5 (фиг. 1, 3 и 6) полуобойм, которые оснащены окнами 6 (фиг. 1, 4 и 6) в средней части, губками 7 (фиг. 1, 2, 4 и 6) в виде пластин  с одной стороны, и с другой стороны соединены между собой осью 8 (фиг. 1 и 2), вставляемой в соответствующие проушины 9 (фиг. 4) и 10 (фиг. 6) полуобойм 4 (фиг. 4) и 5 (фиг. 6), механизм вращения в виде полуколец 11 (фиг. 5), установленных в кольцевых пазах 12 (фиг. 3 и 4) и 13 (фиг. 3 и 6) соответствующих полуобойм 4 (фиг. 3 и 4) и 5 (фиг. 3 и 6) с двух сторон от окон 6 (фиг. 4 и 6) и обеспечивающих зазор между наружной поверхностью соответствующей трубы 1 (фиг. 1- 3) или 2 и внутренней поверхностью обоймы 3, и стопорный механизм 14 (фиг. 1 и 2), выполненный с возможностью фиксации губок 7 полуобойм 4 и 5 после охвата соединяемых труб 1 и 2. Съемные полукольца 11 (фиг. 5) изготавливаются с внутренней поверхностью с радиусом R для охвата соответствующего типоразмера труб 1 (фиг. 1 и 3) и 2 с фиксацией их от продольного перемещения при зажатии губок 7 (фиг. 1 и 2) стопорным механизмом 14. Стопорный механизм 14 (фиг. 2) может быть изготовлен в виде болта 15 с гайкой 16, вставляемого при фиксации полуобойм 4 и 5 в проточки 17 (фиг. 4 и 6) или отверстия (не показаны) соответствующих полуобойм 4 (фиг. 4) и 5 (фиг. 6), поворотного болта (не показан) на одной из губок 7, вставляемого при фиксации полуобойм 4 (фиг. 2) и 5 в проточку 17 (фиг. 4 или 6) другой губки 7, струбцины (не показана), сжимающей губки 7 при фиксации полуобойм 4 (фиг. 2) и 5, или т.п. (автор на это не претендует). Для удобства вращения обоймы 3 (фиг. 1 – 3) как минимум одна из полуобойм 4 или 5 может быть снабжена рукояткой 18. Для работы с большим количеством переустановок (например, при сварке трубопровода) или в холодное время (например, при температурах ниже застывания смазочных материалов) между съемными полукольцами 4 (фиг. 3) и 5 и обоймой 3 может быть проложена прокладка 19 из антифрикционного материала (бронза, серый чугун, текстолит, фторопласт или т.п.).
Устройство работает следующим образом.
Предварительно на смену определяют план работ и типоразмеры труб 1 (фиг. 1 – 3) и 2, предназначенные для сваривания. Под каждый типоразмер труб 1 и 2 подбирают комплект из четырех съемных полуколец 11 (фиг. 5) с соответствующим внутренним радиусом R. Первая 4 (фиг. 4) и вторая 5 (фиг. 6) полуобоймы соединяют губками 7 (фиг. 4 и 6), и в соответствующие проушины 9 (фиг. 4) и 10 (фиг. 6) полуобойм 4 (фиг. 4) и 5 (фиг. 6) вставляют ось 8 (фиг. 1 и 2), образуя обойму 3. После чего устройство доставляют к месту сваривания торцов труб 1 (фиг. 1 и 3) и 2, которые стыкуют и охватывают полуобоймами 4 и 5. Для облегчения скольжения при вращении обоймы 3 в кольцевые пазы 13 (фиг. 6) второй полуобоймы 5 набивают смазку (автол, нигрол, солидол или т.п.) или вставляют прокладки 19 (фиг. 3) из антифрикционного материала, после чего в кольцевых пазах 13 располагают соответствующие полукольца 11 (фиг. 5), которые своей внутренней поверхностью с радиусом R опирают на поверхность соответствующей трубы 1 (фиг. 1 – 3) и 2 так, чтобы их стык 20 (фиг. 1 и 3) располагался в окне 6 (фиг. 6). Затем в кольцевые пазы 12 (фиг. 4) первой полуобоймы 4 набивают смазку (автол, нигрол, солидол или т.п.) или вставляют прокладки 19 (фиг. 3) из антифрикционного материала, после чего в кольцевых пазах 12 располагают соответствующие полукольца 11 (фиг. 5), которые своей внутренней поверхностью с радиусом R опирают на поверхность соответствующей трубы 1 (фиг. 1 – 3) и 2 после поворота вокруг оси 8 (фиг. 1 и 2). Причем стык 20 (фиг. 1 и 3) располагался в окне 6 (фиг. 4). Для центрирования торцов (фиг. 1 и 3) и фиксации труб 1 и 2 от продольного перемещения губки 7 (фиг. 1 и 2) сжимают при помощи стопорного механизма 14, например, в виде болта 15 (фиг. 2) с гайкой 16, вставляемого при фиксации полуобойм 4 и 5 в соответствующие проточки 17 (фиг. 4 и 6) с последующей затяжкой. После чего производят сварку торцов труб 1 (фиг. 1 и 3) и 2 через окна 6, при необходимости вращая обойму 3 (например, при помощи рукоятки 18) по наружной поверхности полуколец 11 для исключения наличия непроваренных сваркой участков стыка 20 торцов труб 1 и 2 по периметру. По завершению сварочных работ стопорный механизм 14 (фиг. 1) ослабляют для перемещения скольжением по трубе 1 или 2 до следующего стыка 20 торцов труб 1 и 2 или снимают для раздвигания полуобойм 4 и 5 относительно оси 8 и снятия их вместе с полукольцами 11 с труб 1 и 2 для переноски на новый участок работы или транспортировку к месту хранения. При этом устройство готово к дальнейшей работе сразу и с другим типоразмером труб 1 и 2, достаточно применить комплект полуколец 11 (фиг. 5) внутренней поверхностью, имеющим радиус R, соответствующий трубам 1 (фиг. 1 и 3) и 2. Применение в устройстве из простых в изготовлении, сборке, обслуживании и ремонте деталей: двух полуобойм 4 и 5, соединенных осью 8, также повышает надёжность. За время эксплуатации не одно такое устройство не вышло из строя.
Предполагаемое устройство для центрирования торцов труб при сварке является простым и надежным, а также позволяет работать с несколькими типоразмерами труб.