Способ изготовления теплообменни-kob и устройство для его осуществления

Союз Советских Социалистических Республик(23) Приоритет- (З 2) 01.04,77 В 21 О 39/Об Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Автор изобретения Иностранец Клод Зетраеус(71) Заявитель 154) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТЕПЛООБМЕННИКОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ос тр Изобретение относится к изготов- лению 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 11Недостатком этого способа является малая производительность, поскольку изготовление и сборка осуществляются последовательно по одной трубе.Цель изобретения - повышение производительности.Поставленная цель д тигается тем что после резки концы уб заглушают, преимущественно обжимом, трубы загружают в открытую с торцов оболочку со сквозным пазом по всей ее длине, 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 оболочки чашеобразные элементы, образующие с оболочкой замкнутое пространство теплообменника.Устройство для осуществления предлагаемого способа снабжено механиз" мом 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 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 изготовления теплообменников 1 на Фиг. 2 - схема устройства для сжатия и сварки оболочки, радиальное поперечное сечением на фиг. 3 и 4 - стадии заполнения концов оболочки нанолнителем(увеличено) и обрезка концов укаэанной оболочки (показана пунктиром) .Способ изготовления теплообменника заключается в следующем.Обойма 1 труб включает барабан, на который наматывается отрезок трубы 2 любой длины, Труба 2 подается к5 ,огрезному устройству 3, предназначенному 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. Заготовка 7 с трубами 10, расположенными в ней, переносится к прессующему и сварочному 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 показано стрелками, В этом случае на стенкеобразуются сдавливающие усилия, эа 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. 35Оболочка с трубами, расположенными в ней, затем переносится с помощью захвата 15 на периодически поворачивающийся стол 16 и поворачивается вместе с трубами в вертикальное поло жение. Стол 16 имеет несколько чаше- образных выемок 17, которые в одном положении 18 вращения стола наполняются еще мягкой пластмассой через доэирующее устройство 19. Стол 16 4 з затем поворачивается на один шаг, после чего один конец оболочки с трубами погружается в пластмассу и удерживается в ней с помощью захватного устройства 20, связанного со столом. 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. 55Когда чашеобразные выемки, с помещенными в них оболочками, достигают положения 21, оболочка захватыва. - ется с помощью захватного рычага 22, который поворачивает ее на 180 , пос ле чего другой конец оболочки погружается в следующую выемку с расплавленной пластмассой, размещенную во втором периодически поворачивающемся столе 23. Пластмасса подается на вто ройстол 23 с помощью второго дозирующего устройства 24,В результате обработки, которойподвергаются оболочки на двух периодически вращающихся столах 16 и 23,первая из них вместе с размещеннымив ней трубами, с обоих концов наполняется пластмассой (фиг. 3) . Торцытруб 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, предназначенныедля отделения соответствующих кон -цов оболочки и труб, расположенныхвнутри него. Обрезанием закрытые концытруб открываются. Однако,не вся пластмасса удаляется, поэтому трубы удерживаются в разделенном положении спомощью оставшейся пластмассы.При необходимости, полученный таким способом пакет труб может бытьпроверен давлением, после чего каждыйконец оболочки 7 вставляется в положении 30 в чашеобразные элементы 31и 32, которые привариваются к оболочке с помощью сварочного устройства33 и 34. Обычно такие чашеобразные элементы предварительно имеютсоединения 35 и 36 для того, чтобыпропускать среду через трубы, Другаясреда течет вокруг внешних поверхностей труб, попадая в оболочку и выходя из нее через соединения 37 и38, расположенные в оболочке 7 (фиг.4) .Торцы труб вместе 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 материалами.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, предназначенным 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 самихтруб 10 и отвердевшей массы 25вокруг торцов труб, так чтобы коэффициент расширения массы превышалкоэффициент материала, из которогоизготовлены трубы, мсжно получитьуплотнение между массой и торцамитруб, которое станет более эффективным, если теплообменник нагревается.Таким же путем уплотнение между масчгой и внутренней. поверхностью оболочки можно сделать более эФфективнымс возрастанием температуры нагреватеплообменника. О Устройство,для осуществления предлагаемого способа работает следующимобразом,Труба 2 разрезается на прямые 15отрезки равной длины, но допускаетсяобразование каждой трубы в форме спирали или двойной спирали, за счет чего можно теплообменник приспоссбитьвля различных условий, где необходим 2 Оразличный перенос тепла, Один конецтруб закрывается с помощью массы вляобразования одной внутренней стенки,другой конец - закрывается массой,образуя другую внутреннюю стенку.Можно также сделать трубы с канавкой одновременно с разрезаниемтрубы 2 любой длины, что необходимовля теплообменников, имеющих прямотетрубы. Каждая канавка обеспечиваетувеличенную турбуленцию среды, проходящей через трубы, за счет чегоувеличивается теплообмен, и линейное расширение труб, возникающее врезультате увеличения температурытеплообменника, позволяет компенсиро- З 5вать соответствующим аксиальным ихсжатием. Без такой возможности сжатия труб аксиально могут .возникатьочень большие механические напряжения на внутренних стенках рядом с 40,торцами труб, когда температура теплообменника возрастает.Оболочка 7 может иметь канавку39, в которую проникает масса 25(фиг. 3 и 4) . Таким образом внутренние стенки удерживаются от перемещения аксиально. Но в таких условияхтолько одна внутренняя стенка можетудерживаться от аксиального смещения, в то время как другая - имеетвозможность аксиально перемещатьсяв некоторой степени, не образуя приэтом канавки в оболочке. Несмотряна это были получены уплотнения хорошего качества между массой 25 и оболочкой. 55При использовании предлагаемогоустройства нужно учитывать, что чашеобразные элементы 31 и 32 привариваются к оболочке с помощью сварочногоустройства 33 и 34. Однако, если материал торцовых стенок, закрывающихконцы труб, чувствителен к нагреву,можно для удобства на каждом концеоболочки 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. Вэтом случае сварочные операции выполняются до погружения концов оболОчкив массу, за счет чего она не подвергается воздействию излишне большихтемператур,По предлагаемому способу трубы,добираются в цилиндре 4 Во того, какони пропущены в заготовку оболочки,из которой позднее образуется самаоболочка 7. Можно также обеспечитьопускание труб в заготовку оболочкичерез аксиальное отверстие 9, а затем заготовку встряхивать, чтобы ориентировать трубы внутри нее.Предлагаемяй способ отличаетсязначительной простотой по сравнениюс известным, кроме того, в немучитывается возможность автоматизации почти всех стадий способа.Формула изобретения1. Способ изготовления теплообменников, включающий резку труб намерные заготовки и их подачу к местусборки, а также их установку в пакетпараллельно одна другой, о т л и чч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения производительности, послерезки концы труб заглушают, преимущественно обжимом, трубы загружаютв открытую с торцов цилиндрическуюоболочку со сквозным пазом по всейее длинепосле 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 изаглушенными, концами труб, а затемприсоединяют к торцам оболочки чашеобразные элементы, образующие соболочкой замкнутое пространствотеплообменника,2, Устройство вля осуществленияспособа по п. 1, содержащее размещен-.ные по ходу технологического процесса установку резки труб на мерныезаготовки и механизм их подачи кместу сборки, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что оно снабжено механизмомобжима концов труб, установкой длярадиального сжатия оболочки, головкойВля сварки стенок паза, установкойВля погружения торцов оболочки в заполнитель и установкой Вля обрезкиторцов оболочки с частью заполнителяи концами труб,3. Устройство по п. 2 о т л ич а ю щ е е с я тем, что установка вля погружения торцов оболочки в заполнитель выполнена в виде двух пев 799631 иг.1 акаэ 151 ираж 89 одписное ВНИИП филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,риодически поворачивающихся столовс чашеобразными выемками для размещения заполнителя, механизма заливкизаполнителя в выемки столов, захватов для погружения оболочки в заполнитель, кантователя оболочки и механиэма удаления оболочки с трубами состола,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 211506, кл. В 21 0 39/06, 1966.