RU2302933C1 - Centering device for assembling ends of tubes for welding - Google Patents

Centering device for assembling ends of tubes for welding Download PDF

Info

Publication number
RU2302933C1
RU2302933C1 RU2005139370/02A RU2005139370A RU2302933C1 RU 2302933 C1 RU2302933 C1 RU 2302933C1 RU 2005139370/02 A RU2005139370/02 A RU 2005139370/02A RU 2005139370 A RU2005139370 A RU 2005139370A RU 2302933 C1 RU2302933 C1 RU 2302933C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rod
welding
tube
centering device
pipes
Prior art date
Application number
RU2005139370/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Николаевич Семенов (RU)
Александр Николаевич Семенов
Владимир Павлович Гордо (RU)
Владимир Павлович Гордо
Василий Никитович Тюрин (RU)
Василий Никитович Тюрин
Герман Николаевич Шевелев (RU)
Герман Николаевич Шевелев
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский и конструкторский институт энерготехники им. Н.А. Доллежаля"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский и конструкторский институт энерготехники им. Н.А. Доллежаля" filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский и конструкторский институт энерготехники им. Н.А. Доллежаля"
Priority to RU2005139370/02A priority Critical patent/RU2302933C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2302933C1 publication Critical patent/RU2302933C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: processes for assembling tube ends for welding, namely for electron beam welding in vacuum tubes and tubular articles of chemically active metals such as zirconium, titanium.
SUBSTANCE: centering device is in the form of rod onto which pressure pipe is put. On one end of said rod there is attachment for mounting rod in elongated tube; on other end of rod there is threaded portion with two nuts and detachable elastic flange with large perforated holes for fastening short end part on end of elongated tube. Attachment for mounting rod in elongated tube is in the form three movable parallelograms uniformly secured to rod along circle and used for changing diameter of circle described around them by moving nut and pressure tube. Three pushers are jointly uniformly mounted on end of pressure tube along its outer diameter by their one end portions; other ends of said pushers are jointly coupled with links of parallelograms parallel to axis of rod. Links of parallelograms parallel to rod axis are covered with elastic material.
EFFECT: enlarged functional possibilities of centering device due to using centering device of one type and size for welding tubes in wide range of their diameters.
3 cl, 3 dwg, 1 ex

Description

Изобретение относится к внутренним центраторам для сборки и центровки труб под сварку, преимущественно для сварки в камерах с контролируемой атмосферой, например для электронно-лучевой сварки в вакууме труб из химически активных металлов.The invention relates to internal centralizers for assembling and aligning pipes for welding, mainly for welding in chambers with a controlled atmosphere, for example, for electron beam welding in tubes of chemically active metals in vacuum.

При электронно-лучевой сварке труб, особенно при сварке без присадки, к сборке стыков предъявляются особо высокие требования, главным образом на отсутствие в собранном под сварку стыке различных щелей.In electron beam welding of pipes, especially in welding without filler, especially high demands are placed on the assembly of joints, mainly on the absence of various gaps in the joint assembled for welding.

Известно наиболее близкое к заявляемому центратору как по технической сущности, так и по достигаемому техническому результату устройство для сборки и центровки длинномерной трубы с короткой трубой, например, с патрубком, переходником и т.д., принятое за прототип (см. патент RU №2169654, МКИ5 В23K 37/053, 27.06.2001 г., бюл. №18).Known closest to the claimed centralizer, both in technical essence and in the achieved technical result, a device for assembling and aligning a long pipe with a short pipe, for example, with a pipe, adapter, etc., adopted as a prototype (see patent RU No. 2169654 , MKI 5 V23K 37/053, 06/27/2001, bull. No. 18).

Основным недостатком этого центратора является узкий диапазон диаметров стыкуемых труб, которые можно состыковать и сцентрировать с помощью одного типоразмера центратора. Допустимый разброс диаметров труб, которые можно собрать и сцентрировать с помощью одного центратора составляет не более 6-8 мм, т.к. устройство для закрепления одного конца стержня в длинномерной трубе выполнено на принципе сжатия набора колец из эластичной вакуумной резины, которые при осевом сжатии увеличивают свой наружный диаметр на несколько миллиметров и прочно заклиниваются в трубе.The main disadvantage of this centralizer is a narrow range of diameters of the joined pipes, which can be joined and centered using one standard size of the centralizer. The permissible variation in pipe diameters that can be assembled and centered using one centralizer is not more than 6-8 mm, because the device for fixing one end of the rod in a long pipe is made on the principle of compression of a set of rings of elastic vacuum rubber, which, when axially compressed, increase their outer diameter by several millimeters and firmly wedge in the pipe.

Чтобы собрать и сцентрировать трубы большего или меньшего диаметра необходимо для каждого размера труб иметь отдельный экземпляр центратора, что технологически и экономически невыгодно.To assemble and center pipes of a larger or smaller diameter, it is necessary for each pipe size to have a separate copy of the centralizer, which is technologically and economically disadvantageous.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание конструкции центратора для соединения торцев труб под сварку, преимущественно для труб с внутренним диаметром более 60 мм, который бы обеспечивал сборку труб в широком диапазоне диаметров, обеспечивая при этом полное отсутствие щелей в собранном под сварку стыке.The problem to which the claimed invention is directed, is to create a centralizer design for connecting the ends of the pipes for welding, mainly for pipes with an inner diameter of more than 60 mm, which would ensure the assembly of pipes in a wide range of diameters, while ensuring the complete absence of gaps in the assembled for welding junction.

Технический результат состоит в том, что заявляемое устройство позволяет одним типоразмером центратора центрировать и стягивать торцы труб под сварку в широком диапазоне диаметров, а также центрировать и собирать под сварку длинномерные трубы с концевыми деталями, имеющими внутреннее проходное отверстие значительно меньше, чем у длинномерной трубы.The technical result consists in the fact that the inventive device allows one type of centralizer to center and tighten the ends of the pipes for welding in a wide range of diameters, as well as to center and assemble long pipes with end parts having an internal passage hole much smaller than for a long pipe.

Указанный технический результат достигается тем, что в центраторе для соединения торцев труб под сварку, содержащем стержень, на одном конце которого установлено устройство для закрепления конца стержня в одной из труб, а на другом конце выполнена резьба с двумя гайками, при этом на стержень надета нажимная трубка, перемещаемая одной из гаек для закрепления конца стержня в трубе, а другая гайка служит для фиксации центровки труб и сжатия их торцев перед сваркой, а устройство для закрепления конца стержня в одной из труб выполнено в виде трех шарнирных параллелограммов, равномерно закрепленных на стержне по окружности, при этом на конце нажимной трубки равномерно по ее наружному диаметру шарнирно закреплены одними концами три толкателя, соединенные шарнирно вторыми концами со звеньями параллелограммов, параллельных оси стержня;The specified technical result is achieved by the fact that in the centralizer for connecting the ends of the pipes for welding, containing a rod, on one end of which there is a device for fixing the end of the rod in one of the pipes, and on the other end a thread with two nuts is made, while the rod is pressed a tube moved by one of the nuts to fix the end of the rod in the pipe, and the other nut serves to fix the alignment of the pipes and compress their ends before welding, and the device for fixing the end of the rod in one of the pipes is made in the form of x parallelogram uniformly fixed on the shaft circumferentially, wherein at the end of the push tube uniformly with respect to its outer diameter are hinged at one end three tappet pivotally connected to the second ends of the links of the parallelograms, parallel to the core axis;

- кроме того, на стержне между торцем нажимной трубки и ближайшим к нажимной трубке шарниром параллелограмма установлена пружина сжатия;- in addition, a compression spring is installed on the rod between the end of the pressure tube and the parallelogram hinge closest to the pressure tube;

- кроме того, звенья параллелограммов, параллельных стержню, покрыты эластичным материалом.- in addition, the links of parallelograms parallel to the rod are covered with elastic material.

Устройство для закрепления одного конца стержня центратора в длинномерной трубе в виде шарнирных параллелограммов, которые под воздействием нажимной трубки и гайки могут увеличивать и уменьшать диаметр окружности, описываемой вокруг звеньев параллельных стержню, расширяет технологические возможности центратора, позволяя одним типоразмерам центратора собирать и сваривать трубы в широком диапазоне диаметров.A device for fixing one end of the centralizer rod in a long pipe in the form of articulated parallelograms, which, under the influence of the pressure tube and nut, can increase and decrease the diameter of the circle described around the links parallel to the rod, expands the technological capabilities of the centralizer, allowing one type of centralizer to collect and weld pipes in a wide diameter range.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показан центратор в нерабочем состоянии, когда звенья параллелограммов, параллельные стержню, под воздействием пружины сложены, при этом на чертеже два звена параллелограммов условно показаны в одной плоскости, хотя в реальной конструкции они расположены вокруг стержня через 120°.The invention is illustrated by drawings, where Fig. 1 shows a centralizer inoperative when the parallelogram links parallel to the rod are folded under the action of a spring, while in the drawing two parallelogram links are conventionally shown in the same plane, although in a real design they are located around the rod through 120 °.

На фиг.2 показан центратор в рабочем положении, когда длинномерная трубка собрана и сцентрирована под сварку с биметаллической переходной втулкой, переходником, показаны в тонких линиях.Figure 2 shows the centralizer in the working position, when the long tube is assembled and centered for welding with a bimetal adapter sleeve, the adapter is shown in thin lines.

На фиг.3 показан вид на центратор по стрелке А.Figure 3 shows a view of the centralizer along arrow A.

Центратор выполнен в виде стержня 1, на одном конце которого выполнено устройство для закрепления стержня в длинномерной трубе в виде трех шарнирных параллелограммов, равномерно по окружности закрепленных на стержне 1, а на другом конце стержня выполнена нажимная трубка 2, перемещаемая гайкой 3, а также тонкостенный упругий фланец 12 с отверстиями 14, предназначенными для повышения упругости фланца, а также для улучшения откачки воздуха из свариваемых труб в случае их сборки под сварку в контролируемой атмосфере, например в вакууме. С помощью фланца 12 закрепляют, центрируют и сжимают торцы труб путем перемещения гайки 13 вдоль резьбовой части стержня 1.The centralizer is made in the form of a rod 1, on one end of which there is a device for securing the rod in a long pipe in the form of three hinged parallelograms uniformly around the circumference fixed on the rod 1, and on the other end of the rod there is a push tube 2 moved by a nut 3, as well as thin elastic flange 12 with holes 14, designed to increase the elasticity of the flange, as well as to improve the pumping of air from the pipes being welded if they are assembled for welding in a controlled atmosphere, for example, in vacuum. Using the flange 12, the ends of the pipes are fixed, centered and compressed by moving the nut 13 along the threaded part of the rod 1.

Для изменения величины наклона качающихся звеньев 8 параллелограммов служат толкатели 5, одни концы которых шарнирно закреплены на звеньях 6, параллельных стержню 1, а другие концы шарнирно закреплены на конце нажимной трубки 2.To change the slope of the swinging links 8 of the parallelograms, pushers 5 are used, one ends of which are pivotally mounted on links 6 parallel to the rod 1, and the other ends are pivotally mounted on the end of the pressure tube 2.

За счет перемещения нажимной трубки 2 можно менять диаметр описанной вокруг звеньев 6 окружности, что позволяет легко вставлять в трубу центратор и прочно закреплять его в ней.Due to the movement of the pressure tube 2, it is possible to change the diameter of the circumference described around the links 6, which makes it easy to insert the centralizer into the pipe and firmly fix it in it.

Для упрощения складывания параллелограммов между торцем нажимной трубки 2 и ближайшим к нажимной трубке шарнирам на стрежне 1, установлена пружина сжатия 4.To simplify the folding of parallelograms between the end of the pressure tube 2 and the hinges closest to the pressure tube on the rod 1, a compression spring 4 is installed.

С целью значительного повышения трения между распираемыми в длинномерной трубе звеньями и внутренней поверхностью трубы звенья покрыты эластичным материалом, например вакуумной резиной.In order to significantly increase the friction between the links bursting in a long pipe and the inner surface of the pipe, the links are coated with an elastic material, for example, vacuum rubber.

Центратор работает следующим образом.The centralizer works as follows.

Сначала центратор в сложенном виде, как показано на фиг.1, вставляют в длинномерную трубу со стороны свариваемого стыка 11 и устанавливают на такой глубине, чтобы длина конца стержня с фланцем 12 и гайкой 13 была достаточной для установки привариваемой к длинномерной трубе 9 концевой детали 10. После этого производят перемещение нажимной трубки 2 путем затяжки гайки 3 до тех пор, пока звенья 6 параллелограммов не упрутся в стенку трубы с усилием, необходимым для небольшой деформации их эластичного покрытия 7, что является условием прочного закрепления в длинномерной трубе стержня 1 центратора.First, the centralizer in folded form, as shown in Fig. 1, is inserted into the long pipe from the side of the welded joint 11 and set at such a depth that the length of the rod end with the flange 12 and the nut 13 is sufficient to install the end piece 10 welded to the long pipe 9. After that, the pressure tube 2 is moved by tightening the nut 3 until the links 6 of the parallelograms abut against the wall of the pipe with the force necessary for a slight deformation of their elastic coating 7, which is a condition for strong fastening laziness in the long tube of the rod 1 of the centralizer.

После закрепления в длинномерной трубе 9 стержня 1 с него свинчивают гайку 13 и снимают упругий фланец 12, после чего на стержень 1 надевают привариваемую концевую деталь 10. Затем на стержень 1 надевают фланец 12 и навинчивают гайку 13. Свариваемый торец концевой детали 10 вручную стыкуют с торцем длинномерной трубы 9 и одновременно подтягивают гайку 13 таким образом, чтобы усилие сжатия торцев позволило их центрировать, а потом окончательно сжать с помощью гайки 13 и упругого фланца 12.After fixing the rod 1 in the long tube 9 of the rod 1, the nut 13 is unscrewed from it and the elastic flange 12 is removed, then the welded end piece 10 is put on the rod 1. Then the flange 12 is put on the rod 1 and the nut 13 is screwed on. The butt welded end of the end part 10 is manually joined with the end of the long pipe 9 and at the same time tighten the nut 13 so that the compression force of the ends allows them to be centered, and then finally compress using the nut 13 and the elastic flange 12.

Пример выполненияExecution example

С помощью центратора собирали для сварки с вакууме длинномерную трубу из циркониевого сплава, длиной 8 м и наружным диаметром 88 мм, с толщиной стенки 4 мм, с биметаллическим переходником цирконий-сталь, длиной 200 мм, с наружным диаметром 88 мм и внутренним диаметром 75 мм, как показано на фиг.1 в тонких линиях.Using a centralizer, a long tube of zirconium alloy with a length of 8 m and an outer diameter of 88 mm, with a wall thickness of 4 mm, with a zirconium-steel bimetallic adapter, 200 mm long, with an outer diameter of 88 mm and an inner diameter of 75 mm was assembled for vacuum welding. as shown in figure 1 in thin lines.

Собранная под сварку труба с переходником представляет собой часть активной зоны канального ядерного реактора. Конец собранной трубы с переходником поместили в сварочную вакуумную камеру электронно-лучевой установки, предварительно вакуумноплотно загерметизировав свободный от сварки торец длинномерной трубы, например, с помощью резиновой пробки. В сварочной камере создали рабочий вакуум (5·10-5 мм рт.ст.) и произвели сварку. Центратор надежно обеспечил сборку и центровку 11 свариваемых кромок длинномерной трубы и переходника, что создало благоприятные условия для формирования качественного сварного соединения.A pipe with an adapter assembled for welding is a part of the core of a channel nuclear reactor. The end of the assembled pipe with the adapter was placed in the welding vacuum chamber of the cathode-ray unit, having previously vacuum-tightly sealed the butt-free end of a long pipe, for example, using a rubber stopper. A working vacuum was created in the welding chamber (5 · 10 -5 mm Hg) and welding was performed. The centralizer reliably ensured the assembly and alignment of 11 welded edges of the long pipe and adapter, which created favorable conditions for the formation of a high-quality welded joint.

Claims (3)

1. Центратор для соединения торцев труб под сварку, содержащий стержень, на одном конце которого установлено устройство для закрепления конца стержня в одной из труб, а на другом конце выполнена резьба с двумя гайками, при этом на стержень надета нажимная трубка, перемещаемая одной из гаек для закрепления конца стержня в трубе, а другая гайка служит для фиксации, центровки труб и сжатия их торцев перед сваркой, отличающийся тем, что устройство для закрепления конца стержня в одной из труб выполнено в виде трех шарнирных параллелограммов, равномерно закрепленных на стержне по окружности, при этом на конце нажимной трубки равномерно по ее наружному диаметру шарнирно закреплены одними концами три толкателя, соединенные шарнирно вторыми концами со звеньями параллелограммов, параллельных оси стержня.1. The centralizer for connecting the ends of the pipes for welding, containing a rod, on one end of which there is a device for fixing the end of the rod in one of the pipes, and on the other end a thread with two nuts is made, while the rod is equipped with a pressure tube that is moved by one of the nuts for fixing the end of the rod in the pipe, and the other nut is used for fixing, centering the pipes and compressing their ends before welding, characterized in that the device for fixing the end of the rod in one of the pipes is made in the form of three hinged parallelograms equal to numerically mounted on the rod around the circumference, while at the end of the pressure tube uniformly three ends of the pusher pivotally connected at one end with pivotally connected second ends with parallelogram links parallel to the axis of the rod. 2. Центратор по п.1, отличающийся тем, что на стержне между торцем нажимной трубки и ближайшим к нажимной трубке шарниром параллелограмма установлена пружина сжатия.2. The centralizer according to claim 1, characterized in that a compression spring is installed on the rod between the end of the pressure tube and the parallelogram hinge closest to the pressure tube. 3. Центратор по п.1, отличающийся тем, что звенья параллелограммов, параллельные стержню, покрыты эластичным материалом.3. The centralizer according to claim 1, characterized in that the parallelogram links parallel to the rod are coated with elastic material.
RU2005139370/02A 2005-12-15 2005-12-15 Centering device for assembling ends of tubes for welding RU2302933C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005139370/02A RU2302933C1 (en) 2005-12-15 2005-12-15 Centering device for assembling ends of tubes for welding

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005139370/02A RU2302933C1 (en) 2005-12-15 2005-12-15 Centering device for assembling ends of tubes for welding

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2302933C1 true RU2302933C1 (en) 2007-07-20

Family

ID=38431041

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005139370/02A RU2302933C1 (en) 2005-12-15 2005-12-15 Centering device for assembling ends of tubes for welding

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2302933C1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015164864A1 (en) * 2014-04-25 2015-10-29 Palmaz Scientific, Inc. Adaptive guide bushing for laser tube cutting systems
RU2599469C1 (en) * 2015-04-22 2016-10-10 Открытое Акционерное Общество "Газаппарат" (ОАО "Газаппарат") Centralizer for assembling and welding of circular seams
RU2699349C2 (en) * 2014-10-08 2019-09-04 Кжелл-Оке Олссон Фёрвалтнингс Аб Method and device for centring and temporary fixation of pipe sections
CN114260639A (en) * 2021-11-24 2022-04-01 浙江省二建建设集团安装有限公司 Installation equipment for large-caliber stainless steel clean pipeline
RU212102U1 (en) * 2021-11-23 2022-07-06 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Томск" (ООО "Газпром трансгаз Томск") Centralizer external link

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10259080B1 (en) 2013-04-26 2019-04-16 Vactronix Scientific, Llc Adaptive guide bushing for laser tube cutting systems
WO2015164864A1 (en) * 2014-04-25 2015-10-29 Palmaz Scientific, Inc. Adaptive guide bushing for laser tube cutting systems
RU2699349C2 (en) * 2014-10-08 2019-09-04 Кжелл-Оке Олссон Фёрвалтнингс Аб Method and device for centring and temporary fixation of pipe sections
US10675722B2 (en) 2014-10-08 2020-06-09 Kjell-Åke Olsson Förvaltnings Ab Method and device for centering and temporary fixation of tube parts
RU2599469C1 (en) * 2015-04-22 2016-10-10 Открытое Акционерное Общество "Газаппарат" (ОАО "Газаппарат") Centralizer for assembling and welding of circular seams
US11969819B2 (en) 2019-04-16 2024-04-30 Vactronix Scientific, Llc Adaptive guide bushing for laser tube cutting systems
RU212102U1 (en) * 2021-11-23 2022-07-06 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Томск" (ООО "Газпром трансгаз Томск") Centralizer external link
CN114260639A (en) * 2021-11-24 2022-04-01 浙江省二建建设集团安装有限公司 Installation equipment for large-caliber stainless steel clean pipeline
CN114260639B (en) * 2021-11-24 2024-02-13 浙江省二建建设集团安装有限公司 Installation equipment for large-caliber stainless steel clean pipeline

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2075001C1 (en) Pipe sleeve
RU2302933C1 (en) Centering device for assembling ends of tubes for welding
US7000953B2 (en) Pipe screw-connection
AU2009209007B2 (en) Single-bolt band clamp with gasketed center rib and pipe lap joint using the same
JP4134140B2 (en) Profile clamp
AU2007237326B2 (en) Tightenable band clamp
KR100818682B1 (en) Method and apparatus for cold joining flanges and couplings elements to pipes
KR20160082923A (en) A pipe connecting system using rotatable wedges
FI78633C (en) ANORDNING ATT ANVAENDAS VID HOPSVETSNING AV ROER.
JP5580446B2 (en) Connection configuration for conical flange connection and conical flange connection
KR20080014734A (en) Pipe clamp assembly with v-ring insert
US5611577A (en) Bellows sealed ball joint and method of forming
US10883412B2 (en) Flexible conduit element with an end portion suitable for attachment to a rigid conduit element, and method of assembly of same
US10724808B2 (en) Plugging a heat exchanger tube
JPS62101989A (en) Pipe joint
US20050081380A1 (en) Pipe coupling methods
JPH0772596B2 (en) Butt joints for thin-walled pipes
JPS5840076B2 (en) Airtight ring clamp for pipe slip joints
JP2008501894A (en) Connected device
JP4185161B1 (en) Expansion union joint and fluid transfer piping system
US20080040897A1 (en) Inside loop clamp
JP4172860B2 (en) Temporary fixing device for movable piping members
KR20210066522A (en) Apparatus for connecting pipes
RU2169654C1 (en) Inner centralizer for assembling and vacuum welding of annular butts of tubes
CN112567162B (en) Retainer for clamp assembly

Legal Events

Date Code Title Description
PC43 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions

Effective date: 20100416

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20111216