RU2468878C1

RU2468878C1 - Device for making fluted tubes

Info

Publication number: RU2468878C1
Application number: RU2011114307/02A
Authority: RU
Inventors: Сергей Владимирович Паршин
Priority date: 2011-04-12
Filing date: 2011-04-12
Publication date: 2012-12-10
Also published as: RU2011114307A

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention relates to metal forming, particularly, to production of tubes. Forming assembly comprises cylinder to generate working force and pressure feed system with control elements. Said cylinder may be fitted inside the rube to displace therein. Note here that said forming element is composed of metal membrane engaged with one or several forming annular ledges. Note also that said metal membrane is secured to cylinder body to bend outward at pressure so that said annular ledges turn to penetrate into tube from inside.

EFFECT: expanded performances.

2 dwg

Description

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, а именно к производству профильных труб.The invention relates to the field of metal forming, in particular to the production of shaped pipes.

Известно устройство для гофрирования обечаек по патенту РФ 2121406 С1, описывающее решение, позволяющее профилировать гофрированные трубы на давильно-обкатных станках. Устройство осуществляет профилирование при помощи торообразных роликов на разъемной оправке с волнистым наружным профилем.A device for corrugating shells according to the patent of the Russian Federation 2121406 C1 is described, which describes a solution that allows you to profile corrugated pipes on pressure-rolling machines. The device carries out profiling using toroidal rollers on a split mandrel with a wavy outer profile.

Недостатком устройства является относительно низкая скорость профилирования (т.к. каждая из гофр профиля формуется за один оборот устройства), кроме того, получение некоторых видов профиля, например прерывистого, является затруднительным, а регулировка глубины профилирования требует замены оправки.The disadvantage of this device is the relatively low profiling speed (since each of the corrugations of the profile is formed in one revolution of the device), in addition, obtaining some types of profile, for example intermittent, is difficult, and adjusting the depth of profiling requires replacing the mandrel.

Известно также устройство для формования радиально-гофрированных труб сильфонного типа, приведенное в патенте РФ 2176941 С2 от 20.12.2001. Устройство содержит разъемную по оси матрицу, на внутренней поверхности которой выполнены выступы и впадины, повторяющие профиль сильфона, и пуансон, в боковых поверхностях которого выполнены кольцевые пазы с эластичными формующими элементами, расположенными в них и связанными радиальными и осевым каналами с источником давления. При этом количество эластичных формующих элементов равно количеству впадин на матрице.Also known is a device for forming radially corrugated pipes of the bellows type, is shown in the patent of the Russian Federation 2176941 C2 from 12.20.2001. The device contains an axially detachable matrix, on the inner surface of which protrusions and depressions are made that repeat the profile of the bellows, and a punch, in the lateral surfaces of which annular grooves are made with elastic forming elements located in them and connected by radial and axial channels with a pressure source. The number of elastic forming elements is equal to the number of depressions on the matrix.

Недостатками устройства является наличие упругих элементов, имеющих малую стойкость и прочность, что ограничивает применимость устройства получением труб с гофрами небольшой высоты и плавного профиля. Кроме того, низкая прочность упругих элементов из резины приводит к повышенной стоимости профилирования из-за необходимости относительно частой замены упругих элементов, имеющих сложную конфигурацию. Получение труб большой протяженности затруднительно или невозможно.The disadvantages of the device is the presence of elastic elements having low resistance and strength, which limits the applicability of the device to obtain pipes with corrugations of small height and a smooth profile. In addition, the low strength of the elastic elements from rubber leads to an increased cost of profiling due to the need for relatively frequent replacement of elastic elements having a complex configuration. Obtaining pipes of long length is difficult or impossible.

В качестве прототипа принято устройство для гофрирования труб по патенту РФ 2148458 от 17.08.1998, содержащее оправку для установки трубной заготовки и формующий узел, включающий эластичный пуансон, силовой цилиндр для создания рабочего усилия на пуансоне, профильную разъемную матрицу, механизм последовательной подачи трубной заготовки с силовым цилиндром, гидросистему с элементами управления и ряд вспомогательных механизмов.As a prototype, a device for corrugating pipes according to the patent of the Russian Federation 2148458 from 08.17.1998 was adopted, containing a mandrel for installing a tube billet and a forming unit including an elastic punch, a power cylinder for creating a working force on the punch, a profile split matrix, a sequential feed tube feeding mechanism with a power cylinder, a hydraulic system with controls and a number of auxiliary mechanisms.

К недостаткам прототипа относится сложность механизма, имеющего отдельные узлы для получения предварительного и окончательного профиля, что снижает надежность устройства в целом. Кроме того, предварительное профилирование осуществляется упругим элементом при значительных его деформациях, что позволяет предположить его низкую стойкость при многократных операциях профилирования.The disadvantages of the prototype include the complexity of the mechanism, which has separate nodes for obtaining a preliminary and final profile, which reduces the reliability of the device as a whole. In addition, preliminary profiling is carried out by an elastic element with significant deformations, which suggests its low resistance to multiple profiling operations.

Задачей изобретения является создание устройства, имеющего повышенную стойкость профилирующего инструмента, упрощенную конструкцию и несложную настройку на требуемый размер профиля и при этом имеющего возможность получения гофрированных труб и сильфонов из гладких трубных заготовок различных диаметров при обеспечении широкого сортамента готовой продукции.The objective of the invention is to provide a device having increased resistance of the profiling tool, simplified design and simple adjustment to the required profile size and at the same time having the ability to obtain corrugated pipes and bellows from smooth tube blanks of various diameters while providing a wide range of finished products.

Задача решается созданием устройства для получения гофрированных труб, содержащего формующий узел, включающий цилиндр для создания рабочего усилия и профилирующий элемент, а также систему подачи давления с элементами управления.The problem is solved by creating a device for producing corrugated pipes containing a forming unit, including a cylinder for creating a working force and a profiling element, as well as a pressure supply system with control elements.

Новым в устройстве является то, что корпус цилиндра выполнен с возможностью установки в трубу и перемещения, при этом профилирующий элемент выполнен в виде металлической мембраны и связанных с ней одним или несколькими профилирующими кольцевыми выступами, причем металлическая мембрана закреплена на корпусе упомянутого цилиндра с возможностью ее изгибания наружу под действием давления для обеспечения поворота упомянутых профилирующих кольцевых выступов и их внедрения изнутри в трубу.New in the device is that the cylinder body is configured to be installed in the pipe and moved, while the profiling element is made in the form of a metal membrane and associated with it one or more profiling ring protrusions, and the metal membrane is mounted on the body of the said cylinder with the possibility of bending outwardly under pressure to rotate said profiled annular protrusions and integrate them from the inside into the pipe.

Приведенное техническое решение позволяет получать гофрированные трубы с различной глубиной профиля и формой гофр, прерывистым профилем, канавками переменной глубины, а также с произвольным чередованием гофрированных и гладких участков на трубе. При этом перенастройка устройства на новую глубину профиля производится регулировкой давления в полости цилиндра.The above technical solution allows to obtain corrugated pipes with different profile depths and corrugations, intermittent profiles, variable depth grooves, as well as with arbitrary alternation of corrugated and smooth sections on the pipe. In this case, the device is reconfigured to a new profile depth by adjusting the pressure in the cylinder cavity.

Устройство показано на фиг.1 (исходное состояние - при установке в трубу и перемещении) и фиг.2 (рабочее состояние).The device is shown in figure 1 (initial state - when installed in the pipe and moving) and figure 2 (operating state).

Устройство (фиг.1, 2) содержит корпус цилиндра 1 с фиксирующей гайкой 2, посредством которой на корпусе герметично закреплена (например, посадкой на конус) металлическая мембрана 3 и связанные с ней профилирующие кольцевые выступы 4. Корпус цилиндра крепится к полой штанге 5 для перемещения по профилируемой трубе 6. С целью снижения рабочего давления, и если это допустимо по требованиям к готовой трубе, выступы 4 могут быть выполнены разрезными в виде цанги, что снижает их сопротивление при изгибе металлической мембраны 3.The device (Figs. 1, 2) comprises a cylinder body 1 with a fixing nut 2, by means of which a metal membrane 3 and associated profiling ring protrusions 4 are hermetically fixed to the body (for example, landing on a cone). The cylinder body is attached to the hollow rod 5 for movement along the profiled pipe 6. In order to reduce the working pressure, and if this is permissible according to the requirements for the finished pipe, the protrusions 4 can be made split in the form of a collet, which reduces their resistance to bending of the metal membrane 3.

Устройство для получения гофрированных труб работает следующим образом. При помощи перемещения штанги 5 устройство подается к месту профилирования. После правильного позиционирования устройства в полость цилиндра подается давление жидкости или газа. При этом металлическая мембрана 3 под действием давления изгибается наружу, а связанные с ней профилирующие выступы 4 поворачиваются и внедряются в профилируемую трубу 6 изнутри, образуя кольцевой выступ на ее стенке. Регулируя величину давления в цилиндре, возможно управлять глубиной профилирования, а сменой профилирующего узла (мембраны 3 с выступом 4) - форму готовой трубы. После завершения профилирования одного профильного элемента давление в полости цилиндра снижают и перемещают устройство на штанге 5 в новое положение, после чего процесс повторяется. Профилирование может осуществляться как в низкоскоростном (подача давления - снятие давления - перемещение и т.д.), так и в высокоскоростном режиме (пульсирующее давление в цилиндре и синхронизированное с пульсациями перемещение устройства относительно трубы, например, при помощи шаговых приводов). Кроме того, при профилировании коротких участков может использоваться способ профилирования трубы предлагаемым устройством с применением наружной разъемной матрицы.A device for producing corrugated pipes works as follows. By moving the rod 5, the device is fed to the site of profiling. After the device is correctly positioned, liquid or gas pressure is supplied to the cylinder cavity. In this case, the metal membrane 3 under the action of pressure bends outward, and the associated profiling projections 4 are rotated and embedded in the profiled pipe 6 from the inside, forming an annular protrusion on its wall. By adjusting the pressure in the cylinder, it is possible to control the profiling depth, and by changing the profiling unit (membrane 3 with protrusion 4) - the shape of the finished pipe. After the profiling of one profile element is completed, the pressure in the cylinder cavity is reduced and the device on the rod 5 is moved to a new position, after which the process is repeated. Profiling can be carried out both in low speed (pressure supply - pressure relief - displacement, etc.), and in high speed mode (pulsating pressure in the cylinder and moving the device relative to the pipe synchronized with pulsations, for example, using step drives). In addition, when profiling short sections, the method of profiling a pipe by the proposed device using an external split matrix can be used.

В отличие от устройств, включающих профилирование роликом, имеется возможность получения прерывистого профиля, профиля со сложным рисунком. Кроме того, от устройств с применением упругих элементов предлагаемую конструкцию выгодно отличает повышенная стойкость профилирующего элемента, а также возможность получения профиля с резкими очертаниями. Положительным отличием от устройств, обеспечивающих профилирование на оправке или в матрице, является возможность получения гофрированных труб и сильфонов большой протяженности, ограниченной лишь длиной полой штанги.In contrast to devices that include roll profiling, it is possible to obtain an intermittent profile, a profile with a complex pattern. In addition, from devices using elastic elements, the proposed design compares favorably with the increased resistance of the profiling element, as well as the possibility of obtaining a profile with sharp outlines. A positive difference from devices that provide profiling on the mandrel or in the matrix is the possibility of obtaining corrugated pipes and bellows of great length, limited only by the length of the hollow rod.

В целом преимуществами предложенного устройства являются высокая универсальность по форме получаемых выступов, их глубине, протяженности трубы, применяемым материалам трубы, достаточная производительность устройства при использовании высокоскоростных приводов перемещения и устройств для подачи давления, возможность получения на трубе произвольно чередующихся профильных и непрофилированных участков, что может быть важно при использовании продукции в качестве теплообменных труб.In general, the advantages of the proposed device are its high versatility in the shape of the protrusions obtained, their depth, length of the pipe, used pipe materials, sufficient device performance when using high-speed displacement drives and pressure feeding devices, and the possibility of obtaining randomly alternating profile and non-profiled sections on the pipe, which can be important when using products as heat transfer tubes.

Claims

A device for producing corrugated pipes, comprising a forming unit including a cylinder for generating a working force and a profiling element, as well as a pressure supply system with control elements, characterized in that the cylinder body is configured to be installed in the pipe and moved, while the profiling element is made in in the form of a metal membrane and associated with it one or more profiling annular protrusions, and the metal membrane is mounted on the housing of the said cylinder with the possibility of it from Iban outwardly under the action of pressure to ensure the rotation of said profiling annular projections and their introduction inside the pipe.