Способ изготовления теплообменной трубы

(21) 4144 (22) 09,09, (46) 15.07 (71) Инс АН УССР (72) В. В. Б. Н. Кесе, М. Л. Ган (53) 621.5 (56) Пате кл. Е 28 Е о 96131-2786(57) Изобметаллов двано в эцесоздании ту чецьшеците); нологичобменнои тсерлечниклосы шири ОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТ С 1)Ь 1 ЗГОТОВ,1 ЕНИЯ ТЕП.гО И ТРУБЫретенне относится к обработке авлециеч и может быть использо ргегическом чашиностроении пр) еплообмецны аппаратов. Цель - е раскола металла и повышение ности. 11 ри изготовлении тепло рубы с внутренним оребрением ее ИЗ ГоТ а ВЛИ Ва К)Т ИЗ ЛИСТОВОЙ ПО цои, ранний вцтреннему диамет 504 В 21 Р 5304 Г 28 Е 1,16 р глалкостенной трубчатой заготовки. На кромки полосы наносят надрезы не менее, чем до половины ее ширины, с одинаковым ша)ом Надрезы одной кромки смещают относительно надрезон другой на половину ша)а Сердечник 1 размещают внутри заготовки 2 Затем, последовательно переодяодного сегчента сердечника к другому, с).рдечник прикрепляют к внутренней поверхности заготовки, одновременно нращая цеприкреплецнук) часть сердечника и заготонку относительно друг друга вокруг и) обшей продольцои оси 3. При изготовлении трубы с внутреннич и наржцыч оребрением прикрепление сердечника к внутренней понер),нсти заготовки совмещают с прикреплениеч к ее наружной понер.ности спираль- йФ цгп о оребрения. ри этом внутреннее и нар жное оребреция прикрепляют обжатием нцу)реннего и приваркой наружного, обжа- Уф тиеч внутреннего и натяжением с закреплением конпон нару жного оребрения. 1 з.п.1 О 15 20 25 1Изобретение 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 - сечения А - А, Б - Б и В - В на фиг. 2 и 4.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. Затем, 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.Прикрепление 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 приваркой - наружного, приваркой - 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 30 35 40 45 50 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, подтверждаемые экспериментом, 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 преимушеством 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. Преимушеством 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 толщиной д, равной необходимой толщине внутренних ребер, и шириной Ь, равной внутреннему диамет 1409388ру Й гладкостенной цилиндрицеской заготовки, с отрицательным допуском, обеспечиваюшим 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 Ь/2+ о) с одинаковым шагом 5 надрезов, равным необходимой длине отдельного ребра (например, 5 =д,/2). При этом надрезы одной кромки смещают вдоль продольной оси полосы на величину, равную 5/2 - 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 от одного конца трубы к другому. Одновременно непрнкреп. ленную часть сердечника и заготовку вра. Шают друг относительно друга вокруг их общей продольной оси 3. Врагцение неприкрепленной части сердечника осушествляют, например, с помошью водил, охваты ваюшего эту часть внутри заготовки. Привод водила кинем атически связан с приводом роликов, обжимаюших трубу, так, чтобы продольная скорость перемещения по трубе границы между неприкрепленной и при. крепленной цастями сердечника совпадала с продольной скоростью перемешения водила. Таким образом, по .мере прикрепления сегментов сердечника к внутренней поверхности заготовки водило освобождает для прикрепления новые сегменты, продолжая при этом вращение неприкрепленной части сердецника относительно заготовки вокруг продольной оси. При вращении неприкрепленной части сердечника относительно заготовки происходит формирование отдельных ребер путем последовательного отгибания прикрепляемых сегментов сердецни. ка от неприкрепленной части при одновременном их прикреплении к внутренней поверхности заготовки.Фор,чула изобретения1. Способ изготовления теплообменной трубы, вклюцаюший размещение сердецника 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 смешением 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 поверхности осушествляют 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.409388 А-АСоставитель Е, Чистякова Редактор Л Ревин Техред И. Верее Корректор Н КорольЗаказ 3434/ 3 Тираж 709 Подписное В 1 ИИПИ Государственного комитета СССР по ьклач и;обретении я откягни113035, Москва, Ж 35, 1 аинская каГ) . д, 45Производственно.полнграфическос предирия не. г Ужгород, ул, Проектная, 4