DE1583993C3 - Vorrichtung zum verziehungsfreien Innen- und Außenhärten langer Rohre - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum verziehungsfreien Durchhärten langer Rohre, z. B. von ölfeldrohren, von innen und außen her mit einem ein zu härtendes Rohr aufnehmenden mit Kühlflüssigkeit gefüllten, sowie mit einer Auflage für das Rohr ausgerüsteten Behälter und einer an eine Kühlmittelpumpe angeschlossenen in ein Ende des Rohres teilweise einfahrbaren Düse.

Es ist bekannt, lange Rohre von innen her zu härten, indem man eine Kühlflüssigkeit durch das Rohrinnere hindurchfiihrt (DT-PS 6 56 830). Eine über den Umfang gleichmäßige Härtung wird bei einem anderen Verfahren (DT-PS 9 62 439) dadurch erreicht, daß die Kühlflüssigkeit mit großer Geschwindigkeit schraubenlinig an der Innenoberfläche entlang hindurchgeführt wird.

Zum gleichmäßigen Härten der Innen- und Außenflächen von Rohren ist eine Vorrichtung bekannt (DT-PS 6 22 557), bei der das zu härtende Rohr in die Kühlflüssigkeit eingetaucht wird. Schließlich wurde vorgeschlagen, bei einer Vorrichtung, bei der die Kühlflüssigkeit durch eine Dralldüse ins Rohrinnere geführt wird, zusätzlich von außen dadurch zu kühlen

ίο daß das Rohr in ein Kühlmittelbad eintaucht. An das eine Ende des Rohres wird die Düse durch einen Arbeitszylinder dicht angepreßt (DT-AS 11 72 287).

Bei den bekannten Verfahren wird eine Kühlflüssigkeit zum Teil mit großer Geschwindigkeit durch das Rohr geführt, von außen jedoch wird das Rohr durch Eintauchen in die Flüssigkeit lediglich mit dieser in Kontakt gebracht, wobei nur während des Eintauchvorganges eine gewisse Durchmischung des äußeren Kühlwassers durch die Bewegung des Rohres gegeben ist. In den meisten Fällen reicht diese Art der Außenkühlung zwar aus, doch hat es sich gezeigt, daß beim Härten von Rohren aus Sonderstählen, von dickwandigen Rohren oder Rohren unrunden Querschnitts gelegentlich Schwierigkeiten auftreten können.

Aufgabe der Erfindung ist eine Vorrichtung, mit der auch derartige Rohre gut durchgehärtet werden können.

Erfingungsgemäß wird eine Vorrichtung zum Härten langer Rohre daher derart gestaltet, daß das während des Betriebes sich teilweise im Innern des Rohrendes befindliche Mundstück der geraden Düse derart dimensioniert und in seiner Lage zum zu härtenden Rohr derart fixiert ist, daß zwischen der Düse und dem Rohrende ein Spalt verbleibt, der den zusätzlichen Eintritt der Kühlflüssigkeit des Behälters in das Rohr ermöglicht.

Besonders bevorzugt wird eine Ausführung der Erfindung, bei der an der Düse mindestens ein an das Rohrende anschlagender Anschlagkörper angeordnet ist.

Durch die Erfindung wird die Injektorwirkung der mit Kühlwasser hohen Druckes beschickten Düse ausgenutzt. Es entsteht ein Sog, der Flüssigkeit aus dem Behälter in den Spalt zwischen Düse und dem einen Rohrende saugt und damit eine starke Strömung im Behälter erzeugt. Diese Strömung, die an der Außenwand des Rohres der im Inneren des Rohres verlaufenden Strömung entgegengesetzt verläuft, begünstigt den Härtevorgang und gestattet damit auch das Aushärten von Rohren aus hochwertigen Werkstoffen. Da auch die innere Strömung geradlinig verläuft, lassen sich beispielsweise auch Rohre rechteckigen Querschnitts gut härten. Natürlich läßt sich die erfindungsgemäße Vorrichtung auch für Rohre normaler Qualität und Abmessungen verwenden.

Bei einer Weiterentwicklung der Erfindung ist der an das Mundstück anschließende Teil der Düse als Rohrhülse ausgebildet und auf die mit der Kühlmittelpumpe verbundene Kühlmittelrohrleitung, die koaxial zum zu härtenden Rohr in den Behälter ragt, axial verschieblich aufgesteckt.

Das Verschieben der Düse von der Ruhestellung in die Betriebsstellung kann in bekannter Weise durch einen Arbeitszylinder, bei einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung dadurch erfolgen, daß der Druck der die Düse durchströmenden Kühlflüssigkeit gegen die Wirkung einer Feder die Verschiebung der Düse in ihrc Betriebsstcllung bewirkt.

Vorteilhaft wird in der Regel eine im Behälter befestigte Klemmvorrichtung zum Festhalten des Rohres sein, damit es sich nicht unter der Wirkung des aus der Düse austretenden Kühlmittelstrahles von der Düse wegbewegen kann.

Zur Verbesserung der Strömungsverhältnisse können an dem der Düse entgegengesetzten Ende des Behälters die aus dem Rohr austretende Strömung umlenkende Umlenkbleche eingebaut sein.

Schließlich können in den Behälter vorzugsweise beiderseits des zu härtenden Rohres Kühlflüssigkeit zuführende mit zahlreichen Ausströmöffnungen versehene Sprührohre angeordnet sein. So kann neben der durch die Erfindung bewirkten Strömung eine zusätzliche Turbulenz erzeugt werden.

Zum Einsatz der Vorrichtung für verschiedene Rohrdurchmesser eignet sich eine Ausführung der Erfindung, bei der das Mundstück der Düse auswechselbar ist. Dies kann z. B. dadurch erreicht werden, daß das Mundstück mit der Rohrhülse verschraubt ist.

In den Abbildungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigt

A b b. 1 eine Draufsicht auf eine Vorrichtung zum Härten langer Rohre,

A b b. 2 eine Ausführung der Düse in Ruhestellung,

A b b. 3 eine Ausführung der Düse nach A b b. 2 in Betriebsstellung.

Die Vorrichtung nach A b b. 1 zum Härten eines Rohres 1 besteht aus einem langgestreckten Behälter 2, durch dessen vordere Stirnseite 21 ein Kühlmittelrohr 3 eingeführt ist. Die Kühlmittelrohrleitung 3 mündet in eine Düse 4, deren Mundstück 41teilweise in das Rohr 1 eingeführt ist. Das Mundstück 41 der Düse 4 ist mit einem Anschlagkörper 42 versehen, der sich an das Rohrende 11 anlegt und damit sicherstellt, daß stets ein Spalt 5 zwischen Düse 4 und Rohr 1 verbleibt, durch den die Kühlflüssigkeit des Behälters in das Rohr eintreten kann. Beiderseits des Rohres 1 sind Sprührohre 6 angeordnet, die aus zahlreichen Ausströmöffnungen 61 dem Kühlbad Kühlflüssigkeit zuführen und eine Turbulenz in dem Kühlbad erzeugen.

Am der Düse 4 abgekehrten Behälterende 22 sind Umlenkbleche 23 eingebaut, die die aus dem Rohrende 12 austretende Strömung umlenken. Die Strömungsverhältnisse sind durch Pfeile dargestellt.

In den A b b. 2 und 3 sind konstruktive Einzelheiten eines Ausführungsbeispieles erkennbar.

A b b. 2 zeigt die Vorrichtung in Ruhestellung. Die Düse 4 besteht hier aus dem mit einem Anschlagkörper 42 versehenen Mundstück 41 und einer Rohrhülse 43. Das Mundstück 41 ist mit der Rohrhülse 43 durch eine Schraubenverbindung verbunden, so daß das Mundstück 41 schnell ausgewechselt, d. h. einem veränderten Durchmesser des Rohres 1 angepaßt werden kann.

Zwischen der Rohrhülse 43 der Düse und der Kühlmittelrohrleitung 3 ist ein auf der Rohrleitung 3 befestigter selbstschmierender Kunststoffbelag 7 vorgesehen. Die Düse 4 wird durch zwei Federn 8 in ihrer Ruhestellung gehalten. Weitere Federn 91 wirken zwischen einem auf der Rohrhülse 43 sitzenden Flansch 44 und einem auf der Rohrhülse beweglich geführten Führungsstück 92. An das Führungsstück 92 sind zwei Druckhebel 93 angelenkt und mit ihren freien Enden jeweils mit einem Haltehebel 94 gelenkig verbunden.

Die Haltehebel 94 tragen Klemmen bzw. Haltewangen 95 zum Festhalten des Rohres 1.

Sobald ein Rohr 1 die in A b b. 1 dargestellte Lage eingenommen hat, wird durch die Kühlmittelrohrleitung 3 Kühlflüssigkeit unter hohem Druck zugeführt. Die starke Verringerung des lichten Querschnittes in der Düse 4 bewirkt, daß diese wie ein mit einem Druckmittel beaufschlagter Kolben durch die unter hohem Druck zugeführte Kühlflüssigkeit in Richtung auf das Rohr 1 verschoben wird, bis sie mit dem Anschlagkörper 42 an das Rohrende 11 anschlägt. Sie nimmt dann die in A b b. 3 dargestellte Betriebsstellung ein. In dieser Stellung hält die mit dem Vorschub der Düse gekoppelte selbsthemmende Haltevorrichtung, die aus den Teilen 92,93,94 und 95 besteht, das Rohr fest.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum verziehungsfreien Durchhärten langer Rohre, z. B. von Ölfeldrohren, von innen und außen her mit einem das Rohr aufnehmenden mit Kühlflüssigkeit gefüllten, mit einer Auflage für das Rohr ausgerüsteten Behälter und einer an eine Kühlmittelpumpe angeschlossenen in ein Ende des Rohres teilweise einfahrbaren Düse, dadurch gekennzeichnet, daß das während des Betriebes sich teilweise im Innern des Rohrendes befindliche Mundstück (41) der geraden Düse (4) derart dimensioniert, und in seiner Lage zum zu härtenden Rohr (1) derart fixiert ist, daß zwischen der Düse (4) und dem Rohrende ein Spalt (5) verbleibt, der den zustäzlichen Eintritt der Kühlflüssigkeit des Behälters (2) in das Rohr (1) ermöglicht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Düse (4) mindestens ein an das Rohrende anschlagender Anschlagkörper (42) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der an das Mundstück anschließende Teil der Düse (4) als Rohrhülse (43) ausgebildet und auf die mit der Kühlmittelpumpe verbundene Kühlmittelrohrleitung (3), die koaxial zum zu härtenden Rohr (1) in den Behälter (2) ragt, axial verschieblich aufgesteckt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (4) durch Federn (8, 91) in ihrer axialen Verschiebebewegung abgefedert ist.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, gekennzeichnet durch mit der verschiebbaren Rohrhülse (43) über ein Führungsstück (92) und Hebel (93, 94) verbundene Klemmen (95) zum Festhalten des Rohres.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an dem der Düse (4) entgegengesetzten Ende des Behälters (2) die aus dem Rohr (1) austretende Strömung umlenkende Umlenkbleche (23) eingebaut sind.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Behälter (2) beiderseits des zu härtenden Rohres (1) Kühlflüssigkeit zuführende mit zahlreichen Ausströmöffnungen (61) versehene Sprührohre (6) angeordnet sind.

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Mundstück (41) der Düse (4) auswechselbar ist.