УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРАВКИ ВЕРТИКАЛЬНЫХ ИЛИ НАКЛОННЫХ ТОНКОСТЕННЫХ ТРУБ

Полезная модель относится к устройствам для обработки металлов давлением, а именно к устройствам для правки деформированных тонкостенных труб, преимущественно воздуховодов, и может быть использовано в различных отраслях экономики.
Известно устройство по а.с. СССР №680780 МПК B21Д 3/00, 25.08.1979, содержащее деформирующую головку, выполненную по внутреннему диаметру трубы, располагаемую внутри трубы, подвергаемой правке, и механизм перемещения деформирующей головки вдоль трубы, выполненный в виде троса с закрепленными на нем сферическими звеньями. Деформирующая головка выполнена в виде разрезной втулки и размещенных на ней упругих и жестких шайб. Недостатками данного устройства являются повышенный расход энергии на преодоление сил трения между деформирующей головкой и стенками трубы, подвергаемой правке. Перемещение деформирующей головки с помощью троса увеличивает вес устройства, требует дополнительного расхода энергии. Кроме того при правке сильно деформированных труб возможны разрывы стенок трубы.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является устройство по а.с. СССР №1237272 МПК B21Д 3/00, 15.06.1986, в котором деформирующая головка выполнена в виде удлиненной торообразной пустотелой камеры с расположенным по оси камеры отверстием, диаметр которого соответствует наружному диаметру тягового элемента привода для перемещения деформирующей головки вдоль трубопровода. Камера изготовлена из упругого эластичного материала, армированного неупругими нитями вдоль образующей тора, и заполнена легко подвижным веществом, например газом или жидкостью под давлением. Устройство обеспечивает более мягкое воздействие на стенку трубопровода, снижая возможность разрыва стенки трубопровода.
Аналогичный принцип правки стенки трубы использован в устройстве по а.с СССР №1512692, МПК B21Д 3/00, 07.10.1989, которое отличается только тяговым элементом.
В обоих устройствах при перемещении тягового элемента торообразная камера, выворачиваясь, перемещается вдоль трубы в направлении движения тягового элемента. Оболочка тора, набегая на деформированный участок трубы, производит правку стенки за счет распирающих усилий, действующих на внешнюю оболочку тора.
Во всех известных устройствах перемещение деформирующей головки с помощью троса или любого другого тягового устройства увеличивает вес устройства требует дополнительного расхода энергии. Недостатком данных устройств является также сложность механизмов перемещения деформирующей головки вдоль трубы, ограниченная производительность, т.к. деформирующая головка перемещается на ровных и деформированных участках трубы с одинаковой скоростью.
Задачей полезной модели является упрощение конструкции устройства для правки тонкостенных труб, снижение энергозатрат, повышение производительности при правке трубы, применительно к вертикальным или наклонным тонкостенным трубам.
Для решения поставленной задачи предлагается устройство для правки вертикальных или наклонных тонкостенных труб, содержащее устанавливаемую внутри трубы с возможностью осевого перемещения деформирующую головку в виде пустотелой наддутой удлиненной торообразной камеры с сомкнутым расположенным по оси камеры отверстием, полностью перекрывающей поперечное сечение тонкостенной трубы, изготовленной из упругого материала и оснащенной средством для автономного перемещения деформирующей головки внутри трубы под действием гравитационного поля Земли, при этом средство для автономного перемещения представляет собой жидкость, заполняющую нижнюю часть торообразной камеры, масса которой достаточна для перемещения деформирующей головки вдоль тонкостенного трубопровода под действием гравитационного поля Земли, при этом верхняя часть торообразной камеры заполнена газом под избыточным давлением.
При этом, торообразная камера изготовлена из упругого эластичного материала, армированного по образующей тора неупругими нитями.
Технический результат от использования предлагаемого устройства для правки вертикальных или наклонных тонкостенных труб заключается в полном отказе от внешнего привода для перемещения устройства, что позволяет уменьшить энергозатраты на правку стенки трубы и возможность использования устройства непосредственно на месте без применения какого-либо дополнительного оборудования.
На чертеже показана схема предлагаемого устройства для правки тонкостенных труб.
Устройство для правки вертикальных или наклонных тонкостенных труб содержит деформирующую головку в виде пустотелой наддутой удлиненной торообразной камеры 1 с сомкнутым расположенным по оси камеры отверстием, полностью перекрывающей поперечное сечение тонкостенной трубы. Торообразная камера 1 выполнена из упругого эластичного материала, армированного по образующей тора неупругими нитями.
Торообразная камера 1 оснащена средством для автономного перемещения деформирующей головки внутри трубы под действием гравитационного поля Земли. Средство для автономного перемещения представляет собой жидкость, заполняющую нижнюю часть 2 торообразной камеры. Масса жидкости выбирается достаточной для перемещения деформирующей головки вдоль тонкостенного трубопровода под действием гравитационного поля Земли. Верхняя часть 3 торообразной камеры 1 заполнена газом под избыточным давлением. На рисунке не показаны средства для заполнения торообразной оболочки жидкостью и газом, поскольку они не являются объектом защиты и можно использовать любые известные средства, например, ниппели, герметизируемые отверстия заправки и т.п.
Соотношение объема жидкости и газа, удельная плотность жидкости, а также давление газа и параметры тора определяются исходя из конкретных технологических задач и диаметра тонкостенной трубы.
Устройство для правки вертикальных или наклонных тонкостенных труб работает следующим образом.
В закрепленную от осевого перемещения вертикальную или наклонную тонкостенную трубу 4 через загрузочную воронку 5 вводят деформирующую головку 1. За счет избыточного давления газа внутри тора деформирующая головка плотно прилегает к внутренней поверхности трубы 4, обеспечивая фрикционную связь между торообразной камерой 1 и стенкой трубы. Силы гравитационного поля Земли P, действующие на жидкость и соответственно на оболочку торообразной камеры 1, заставляют стенки нижнего участка оболочки, прилегающие к сомкнутому осевому отверстию, расположенному по оси камеры, опускаться вниз. При этом внешние участки оболочки торообразной камеры за счет фрикционных связей со стенкой трубы удерживаются на внутренней поверхности трубы, то есть происходит «выворачивание» тора, что обеспечивает перемещение деформирующей головки вниз вдоль трубы (показано стрелкой по оси трубы). Оболочка торообразной камеры набегает на деформированный участок тонкостенной трубы 4 и производит его правку.
Предлагаемое устройство может использоваться непосредственно на месте, если тонкостенная труба установлена под углом а (вертикально или наклонно). Устройство можно также использовать для правки тонкостенных труб на соответствующем стенде, если тонкостенную трубу закрепить на ложементе (на чертеже не показан), расположенном под углом а к горизонту.
Предлагаемое устройство позволяет исключить сложные механизмы перемещения деформирующей головки вдоль тонкостенной трубы, снизить энергозатраты, повысить производительность труда за счет автоматического изменения скорости перемещения деформирующей головки на ровных и деформированных участках трубы. При набегании на деформированный участок трубы изменяется объем торообразной камеры за счет деформации стенки торообразной камеры и в ней повышается давление (распирающее усилие), что способствует повышению эффективности и качества правки.