Установка для раздачи труб паром

рц 555950 ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социвлистических Республик) 2181015/27 22) Заявлено 13.10.7 с присоединением заявки3) Приоритетубликовано 30.04.77, Бюллетень1 осударствениыи комете Совета Министров СССР оа деоам. изобретенийи открытий(54) УСТАКОВКА ДЛЯ РАЗДАЧИ ТРУБ П Изобретение относится к области раздачи труб.Б большинстве известных конструкций установок для производства труб раздачей деформации подвергается холодная труба, а в качестве рабочего тела используется вода при нормальной температуре. При таких условиях конструктивное решение узла подвода воды к полости уплотненной по концам трубной заготовки, даже если вода подается под давлением 3000 в 35 атм (как это необходимо для гидрораздачи), и отвода воды из полости розданной трубы не вызывает больших труднос.тей.Однако с точки зрения простоты конструкции всей установки и расширения обрабатываемого сортамента по маркам стали и размерам труб целесообразней использовать установки для раздачи труб при температурах горячей пластической деформации с использованием эффекта парообразовання воды, подаваемой в полость нагретой заготовки,Известно также устройство для горячей раздачи труб паром, включающее раскрывающуюся матрицу со сменными вставками, узел уплотнения трубы с коническими пробками, систему подачи воды в полость трубы, станину для размещения всех узлов, причем матрица не имеет жесткого крепления на станине, является плавающей, а из двух конических уп(лотняющих пробок одна имеет гидропривод перемещения, вторая же, через которую осуществляется подача воды для пароооразования и раздачи, закреплена на станине непод вижно.Описанная конструкция позволяет вполнеудовлетворительно решать задачу горячей раздачи труб среднего диаметра (до 500 мм) и ограниченной длины (до 3 м), Когда речь идет 10 о раздаче труб диаметром до 1300 мм и длиной 6 - 7 м, необходимых, например, для тепловой и атомной энергетики, простота конструкции стационарного одностороннего подвода вступает в противоречие с качеством труб.15Несмотря на использование предварительного нагрева воды до параметров, близких к критическим, существенно улучшающего условия теплообмепа в трубе, повышающего ка чество изделия и сокращающего расход рабочего тела на процесс, для раздачи таких труб необходимое количество воды составляет 100 - 250 кг. Такое количество воды необходимо подать в трубу быстро (ннтенсивность по дачи 40 - 50 кг/сек), обеспечивая высококачественное распыливание. Последнее решается использованием многосопловой конструкции (с малыми диаметрами сопл) узла ввода воды при давлении перед соплами 300 - 30 350 кг/см.55 бО 65 Однако при одностороннем вводе воды в трубу размер поперечного сечения потока воды с учетом ее расширения за пределами сопла вследствие испарения становится соизмеримым с размером внутреннего диаметра труоы. Зто приводит к непосредственному контакту активного участка струи со стенкой трубы и интенсивному охлаждению последней. При повышении плотности среды в трубе дальнобойкость струй уменьшается и процесс испарения воды будет происходить преимущественно на участке трубы в районе ввода воды, что приведет к его преимущественному охлаждению и, как следствие, неравномерной раздаче трубы по длине.Таким образом, для длинных труб необходим двусторонний подвод рабочего тела. Это выдвигает ряд требований, которым устройство, выбранное в качестве прототипа, не удовлетворяет, поскольку в нем не решены вопросы двустороннего подвода рабочего тела высоких параметров через подвижные уплотняющие пробки; эксплуатационной надежности узлов уплотнения и узлов подвода рабочего тела, работающих в условиях термоциклирования, и удаления значительных количеств перегретого пара из трубы после раздагн перед разуплотнением.Целью изобретения является улучшение качества труб и обеспечение надежности узлов подачи рабочего тела.Указанная цель достигается тем, что в подвижном уплотняющем конусе выполнено отверстие, а узел подачи в трубу горячей воды выполнен в виде входящей в отверстие конуса неподвижной форсунки со скользящей сопловой головкой и тремя концентрично расположенными каналами: центральным с радиальными отверстиями, средним - паровыпускным и периферийным, выполненным в виде трубы-рубашки, образующей с корпусом форсунки щель для подачи охлаждающей воды. Для плавного безударного сбрабатывания сопловой головки в канале подачи воды высоких параметров имеются отверстия, суммарная площадь которых меньше площади отверстий в сопловой головке в 1,3 - 1,5 раза. Отверстия в канале подачи воды высоких параметров выполняют роль тормоза, так как не давая при удалении пара из трубы мгновенно снизиться давлению в области форсунки, обеспечивают плавное отведение сопловой головки в положение выпуска пара.На фиг. 1 изображена схема установки для раздачи труб паром; на фиг, 2 - узел подачи горячей воды под высоким давлением.Установка содержит раскрывающуюся матрицу 1, в которую устанавливается заготовка; подвижные уплотняющие конусы 2, обеспечивающие развальцовку концов заготовки, их прижатие к торцам матрицы 1 и герметизацию внутренней полости заготовки; узел 3 подготовки воды (подогрева ее до 350 С при 350 косм); неподвижный узел 4 подачи воды 5 о 15 2,) 25 33 35 40 45 50 в полость заготовки, проходящей через подвижные уплотняющие конусы 2.Узел подачи воды, состоящий из корпуса форсунки 5, в центре которого проходит центральный канал 6 подачи воды, на конец которого надета подвижная сопловая головка 7 с отверстиями 8 для впрыска воды в трубу, В центральном канале подачи воды имеются отверстия 9 для регулировки скорости движения сопловой головки.В корпусе узла подачи воды имеется седло 10, на которое садится сопловая головка в крайнем положении.Между корпусом форсунки 5 и каналом б подачи воды расположены средний - паровыпускной канал 11 и периферийный канал 12 подачи охлаждающей воды.Паровыпускной канал 11 связан с уплавляемым клапаном 13, имеющим большое проходное сечение для быстрого отвода пара из трубы.На входе в центральный канал б подачи воды установлен гидроклапан 14, обеспечивающий быструю подачу рабочего тела (воды высоких параметров) в трубу и своевременное прекращение подачи.Периферийный канал 12 подачи охлаждающей воды образован стенкой корпуса форсунки 5 и трубой 15, закрепленной на стенке корпуса с внутренней стороны.В зоне расположения канала 12 подачи охлаждающей воды на корпусе узла нодачи воды выполнено подвижное сальниковое уплотнение 1 б, охлаждаемое водои, поступающей в канал 12. Подвижное сальниковое уплотнение 1 б обеспечивает герметичность полости трубы при движении подвижных уплотняющих конусов 2 по неподвижному узлу подвода воды.Установка работает следующим образом.Нагретую до температуры горячей пластической деформации заготовку помещают в раскрытую матрицу 1, после чего матрицу закрывают, сводят подвижные уплотняющие конусы 2 до развальцовки концов заготовки, их надежного защемления между конусными уплотнениями и торцами матрицы, герметизации полости заготовки. Затем в полость заготовки через неподвижный узел 4 подачи воды высоких параметров подают необходимую для раздачи воду, предварительно нагретую в узле 3 подготовки воды,При парообразовании воды и росте давления происходит деформация трубы-заготовки до величины, определяемой размерами полости раскрывающейся матрицы 1. Затем перегретый пар из полости розданной трубы отводится через узел 4 подачи воды в сторону от установки горячей раздачи, давление в полости трубы снижается до атмосферного, подвижные уплотняющие конусы 2 отводятся от трубы, скользя по неподвижным узлам 4 подачи воды, труба извлекается из матрицы и поступает на отделку,5Узел подачи воды работает следующим образом.После герметизации полости заготовки подвижными уплотняющими конусами 2 открывается гидроклапан 14 и вода высоких параметров (Р=.350 кг(см, 1= 350 С)поступает в центральный канал 6 подачи воды, Пройдя по каналу 6, вода перемещает сопловую головку 7 в положение, при котором она садится на седло 10, отделяя полость трубы от паровыпускного канала 11. Вода, прошедшаячерез канал 6 и отверстия в сопловой головке, попадает в полость трубы, парообразуется, а затем образовавшийся пар перегревается за счет использования тепла трубы. 11 осле подачи заданной порции воды гидроклапан 14 закрывает доступ воды в канал подачи воды. Давление в раздаваемой трубе, в центральном канале 6 подачи воды и в паровыпускном канале 11 выравнивается благодаря наличию отверстий 8 в сопловой головке и ре. гулирующих отверстий 9 в центральном канале 6.После раздачи трубы открывается управляемый клапан 13, имеющий большое проходное сечение, и пар из полости паровыпускного канала 11 и канала 6 подачи воды уходит на слив. При этом возникающий перепад давлений между полостью трубы и внутренними каналами устройства для подачи воды заставляет сопловую головку 7 перемещаться в сторону центрального канала 6 подачи воды и открывать кольцевую щель большого сечения для беспрепятственного выхода значительного количества пара из трубы в паровыпускной канал 11, а из него через уплавляющий клапан 13 - на слив. Для обеспечения безударного перемещения сопловой головки регулирующие отверстия 9 в центральном канале 6 имеют в 1,3 - 1,5 раза меньшую суммарную площадь сечения, чем сечение сопловой головки, что не позволяет при открывании управляемого клапана 13 давлению в полости центрального канала 6 подачи воды резко упа,сть,Для предотвращения отрицательного воздействия больших количеств пара, перегретого до температуры 500 - 700 С па надежность работы каналов и клапанов узла подачи воды и сальникового уплотнения 16, обеспечивающего подвижное и одновременно герметичное соединение узла подачи воды (фиг, 2) и подвижных уплотняющих конусов 2, навстречу потоку выпускаемого пара подается охлаждающая вода. В зоне расположения сальниковогоуплотнения охлаждающая вода проходит попериферийному каналу 12, интенсивно охлаждая элементы уплотнения и выгекая навстречу пару, смешивается с ним, снижая температуру продуктов выброса.11 осле снижения давления в трубе до атмосферного подвижные уплотняющие конусыотходят от концов трубы, и последняя посту 10ает на отделку.1 аким образом, конструкция узла подачиводы предполагает как подвод воды высокихпараметров в полость трубы, так и отвод перегретого пара при обеспечении высокой эксплу 15 атационной надежности всех элементов узла,11 редлагаемое конструктивное решение установки для Горячей раздачи труо паром сподаи воды использованоЦентральным Гипромезом при проектировании опытно-промышленного участка горячейраздачи труб цеха оесшовных труо большогодиаметра 1 аганрогского металлургическогозавода,По данным Центрального Гипромеза использование технологии, реализуемой с помощью описанной установки, даст экономический эффект около 9,5 млн. руб, при объеме производства 14 тыс, тонн труб в год. Формула зобретения1. Установка для раздачи труб паром, содержащая раскрываощюся матрицу для установки трубы, подвижные уплотняющие конусы, узлы подачи в руоу воды под давлеи с высокОЙ тем.,ератрой, о Гличаощаяся гем, что, с целью повышения качесгва раздачи и надежности установки, в подвижном уплотняющем конусе выполнено от верстие, а узел подачи в трубу горячей водывыполнен в виде входящей в отверстие конуса неподвижной форсунки со скользящей соп- лОВОЙ ГОлОВкОЙ и тремя концентрично располокенными каналами: центральным с радиальными отверстиями, средним - паровыпу скпыз и перирериипым, Выполненным В Виде трубы-рубашки, образующей с корпусом форсунки щель для подачи охлаждающей воды.2. Установка по п. 1, отличающаясятем, что, с целью плавного срабатывания сопловой головки, суммарная площадь радиальных отверстий в стенке центрального канала меньше площади выходного сечения сопловой головки в 1,3 - 1,5 раза,555950 Составитель И. Капитонованова Техред Е. Хмелева Корректор Т. Добровольская и Н, Ау едакто ПодписиР аз ппографпя, пр. Сапунова, 2/7 Изд,394ЦНИИПИ Государственного комипо делам изобретен113035, Москва, Ж, Р Тираж 1077тета Совета Министровий и открытийаушская наб., д. 4/5