Способ электрогидроимпульсной запрессовки труб в трубные решетки

 

Использование: при обработке металлов давлением с использованием энергии электрического взрыва проводника, в частности при запрессовке труб в трубные решетки теплообменных аппаратов, а также при соединении маслоподводящих труб с картером двигателя внутреннего сгорания. Сущность изобретения: способ электрогидроимпульсной запрессовки труб включает следующие операции: установку на электроды 1 и токопроводящую вставку 2 центрирующих звездочек 3, выполненных из диэлектрического материала; соединение посредством двух взрывающихся проволочек 4 токопроводящей вставки с электродами; установку собранной "гирлянды" в запрессовываемую трубу 5; заполнение полости трубы рабочей передающей средой 6, например водой; закрытие торцов трубы эластичными пробками 7; установку трубы в отверстия трубных решеток 8, причем две трубные решетки распологают по краям трубы непосредственно над взрывающимися проволочками, а третью трубную решетку располагают посередине между крайними решетками; соединение электродов с токопроводами 9 генератора 10 импульсных токов; подрыв проволочек. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к обработке материалов давлением с использованием энергии электрического взрыва проводника и касается, в частности, запрессовки труб в трубные решетки теплообменных аппаратов, а также соединения маслоподводящих труб с картером двигателя внутреннего сгорания. Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ электрогидроимпульсной запрессовки труб в трубные решетки, включающий следующие операции: установку концов трубы в отверстия трубных решеток, установку в полость трубы токопроводящей вставки, опирающейся на центрирующие изолирующие элементы, установку в трубу с обоих концов взрывающихся проволочек, помещенных в передающую рабочую среду, соединение по одному из концов взрывающихся проволочек со вставкой, и свободных концов с разнополярными выводами источника импульсных токов и одновременный подрыв проволочек. Недостатком данного способа является невозможность запрессовывать трубу одновременно в три и более трубные решетки. Целью изобретения является повышение производительности путем обеспечения одновременной запрессовки трубы в три и более решеток. Поставленная цель достигается тем, что в способе электрогидроимпульсной запрессовки труб в трубные решетки, включающем установку концов трубы в отверстия трубных решеток, установку в полость трубы токопроводящей вставки, опирающейся на центрирующие изолирующие элементы, установку в трубу с обеих концов взрывающихся проволочек, помещенных в передающую среду, соединение по одному из концов проволочек со вставкой, а свободных концов с разнополярными выводами источника импульсных токов и одновременный подрыв проволочек, центрирующие изолирующие элементы выполнены в виде звездочек, перед установкой концов трубы в отверстия трубных решеток посередине трубы устанавливают третью трубную решетку, а перед соединением свободных концов взрывающихся проволочек с источником импульсных токов всю полость трубы заполняют передающей рабочей средой и закрывают эластичными пробками. Возможна также другая последовательность выполнения операций, в частности вначале устанавливают в полость трубы токопроводящую вставку, опирающуюся на звездочки, в трубу с обоих концов устанавливают взрывающиеся проволочки, по одному концу из которых соединяют со вставкой, всю полость трубы заполняют передающей рабочей средой и закрывают эластичными пробками, затем посередине трубы устанавливают трубную решетку, концы трубы устанавливают в отверстия трубных решеток, свободные концы взрывающихся проволочек соединяют с источником импульсных токов и одновременно подрывают проволочки; либо соединение взрывающихся проволочек с токопроводящей, вставкой осуществляют перед установкой последней в полость трубы. На фиг.1 приведена схема запрессовки трубы в три трубные доски; на фиг. 2 - схема запрессовки в пять трубных досок. Способ электрогидроимпульсной запрессовки труб в трубной решетке включает следующие операции. Установка на электроды 1 и токопроводящую вставку 2 центрирующих изолирующих элементов 3, выполненных в виде звездочек. Соединение посредством двух взрывающихся проволочек 4, например, при помощи пайки, между собой токопроводящей вставки 2 и электродов 1, причем вставка располагается между электродами. Размещение собранной "гирлянды" в запрессовываемую трубу 5, наполнение полости трубы рабочей передающей средой 6, например водой. Закрытие торцов трубы эластичными пробками 7. Установка трубы в отверстия трубных решеток опоры 8, причем две трубные решетки располагаются по краям трубы непосредственно над взрывающимися проволочками, третья трубная решетка располагается посередине между ними. Соединение электродов механическим способом с токоподводами 9 генератора импульсных токов 10. Осуществление подрыва проволочек. При включении генератора импульсных токов 10 происходит взрыв проволочек 4 и образование двух ударных волн высокого давления, которые распространяются как в радиальном, так и в осевом направлениях. Радиальное давление волны деформирует трубу 5 в крайних опорах 8. Волны, возникающие от взрыва проводников, перемещаясь в осевом направлении навстречу друг другу, встречаются на расстоянии 1/2 от взрывающихся проволочек 4, происходит их взаимодействие, обеспечивающее деформацию трубы 5 и ее запрессовку в среднюю опору 8. П р и м е р. Эксперименты производились на установке ГИТ 10-20/400-У4 запасаемой энергией до 40 кДж. Деформируемая труба бралась длиной L = 1100 + 30 мм, диаметром D = 30 мм, толщина стенки h = 1 мм, стальная, бесшовная. Электроды и токопроводящая вставка - латунь, диаметром d₁ = 8 мм. Длина взрывающихся проволочек равнялась преимущественно ширине опор, диаметр d₂ = 0,7 + 0,9 мм. Рабочее напряжение U_o = 4 кВ. При увеличении напряжения возникает необходимость применения в устройстве диэлектрической оболочки. В качестве передающей рабочей среды бралась вода. Проведенная экспериментальная проверка показала, что система эффективно работает, если расстояние между соседними опорами удовлетворяет неравенству 2D ≅l≅ 15D, где l - расстояние между серединами проволочек; D - диаметр трубы. При l ≅ 2D взаимодействие двух волн высокого давления от соседних взрывающихся проволочек (в месте их встречи) вызывает разрушение трубы, если l ≥ 15D запрессовка трубы в опоре, где развальцовка трубы обеспечивается за счет взаимодействия волн высокого давления, не происходит из-за необратимых потерь энергии взрывной волной при осевом ее перемещении. Предлагаемый способ позволяет при двух взрывающихся элементах запрессовывать одновременно трубу в трех местах. Возможно также производить запрессовку в труднодоступном месте. При необходимости производить запрессовку больше чем в трех местах, увеличивается число взрывающихся проволочек в соответствии с формулой N = 2n - 1, где N - число опор; n - число проволочек.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ЭЛЕКТРОГИДРОИМПУЛЬСНОЙ ЗАПРЕССОВКИ ТРУБ В ТРУБНЫЕ РЕШЕТКИ, включающий следующие операции: установку концов трубы в отверстия трубных решеток, установку в полость трубы токопроводящей вставки, опирающейся на центрирующие изолирующие элементы, установку в трубу с обеих концов взрывающихся проволочек, помещенных в передающую рабочую среду, соединение по одному из концов проволочек со вставкой, а свободных концов с разнополярными выводами источника импульсных токов и одновременный подрыв проволочек, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности путем обеспечения одновременной запрессовки трубы в три решетки, центрирующие изолирующие элементы выполнены в виде звездочек, перед установкой концов трубы в отверстия трубных решеток посередине трубы устанавливают третью трубную решетку, а перед соединением свободных концов взрывающихся проволочек с источником импульсных токов всю полость трубы заполняют передающей рабочей средой и закрывают эластичными пробками. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что вначале устанавливают в полость трубы токопроводящую вставку, опирающуюся на звездочки, в трубу с обеих концов устанавливают взрывающиеся проволочки, по одному из которых соединяют со вставкой, всю полость трубы заполняют передающей рабочей средой и закрывают эластичными пробками, затем посередине трубы устанавливают трубную решетку, концы трубы устанавливают в отверстия трубных решеток, свободные концы взрывающихся проволочек соединяют с источником импульсных токов и одновременно подрывают проволочки. 3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что соединение взрывающихся проволочек с токопроводящей вставкой осуществляют перед установкой последней в полость трубы.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2