Способ изготовления теплообменной трубы

 

Изобретение относится к обработке металлов давле(ием и может быть использовано в энергетическом маншностроении нри создании тенлообменны.х аппаратов. Цель - уменьшение расхода .металла и повькиение те.хнологичности. При изготовлении тенло обменной трубы с внутренним оребрением ее сердечник изготавливают из листовоГ1 полосы шириной, paBHoii внутреннему диаметр гладкостенной трубчатой заготовки. На кромки полосы наносят надрезы не менее, чем до половины ее ширины, с одинаковым шагом. Надрезы одной кромки смещают относительно надрезов другой на половину тага. Сердечник 1 размеш.ают внутри заготовки 2. Затем, последовательно пере.ходя от одного сегмента сердечника к другому, сердечник прикрепляют к внутренней поверхности заготовки, одновременно вращая ненрикренле.нную часть сердечника и заготовку относительно друг друга вокруг их об- П1ей продольной оси 3. При изготовлении трубы с внутренним и наружным оребрением прикрепление сердечника к внутренней пове)хности заготовки совмещают с прикреп- ,1ением к ее наружной понер.чности спиральпого оребрения. При этом внутреннее и наружное оребрения прикрепляют обжатием внулреннего и нриваркой наружного, обжатием внутреннего и натяжением с закреплением концов наружного оребрения. 1 з.п. (})-лы, 5 и.т. с S

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU „„1409388 А 1 (su 4 В 21 D 53 04 F 28 Е 1,16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг. 2

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 4144596(3 -27 (22) 09,09.86 (46l 15.07.88, Бк . ¹ 26 (71) Институт те нич(ской теплофизики

AH УССР (72) В. В. Трепу1нев, A. A. Кривешко, Б. H. Кесельман, С. Г. Маневич, О. A. Лнгол, М.:1. Гавриш и В. В. Менделеев (53) 621.565.94.002 2(088.8) (56) Патент СССР, и 724092, кл, Е 28 Е 1,16, 197! (54) СНОС()Ь 113ГОТОВ,1ЕНИЯ ТЕПЛООБ.ЧЕННОИ ТРУБЫ (57) Изобретение относится к обработке металлов давлениеч и может быть использовано в энергегич ско (чашиностроении при создании теплообменны аппаратов. Цель— у ченьшение расхода металла и повышение технологичности. 11ðè изготовлении теl<ëîобменной трубы с внутренним оребрением ее сердечник пзг< тавливак т из листовой полосы ширинои, равн«й внутреннему диаметpi гладкостенной трубчатой заготовки. Hd кромки полосы наносят надрезы не менее, (ем .Iо половины ее ширины, с одинаковым ша(ом. Надрезы одной кромки смещают относительно надрезов другой на половину ша(а. Сердечник 1 размещают внутри заготовки 2. Затем, последовательно пере одя

<и одного сегчента сердечника к другому, с(рдечник прикрепляют к внутренней попер(ности заготовки, одновременно вращая неприкрепленную часть сердечника и загоT()Hk) относительно друг друга вокруг и(общей продольнои оси 3. При изготовлении трубы с внутреннич и HHpb кныч оребрением прикрепление сердечника к внутренней поверхности заготовки совмещают с прикреплениеч к ее наружной поверхности спиральн<по оребрения. 11ри этом внутреннее и нар1 жное оребрения прикрепляют обжатием вну1реннегo и приваркой наружного, обжатиеч внутреннего и натяжением с закреплением концов нарi жного оребрения. 1 з.fk (!)-.!ы, 5 ил.

1409388

1

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в энергетическом машиностроении и химической промышленности для изготовления теплообменников.

Цель изобретения — повышение технологичности и снижение металлоемкости.

На фиг. 1 изображен сердечник (с надрезами), изготовленный по предлагаемому способу, перед размещением в трубчатой заготовке; на фиг. 2 и фиг. 4 — варианты теплообменной трубы, изготовленной по предлагаемому способу, с условно непокаэанной частью заготовки; на фиг. 3 и фиг. 5 — сеченияА — А, Б — Би  — В на фиг.2и4.

Способ осуществляют следующим образом.

Сердечник 1 теплообменной трубы изготавливают из листовой полосы шириной, равной внутреннему диаметру гладкостенной трубчатой заготовки, для чего на кромки полосы с одинаковым шагом наносят надрезы не менее чем до половины ее ширины, причем надрезы одной кромки смещают относительно надрезов другой на половину шага. Сердечник 1 размещают внутри заготовки 2. 3атем, последовательно переходя от одного сегмента сердечника к другому, сердечник прикрепляют к внутренней поверхности заготовки, одновременно вращая неприкрепленную часть сердечника и заготовку друг относительно друга вокруг их общей продоль ной оси 3.

П ри крепление сердечника к внутренней поверхности заготовки осуществляют различными способами: обжатием заготовки, выдавливанием на ее наружной поверхности канавок с образованием выступов на внутренней, при варкой или другим способом, обеспечивающим тепловой контакт сердечника с внутренней поверхностью заготовки.

При изготовлении трубы с внутренним и наружным оребрением прикрепление сердечника к внутренней поверхности заготовки совмещают с прикреплением к ее наружной поверхности спирального оребрения. При этом возможны различные комбинации способов прикрепления внутреннего и наружного оребрения: обжатием — внутреннего и при вар кой — на руж ного, при варкой — внутреннего и приваркой — наружного, обжатием — внутреннего и натяжением с закреплением концов — наружного и т.п.

Предлагаемый способ позволяет с высокой степенью механизации при простой технологии изготавливать теплообменные трубы с внутренним и двухсторонним оребрением, обладающие пониженной металлоемкостью в сравнении с трубами, изготовленными как по технологии прототипа, так и по традиционной технологии изготовления сплошных труб с внутренним оребрением методом экструзии. Необходимо отметить также, что

55 метод экструзии, используемый для изго товления сердечников или самих труб с внутренним оребрением, применим лишь к сравнительно дорогим высокопластичным материалам (медь, алюминий) и потому сфера применения таких труб ограничена. Кроме того, способ позволяет изготавливать стальные трубы с внутренним оребрением, что значительно расширяет эту сферу, приводя в конечном счете к экономии металла, поскольку оребренные трубы из-за развития поверхности теплообмена обеспечивают его высокую интенсивность.

Трубы, изготавливаемые предлагаемым способом, имеют меньшую поверхность внутреннего оребрения (она равна удвоенной площади диаметрального сечения трубы) в сравнении с трубами, имеющими сплошной ребристый сердечник (в 1,5 — 3 раза). Однако, как показывают расчеты, подтверждаем ые эксперим ентом, это с избытком компенсируется высокой интенсивностью теплообмена при обтекании одиночных сегментов сердечника трубы, изготовленной по предлагаемому способу, в сравнении с обтеканием сплошного продольного ребра, что связано с повышением интенсивности теплообмена при уменьшении длины пути обтекания, обусловленным уменьшением толщины пограничного слоя.

Важным преимуществом оребренных труб, изготовленных по предлагаемому способу, является возможность перемешивания жидкости, текущей в разных межреберных каналах. Отсутствие такого перемешивания в трубах с внутренним оребрением, образованным сердечником со сплошными ребрами, может серьезно ухудшать интенсивность теп лообмена при неравномерном по периметру обогреве (охлаждении) трубы.

Последовательность операций при изготовлении оребренных труб по предлагаемому способу позволяет одновременно с прикреплением сердечника к внутренней поверхности выполнять прикрепление наружного спирального оребрения. Преимуществом этого способа является возможность в широком интервале варьировать степень наружного оребрения вплоть до значений, недостижимых при способе формирования наружных ребер выдавливанием из тела заготовки (как по прототипу), и представляющих большой практический интерес. Существенно и то, что наружные ребра при этом оказывается возможным выполнять стальными, тогда как в способе по прототипу как заготовка, так и ребра, формируемые иэ ее тела, должны быть иэ высокопластичного металла (медь, алюминий) .

Пример. Иэ листовой м еталлической (например, стальной) полосы толщино" d, равной необходимой толщине внутренних ребер, и шириной Ь, равной внутреннему диамет1409388 ру Й гладкостенной цилиндрической заготовки, с отрицательным допуском, обеспечивающим свободное вращение полосы внутри заготовки (например, по одовой посадке) вокруг продольной оси, изготавливают сердечник. Для этого обе продольные кромки полосы надрезают не менее чем до половины ширины полосы (например, длина надреза равна ЬI2+ о) с одинаковым шагом

S надрезов, равным необходимой длине отдельного ребра (например, S = dtt„)2). При этом надрезы одной кромки смещают вдоль продольной оси полосы на величину, равную S/2 — половине шага надрезов. Длина сердечника равна длине трубы-заготовки.

Изготовленный таким образом сердечник 15

1 полностью размещают внутри заготовки 2, после чего приступают к прикреплению сердечника к внутренней поверхности заготовки. Для этого, например, обжимакл заготовку путем обкатки ее наружной поверхности роликами. Прикрепление может выполняться также любым иным способом, обеспечиваюгцим тепловой контакт кромок сердечника с внутренней поверхностью заготовки: приваркой, выдавливанием на наружной поверхности заготовки впадин с 25 образованием на внутренней выступов, фиксируюгцих сегменты сердечника и т.п. Прикрепление сердечника к внутренней поверхности заготовки осуществляют посегментно, последовательно переходя or одного конца трубы к другому. Одновременно непрнкрепленную часть сердечника и заготовку вращают друг относ пельно друга вокруг Нх общей продольной оси 3. Вращение неприкрепленной части сердечника осуществляют, например, с помощью водила. охватывающего эту часть внутри заготовки. Привод водила кинем атически связан с и риводом роликов, обжимающих трубу, так, чтобы продольная скорость перемещения по трубе границы между неприкрепленной и прикрепленной частями сердечника совпадала с продольной скоростью перемещения водила. Таким образом, по мере прикрепления сегментов сердечника к внутренней поверхности заготовки водило освобождает для прикрепления новые сегменты, продолжая при этом вращение неприкрепленной части сердечника относительно заготовки вокруг продольной оси. При вращении неприкрепленной части сердечника относительно заготовки происходит формирование отдельных ребер путем последовательного отгибания прикрепляемых сегментов сердечника от неприкрепленной части при одновременном их прикреплении к внутренней поверхности заготовки.

Фор,чула изобретения

1. Способ изготовления теплообменной трубы, включающий размещение сердечника внутри гладкостенной трубчатой заготовки и прикрепление его к внутренней поверхности заготовки, отличающийся тем, что, с целью повышения технологичности и снижения металлоемкости, сердечник изготавливают из листового материала, при этом обе кромки полосы надрезают с одинаковым шагом надрезов и со смещением надрезов одной кромки относительно надрезов другой до половины шага, прикрепление сердечника к внутренней поверхности заготовки совмешают с врагцением его неприкрепленной части и заготовки друг относительно друга вокруг их общей продольной оси. а прикрепление сердечника к внутренней поверхНос и осуществляют последовательно от одного конца трубы к другому.

2. Способ по и. 1, отличающийся тем, что кромки полосы надрезают не менее чем до полонины ее ширины.

1409388

А-А

Фиг. 5

Составитель Е. Чистякова

Редактор Л. Ревин Техред И. Версс Корректор H. Король

Заказ 34341! 3 Тираж 709 Подписное

HIIHHIIH ГосударствеHHol (J кояитста (.(.(.Р по;ил;i%1 и;обретении и отк1п гни

113035, Москва, Ж 35, 1 а! гнская пай . д. 4 5

Производственно-полиграфическое предприя не. г Ужгоро.(, ул. Проектная, 4