Способ изготовления теплообменника из алюминиевого сплава

 

1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТЕПЛООБМЕННИКА ИЗ АЛШИНИЕВОГО СПЛАВА путем сборки узлов теплообменника из элементов с припоем в местах соединений , экранирования элементов металлической фольгой и вакуумирования с последующим нагревом до температуры плавления припоя, отличающийся тем, что, с целью повьппения качества изготовления, металлическую фольгу предварительно перфорируют в местах размещения элементов , а фольгу вьшолняют из газопоглотителя . 2. Способ по п. 1, отличаю щийся тем, что в качестве газопоглотителя выбирают титан. 00 С35 4;: СО

COOS СОВЕТСКИХ

COLIHAЛИСТИЧЕСНИХ

РЕО1У1-.ЛИН

R (51) W F 28 F 21/08

ГОСУДАРСТВЕННЬ9 КОМИТЕТ СССР (21) 2914002/24-06 . (22) 23.04.80(46) 23.02.86. Бюл. Ф 7 (72) И.И.Осипов, А.В.Барсуков, Н.Г.Музалевский, 10.А.Папин, В.М.Дедехин и Е.Б.Сучков (53) 621.565.94(088.8) (56) Строчай Е.Н. Механизм процесса флюсования при пайке алюминиевых сплавов погружением в расплавы хлоридно-фторидных солей. — "Сварочное производство" — 1975,,11 - 4, с.55.

Патент США, 9 3673678, кл. 29-494, опублик. 1972.

"Современные процессы пайки алюминиевых конструкций". М., ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, 1978, серия ХМ-9, с. 53-54.

„,SU„„864918 (54) (57) 1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТЕПЛООБМЕННИКА ИЗ АЛЮМИНИЕВОГО СПЛАВА путем сборки узлов теплообменника из элементов с припоем в местах соединений, экранирования элементов металлической фольгой и вакуумирования с последующим нагревом до температуры плавления припоя, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повьппения качества изготовления, металлическую фольгу предварительно перфорируют в местах размещения эле" ментов, а фольгу выполняют из газопоглотителя.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю- р шийся тем, что в качестве газо- Е поглотителя выбирают титан.

40

1 8649

Изобретение относится к области изготовления теплообменной аппаратуры, а более конкретно — к способам изготовления еплообменных аппаратов пластинчатого и трубчатого типа, предназначенных для работы в системах охлаждения воздуха, масла и топлива.

Основной трудностью при изготовлении теплообменных аппаратов является 10 операция соедийения различных элементов теплообмйннйх аппаратов в единую конструкцию,:;осуществляемая на практике, в основном за счет использования операции пайки. Обусловлены эти трудности тем, что поверхность алюминия и его сплавов покрыта плотной химически и термодинамически устойчивой окисной пленкой, которая не смачивается при пайке припоя- д0 ми, соединяющими элементы аппарата в единую конструкцию.

Известен способ изготовления теплообменных аппаратов путем нагрева собранных требуемым образом дета- р лей.аппаратов в расплаве смеси хлористых и фтористых солей, восстанавливающих или разрушающих окисную пленку на поверхности деталей, что способствует соединению деталей в единую конструкцию.

Нагрев аппаратов в расплаве солей обеспечивает в принципе требуемую прочность соединений, однако ге гарантирует высокой коррозионной стойкости изделий в процессе эксплуатации, что объясняется высокой коррозионной активностью остатков солей, практически всегда остающихся после нагрева во внутренних полостях аппаратов.

Известен способ изготовления теплообменных аппаратов из алюминия и его сплавов в вакууме без применения коррозионно-активных солей.

При этом способе детали теплообменного аппарата собирают в фиксирующее приспособление и размещают в камере вакуумной печи, размещают рядом со сборкой небольшие куски металлического магния, после чего печь герметизируют и откачивают до разрежения 10 мм рт.ст.

Продолжая откачку, включают налгрев печи и производят обезгаживаГ о ние при температуре порядка 300 С, после чего заполняют печь осушенным азотом и ведут процесс нагрева изделия в атмосфере азота до температуры

18 2

530-577ОС. После нагрева сборки до указанной температуры печь вночь гер метизируют и вторично производят откачку печи до создания требуемого разрежения. При этом магний начинает сублимировать, то есть переходить непосредственно из твердого в парообразное состояние. Образующиеся пары магния связывают в печи остаточные пары воды и кислород, способствуя тем самым растеканию припоя по соединяемым поверхностям деталей.

Недостатком данного способа является необходимость использования осушенного азота, а также оборудования для его сушки. Кроме того, как показали эксперименты, пары магния слабо проникают в капилляры и узкие каналы внутри теплообменника. Это приводит к тому, что качество и прочность паяных швов теплообменников не удовлетворяют предъявляемым к ним требованиям.

Наиболее близким техническим решением к настоящему изобретению является способ изготовления теплообменного аппарата из алюминиевого сплава путем его нагрева в вакуумном объеме при экранировании поверхности аппарата металлическим слоем.

При данном способе изготовление теплообменного аппарата осуществляют следующим образом.

Собранные и установленные в фиксирующее приспособление элементы аппарата плотно обертывают (экранируют) тонким слоем алюминиевой фольги, помещают в камеру вакуумной печи и размещают в камере кусочки металлического магния. После этого печь герметизируют, производят откачку до требуемого разрежения и осуществляют нагрев сборки до температуры плавления припоя, который наносят на детали аппарата до их сборки.

В процессе нагрева образующиеся пары магния связывают остаточный кисло. род и пары воды в камере печи, а остаточный кислород н пары воды, находящиеся в объеме сборки аппарата и адсорбированные на поверхности деталей сборок, поглощаются внутренней поверхностью слоя алюминиевой фольги, которой обернута сборка теп". лообменного аппарата.

Как показали проведенные эксперименты, укаэанный способ обладает рядом существенных недостатков.

864918

Плотная экранировка (обмотка) сборки аппарата затрудняет откачку воздуха из внутренней полости теплообменного аппарата, что значительно увеличивает общее время откачки. Кроме того, плотная экранировка практически не позволяет парам магния проникать внутрь пакета, а так как окисная пленка на поверхности алюминия растет очень быстро и является очень плотной, то оказывается, что задолго до плавления припоя внутренняя поверхность слоя фольги оказывается покрытой слоем окисла. Все это вместе взятое снижает производительность процесса изготовления и не позволяет получить требуемого качества соединения элементов теплообменного аппарата.

Цель изобретения — повышение качества изготовления теплообменного аппарата.

Цель достигается тем, что слой фольги, которьпч экранируют теплообменный аппарат, выполняют перфорированным из газопоглотителя, растворяющего кислород в своем объеме, например из титана.

Расстояние между смежными рядами отверстий перфорации выполняют равным расстоянию между смежными одноименными элементами аппарата.

Использование перфорированной фольги для обмотки (экранирования) сборки теплообменного аппарата позволяет ускорить откачку внутренних полостей аппарата и в процессе нагрева позволяет парам магния свободно проникать к поверхности деталей сборки и связывать там в процессе нагрева и пайки остаточный кислород

1 и пары воды.

Использование в качестве материала слоя фольги титана, являющегося по отношению к кислороду газопоглотителем, то есть обладающего большой растворимостью кислорода (до 207) в своем объеме, способствует тому, что пары воды и кислород, выделяемые поверхностью деталей теплообменного аппарата при нагреве, интенсивно поглощаются слоем фольги и растворяются в ней. В .совокупности с воздействием паров магния это создает оптимальные условия для соединения деталей теплообменного аппарата в единую конструкцию и повьппает качество его изготовления.

Выбор расстояния между смежными рядами отверстий перфорации равным расстоянию между смежными одноименными элементами аппарата (например, между смежными разделительными пластинами в пластинчатом теплообменнике) позволяет эффективно направлять . пары магния через отверстия перфорации в требуемые места теплообменного

10 аппарата.

Конкретное расположение рядов отверстий перфорации зависит от конструктивных особенностей и типоразмеров элементов аппаратов. Так, например, при изготовлении аппаратов со значительной протяженностью внутренних каналов ряды отверстий перфорации устанавливают по центру рядов гофрированных пластин, что способстщ0 вует проникновению паров магния во внутренние каналы.

При изготовлении аппаратов пластинчатого типа, к которым предъявля.ются повьппенные требования по герме25 тичности соединения разделительных пластин с брусками, ограничивающими по бокам полости аппарата, отверстия перфорации размещают напротив разделительных пластин.

Использование описываемого спосо6а изготовления теплообменного аппарата обеспечивает по сравнению с существующими способами повышение качества изготовления теплообменного

35 аппарата за счет улучшения условий формирования соединений, входящих в него деталей; повьппение надежности и ресурса эксплуатации теплообменного аппарата; повышение производитель.

40 ности процесса изготовления теплообменного аппарата.

Пример. Изготавливают теплообменный аппарат пластинчатого типа из алюминиевого сплава АД-1. В качестве припоя используют эвтектический

45 о силумин с т.пл. 577 С, который нанесли на разделительные пластины теплообменника методом прокатки.

Собранный в приспособление теплообменный аппарат обматывают перфори50 рованной фольгой из титана марки

ВТ1-О. При этом шаг отверстий перфорации соответствует шагу гофрированных пластин (расстоянию между вершинами соседних гофр), а расстояние между рядами отверстий перфорации соответствует расстоянию между смеж» ными брусками, установленными по краям аппарата между разделительными

864918

Составитель

Редактор Л.Письман Техред Т.Тулик Корректор А.Зимокосов

Заказ 796/3 Тираж 590 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4 пластинами. (При изготовлении теплообменного аппарата трубчатого типа шаг отверстий перфорации соответствует расстоянию между соседними трубкамиЭ °

Затем сборку устанавливают в контейнер из тонколистовой стали, а рядом с ней размещают кусочки металлического магния. Нагрев сборки осуществляют при разрежении 10

10 мм рт.ст. Температура пайки теплообменного аппарата 590 С, что обеспечивает расплавление припоя, его растекание и заполнение зазоров меж ду соединяемыми деталями.

По окончании изготовления производят испытания герметичности, полученных соединений теплообменного аппарата методом опрессовки сжатым

1ð воздухом и металлографические исследования. Полученные результаты показали герметичность теплообменного аппарата и его необходимую прочность.

Способ изготовления теплообменника из алюминиевого сплава Способ изготовления теплообменника из алюминиевого сплава Способ изготовления теплообменника из алюминиевого сплава Способ изготовления теплообменника из алюминиевого сплава 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к теплотехнике, преимущественно к транспортным средствам, а именно к устройствам, обеспечивающим комфортные условия в салонах транспортных средств, а также и к устройствам кондиционирования воздуха

Изобретение относится к стальным трубопроводным системам биметаллических нагревательных радиаторов

Изобретение относится к области теплопередачи и может быть использовано при отоплении помещений

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано при изготовлении теплообменных аппаратов

Изобретение относится к области энергомашиностроения и может быть использовано при изготовлении аппаратов воздушного охлаждения, используемых преимущественно в химической и газоперерабатывающей промышленности
Наверх