УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ВНУТРЕННЕЙ ПОВЕРХНОСТИ СВАРНОГО ШВА ОТ ОКИСЛЕНИЯ

Полезная модель относится к оборудованию для сварки в среде защитных газов, обеспечивающему защиту корня шва, и может найти применение во всех областях техники, где используется сварка полых изделий с защитой зоны сварки инертным газом.
Известно устройство для защиты от окисления обратной стороны сварных швов, содержащее перфорированную трубку, предназначенную для подачи инертного газа, уплотнительные манжеты из термостойкого эластичного материала, закрепленные на заглушках, свободно посаженных на перфорированную трубку. Манжеты контактируют со штырями, которые закреплены по образующей двух дисков, один из которых закреплен на трубке, а другой посажен на нее свободно. Таким образом, одна из заглушек совместно с диском имеет возможность перемещения вдоль трубки посредством гайки, навинченной на резьбовую часть трубки. Между парами дисков и заглушек помещены пружины сжатия.
Для работы перед помещением устройства в свариваемую трубу завинчивают гайку, в результате чего диски сближаются до упоров, сжимая пружины, при этом штыри, надвигаясь на манжеты, пригибают их. В таком положении устройство легко заводится в свариваемую трубу, так как наружный диаметр пригнутых манжет меньше внутреннего диаметра свариваемой трубы. После установки устройства в заданном положении в трубе, вращением гайки в обратном направлении разводят диски, в результате чего манжеты распрямляются до соприкосновения с внутренней поверхностью трубы. При подаче газа в зону сварки манжеты еще больше приживаются к стенке трубы, уплотняя микрокамеру. После окончания сварки отключают подачу газа, Вращением гайки сводят диски, в результате чего штыри пригибают манжеты, и извлекают устройство из трубы, освобождая стык. (см. авторское свидетельство СССР №1016105, кл. B23K 9/16, 1983 г.).
В результате анализа известного устройства необходимо отметить, что его конструктивное исполнение предполагает создание защитной камеры относительно свариваемого шва, что сокращает количество защитного газа, однако при использовании данного устройства необходимо обеспечить при его установке очень точную центровку относительно внутренней поверхности свариваемого изделия, что необходимо для гарантированного контакта манжет с внутренней поверхностью свариваемой трубы, что, учитывая, что она не является идеально круглой, весьма сложно. Все это приводит к увеличению времени установки устройства в заданное положение, а также снижению качества сварки за счет окисления внутренней поверхности сварного шва, так как при использовании данного устройства не исключено попадание воздуха в полость камеры устройства.
Известно устройство для защиты внутренней поверхности сварного шва от окисления, состоящее из герметизирующих элементов, выполненных в виде расположенных по окружности прижимных и разжимных губок, размещенных между прижимными. Устройство оснащено механизмом перемещения герметизирующих элементов, выполненным в виде стакана, на котором с возможностью вращения посредством привода установлены винты, каждый из которых ввинчен в резьбовое отверстие одной из разжимных губок. Каждый из винтов кинематически связан с валом, установленном с возможностью вращения посредством привода (не показан) в стакане.
На каждой из прижимных губок имеется штуцер, связанный с системой подачи (не показана) защитного газа. Каждая из прижимных губок подпружинена относительно стакана пружиной. Штуцер подсоединен к отверстиям, выполненным в прижимных губках и подведенным в пазам, выполненным в прижимных губках. Аналогичные пазы выполнены и в разжимных губках.
Известное устройство фактически представляет собой заглушку, выполненную в форме разжимного цилиндра. В разжатом состоянии все губки образуют замкнутое кольцо, закрывающее околошовную зону сварного шва со стороны корня.
После разжатия губок между внутренними стенками свариваемого стыка и поверхностью разжимных и зажимных губок образуется полость, так как все губки имеют кольцевой паз на внешней поверхности. Данная полость в процессе сварки заполняется защитным газом (аргоном) через отверстия, соединяющие ее со штуцерами подачи газа на торцах губок, (см. патент РФ на полезную модель №133453, кл. B23K 9/16, 2013 г). -наиболее близкий аналог.
В результате анализа известного устройства необходимо отметить сложность его конструкции в связи с использованием нескольких конических колес в ограниченном пространстве, предназначенных для перемещения разжимных губок, что, в свою очередь, приводит к усложнению сборки устройства и повышению требований к точности изготовления деталей. Кроме того, для связи привода с герметизирующим узлом в предложенной конструкции используется жесткий вал, который не позволяет использовать устройство при сварке трубопроводов сложной формы, а также имеющих большую овальность.
Техническим результатом настоящей полезной модели является разработка относительно простого по конструкции устройства, обеспечивающего надежную защиту внутренней поверхности сварного шва при снижении расхода защитного газа и имеющего возможность использования при сварке трубопроводов сложной формы, что расширяет область его применения.
Указанный технический результат обеспечивается тем, что в устройстве для защиты внутренней поверхности сварного шва от окисления, содержащее герметизирующие элементы, предназначенные для образования полости в зоне шва, к которой подведены каналы подачи инертного газа, а также механизм перемещения герметизирующих элементов, выполненных в виде клиньев и размещенных между ними секторов, образующих полый разрезной цилиндр, новым является то, что в полости цилиндра установлены с возможностью относительного перемещения и подпружиненные друг относительно друга направляющие, выполненные в виде размещенных одна в другой труб, на каждой из которых закреплена тяга, механизм перемещения клиньев выполнен в виде кинематически связанного с двигателем ползуна, к которому прикреплен концом гибкий металлический направляющий канал, второй конец которого прикреплен к тяге, закрепленной на одной из направляющих и посредством рычагов, связанной с клиньями, а внутри канала проложен трос, один конец которого прикреплен к неподвижному элементу, а другой - к тяге, закрепленной на второй направляющей, посредством рычагов связанной с клиньями, при этом тяги посредством пружин связаны с секторами.
Сущность полезной модели поясняется графическими материалами, на которых:
- на фиг. 1 - устройство, общий вид;
- на фиг. 2 - разрезной цилиндр, осевой разрез;
- на фиг. 3 - сечение А-А по фиг. 2;
Устройство для защиты внутренней поверхности сварного шва от окисления содержит полый разрезной цилиндр 1. В полости цилиндра размещены направляющие 2 и 3, выполненные в виде труб, причем направляющая 2 расположена в полости направляющей 3. Направляющие 2 и 3, соединены с тягами, соответственно, 5 и 4. На направляющую 3 надета пружина сжатия 6, которая в исходном положении раздвигает направляющие друг относительно друга. Тяги 4 и 5 шарнирно соединены рычагами 7 с клиньями 8 цилиндра 1 и пружинами 9 с секторами 10 цилиндра 1.
Свариваемые полые детали обозначены позицией 11.
Устройство оснащено приводным механизмом, предназначенным для перемещения клиньев 8. Приводной механизм состоит из электродвигателя 12, закрепленного на корпусе 13, оснащенным направляющей 14, в которой с возможностью перемещения установлен ползун 15. Ползун 15 имеет резьбовое отверстие, в которое ввинчен винт 16, связанный с выходным валом двигателя. В ползуне 15 одним концом закреплен гибкий металлический направляющий канал 17, второй конец которого прикреплен к тяге 5. Внутри канала проложен трос 18, один конец которого закреплен на неподвижном элементе устройства, например, на корпусе 13 или корпусе электродвигателя, а второй прикреплен к тяге 4, являясь фиксирующим элементом конструкции.
Свариваемый стык деталей 11 обозначен позицией 19, а зазоры между трубопроводом и цилиндром - позицией 20.
Устройство оснащено источником (не показан) подачи инертного (защитного) газа, который по трубке 21 поступает в распределительную камеру 22, которая гибкими трубками 23 и каналами 24 связана с защитной полостью. Выключение электродвигателя осуществляется от концевого выключателя 25.
Устройство работает следующим образом.
В исходном положении цилиндра 1 пружина 6 раздвигает направляющие 2 и 3, тяги 4 и 5 которых через рычаги 7, перемещают клинья 8 к оси цилиндра. При этом сектора 10 пружинами 9 стягиваются к центру, занимая исходное положение для установки цилиндра 1 внутри свариваемого трубопровода 11.
Цилиндр 1 вводится в свариваемые детали таким образом, что свариваемый стык 19 находится по центру защитной полости, которую образуют при раскрытии устройства клинья 8 и сектора 10.
При включении электродвигателя 12 через винтовую передачу ползун 15 направляющим каналом 17 двигает по тросу 18 тягу 5 в сторону тяги 4, при этом рычаги 7 перемещают клинья 8 от оси цилиндра 1, раздвигая сектора 10 до упора во внутреннюю стенку свариваемого трубопровода 11. При этом сектора 8 не доходят до трубопровода 11, оставляя зазоры 20 между трубопроводом и цилиндром, через которые выдавливается воздух при продувке защитной полости инертным газом.
Для равномерного распределения в защитной полости инертный газ по трубке 21 попадает в распределительную камеру 22, затем по гибким трубкам 23 в каналы 24 - в защитную полость.
При реверсе электродвигателя 12 ползун 15 вместе с направляющим каналом 17 движется в обратном направлении. При этом пружины 6 приводят устройство в исходное состояние. Остановка электродвигателя производится концевым выключателем 25 при его контакте с ползуном 15.
Гибкая связь между цилиндром и приводным механизмом, состоящая из направляющего канала 17 и троса 18, позволяет использовать устройство при сварке трубопроводов сложной формы.
Конструкция устройства позволяет быстро и легко производить его монтаж внутри свариваемого трубопровода. Монтаж устройства можно производить, имея доступ только с одной стороны трубопровода. Также за счет снижения объема продувки сокращается время на предварительную продувку и расход защитного газа.