УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИДАНИЯ ВРЕМЕННОЙ ЖЕСТКОСТИ СЕКТОРУ ТРУБНОЙ РЕШЕТКИ В ПРОЦЕССЕ СВАРКИ ТРЕНИЕМ

Полезная модель относится к области технологии сварки, а именно к получению соединения «труба-трубная решетка» прямолинейных трубных пучков теплообменных аппаратов сваркой трением, и может быть использовано при производстве кожухотрубчатых теплообменников в энергетической, нефтеперерабатывающей, нефтехимической, химической, газовой и других отраслях промышленности.
Известно устройство для изготовления теплообменных аппаратов [патент РФ №147316 Передвижной сборочно-сварочный стапель для изготовления теплообменника системы жидкостного охлаждения мачтового тракта корабельной антенны / М.З. Левин и др.], представляющее из себя передвижной сборочно-сварочный стапель, содержащий несущую раму, вертикальные цилиндрические основания, соединенные горизонтальными штангами и, закрепленные на последних, вертикальные парные, поддерживающие и фиксирующие пластины с шагом, соответствующим расстоянию между секциями теплообменника.
Недостатком указанного технического решения является то, что устройство не обеспечивает жесткость трубной решетки теплообменного аппарата в процессе сварки трением, также само устройство является крупногабаритным и металлоемким.
Известно устройство для крепления труб в трубных досках теплообменника [авторское свидетельство СССР №673834 Устройство для крепления труб в трубных досках теплообменника / Ю.А. Чукалин], содержащее электромагнитный индуктор, механизм подачи трубных досок, включающий цилиндрический направляющий элемент, размешенный внутри индуктора и снабженный на торце, обращенном к трубам, пружинным фиксатором, толкатель и расположенный между последним и направляющим элементом загрузочный лоток, с установленными на концах труб центрирующими втулками с конусными наконечниками, обращенными к трубным доскам.
Недостатком указанного технического решения является его конструктивная сложность и высокая себестоимость, а также невозможность обеспечить доступ рабочему органу машины для сварки трением к зонам соединения труб с трубной решеткой в случае изготовления трубного пучка теплообменного аппарата с применением способа, указанного в [патент РФ №2524468 Способ соединения узла "труба-трубная решетка" сваркой трением / Д.В. Каретников и др.].
Наиболее близким по технической сути и достигаемому результату является устройство для сборки прямолинейных трубных пучков [авторское свидетельство СССР №650700 Устройство для сборки прямолинейных трубных пучков / Г.В. Лунев и др.], содержащее станину, на направляющих которой смонтированы две подвижные планшайбы. Между планшайбами на станине устройства смонтирован контейнер, профиль части которого выполнен по наружной образующей трубного пучка. Устройство снабжено электроприводом, от которого работает механизм для перемещения контейнера в вертикальной плоскости и механизм для перемещения планшайб в горизонтальной плоскости. В каждой планшайбе по сетке отверстий трубных решеток закреплены горизонтальными рядами разной длины штыри-ловители, причем длина штырей-ловителей по горизонтальным рядам постепенно возрастает к основанию планшайбы. Концы штырей-ловителей срезаны под острым углом. На станине, между контейнером и планшайбами, установлены каретки, на каждой из которых закреплены трубная решетка и ограничительный диск с отверстиями под штыри-ловители.
Недостатком указанного технического решения является то, что устройство не обеспечивает жесткость трубной решетки теплообменного аппарата в процессе сварки трением, а также не обеспечивает доступ рабочему органу машины для сварки трением к зонам соединения труб с трубной решеткой в случае изготовления трубного пучка теплообменного аппарата с применением способа, указанного в [патент РФ №2524468 Способ соединения узла "труба-трубная решетка" сваркой трением / Д.В. Каретников и др.].
Задачей полезной модели является создание нового устройства для придания временной жесткости сектору трубной решетки в процессе сварки трением с достижением следующего технического результата: обеспечение временной жесткости сектору трубной решетки теплообменного аппарата в процессе сварки трением с одновременным обеспечением доступа рабочего органа машины для сварки трением к зонам соединения труб с трубной решеткой во время процесса сварки трением.
Указанная задача решается тем, что в устройстве для придания временной жесткости сектору трубной решетки в процессе сварки трением, содержащем стержни, закрепленные в корпусе, корпус выполнен в виде кольца с целью доступа рабочего органа машины для сварки трением к соединяемым элементам, и стержни одним концом закреплены в отверстиях корпуса в соответствии с расположением отверстий в трубной решетке, а другой конец стержней выполнен с посадочной поверхностью в виде конуса с возможностью их закрепления в отверстиях трубной решетки.
На фиг. 1 представлено устройство для придания временной жесткости сектору трубной решетки, вид спереди, на фиг. 2 - вид сверху.
Устройство содержит корпус 1, выполненный в виде кольца с целью доступа рабочего органа машины для сварки трением к соединяемым элементам с отверстиями, расположенными в соответствии с расположением отверстий в трубной решетке, служащий для фиксации стержней в пространстве, а также восприятия нагрузки, передающейся от стержней; стержни 2,представляющие собой цельные металлические цилиндры с наружным диаметром, равным внутреннему диаметру теплообменных труб, одним концом закрепленные в отверстиях корпуса, другим концом выполненные с посадочной поверхностью в виде конуса с постепенно возрастающей вдоль образующей конуса от нуля у края стержня до заданного значения величиной натяга для обеспечения многократных циклов сборки/разборки без повреждения посадочных поверхностей соединяемых деталей, служащие для закрепления устройства на трубной решетке и восприятия нагрузки, тем самым препятствуя окружным и радиальным перемещениям.
Устройство работает следующим образом.
Устройство устанавливается на трубную решетку со стороны приложения осевой нагрузки путем закрепления стержней 2 в отверстиях трубной решетки. Во внутренней области, ограниченной корпусом 1, проводится процесс сварки трением доступных соединений. После заварки этих соединений устройство открепляется и устанавливается на другое место.
Рассматриваемое устройство обеспечивает временную жесткость сектора трубной решетки в процессе сварки трением, а также обеспечивает доступ рабочего органа машины для сварки трением к зонам соединения труб с трубной решеткой.