RU205894U1

RU205894U1 - DEVICE FOR PRODUCING SAFETY MEMBRANES

Info

Publication number: RU205894U1
Application number: RU2020137734U
Authority: RU
Inventors: Кирилл Анатольевич Кузнецов; Ярослав Юрьевич Шленский; Владимир Валерьевич Дудик
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Иркутск" (ООО "Газпром добыча Иркутск")
Priority date: 2020-11-16
Filing date: 2020-11-16
Publication date: 2021-08-11

Abstract

Полезная модель относится к обработке давлением тонколистового материала и может быть использована при изготовлении предохранительных мембран, имеющих коническую уплотнительную поверхность и выпуклость в центральной части. Устройство содержит формообразующий механизм и емкость для формообразующей среды с трубопроводом, насосом для подачи ее под давлением в формообразующий механизм и системой контроля давления. Формообразующий механизм состоит из прижимов, плотно зафиксированных резьбовым соединением. В средней части механизма имеется отверстие для подачи формообразующей среды под давлением. Между прижимами герметично установлены две матрицы, выполненные с конусностью, аналогичной конусности уплотнительной поверхности мембраны. Матрицы имеют возможность зажатия между ними заготовки для формообразования выпуклости в ее центральной части. В результате обеспечивается возможность изготовления малой серии предохранительных мембран без использования дорогостоящего штамповочного оборудования. 2 ил.The utility model relates to the pressure treatment of thin sheet material and can be used in the manufacture of safety membranes with a conical sealing surface and a bulge in the central part. The device contains a shaping mechanism and a container for the shaping medium with a pipeline, a pump for supplying it under pressure to the shaping mechanism and a pressure control system. The shaping mechanism consists of clamps tightly fixed by a threaded connection. In the middle part of the mechanism there is an opening for supplying the forming medium under pressure. Between the clamps, two matrices are hermetically installed, made with a taper similar to the taper of the membrane sealing surface. The dies have the ability to clamp the workpiece between them to form a bulge in its central part. As a result, it is possible to manufacture a small series of safety diaphragms without the use of expensive stamping equipment. 2 ill.

Description

Предлагаемое устройство относится к обработке металлов давлением тонколистового материала, а именно к штамповке без использования дорогостоящего штамповочного оборудования, и может быть применимо в небольших мастерских.The proposed device relates to the processing of metals by pressure of thin sheet material, namely, stamping without the use of expensive stamping equipment, and can be applied in small workshops.

Технический уровеньTechnical level

При проведении патентных исследований были выявлены аналоги устройств и способов изготовления мембран. Известен «способ штамповки оболочек сложной формы из тонколистовых материалов» (патент RU №2538061, МПК B21D 22/10, опубл. 10.01.2015 г.). Сущность в том, что в способе штамповки оболочек сложной формы из тонколистовых материалов, при котором давление на заготовку передают через эластичную пористую прокладку, давление на заготовку осуществляют металлическим пуансоном по форме эквидистантным матрице с зазором, определяемым толщиной эластичной пористой прокладки, плотность которой выбирают из соотношения 200 кг/м³ ≤ ρ ≤ 300 кг/м³.During the patent research, analogues of devices and methods for the manufacture of membranes were identified. The known "method of stamping shells of complex shapes from thin sheet materials" (patent RU No. 2538061, IPC B21D 22/10, publ. 10.01.2015). The essence is that in the method of stamping shells of complex shapes from thin-sheet materials, in which pressure on the workpiece is transmitted through an elastic porous gasket, the pressure on the workpiece is carried out by a metal punch in the shape of an equidistant matrix with a gap determined by the thickness of the elastic porous gasket, the density of which is chosen from the ratio 200 kg / m ³ ≤ ρ ≤ 300 kg / m ³ .

Усилие, передаваемое пуансоном через пористый материал прокладки, изменяет ее объем, в связи с чем давление на заготовку равномерно распределяется по формуемой поверхности, избегая потери устойчивости (складкообразования). Данный способ и устройство позволяют устранить складкообразование и тем самым повысить качество изготовления. Вместе с тем, для этого нужно дорогостоящее прессовое оборудование.The force transmitted by the punch through the porous material of the gasket changes its volume, and therefore the pressure on the workpiece is evenly distributed over the surface to be formed, avoiding loss of stability (folding). This method and device allows you to eliminate wrinkling and thereby improve the quality of workmanship. At the same time, this requires expensive pressing equipment.

Известен «способ штамповки газожидкостной средой» (патент RU №2109587, МПК B21D26/02, опубл. 27.04.1998 г.). Сущность изобретения в том, что в способе штамповки газожидкостной средой, включающем воздействие пара на заготовку при ее формоизменении, в качестве деформирующей среды используют перегретый пар.The known "method of stamping with a gas-liquid medium" (patent RU No. 2109587, IPC B21D26 / 02, publ. 04/27/1998). The essence of the invention is that in the method of stamping with a gas-liquid medium, including the effect of steam on the workpiece during its shaping, superheated steam is used as a deforming medium.

Использование перегретого пара, имеющего более высокие упругие свойства, по сравнению с газовой (сжатый воздух) и газожидкостной средой (пар), позволяет интенсифицировать процесс деформирования, осуществляя управление деформирующим давлением через управление температурным режимом и объемом испаряющейся жидкости.The use of superheated steam, which has higher elastic properties, in comparison with gas (compressed air) and gas-liquid media (steam), makes it possible to intensify the deformation process by controlling the deforming pressure by controlling the temperature regime and the volume of the evaporating liquid.

Использование паров жидкости при изготовлении деталей сложной формы из листовых заготовок продиктовано энергосиловыми и формационными параметрами процесса формоизменения заготовки. К недостаткам следует отнести необходимость иметь дорогостоящее нагревательное оборудование, кроме того, нагреву подвергается и заготовка.The use of liquid vapors in the manufacture of complex-shaped parts from sheet blanks is dictated by the energy-power and formational parameters of the blank shaping process. The disadvantages include the need to have expensive heating equipment, in addition, the workpiece is also heated.

Известен «способ формообразования тонкостенных осесимметричных деталей усеченной сужающейся формы и устройство для его осуществления» (патент RU №2532581, МПК B21D 22/10, опубл. 10.07.2014 г.). Способ реализуется с помощью устройства для формообразования тонкостенных осесимметричных деталей усеченной сужающейся формы из конусной заготовки, содержащего (-щей) конус с направляющими пазами, выполненными с возможностью поднятия и опускания опорного кольца, раздвижными секторами и матрицей с конусной образующей рабочей поверхностью, выполненной с обеспечением возможности раздачи и отбортовки конусной заготовки со стороны меньшего диаметра, эластичный элемент расположен на раздвижных секторах и выполнен высотой, равной высоте рабочей поверхности матрицы в виде конической оболочки переменной толщины, увеличивающейся вдоль образующей от большего диаметра к меньшему диаметру, причем угол конусности внутренней поверхности элемента равен углу конусности конуса с направляющими пазами, а наружная поверхность меньше угла конусности образующей рабочей поверхности матрицы.The known "method of shaping thin-walled axisymmetric parts of a truncated tapering shape and a device for its implementation" (patent RU No. 2532581, IPC B21D 22/10, publ. 10.07.2014). The method is implemented using a device for shaping thin-walled axisymmetric parts of a truncated tapering shape from a tapered workpiece containing a cone with guide slots made with the possibility of raising and lowering the support ring, sliding sectors and a matrix with a tapered generatrix of the working surface, made to enable distribution and flanging of the conical blank from the side of the smaller diameter, the elastic element is located on the sliding sectors and is made with a height equal to the height of the working surface of the matrix in the form of a conical shell of variable thickness, increasing along the generatrix from the larger diameter to the smaller diameter, and the angle of the taper of the inner surface of the element is equal to the angle the taper of the cone with guide grooves, and the outer surface is less than the taper angle of the generatrix of the working surface of the matrix.

Данный способ и устройство предназначены для получения осесимметричных деталей, в нашем случае необходимо получить предохранительную мембрану симметричной формы.This method and device are designed to obtain axisymmetric parts; in our case, it is necessary to obtain a symmetrical safety membrane.

За прототип взято «Устройство для штамповки эластичной средой деталей с криволинейным бортом» (патент RU №2232659, МПК B21D 22/10, опубл. 20.07.2004 г.). Устройство для штамповки эластичной средой деталей с криволинейным бортом, содержащее контейнер с эластичной средой, матрицу и установленный в ней вкладыш, снабжено вырубным пуансоном, установленным внутри матрицы, и вкладышем, выполненным в виде кольца из фторопласта и установленным на вырубной пуансон. При этом высота матрицы равна высоте вырубного пуансона.The prototype is "A device for stamping with an elastic medium of parts with a curved flange" (patent RU No. 2232659, IPC B21D 22/10, publ. 20.07.2004). A device for stamping with an elastic medium of parts with a curved flange, containing a container with an elastic medium, a matrix and an insert installed in it, is equipped with a punching punch installed inside the matrix and an insert made in the form of a fluoroplastic ring and installed on the punching punch. In this case, the height of the matrix is equal to the height of the punching punch.

Предложенное устройство позволяет повысить эффективность процесса штамповки и качества деталей с криволинейным бортом. Вместе с тем, используется вырубной пуансон, в нашем случае необходимо придать мембране заданную форму и требуемую толщину в центральной части.The proposed device makes it possible to increase the efficiency of the stamping process and the quality of parts with a curved flange. At the same time, a punching punch is used; in our case, it is necessary to give the membrane a given shape and the required thickness in the central part.

Задачей является изготовление малой серии мембран с конической уплотнительной поверхностью, не используя дорогостоящее штамповочное оборудование. Задача решается следующим образом.The challenge is to manufacture a small series of diaphragms with a tapered sealing surface, without using expensive stamping equipment. The problem is solved as follows.

Предложено устройство для изготовления мембраны, содержащее формообразующий механизм, емкость для формообразующей среды, трубопровод, насос для подачи среды под давлением в формообразующий механизм, систему контроля давления. Механизм для изготовления мембраны состоит из прижимов, плотно зафиксированных резьбовым соединением, причем в средней части имеет отверстие для подачи формообразующей среды под давлением, между ними герметично установлены две матрицы, имеющие конусность, аналогичную с конусностью уплотнительной поверхности мембраны. Заготовка зажимается между ними для формообразования выпуклости в центральной части формообразующей средой под давлением через отверстие в центральной части.A device for the manufacture of a membrane is proposed, which contains a shaping mechanism, a container for a shaping medium, a pipeline, a pump for supplying a medium under pressure to the shaping mechanism, and a pressure control system. The mechanism for the manufacture of the membrane consists of clamps, tightly fixed by a threaded connection, and in the middle part it has an opening for supplying the forming medium under pressure, between them two matrices are hermetically installed, having a taper similar to the taper of the membrane sealing surface. The workpiece is clamped between them to shape the bulge in the central part by the forming medium under pressure through the hole in the central part.

Предложенное устройство поясняется фигурами.The proposed device is illustrated by the figures.

На фиг. 1 дан общий вид формообразующего механизма для изготовления мембраны с образованием выпуклости мембраны до определенного, предварительно рассчитанного значения толщины мембраны в центральной части.FIG. 1 shows a general view of the forming mechanism for the manufacture of a membrane with the formation of a bulge of the membrane up to a certain, pre-calculated value of the thickness of the membrane in the central part.

На фиг. 2 дан общий вид формообразующего механизма для изготовления мембраны после завершения формообразования.FIG. 2 shows a general view of the shaping mechanism for the manufacture of the membrane after the completion of shaping.

На фиг. 1 обозначено: прижимы 1, коническая заготовка мембраны 2, резьбовое соединение 3.FIG. 1 marked: clamps 1, tapered diaphragm blank 2, threaded connection 3.

На фиг. 2 обозначено: матрицы для формообразования мембран 4, уплотнительные кольца 5, готовая мембрана с выпуклостью 6.FIG. 2 marked: dies for forming membranes 4, O-rings 5, finished membrane with a convexity 6.

Изготовление мембраны производится следующим образом.The membrane is manufactured as follows.

Формообразование мембраны с выпуклостью осуществляется на установке для изготовления мембраны. Установка состоит из формообразующего механизма, емкости для формообразующей жидкости (например, масла), насосов с трубопроводом для подачи жидкости под давлением к формообразующему механизму, системы контроля давления.The convex membrane is formed in a membrane manufacturing plant. The installation consists of a shaping mechanism, a container for a shaping fluid (for example, oil), pumps with a pipeline for supplying pressurized fluid to the shaping mechanism, and a pressure control system.

Коническую заготовку мембраны 2 (фиг. 1, фиг. 2) помещают между матрицами 4 формообразующего механизма изготовления мембраны. Матрицы 4 имеют коническую поверхность, аналогичную конической поверхности заготовки мембраны 2, а также имеют отверстие в центре для подачи формообразующей жидкости.The conical blank of the membrane 2 (Fig. 1, Fig. 2) is placed between the matrices 4 of the forming mechanism for manufacturing the membrane. Matrices 4 have a conical surface similar to the conical surface of the preform of the membrane 2, and also have a hole in the center for supplying the forming fluid.

Матрицы 4 с конической заготовкой мембраны 2 помещают между прижимами 1. С обеих сторон устанавливают уплотнительные кольца 5, чтобы жидкость не проходила за пределы механизма для изготовления мембран.Matrices 4 with a conical blank of the membrane 2 are placed between the clamps 1. O-rings 5 are installed on both sides so that the liquid does not pass outside the mechanism for making the membranes.

Подают жидкость под давлением. Давление контролируют датчиками системы контроля давления. Под давлением жидкости на конической заготовке мембраны 2 образуется вогнутость до предварительно рассчитанного значения толщины стенки (толщины, соответствующей давлению срабатывания мембран). После разборки механизма формообразования у изготовленной мембраны 6 шаблонами проверяют вогнутую и коническую части мембраны.The fluid is supplied under pressure. The pressure is monitored by sensors in the pressure control system. Under the pressure of the liquid on the conical blank of the membrane 2, a concavity is formed up to the pre-calculated value of the wall thickness (the thickness corresponding to the response pressure of the membranes). After disassembling the shaping mechanism of the manufactured membrane 6, the concave and conical parts of the membrane are checked with templates.

Claims

A device for making a membrane, containing a forming mechanism for making a membrane and a container for a forming medium with a pipeline, a pump for supplying it under pressure to the forming mechanism and a pressure control system, characterized in that the forming mechanism for making a membrane consists of clamps tightly fixed by a threaded connection , and in the middle part has an opening for supplying the forming medium under pressure, while two matrices are hermetically installed between the clamps, having a taper similar to that of the sealing surface of the membrane, and made with the possibility of clamping a blank between them to form a bulge in its central part by the forming medium under pressure through the hole in the central part of the forming mechanism.