PL225136B1 - Urządzenie kopiowe zwłaszcza do formowania wewnętrznej wykładziny ceramicznej w krzywoliniowym elemencie rurociągu - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie pozwalające na maszynowe formowanie powierzchni wewnętrznej wykładziny wykonywanej z uplastycznionej masy ceramicznej w krzywoliniowym odcinku rurociągu, z wykorzystaniem kopiału do prowadzenia organu formującego.

Znane są z opisu US8513559 i CA2696817 urządzenia do nanoszenia warstwy przeciwzużyciowej na wewnętrzną powierzchnię zakrzywionego odcinka rurociągu metodą napawania za pomocą głowicy spawalniczej. Obróbce podlega w danym czasie mały obszar rurociągu rozgrzany do temperatury bliskiej temperaturze topnienia materiału, a kolejne fragmenty powierzchni są obrabiane w wyniku zmiany położenia głowicy spawalniczej. Pokrywanie całego kolana rurociągu z uwagi na zastosowaną technologię jest bardzo czasochłonne, dlatego stosuje się metody w których wewnętrzna powłoka nakładana jest jednocześnie na większą powierzchnię.

Znane jest z opisu US20130216706 urządzenie z elastycznym rdzeniem, który należy odpowiednio ukształtować i zamocować wewnątrz kolana i następnie wlewać do przestrzeni powstałej między powierzchnią zewnętrzną rdzenia, a wewnętrzną powierzchnią kolana materiał w postaci płynnej. Po zastygnięciu materiału rdzeń zostaje usunięty z wnętrza kolana pozostawiając zastygniętą warstwę, wymagającą dodatkowej obróbki wykończeniowej.

Znana jest z opisu US4554721 metoda wytwarzania rur odpornych na zużycie polegająca na umieszczeniu wewnątrz zakrzywionego segmentu rurociągu wkładu ceramicznego z materiału odpornego na zużycie. Zewnętrzny stalowy płaszcz np. kolana składa się z dwóch połówek, w których umieszcza się wkład ceramiczny.

Znane rozwiązania pozwalające na wytworzenie wewnętrznej warstwy w przewodzie rurociągu cechuje znaczna czasochłonność oraz potrzeba wykończenia wewnętrznej powierzchni rurociągu. Dlatego celem wynalazku było opracowanie urządzenia pozwalającego na szybkie wykonanie wewnętrznej warstwy ceramicznej w krzywoliniowym odcinku rurociągu w możliwie krótkim czasie, jaka to warstwa nie wymaga dalszych wykańczających procesów technologicznych.

Urządzenie kopiowe, zwłaszcza do formowania wewnętrznej wykładziny ceramicznej w krzywoliniowym odcinku rurociągu według wynalazku zawiera ramę widlastą, zamocowaną obrotowo na końcu napędzanej zamocowanym do korpusu napędem dźwigni oraz wzornik. Rama widlasta zawiera co najmniej dwa ramiona. Co najmniej jedno ramię ramy widlastej ma ułożyskowany na końcu wewnętrzny organ formujący, natomiast co najmniej drugie ramię stanowi element wodzący, prowadzony we wzorniku. Organ formujący, korzystnie o kształcie kuli lub innej bryły obrotowej, posiada własny napęd obrotowy i przesuwa się wzdłuż osi krzywoliniowego odcinka rurociągu powodując rozprowadzenie zapasu uplastycznionego materiału ceramicznego.

Element wodzący jest prowadzony we wzorniku, zamocowanym w płaszczyźnie równoległej do płaszczyzny symetrii krzywoliniowego odcinka rurociągu. Krzywizna wzornika jest tak dobrana, że organ formujący nadaje wymagany kształt formowanej warstwie. Ruch ramy wraz z organem formującym, odbywający się w płaszczyźnie równoległej do płaszczyzny symetrii krzywoliniowego odcinka rurociągu, wywoływany jest przez obracający dźwignią wolnoobrotowy napęd zamocowany do podstawy urządzenia.

Formowanie rozpoczyna się poprzez zamocowanie krzywoliniowego odcinka rurociągu z króćcami do podstawy urządzenia, przesunięciu organu formującego do położenia początkowego w do lnym króćcu, nałożeniu do wnętrza krzywoliniowego odcinka rurociągu zapasu masy ceramicznej i rozpoczęciu ruchów roboczych obrotowego organu i postępowego zespołu ramy. Zakończenie formowania następuje po przejściu organu formującego przez górny króciec i usunięciu na zewnątrz nadmiaru masy ceramicznej. Kształt powstałego w taki sposób krzywoliniowego odcinka rurociągu uformowanego w warstwie materiału ceramicznego wynika z krzywizny wzornika, który swoim kształtem odpowiada określonemu elementowi o zdefiniowanej geometrii. Krzywoliniowy odcinek rurociągu (np. kolano) posiada zwiększoną średnicę w porównaniu z prostoliniowymi odcinkami rurociągu, które są łączone z nim poprzez spawanie króćców o takiej samej średnicy jak odcinki prostoliniowe.

Przedmiot wynalazku jest pokazany na rysunku, na którym fig. 1 pokazuje jego schemat i zasadę działania.

Przedstawione rozwiązanie służy do formowania warstwy ceramicznej (3) wewnątrz krzywoliniowego odcinka rurociągu (1) z króćcami (2), przedstawionego w przekroju poprzecznym. Urządzenie zawiera ramę widlastą (6), zamocowaną obrotowo na końcu dźwigni (8) oraz wzornik (7). Rama widlasta (6) zawiera dwa ramiona. Pierwsze ramię ramy (6) ma ułożyskowany na końcu wewnętrzny organ

PL 225 136 B1 formujący (5), natomiast drugie ramię stanowi element wodzący, prowadzony we wzorniku (7). Organ formujący (5), korzystnie o kształcie kuli lub innej bryły obrotowej, posiada własny napęd obrotowy i przesuwa się wzdłuż osi krzywoliniowego odcinka rurociągu (1) powodując rozprowadzenie zapasu uplastycznionego materiału ceramicznego (4). Element wodzący jest prowadzony we wzorniku (7), zamocowanym w płaszczyźnie równoległej do płaszczyzny symetrii krzywoliniowego odcinka rurociągu (1). Krzywizna wzornika (7) jest tak dobrana, że organ formujący (5) nadaje wymagany kształt formowanej warstwie. Ruch ramy (6) wraz z organem formującym (5), odbywający się w płaszczyźnie równoległej do płaszczyzny symetrii krzywoliniowego odcinka rurociągu (1), wywoływany jest przez wolnoobrotowy napęd (9) zamocowany do podstawy urządzenia (10), obracający dźwignią (8).

Formowanie rozpoczyna się poprzez zamocowanie krzywoliniowego odcinka rurociągu (1) z króćcami (2) do podstawy urządzenia (10), przesunięciu organu (5) do położenia początkowego w dolnym króćcu (2), nałożeniu do wnętrza krzywoliniowego odcinka rurociągu (1) zapasu masy ceramicznej (4) i rozpoczęciu ruchów roboczych obrotowego organu (5) i postępowego zespołu ramy (6). Zakończenie formowania następuje po przejściu organu formującego przez górny króciec (2) i usunięciu na zewnątrz nadmiaru masy ceramicznej. Kształt powstałego w taki sposób krzywoliniowego o dcinka rurociągu uformowanego w warstwie materiału ceramicznego (3) wynika z krzywizny wzornika (7), który swoim kształtem odpowiada określonemu krzywoliniowemu odcinkowi rurociągu (1) o zdefiniowanej geometrii. Krzywoliniowy odcinek rurociągu (1) (np. kolano) posiada zwiększoną średnicę w porównaniu z prostoliniowymi odcinkami rurociągu, które są łączone z nim poprzez spawanie króćców (2) o takiej samej średnicy jak odcinki prostoliniowe.

Zaletą przedstawionego rozwiązania jest możliwość szybkiego i dokładnego uformowania wewnętrznego przewodu krzywoliniowego odcinka rurociągu w plastycznym materiale ceramicznym zaaplikowanym do wnętrza tego odcinka. Formowanie maszynowe zastępuje stosowane najczęściej bardzo pracochłonne i niedokładne ręczne nakładanie warstwy ceramicznej lub zalewanie elementu kształtowego rurociągu na usuwalnym, jednorazowym rdzeniu, co z kolei wymaga dodatkowej obróbki wykańczającej powierzchnię. Zastosowanie odpowiednio zaprojektowanego i wykonanego wzornika (kopiału) do prowadzenia organu formującego pozwala na optymalizację kształtu wewnętrznej powierzchni rurociągu niezależnie od kształtu stalowej obudowy zewnętrznej. Umożliwia to między innymi minimalizowanie oporów przepływu medium przez rurociąg lub uzyskanie zwiększonej grubości warstwy ceramicznej w miejscach narażonych na przyspieszone zużycie.

Claims (8)

1. Urządzenie kopiowe, zwłaszcza do formowania wewnętrznej wykładziny ceramicznej w krzywoliniowym elemencie rurociągu, znamienne tym, że urządzenie zawiera ramę widlastą (6) z co najmniej dwoma ramionami, przy czym co najmniej jedno ramię ramy (6) widlastej ma ułożyskowany na końcu wewnętrzny organ formujący (5), natomiast co najmniej drugie ramię stanowi element wodzący, prowadzony we wzorniku (7).

2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że rama widlasta (6) jest zamocowana obrotowo na końcu dźwigni, połączonej z napędem obrotowym.

3. Urządzenie według zastrz. 1 lub 2, znamienne tym, że wewnętrzny organ formujący (5) ma kształt bryły obrotowej.

4. Urządzenie według zastrz. 3, znamienne tym, że wewnętrzny organ formujący (5) ma kształt kuli.

5. Urządzenie według zastrz. 3 lub 4, znamienne tym, że organ formujący (5) wewnętrzną warstwę posiada własny napęd, obracający go wokół własnej osi.

6. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że element wodzący, prowadzony we wzorniku (7), jest zamocowanym w płaszczyźnie równoległej do płaszczyzny symetrii krzywoliniowego elementu rurociągu (1 ).

7. Urządzenie według zastrz. 6, znamienne tym, że krzywizna wzornika (7) jest tak dobrana, że organ formujący (5) nadaje wymagany kształt formowanej warstwie.

8. Urządzenie według zastrz. 5, znamienne tym, że ruch ramy (6) wraz z organem formującym (5) wywoływany jest przez wolnoobrotowy napęd (9) obracający dźwignią (8), zamocowany do podstawy urządzenia (10).