Способ изготовления стальной трубчатки теплообменника

(51) 5 Комитет пф патент ЕН ПАТЕ нйской Федерации и товарным знакам ОПИСАНИЕ ИЗО(749 Вемо Михаил Михайлович(М) СООС 06 ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТАЛЬНОЙТРУВЧАТКИ ТЕПЛО 06 МЕННИКА(аф) СуцРюсть изобретевщ способ изготовленияю ках трубных досок 8, тотщиной 2 - 6 мм, сложенных вмест, одновременно гвзошиваются отверстия по диаметру трубе кольцевым лучом лазера, при напряжении накача 800 - 1000 В, а приварку труб к трубным доскам ведут тем же кольцевым лучом и с тем же натржением накачки при изменении ширины пуча при этом перед сваркой осуществляют предварительную вапьцовку труб. 1 ип.Изобретение относится к области теплообменной техники, а более конкретно, к технологии изготовления теплообменников.Известны установки для закрепления труб в трубной доске теплообменника путем приваривания труб к внутренней поверхности отверстий в трубной доске теплообменника пучком электронов. перемещаемым в процессе приваривания относительной трубной доски теплообменника по периферии отверстия, и способы их работы. Уста- новки такого типа включают в себя источник электронов, устройство для относительного перемещения пучка электронов и трубной доски теплообменника с трубами, устройсг во для вакуумирования рабочего обьема установки, устройство для экранирования пучка электронов при перемещении его от места приваривания одной трубы к месту приваривания другой трубы.Недостатком установок описанного типа и способов их работы является громоздкость и эксплуатационные трудности, связанные с вакуумировэнием рабочего объема установки, необходимость использования сложных устройств для вакуумирования рабочего обьема установки и обеспечения постоянства скорости перемещения пучка электронов относительно трубной доски теплообменника с трубами; необходимость экранирования пучка электронов при его перемещении от места приваривания одной трубы к месту приваривания другой трубы; невозможность устранения неоднородности сварного шва, обусловленные временной нестабильностью пучка электронов при его перемещении по периферии отверстия в процессе приваривания трубы к трубной доске теплообменника.Известен способ крепления теплообменных труб в трубных досках с помощью комбинированного воздействия лазерного луча и генератора высокочастотных колебаний. Однако в этом источнике раскрыта только часть способа изготовления стальной трубчатки; не раскрыты операции прошивки отверстий, пропуска труб, нет данных о том, что трубчатка изготовлена изстали. Кроме того, недостатком этого способа является технологическая сложность оснастки, к тому же требуется дорогостоящее оборудование.Известен также способ изготовления стального трубчатого теплообменного аппарата путем механической прошивки отверстий в трубных досках с последующим пропуском труб через эти отверстия и приваркой труб к трубным доскам с помощью электродной сварки, (П.А,Антикайн и др. Рв куперативные теплообменные аппараты). В данном источнике рассмотрены два варианта соединения труб с трубной доской; с помощью вальцовки и с помощью электродной 5 сварки. Однако сведений о совместном применении этих операций в источнике нет.Этот способ характеризуется громоздкостью оборудования, большой трудоемкостью и продолжительностью операций, 10 требующих значительного ручного труда,Технический результат предлагаемогоспособа в обеспечении практически беэотходного процесса с исключением ручного труда. Это достигается тем, что изготовле ние стальной трубчатки теплообменного аппарата ведут путем прошивки отверстий в трубных досках, пропуска труб через них и приварки труб к трубным доскам, выполнения заготовок трубных досок толщиной 2-6 20 мм, прошивку отверстий осуществляют с помощью кольцевого лазерного луча при напряжении накачки 800-1000 В, а приварку ведут этим же кольцевым лучом и с тем же напряжением накачки при изменении ши рины луча, при этом передсваркойосуществляют предварительно вальцовку труб.На чертеже схематически изображенаустановка, осуществляющая предложенный способ.30 Установка представляет собой обрабатывающий центр, который содержит стол 1, установленную на нем виброплатформу 2, манипулятор 3 для закрепления трубных досок. Обрабатывающий центр включает так же трубкорасширитель 4 для вальцовкитруб, бункер 5 для труб 6, снабженный механизмом для ввода труб в прошитые отверстия трубных досок, бункер 7 для заготовок трубных досок 8, снабженный механизмом 40 для подачи их в зону обработки. Установкавключает также лазер 9, пульт управления 1 О и дисплей 11 (комплекс для наблюдения эа процессом сварки).Установка работает следующим обра зом, включается пульт управления 10, набирается программа изготовления заданного типоразмера теплообменника. Манипулятор 3 стопорит сложенные вместе заготовки трубных досок 8 толщиной 2-6 мм; включа ется лазер 9, который прошивает отверстиев сборке из трубных досок; после прошивки отверстия из бункера 5 поступает трубка 6, которая с помощью механизма ввода (на чертеже не показан) вставляется в проши тое отверстие сквозь две трубные доски,трубкорасширитель 4 раэвальцовывает трубку 6 в верхней трубной доске.8, после этого включает лазер 9. оптика которого изменяет ширину кольца и производит сварку трубки в верхнюю трубную доску. Процесс2000912 сварки наблюдзетсд на экране дисплея 11, замеченные дефекты. непровары и включения устраняются непосредственно в процессе сварки. Одним иэ основных энергетических показателей лазера является напряжение накачки, которое регулирует энергию лазерного луча. При осуществлении прошивки и сварки отверстия используется одинаковое напряжение 800-1000 В. Цикл повторяется, пока все трубки, согласно программе, не будут вставлены. раэвальцованы и приварены к первой трубной доске. Затем включается виброплатформа 2 и вторая, неприваренная, трубная доска 8 передвинется на противоположный, неприваренный, конец труб, Виброплатформа 2 отключается, манипулятор 3 переворачивает и устанавливает противоположный не- приваренный конец второй трубной доски 8, трубкорасширитель 4 производит вальцовку труб 6, и лазер 9 приваривает развальцованные трубки второй трубной доски. Процесс сварки ведется под наблюдением дисплея 11. По окончании сварки второй трубной доски манипулятор 3 устанавливает боковые пилоны (на чертеже не формула изобретен и я СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТАЛЬНОЙ ТРУБЧАТКИ теплООБменникд путем прошивки отверстий в заготовках трубных досок, установки труб через отверстия и приварки труб к трубным доскам, отличающийся тем, что трубчатку изготавливают в автоматизированном обрабатывающем центре, заготовки трубных досок выполняют толщиной 2 . 5 10 15 20 25 показаны), которые стопорят приваренныетрубные доски, Трубчатка теплообменникаготова. Данный способ прошел опытную проверку в Московском Государственном Техническом Университете им, Н.Э.Баумана. При осуществлении данного способа использовалась промышленная лазерная установка "КВАНТ" с приспособлениями и технологической оснасткой, которой комйлектуется данная лазерная установка. В качестве комплекса для наблюдения эа технологическим процессом сварки использовался комплекс ОКС. Испытания, проведенные над экспериментальными образцами, полностью подтвердили все преимущества, заложенные в данном способе производства.(56) Патент ФРГ М 2227274,кл. В 23 К 15/00, 1982,Авторское свидетельство СССРМ 556310, кл. Г 28 Р 9/18, 1971.Антикайн П.А. Рекуперативные теплообменные аппараты. М. - Л.,1962. с,151-156. 6 мм, прошивку отверстий осуществляют с помощью кольцевого лазерного луча при напряжении накачки 800 - 1000 В. а приварку ведут тем же кольцевым лучом и с тем же напряжением накачки при изменении ширины луча, при этом перед сваркой осуществляют предварительную. вальцовку труб,2000912 СоставительТехред М,Моргентал Редактор Г,Берсенева Корректор С.Шакфеар Тираж Подписное НПО " Поиск " Роспатента113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Заказ 3102 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина, 101