Способ изготовления теплообменни-kob и устройство для его осуществления

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (61) Дополнительный к патенту— (22) Заявлено 31037 8 (21) 25967 49/23-2 (51)м. Кл.з (23) Приоритет- (32) 01..04.77

В 21 0 39/06

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (31) 7703800-8 (33) Швеция

Опубликовано 2301.81„Бюллетень NP 3

Дата опубликования описания 239131 (53) УДК 621. 774. .72 (088, 8) (72) Автор изобретения

Иностранец

Клод Зетраеус (Шв еция) Иностранная фирма АГА-СТС Вэрмевэксларе AS ((цвеция) (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТЕПЛООБМЕННИКОВ

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУВ(ЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к изготовлению теплообменников с параллельными трубами с применением методов обработки металлов давлением.

Известны способ и устройство для изготовления теплообменников . Способ включает нарезку труб на мерные длины и их подачу к месту сборки, а также их установку в пакет параллельно друг другу (1).

Недостатком этого способа является малая производительность, поскольку изготовление и сборка осуществляются последовательно по одной трубе. !5

Цель изобретения — повышение производительности.

Поставленная цель достигается тем, что после резки концы труб заглушают, преимущественно обжимом, трубы загружают в открытую с торцов оболочку со сквозным пазом по всей ее дпине, оболочку с трубами сжимают в .радиальном направлении до смыкания стенок паза, сваривают стенки, погружают торцы оболочки и концы труб в заполнитель, который затем отверждают, обрезают торцы оболочки с частью заполнителя и заглушенными концами труб, а затем присоединяют к торцам об олочк и чашеоб раз ные элементы, образующие с оболочкой замкнутое пространство теплообменника.

Устройство для осуществления предлагаемого способа снабжено механизмом обжима концов труб, установкой для радиального сжатия оболочки, головкой для сварки стенок паза, установ кой для погружения торцов оболочки в заполнитель и установкой для обрезки торцов оболочки с частью заполчителя и концами труб.

Установка для погружения торцов оболочки и заполнитель снабжена также двумя периодически поворачивающимися столами с чашеобразными выемками для размещения заполнителя, механизмами заливки заполнителя в выемки столов, захватами для погружения оболочки в заполнитель, кантователем оболочки и механизмом удаления оболочки с трубами со стола.

На фиг. 1 показана схема расположения оборудования для осуществления предлагаемого способа изготовле1 ния теплообменников; на фиг. 2 — схема устройства для сжатия и сварки оболочки, радиальное поперечное сечение; на фиг. 3 и 4 - стадии заполнения концов оболочки нанолнителем

799631 (увеличено) и обрезка концов укаэанной оболочки (показана пунктиром) .

Способ изгoTQBëåíèÿ теплообменника заключается в следующем.

Обойма l труб включает барабан, на который наматывается отрезок трубы 2 любой длины. Труба 2 подается к

5 огрезному устройству 3, предн,озна.ченному для обрезки трубы на отрезки равной длины н обжима их концов. Такие отрезки труб собираются в открытый с концов цилиндр 4, при этом желательна вибрация последнего. Когда соответствующее число труб введе-. но в цилиндр 4, последний перемещается ло срелке 5 к поршню 6, перемещающему трубы, расположенные в цилиндре 15

4, в заготовку 7 оболочки, которая подается от .обоймы 8. Заготовка 7 оболочки открыта с обоих концов и имеет цилиндрическую поверхность с аксиально проходящим пазом 9. Заго- 2{) товка 7 с трубами 10, расположенными в ней, переносится к прессующему и св арочному устройству 11, при этом она с обеих сторон имеет средства 12 и

13 обжатия, которые, например с помощью гидравлических поршней, могут прижиматься к ее стенкам, как показаио стрелками, В этом случае на стенке образуются сдавливающие усилия, за счет чего аксиальный паз 9 закры вается. Соприкоснувшиеся таким образом стороны паза 9 затем свариваются вместе с помощью сварочного устройства 14. Сваренные заготовки образуют оболочку, вмещающую пакет труб

10. 35

Оболочка с трубами, расположенными.в ней, затем переносится с помощью захвата 15 на периодически поворачивающийся стол 16 и поворачивается вместе с трубами в вертикальное поло- 40 жение. Стол 16 имеет несколько чашеобразных выемок 17, которые в одном положении 18 вращения стола наполняются еще мягкой пластмассой через доэирующее устройство 19. Стол 16 45 затем поворачивается на один шаг, после чего один конец оболочки с трубами погружаетс я в пластмассу и удерживается в ней с помощью захватного устРойства 20, связанного со столом 50

Стол имеет столько захватных устройств,сколько имеется выемок. Пластмасса твердеет в течение последующего ступенчатого вращения стола 16. При необходимости твердение пластмассы можно ускорить.с помощью нагрева. 55

Когда чашеобразные выемки, с помещенными в них оболочками, достигают положения 21, оболочка захватыва.— ется с помощью захватного рычага 22, который поворачивает ее на 180 ", пос- ц ле чего другой конец оболочки погружается в следующую выемку с расплавленной пластмассой, размещенную во втором периодически поворачивающемся столе 23. Пластмасса подается на вто- 65 рой стол 23 с помощью второго дозирующего устройства 24.

В результате обработки, которой подвергаются оболочки на двух периодически вращающихся столах 16 и 23, перв ая из них вместе с размещенными в ней трубами, с обоих концов наполняется пластмассой (фиг. 3) . Торцы труб окружены пластмассовым наполнителем 25, но, поскольку указанные торцы закрыты, в них пластмасса не попадает.

Оболочка, вместе с расположенными в ней трубами, подается к обрезающему устройству 26 (фиг. 3), с помощью захватного рычага 27. Обрезающее устройство 26 включает две дисковые пилы 28 и 29, предназначенные для отделения соответствующих кон— цов оболочки и труб, расположенных внутри него. Обрезанием закрытые концы труб открываются. Однако.не вся пластмасса удаляется, поэтому трубы удерживаются в разделенном положении с помощью оставшейся пластмассы.

При необходимости, полученный таким способом пакет труб может быть проверен давлением, после чего каждый конец оболочки 7 вставляется в положении 30 в чашеобразные элементы 31 и 32, которые привариваются к оболочке с помощью сварочного устройства

33 и 34. Обычно такие чашеобразные элементы предв арительно имеют соединения 35 и 36 для того, чтобы пропускать среду через трубы. Другая среда течет вокруг внешних поверхностей труб, попадая в оболочку и выходя из нее через соединения 37 и

38, расположенные в оболочке 7 (фиг.

4) .

Торцы труб в месте с концами обо— лочки погружены в пластмассу, которая затем затвердевает. Можно заливать торцы труб не только пластмассой, но и металлом или сплавом металлов, например медью и свинцовой сурьмой, а также керамическими мат е риалами .

Если используется для литья металл или сплав металлов, масса твердеет более быстро, чем пластмасса, и в этом случае поворотные столы 16 и 23 могут оказаться ненужными. Такие столы могут тогда заменяться простым устройством, предназначейным для погружения концов труб и оболочки в массу. Такое устройство включает захватные рычаги 15 и

22 и чашеобраэные выемки, связанные с каждым захватным рычагом. При этом в выемках литье, например металл или сплав металла, заливается до того, как соответствующий конец пучка труб с оболочкой погружается.

В этом случае литье твердеет настолько быстро, что нет необходимости в поворотных столах.

При сОответствующем подборе материала с учетом материала самих

7996 31 труб 10 и отвердевшей массы 25 вокруг торцов труб, так чтобы коэффициент расширения массы превышал к оэффициент материала, из которого из готовлены трубы, мсжно получить уплотнение между массой и торцами труб, которое станет более эффективным, если теплообменник нагревается.

Таким же путем уплотнение между мас сой и внутренней. поверхностью оболоч ки можно сделать более эффективным с возрастанием температуры нагрева теплообменника.!

Устройство. для осуществления предлагаемого способа работает следующим образом.

Труба 2 разрезается на прямые 15 отрезки равной длины, но допускается образование каждой трубы в форме спирали или двойной спирали, за счет чего можно теплообменник приспоссбить для различных условий, где .необходим 2О различный перенос тепла. Один конец труб закрывается с помощью массы для образования одной внутренней стенки, другой конец — закрывается массой, образуя другую внутреннюю стенку.

Можно также сделать трубы с канавкой одновременно с разрезанием трубы 2 любой длины, что необходимо для теплообменников, имеющих прямые трубы. Каждая канавка обеспечивает увеличенную турбуленцию среды, проходящей через трубы, за счет чего увеличивается теплообмен, и линейное расширение труб, возникающее в результате увеличения температуры теплообменника, позволяет компенсиро- З5 вать соответствующим аксиальным их сжатием. Без такой возможности сжатия труб аксиально могут .возникать очень большие механические напряжения на внутренних стенках рядом с 4я ,торцами труб, когда температура теплообменника возрастает.

Оболочка 7 может иметь канавку

39, в которую проникает масса 25 (фиг. 3 и 4) . Таким образом внутренние стенки удерживаются от перемещения аксиально. Но в таких условиях только одна внутренняя стенка может удерживаться от аксиального смещения, в то время как другая — имеет возможность аксиально перемещаться в некоторой степени, не образуя при этом канавки в оболочке. Несмотря на это были получены- уплотнения хорошего качества между массой 25 и оболочкой. 55

При и споль зов анни предлагаемого устройства нужно учитывать, что чашеобразные элементы 31 и 32 привариваются к оболочке с помощью сварочного устройства 33 и 34. Однако, если материал торцовых стенок, закрывающих концы труб, чувствителен к нагреву, можно для удобства на каждом конце оболочки предусмотреть фланец, к которому торцовая стенка может привинчиваться. Такие фланцы могут привариваться к оболочке после того, как от- верстие 9 в оболочке .7 заварено с помощью сварочиого устройства 14. В этом случае сварочные операции выпол няются до погружения концов оболОчки в массу, за счет чего она не подвергается воздействию излишне больших температур.

По предлагаемому способу трубы собираются в цилиндре 4 до того, как они пропущены в заготовку оболочки, из которой позднее образуется сама оболочка 7. Можно также обеспечить опускание труб в заготовку оболочки через аксиальное отверстие 9, а затем заготовку встряхивать, чтобы ориентировать трубы внутри нее.

Предлагаемяй способ отличается значительной простотой по сравнению с известным, кроме того, в нем учитывается возможность автоматизации почти всех стадий способа.

Формула изобретения

1. Способ изготовления теплообменников, включающий резку труб на мерные заготовки и их подачу к месту сборки, а также их установку в пакет параллельно одна другой, о т л и чч а ю шийся тем, что, с целью повышения производительности, после резки концы труб заглушают, преимущественно обжимом, трубы загружают в открытую с торцов цилиндрическую оболочку со сквозным пазом по всей ее длине, после чего оболочку с трубами сжимают в радиальном направлении до смыкания стенок паза, сваривают стенки, погружают торцы оболочки и концы труб в заполнитель, который затем отверждают, отрезают торцы оболочки с частью заполнителя и заглушенными. концами труб, а затем присоединяют к торцам оболочки чашеобразные элементы, образующие с оболочкой замкнутое пространство теплообменника.

2. Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее размещен-. ные по ходу технологического процесса установку резки труб на мерные заготовки и механизм их подачи к месту сборки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено механизмом обжима концов труб, установкой для радиального сжатия оболочки, головкой для сварки стенок паза, установкой для погружения торцов оболочки в заполнитель и установкой для обрезки торцов оболочки с частью заполнителя и концами труб.

3. Устройство по п. 2 о т л ич а ю щ е е с я тем, что установка для погружения торцов оболочки в заполнитель выполнена в виде двух пев

799631

16

25

8 7 10

ВНИИПИ Заказ 1515

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 риодически поворачивающихся столов с чашеобразными выемками для размещения заполнителя, механизма заливки заполнителя в выемки столов, захватов для погружения оболочки в заполнитель, кантователя оболочки и механиэма удаления оболочки с трубами со стола.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 211506, кл. В 21 D 39/06, 1966.

Тираж 899 Подписное