обжимное устройство для труб с термомеханическим приводом

Формула изобретения

Обжимное устройство для труб с термомеханическим приводом, включающее несколько замыкаемых в кольцо сегментов и элементы для соединения соседних концов сегментов с возможностью их взаимного углового перемещения при сборке, отличающееся тем, что сегменты сформированы из пруткового материала с эффектом памяти формы, причем концы сегментов отогнуты наружу и соединены с соседними посредством охватывающих элементов - преимущественно в виде колец, а для замыкающего звена - преимущественно в виде резьбовой серьги с накладкой, и предусмотрены башмаки, надвигаемые в последней стадии сборки устройства на оба конца соседних сегментов для предотвращения их разгибания.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к производству трубопроводов для газовой, нефтяной, химической и атомной промышленности.

Известно обжимное устройство для труб с термомеханическим приводом, включающее несколько замыкаемых в кольцо сегментов и элементы для соединения соседних концов сегментов с возможностью их взаимного углового перемещения при сборке: см.пат. РФ №2065120 С1, F 16 L 13/14, 19.03.93 (прототип изобретения).

Термомеханический привод позволяет осуществить неразъемное соединение труб в условиях ограниченного доступа к стыкуемым элементам и без применения дорогостоящего оборудования. Однако предусмотренный в устройстве-прототипе в целях привода стержень из материала с памятью формы имеет ограниченные возможности для изменения размера, что не обеспечивает большого усилия обжатия. К тому же развиваемое устройством давление неравномерно по окружности ввиду неидеального контакта сопрягаемых поверхностей.

Изобретение решает техническую задачу повышения величины и равномерности давления, развиваемого обжимным устройством для труб с термомеханическим приводом, при сохранении недорогой в изготовлении и удобной в обслуживании конструкции.

Поставленная задача решается тем, что в обжимном устройстве для труб с термомеханическим приводом, включающем несколько замыкаемых в кольцо сегментов и элементы для соединения соседних концов сегментов с возможностью их взаимного углового перемещения при сборке, согласно изобретению сегменты сформированы из пруткового материала с эффектом памяти формы, причем концы сегментов отогнуты наружу и соединены с соседними посредством охватывающих элементов, преимущественно в виде колец, а для замыкающего звена, преимущественно в виде резьбовой серьги с накладкой, и предусмотрены башмаки, надвигаемые в последней стадии сборки устройства на оба конца соседних сегментов для предотвращения их разгибания.

При осуществлении изобретения ожидается технический результат, совпадающий с существом решаемой задачи.

На фиг.1, 2 и 3 показано предлагаемое устройство в сборе на трубе, с видами на различные элементы.

Изображенное на фиг.1 конкретное устройство, собранное на трубе а, содержит три сегмента 1, 2, 3 круглого сечения с отогнутыми наружу концами. Соседние сегменты 1, 3 и 2, 3 соединены посредством колец 4, охватывающих соответствующие концы сегментов. Сегменты 1 и 2, образующие замыкающее звено при сборке обжимного устройства, соединены резьбовой cерьгой 5 с накладкой 6. Возможному разгибанию концов сегментов в рабочем состоянии препятствуют надвигаемые в последней стадии сборки устройства на оба конца соседних сегментов башмаки (обоймы) 7 и 8, фиксируемые от смещения винтами 9. Для ясности чертежей башмаки на фиг.2 и 3 сняты, и их внешняя конфигурация показана штриховыми линиями.

Показанные на фиг.1, 2, 3 конструкции охватывающих соединительных элементов 4, 5, 6 для соседних концов сегментов являются преимущественными; в рамках изобретения указанные элементы могут выполняться, например, в виде скоб. Подобным образом количество сегментов не исчерпывается показанным на фиг.1, а прутковый материал не обязательно является круглым.

Кольцевые сегменты изготавливают из пруткового материала с памятью формы (например, никелид титана), который при температуре выше точки обратного мартенситного превращения сгибают по диаметру трубы, отгибая концы в обратную сторону, наружу. Затем полученный сегмент охлаждают и деформируют (раздают в радиальном направлении) для возможности сборки устройства на упрочняемом трубчатом участке с небольшим (несколько миллиметров) зазором. После этого производят нагрев сегментов (например, пламенем горелки) до температуры структурного превращения ("вспоминания" формы) материала. При этом длина сегментов сокращается, и происходит стягивание обжимного устройства на трубе. (Специальный нагрев может не понадобиться, если труба предназначена для пропускания горячего продукта). Как показывают расчеты, при диаметре прутка 5 мм давление в месте контакта обжимного устройства с поверхностью трубы достигает величины 500 МПа и более. При остывании устройства оно легко демонтируется и может быть использовано в другом месте.

Как явствует из описания устройства, оно имеет простую конструкцию, недорого в изготовлении и удобно в обслуживании.

Таким образом, ожидаемый от изобретения технический результат подтвержден.

Благодаря большой величине развиваемого контактного давления предлагаемое устройство может использоваться не только для выполнения неразъемных соединений труб (как в решении-прототипе), но также для устранения сварочных деформаций и напряжений. Это расширяет функциональную область обжимного устройства для труб, сообщая ему новое качество по сравнению с прототипом. При упрочнении сварного соединения для получения необходимой зоны контактного давления по обе стороны шва могут устанавливаться несколько предлагаемых устройств.