КЛЕЩИ ДЛЯ ПЕРЕЖИМА ТРУБОК
PINCERS FOR SQUEEZING OF TUBES

Изобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам для пережима полых деталей, в том числе металлических трубок, например алюминиевых, позволяющим обеспечить деформацию сечения трубок до полного соприкосновения противолежащих точек.
Заявляемые клещи, в частности, предназначены для пережима технологических трубок, заполненных газовой средой под давлением, близким к атмосферному, и соединяющих общим коллектором множество синхронно работающих изделий. Пережим таких трубок необходим для того, чтобы изолировать от коллектора вышедшее из строя изделие, в том числе и в случае, если клапаны при срабатывании не обеспечивают необходимой герметичности. В этом случае пережимом предотвращается утечка перекачиваемой по трубкам газовой среды.
Также это необходимо и в случае, если выход из строя хотя бы одного изделия из группы влияет на работу многих. Тогда возникает опасность не только утечки газовой среды через разрушенное изделие, но и опасность нарушения рабочих параметров процесса в целом, а остановка и возобновление работы всей технологической системы требует больших трудозатрат.
Известно устройство для обжатия и уплотнения, содержащее рычажные клещи и расположенный между их губками пружинящий элемент с петлей, концы которого закреплены на соответствующих губках [1].
Известное устройство пригодно для обжима и уплотнения пучков волокон, например, проводов, но оно не пригодно для пережима (сплющивания) трубок, наполненных рабочей газовой средой из-за того, что усилия сжатия устройства недостаточны для деформации вышеуказанных трубок.
Известны запирающие клещи [2] с аксиальным зажимным действием, содержащие корпус, неподвижную относительно корпуса губку, подвижную губку, шарнирно закрепленную на корпусе, рабочую рукоятку, поворотно прикрепленную к подвижной губке, при этом на губках закреплены удлинения с зажимными элементами, которые в сомкнутом положении клещей примыкают друг к другу, а удлинение подвижной губки установлено с возможностью скольжения по удлинению неподвижной губки в сторону смыкания зажимных элементов.
Известные запирающие клещи позволяют прижать две детали друг к другу перед сваркой или при сварке. Однако они не могут быть использованы для пережима трубок с рабочей газовой средой.
Недостатком известных клещей является малое рабочее усилие, недостаточное для пережима (сплющивания) трубки для плотного смыкания ее стенок, обеспечивающего герметичность места разделения двух образовавшихся полостей трубки.
Известны клещи [3] для опрессовки алюминиевых или медных жил в гильзах (наконечниках), содержащие корпус с губкой, размещенный напротив губки в расточке корпуса толкатель, две рабочих рукоятки, насадки, закрепленные одна на губке корпуса, другая на толкателе напротив первой, две рабочих рукоятки, шарнирно соединенные параллельными осями с толкателем, и каждая со своей тягой, причем каждая из тяг соединена шарнирно с корпусом.
Хотя известные клещи позволяют создать усилие, необходимое для пережима трубок, однако перед выполнением пережима для охватывания трубки насадками клещей необходимо ручки клещей разводить в стороны на 180 градусов между ними. При пережиме трубки ручки из исходного перед пережимом положения, при котором они направлены в противоположные стороны, необходимо повернуть до их сжатия, т.е. каждую на 90 градусов.
Для работы такими клещами необходимо большое пространство.
А в случае малого пространства, например в случае пережима технологических трубок, соединяющих большое количество изделий в пространстве, ограниченном соседними изделиями, коллекторами, трубками, контрольными приборами и другими техническими средствами, применение указанных клещей невозможно из-за их габаритов, обусловленных большим углом разворота ручек.
Задача заключалась в том, чтобы создать такие клещи, которые обеспечивали бы необходимое усилие сжатия трубки в малом пространстве при угле максимального разведения ручек не более 40 градусов.
Поставленная задача решена тем, что известные клещи, содержащие корпус с губкой, размещенный напротив губки в расточке корпуса толкатель, две рабочих рукоятки и две насадки, закрепленные одна на губке корпуса, другая на толкателе напротив первой, одна из рукояток выполнена заодно с корпусом, а другая выполнена поворотной и соединена с корпусом шарнирно, при этом клещи снабжены двумя шатунами и одним коромыслом, соединенными шарнирно одной осью, причем один шатун вторым концом соединен шарнирно с толкателем, другой шатун шарнирно соединен вторым концом с поворотной рукояткой, а коромысло вторым концом соединено шарнирно с корпусом, при этом рабочие поверхности насадок выполнены скругленными по всей длине равной, наибольшей ширине пережимаемой до расплющивания трубки, одна из насадок выполнена с выступами, высота которых не более минимальной толщины двух стенок пережимаемой трубки, а другая насадка выполнена с упорами, лежащими в одной плоскости с выступающей частью поверхности насадки, пережимающей трубку, и расположенными напротив выступов первой насадки.
При повороте подвижной рукоятки вокруг оси, закрепленной в корпусе, рукоятка воздействует через ось на шатун, который, в свою очередь, воздействует посредством общей оси на второй шатун и коромысло (см. фиг.7, 8).
3
Усилие воздействия губок на пережимаемое изделие Р зависит от отношения L/1 подвижной рукоятки и от угла «а» между осью толкателя и направлением шатуна, соединенного с толкателем:
P3=(P1·L/1)/2sin<а>
При угле <а>, равном 3…4 градусам, усилие сжатия может достигать нескольких тысяч килограмм и этого вполне достаточно для пережима алюминиевых трубок диаметром 10-12 мм с толщиной стенки до 2 мм.
Конструкция заявляемых клещей представлена на чертежах:
На фиг.1 - разрез клещей вдоль оси; клещи изображены в раскрытом положении, исходным перед пережимом трубки;
На фиг.2 - тоже со сжатыми ручками и пережатой трубкой
На фиг.3 - разрез А-А, сделанный на фиг.1;
На фиг.4 - разрез Б-Б, сделанный на фиг.1
На фиг.5 - разрез В-В, сделанный на фиг.1;
На фиг.6 - разрез Г-Г, сделанный на фиг.2;
На фиг.7 - кинематическая схема клещей в раскрытом состоянии;
На фиг.8 - кинематическая схема клещей после сжатия трубки.
Клещи состоят из корпуса 1 с неподвижной ручкой 2, поворотной ручки 3, шарнирно прикрепленной к корпусу 1 с помощью оси 4, неподвижной насадки 5 и подвижной насадки 6. В цилиндрической расточке 7 корпуса 1 расположен толкатель 8, на котором штифтом 9 закреплена подвижная насадка 6.
На противоположном конце толкателя выполнено ухо 10, с которым шарнирно с помощью оси 11 соединен шатун 12. На ухе 13 корпуса 1 установлено коромысло 14, соединенное осью 15 с шатуном 12.
С помощью этой же оси шатун 12 и коромысло 14 посредством шатуна 16 и оси 17 соединены с подвижной ручкой 3. Неподвижная насадка 5 закреплена на выступе 18 корпуса 1 с помощью штифта 19.
Неподвижная ручка 3, упор 13 и ухо 20 закреплены на корпусе 1 штифтами 21, причем упор 13 и ухо 20 выполнены в виде одной детали. Возможно исполнение корпуса 1 как единого целого с неподвижной ручкой 2, упором 13 и ухом 20. Для уменьшения потребного усилия сжатия трубки рабочие поверхности 22 и 23 насадок 5 и 6 выполнены скругленными по всей их длине (см. фиг.6), которая равна наибольшей ширине пережатой до расплющивания трубки.
При пережиме трубок из мягкого материала, например трубок из алюминия, во избежание сквозного пережима стенки трубки одна из насадок выполнена с выступами 24, высота которых не более минимальной толщины двух стенок пережимаемой трубки, а другая снабжена упорами 25, лежащими в одной плоскости <б> с выступающей поверхностью пережима, и расположена напротив выступов 24 другой насадки.
Пережим трубок заявляемым инструментом может быть осуществлен следующим образом.
В начале разводят ручки 2 и 3, а с ними и насадки 5 и 6 клещей на необходимую величину. Затем устанавливают клещи на трубку, которую предстоит пережать, таким образом, чтобы трубка оказалась между насадками 5 и 6. При сжатии ручек подвижная ручка 3 воздействует через ось 17 на шатун 16, который воздействует посредством оси 15 на коромысло 14 и шатун 12.
Последний перемещает толкатель 8 в направлении неподвижной насадки 5. В начале движения, когда угол между коромыслом 14 и шатуном 12 небольшой (до 90 градусов), сопротивление трубки деформации невелико, а скорость движения максимальна.
По мере сжатия трубки усилие ее сопротивления увеличивается. Вместе с тем увеличивается угол <а> между коромыслом 14 и шатуном 12 почти до 175 градусов, что без увеличения усилия на ручках позволяет получить необходимое усилие для пережима сечения трубок. Крайнее положение подвижной ручки 3 определяется выступом упора 13, в который упирается шатун 12.
После пережима трубки ручки клещей разводятся и клещи снимаются с трубки.
Положительный эффект от использования заявляемого устройства выражается в достижении возможности пережима технологических трубок в труднодоступных местах без остановки технологического процесса, т.е. в тех местах, в которых невозможно разведение рукояток клещей на угол, превышающий 40 градусов.
При небольшом угле поворота подвижной ручки (в пределах 30…35 градусов) удается получить достаточный ход подвижной губки, необходимый для стыковки противоположных точек стенки трубки при обеспечении необходимого усилия для пережима трубки.
Возможность выполнения работ клещами заявляемой конструкции при пережиме технологических трубок действующего оборудования позволяет получить существенный экономический эффект благодаря исключению затрат на остановку оборудования. Удобство использования заявляемых клещей состоит в том, что рабочий ход рукояток невелик, а необходимое для пережима трубок усилие обеспечивается при относительно небольшом усилии на рукоятках (до тридцати килограмм).
Источники информации
1. Патент №2025266. Устройство обжатия, опубл. 30.12.1994 г.
2. Патент №2113976 С1. Запирающие клещи с аксиальным зажимным действием (варианты), опубл. 27.05.1998 г.
3. ТУ 36-872-79. «Пресс-клещи» тип ПК-3. НПО «Электромонтаж». Паспорт.