RU1788038C

RU1788038C - Apparatus for vacuum heat-treatment of tubes

Info

Publication number: RU1788038C
Application number: SU914946368A
Authority: RU
Inventors: Павел Львович Миропольский; Олег Олегович Ильченко; Александр Владимирович Шелковый; Раиса Михайловна Курлова; Лев Михайлович Шлосберг
Original assignee: Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт трубной промышленности
Priority date: 1991-06-14
Filing date: 1991-06-14
Publication date: 1993-01-15

Abstract

Сущность изобретени : установка содержит рабочую камеру 1, вакуумную систему , механизм поворота камеры 1, стеллаж. На камере 1 расположены две цапфы. Пола цапфа 8 соединена с вакуумной системой , а глуха цапфа 10 соедин ет с механизмом поворота камеры 1. В верхней части корпуса установлена тележка с расположенной на ней крышкой с вакуумным уплотнением. Тележка 16 содержит токо- подводы 20 с неподвижными контактными зажимами 21, диск 22 из изол ционного материала и штанги 23, на которой размещен механизм нат жени 24. Узел стыковки 33 состоит из подвижного фланца с вакуумным уплотнением, эластичной манжеты; направл ющих , механизма перемещени подвижного фланца и стыковочного фланца камеры 1. 2 табл., 8 ил. со сSUMMARY OF THE INVENTION: the apparatus comprises a working chamber 1, a vacuum system, a rotation mechanism of chamber 1, a rack. Camera 1 has two trunnions. The trunnion trunnion 8 is connected to the vacuum system, and the trunnion trunnion 10 connects to the pivoting mechanism of the chamber 1. In the upper part of the housing there is a trolley with a lid with a vacuum seal located on it. The trolley 16 comprises current leads 20 with fixed contact clips 21, a disk 22 made of insulating material and a rod 23, on which the tension mechanism 24 is placed. The docking unit 33 consists of a movable flange with a vacuum seal, an elastic sleeve; guides, the mechanism for moving the movable flange and the connecting flange of the chamber 1. 2 tab., 8 ill. with

Description

Изобретение относитс к термообработке и может быть использовано дл нагрева длинномерных изделий, в частности труб.The invention relates to heat treatment and can be used to heat long products, in particular pipes.

Известна установка дл термообработки труб, состо ща из вакуумной камеры и передвижной платформы, на которой расположены тележки с механизмами зажати и освобождени концов обрабатываемых труб. Недостатком данной установки вл етс низкое качество обработанныхA known apparatus for heat treatment of pipes, consisting of a vacuum chamber and a movable platform, on which carts with mechanisms for clamping and releasing the ends of the processed pipes are located. The disadvantage of this installation is the low quality of the processed

Труб. .,::. , . ,. .....Pipes ., ::. ,. ,. .....

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому вл етс установка дл электроконтактного нагрева изделий в вакууме, содержаща корпус с крышкой, внутри которого установлены соединенные с источником питани контактные зажимы, один из которых имеет возможность перемещени вдоль оси установки, при этом установка снабжена дополнительным источником питани посто нного тока, отрицательный полюс которого соединен, с корпусом, а положительный с одним из контактных зажимов.The closest in technical essence to the proposed one is the installation for electrical contact heating of products in vacuum, comprising a housing with a cover, inside which are mounted contact clamps connected to the power source, one of which can be moved along the axis of the installation, while the installation is equipped with an additional constant power source current, the negative pole of which is connected, with the housing, and positive with one of the contact clamps.

Недостатком установки вл етс ухуд- шение геометрических параметров труб после обработки. Это вызвано тем, что при горизонтальной загрузке и термообработке длинномерных изделий по вл етс стрела провиса, образующа с за счет удлинени издели при его нагреве, и увеличивающа с за счет электродинамических усилий, стрем щихс прит нуть разогретое изделие к стенке камеры, возникающих между стенкой камеры и изделием при прохождении через последнее тока высокой частоты.A disadvantage of the installation is the deterioration of the geometric parameters of the pipes after processing. This is due to the fact that during the horizontal loading and heat treatment of long products, an arrow of sag appears, which is formed due to the elongation of the product when it is heated, and increases due to electrodynamic forces, which tend to attract the heated product to the chamber wall, arising between the chamber wall and the product when passing through the last high-frequency current.

При этом дл выбора стрелы провиса необходимо значительное усилие механизма нат жени , что приводит к пластическимAt the same time, a significant effort of the tension mechanism is required to select the sag boom, which leads to plastic

х|x |

0000

о соoh co

0000

деформаци м нагретого издели (особенно тонкостенных труб) и изменению его геометрических параметров (диаметра, толщины стенки).deformations of a heated product (especially thin-walled pipes) and a change in its geometric parameters (diameter, wall thickness).

Целью изобретени вл етс повыше- ние точности геометрических размеров обработанных труб.The aim of the invention is to increase the accuracy of the geometric dimensions of the processed pipes.

Поставленна цель достигаетс тем, что в известном устройстве, включающем рабочую камеру, в виде имеющего крышку кор- пуса, внутри которого установлены соединенные с источником питани контактные зажимы, один из которых имеет возможность перемещени вдоль оси рабочей камеры, и вакуумную систему, рабоча ка- мера снабжена механизмом поворота и полой цапфой, -соедин ющейс с вакуумной системой с помощью узла стыковки, состо щего из подвижного фланца с вакуумным уплотнением, эластичной вакуум-плотной манжеты, направл ющих и механизма перемещени фланца.This goal is achieved in that in the known device including the working chamber, in the form of a housing cover, inside which are mounted contact clamps connected to the power source, one of which can be moved along the axis of the working chamber, and a vacuum system, working the measure is equipped with a rotation mechanism and a hollow pin, connected to the vacuum system using a docking unit consisting of a movable flange with a vacuum seal, an elastic vacuum-tight cuff, guides and a emescheni flange.

На фиг.1 представлен общий вид установки; на фиг.2 - фронтальна проекци установки; на фиг.3 показан разрез А-А (по- перечный разрез узла стыковки); на фиг.4 - разрез Б-Б (продольный разрез узла стыковки ); на фиг.5 - разрез В-В (рабоча камера); на фиг.6 - разрез Т-Г (вид на неподвижные контактные зажимы); на фиг.7 - разрез Д-Д (вид на подвижные контактные зажимы); на фиг.8 - разрез Е-Е (вид на рабочую камеру со стороны стеллажа),Figure 1 presents a General view of the installation; figure 2 is a front view of the installation; figure 3 shows a section aa (transverse section of the docking station); figure 4 is a section bB (longitudinal section of the docking station); figure 5 is a section bb (working chamber); Fig.6 is a section TG (view of the fixed contact clamps); Fig.7 is a section DD (view of the movable contact clamps); on Fig - section EE (view of the working chamber from the side of the rack),

Установка дл термообработки труб в вакууме содержит рабочую камеру 1, ваку- умную систему 2, механизм поворота 3 рабочей камеры Т, стеллаж 4, площадку обслуживани 5 и контактные клеммы 6.The apparatus for heat treating pipes in a vacuum comprises a working chamber 1, a vacuum system 2, a rotation mechanism 3 of the working chamber T, a rack 4, a service platform 5 and contact terminals 6.

Рабоча камеры 1 состоит из цилиндрического корпуса 7, на котором расположены две цапфы. Пола цапфа 8 заканчиваетс стыковочным фланцем 9 дл подсоединени к вакуумной системе, а глуха цапфа 10 заканчиваетс валом 11, соедин ющимс с механизмом поворота 3 рабочей камеры 1. Цапфа 8 и 10станавливаютс в подшипниковых опорах 12 и 13, На корпусе 7 камеры 1 имеютс гл делки 14 дл контрол за технологическим процессом внутри камеры.The working chamber 1 consists of a cylindrical body 7, on which two pins are located. The floor of the trunnion 8 ends with a connecting flange 9 for connection to a vacuum system, and the blind trunnion 10 ends with a shaft 11 connected to the rotation mechanism 3 of the working chamber 1. The trunnion 8 and 10 are mounted in the bearing bearings 12 and 13. There are holders on the housing 7 of the chamber 1 14 for monitoring the process inside the chamber.

Нижн часть корпуса 7 рабочей каме- ры 1 закрыта глухой крышкой 15, снабженной вакуумным уплотнением. .The lower part of the housing 7 of the working chamber 1 is closed by a blind cover 15 provided with a vacuum seal. .

В верхней части корпуса 7 установлена тележка 16, на котором расположена крышка 17 корпуса 7 с вакуумным уплотнением. Крышка 17 крепитс к корпусу 7 рабочей камеры 1 с помощью откидных болтов 18. Опорные ролики 19 тележки 16 закреплены на крышке 17. Кроме того, тележка 16 содержит токоподводы 20 с неподвижным In the upper part of the housing 7, a trolley 16 is installed on which a cover 17 of the housing 7 with a vacuum seal is located. The cover 17 is attached to the housing 7 of the working chamber 1 by means of hinged bolts 18. The support rollers 19 of the trolley 16 are mounted on the cover 17. In addition, the trolley 16 contains current leads 20 with a fixed

контактными зажимами 21, диск 22 из изол ционного материала и штангу 23.contact clamps 21, a disk 22 of insulating material and a rod 23.

На штанге 23 размещены механизм нат жени 24. состо щий из диска 25 из изол ционного материала с подвижными контактными зажимами 26 и груза 27, а также кронштейн с опорными роликами 28.A tension mechanism 24 is placed on the rod 23. It consists of a disk 25 of insulating material with movable contact clips 26 and a load 27, as well as an arm with support rollers 28.

Вакуумна система 2 состоит из вакуумных насосов 29, затворов 30, вакуум-проводов 31, вентил 32 напуска воздуха в рабочую камеру 1 и узла стыковки 33,The vacuum system 2 consists of vacuum pumps 29, closures 30, vacuum wires 31, valve 32 for letting air into the working chamber 1 and the docking station 33,

Узел стыковки 33 состоит из подвижного фланца 34 с вакуумным уплотнением 35, эластичной вакуум-плотной манжеты 36, направл ющих 37 механизма перемещени 38 подвижного фланца 34 и стыковочного фланца 9 рабочей камеры 1.Docking assembly 33 consists of a movable flange 34 with a vacuum seal 35, an elastic vacuum tight cuff 36, guides 37 of the moving mechanism 38 of the movable flange 34, and a docking flange 9 of the working chamber 1.

Механизм поворота 3 рабочей камеры 1 состоит из пневмоцилиндра 39, гидроамортизатора 40 и рычага 41, размещенного на глухой цапфе 10 рабочей камеры 1.The rotation mechanism 3 of the working chamber 1 consists of a pneumatic cylinder 39, a hydraulic shock absorber 40 and a lever 41 located on the blind pin 10 of the working chamber 1.

Стеллаж 4 представл ет собой сварную конструкцию с рельсами 42 и фиксатором 43.The rack 4 is a welded structure with rails 42 and a latch 43.

Площадка обслуживани 5 представл ет собой сварную конструкцию на которой размещены контактные клеммы 6, соединенные с источником электропитани нагрева .The service site 5 is a welded structure on which contact terminals 6 are connected to a heating power supply.

Установка дл термообработки труб в вакууме работает следующим образом.Installation for heat treatment of pipes in vacuum works as follows.

Перед началом работы рабоча камера 1 находитс в горизонтальном положении и застопорена фиксатором 43. Тележка 16 выкачена на стеллаж 4. Затворы 30 вакуумной системы 2 закрыты. Вакуумные насосы 29 включены. Вентиль 32 напуска воздуха открыт . Источник электропитани нагрева отключен .Before starting work, the working chamber 1 is in a horizontal position and locked with a latch 43. The trolley 16 is deflated to the rack 4. The closures 30 of the vacuum system 2 are closed. Vacuum pumps 29 included. The air inlet valve 32 is open. The heating power supply is turned off.

На тележку 16, наход щуюс на стеллаже 4, te контактные зажимы 21 и 26 устанавливаютс и закрепл ютс подлежащие термообработке трубы 44,45. Тележка 16 на опорных роликах 19 по рельсам 42 стеллажа 4 с помощью опорных роликов28, расположенных внутри корпуса 7,закатываетс в рабочую камеру 1. Крышка 17 с вакуумным уплотнением, откидными болтами 18 прижимаетс к корпусу 7 и герметизирует внут- реннюю полость рабочей камеры 1. Вентиль 32 напуска воздуха в рабочую камеру 1 закрываетс . Фиксатор 43 освобождает рабочую камеру 1 и пневм.оцилиндр 39 механизма поворота 3 поворачивают рабочую камеру 1 в вертикальное положение, При этом токоподводы 20 вход т в зацепление с контактными клеммами 6 и образуют надежный электроконтакт. С помощью узла стыковки 33 вакуумна система 2 соедин етс с внутренней полостью рабочей камеры 1.On the trolley 16 located on the rack 4, te contact clamps 21 and 26 are mounted and the heat pipes 44.45 to be heat-treated are fixed. The trolley 16 on the support rollers 19 along the rails 42 of the rack 4 with the help of support rollers 28 located inside the housing 7, is rolled into the working chamber 1. The cover 17 with a vacuum seal, folding bolts 18 is pressed against the housing 7 and seals the internal cavity of the working chamber 1. The air inlet valve 32 to the working chamber 1 is closed. The latch 43 releases the working chamber 1 and the pneumatic cylinder 39 of the rotation mechanism 3 rotate the working chamber 1 to a vertical position. In this case, the current leads 20 are engaged with the contact terminals 6 and form a reliable electrical contact. By means of the docking unit 33, the vacuum system 2 is connected to the internal cavity of the working chamber 1.

При этом механизм перемещени 38 подвижного фланца 34 узла стыковки 33 перемещает по направл ющим 37 подвижный фланец 34 и прижимает его вместе с вакуумным уплотнением 35 к стыковочному фланцу 9 рабочей камеры 1.In this case, the moving mechanism 38 of the movable flange 34 of the docking assembly 33 moves the movable flange 34 along the guides 37 and presses it together with the vacuum seal 35 to the docking flange 9 of the working chamber 1.

После этого открываютс затворы 30 ваккумной системы 2 и вакуумные насосы 29 через вакуум-проводы 31 откачивают воздух полости рабочей камеры 1.After that, the gates 30 of the vacuum system 2 are opened and the vacuum pumps 29 through the vacuum wires 31 pump out the air of the cavity of the working chamber 1.

По достижении необходимой степени вакуума в рабочей камере 1 на подлежащие термообработке трубы 44 и 45, соединенные в электрическую цепь последовательно, через контактные клеммы 6, токоподводы 20, контактные зажимы 21 и 26, от источника электропитани нагрева подаетс напр жение и производитс нагрев труб до заданной температуры.Upon reaching the required degree of vacuum in the working chamber 1, pipes 44 and 45 connected to the electric circuit in series through contact terminals 6, current leads 20, contact clamps 21 and 26 are supplied from the heating power supply, and the pipes are heated to the specified temperature temperature.

В процессе нагрева труб 44 и 45 механизм нат жени 24 раст гивает их, чтобы выбрать удлинение, а в ходе охлаждени механизм нат жени 24 срабатывает в обратном направлении, чтобы компенсировать сокращение длины труб 44 и 45.During the heating of pipes 44 and 45, the tension mechanism 24 stretches them to select elongation, and during cooling, the tension mechanism 24 is reversed to compensate for the shortening of the lengths of pipes 44 and 45.

Иными словами, по достижении в рабочей камере 1 необходимой степени вакуума, производитс нагрев подлежащих термообработке труб 44 и 45 и их охлаждение в вакууме.In other words, upon reaching the necessary degree of vacuum in the working chamber 1, the pipes 44 and 45 to be heat-treated are heated and cooled in vacuum.

После охлаждени труб 44 и 45 закрываютс затворы 30 вакуумной системы 2, открываетс вентиль 32 напуска воздуха и давление во внутренней полости рабочей камеры 1 сравниваетс с атмосферным,After cooling the pipes 44 and 45, the closures 30 of the vacuum system 2 are closed, the air inlet valve 32 is opened, and the pressure in the internal cavity of the working chamber 1 is compared with atmospheric pressure.

Затем узел стыковки 33 отсоедин ет вакуумную систему 2 от внутренней полости рабочей камеры 1, что обеспечиваетс за счет того, что механизм перемещени 38 подвижного фланца 34 перемещает по направл ющим 37 подвижный фланец 34 в первоначальное положение. Рабоча камеры 1 пневмоцилиндром 39 поворачиваетс в горизонтальное положение и стопоритс фиксатором 43.Then, the docking unit 33 disconnects the vacuum system 2 from the inner cavity of the working chamber 1, which is ensured by the fact that the movement mechanism 38 of the movable flange 34 moves the movable flange 34 along the guides 37 to the initial position. The working chamber 1 of the pneumatic cylinder 39 is rotated to a horizontal position and is locked by the latch 43.

Крышка 17с помощью откидных болтов 18 отсоедин етс от корпуса 7 рабочей камеры 1. Тележка 16 на опорных роликах 19 выкатываетс по рельсам 42 на стеллаж 4, Прошедшие термообработку трубы 44, 45 освобождаютс из контактных зажимов 21, 26 и снимаютс с тележки 16.The cover 17 is detached by means of hinged bolts 18 from the housing 7 of the working chamber 1. The trolley 16 on the support rollers 19 is rolled out on rails 42 to the rack 4. Heat-treated pipes 44, 45 are released from the contact clamps 21, 26 and removed from the trolley 16.

На этом рабочий цикл заканчиваетс и установка полностью готова к новому циклу .This completes the work cycle and the installation is completely ready for a new cycle.

В услови х ОЭЗ ВНИТИ была смодели- рована предлагаема установка дл термообработки труб. Обработке подвергались трубы 10x0,Змм ГОСТ9941-72 повышенной точности из стали 12Х18Н10Т ГОСТ 5632-72 в количестве 80 штук длиной 4 м. Качество труб определ ли по следующим параметрам: по наружному диаметру, толщине стенки и кривизне 1 м труб. Данные замеров приведены в табл.1. При этом при обработке такого же коли- чества труб на известной установке получили трубы со следующими параметрами (табл. 2).Under the conditions of SEZ VNITI, the proposed installation for heat treatment of pipes was simulated. Pipes 10x0, Zmm GOST9941-72 of increased accuracy were made from steel 12X18H10T GOST 5632-72 in an amount of 80 pieces 4 m long. The quality of the pipes was determined by the following parameters: outer diameter, wall thickness and 1 m pipe curvature. The measurement data are given in table 1. At the same time, when processing the same number of pipes on a known installation, pipes with the following parameters were obtained (Table 2).

Таким образом качество труб, обрабатываемых в предлагаемой установке, выше, чем на известной:Thus, the quality of the pipes processed in the proposed installation is higher than on the known:

по наружному диаметру на 32% по толщине стенки - - 22 % по кривизне 1 м труб 42% Благодар применению в предлагаемой установке узла стыковки 33, позвол ющего выполн ть горизонтальную загрузку и вертикальную термообработку изделий, усилие механизма нат жени 7 уменьшаетс , вследствие отсутстви стрелы провиса, что в свою очередь позвол ет снизить деформацию труб при их нагреве, а следовательно и повысить качество обрабатываемых изделий .by outer diameter by 32% by wall thickness - - 22% by curvature of 1 m of pipes 42% Thanks to the use of the docking unit 33 in the proposed installation, which allows horizontal loading and vertical heat treatment of products, the force of the tension mechanism 7 is reduced due to the absence of an arrow sag, which in turn allows to reduce the deformation of the pipes when they are heated, and therefore to improve the quality of the processed products.

Claims

SUMMARY OF THE INVENTION An apparatus for heat treating pipes in a vacuum, comprising a chamber in the form of a housing with a cover, a power source, and contact clamps connected to it and mounted in the chamber, one of which can be moved along the chamber axis, a vacuum system with a flange, an insulation so that, in order to improve the quality of pipe processing, the installation is equipped with a turning mechanism connected to the camera, and the camera is made with a hollow pin connected to the vacuum system through a docking unit made in the form of a flange with a vacuum a seal, an elastic vacuum-tight cuff and a movement mechanism connected to the flange, the cuff being fixed to the flanges of the evacuation system and the docking assembly.

Table 1

table 2

r-r

fi g. 6

l-l

fi g. 7