CS225142B2 - The production of heat exchanger tubes - Google Patents

Description

Vynález se týká trubky pro výměník tepla, způsobu její výroby a nástroje pro provádění tonoto způsobu.

Vynález se vztahuje zejména na trubky opatřené žebry nebo jinými prostředky pro výměnu tepla s vnějším vzduchem, v nichž obíhá topná nebo chladicí kapalina a jejichž konce jsou zaústěny do sběrné komory prostřednictvím sběrače ve formě děrované desky, jejímiž otvory trubky těsně procházejí.

V většiny výměníků tepla tohoto druhu běžně užívaných, mají trubky a otvory desky sběrače kruhový průřez za účelem snazšího zasouvání konců trubek do otvorů desky sběrače.

Bylo již navrženo používat svazků trubek oválného průřezu, a to za účelem zvětšení jejich povrchu přicházejícího do styku ee vzduchem, který je omývá, aniž by přitom došlo k zvětšení aerodynamického odporu výměníku. Aby se takové trubky mohly osazovat do kruhových otvorů desky sběrače, je nutné upravit jejich konce a přizpůsobit je kruhovým otvorům desky sběrače změnou jejich oválného průřezu na průřez kruhový.

f Tato úprava konců trubek je žádoucí rovněž i jinde, pokud jsou trubky určeny ke spojení s jinými trubkami kruhového průřezu, např. svařením nebo sešroubováním, jako je tomu např.

* u výparníků.

Známé způsoby úpravy konců trubek neposkytují uspokojivé výsledky.

Zejména nedovolují získat konce trubek o kruhovém průřezu, jejichž okraje a vnější povrch by měly geometrické Vlastnosti dostatečně přesné pro spojení s jinou trubkou nebo zajišťovaly těsnost spojení s děrovanou deskou sběrače, a to prostředky tak jednoduchými a účinnými jako v případě, kdy trubky mají kruhový průřez po celé své délce.

Uvedené nedostatky odstraňuje vynález, jehož podstatou je trubka pro výměník tepla, zejména pro chladič automobblního vozidla, skláddaící se z tělesa s podlouhlým příčným průřezem a mající nejméně jeden konec kruhového průřezu, která se pod-le vynálezu vyznačuje tím, že průměr kruhového průřezu na konci trubky je meeéí, než Je délka největší osy podlouhlého příčného průřezu tělesa trubky, přičemž obvod kruhového příčného průřezu na konci trubky je o nejméně 1 % deeší, než je obvod podlouhlého příčného průřezu tělesa trubky.

Uvedenými znaky lze dosáhnout toho, že konec trubky má dokonale kruhový průřez a jeho povrch je prostý vad, které by byly na škodu těsnosti spojení se sběračem, jako jsou záhyby, výdutě, povrchové trhliny apod.

Vyyniez se též vztahuje na způsob výroby uvedené trubky, při kterém se vychází z trubky podlouhlého příčného průřezu, a nejméně jednomu konci této trubky se dodává kruhový průřez, přičemž se podle vynálezu přetvářený konec trubky roztahuje ve směru nejkratší průřezové osy podlouhlého průřezu na hodnotu rovnou průměru požadovaného kruhového průřezu, současné zkracování podlouhlého průřezu v oblasti jeho nejdeeší průřezové osy je omezováno hodnotou rovnou průměru požadovaného kruhového průřezu, na níž se zkracování nejdelší průřezové osy zastaví.

Dále se vynález vztahuje na nástroj pro provádění uvedeného způsobu. N^st^troj je tvořen razníkem, .skládajícím se z válcového tělesa kruhového průřezu o průměru shodném s průměrem kruhového průřezu konce trubky, napojeného · přechodovou částí na koncovou hlavu ve tvaru čtyřstěnu se · zakřiverými vypouklými stěnami, přičemž nejdelší průřezová osa koncové hlavy jefratší než nejdelší průřezová osa výchozího podlouhlého přůřezu trubky a nejkratší průřezová osa koncové hlavy je stejně dlouhá jako nejkratší průřezová osa výchozího podlouhlého průřezu. S výhodou jsou dvě navzájem protilehlé strany čtyřstěnu koncové hlavy ' řezníku, probbhhjící ve směru nejdelší průřezové osy, kruhové válcové oblouky stejného průměru, jako má kruhový průřez válcového tělesa řezníku, · druhé dvě protilehlé strany mejí tvar oblouků se stejnou křivostí, jako má podlouhlý průřez tělesa · trubky.

Konec trubky má dokonalý kruhový průřez a jeho povrch je prostý vad.

Vyyniez je Híže vysvětlen v následujícím popise na příkladě provedení s odvoláním ne výkresy, ve kterých značí obr. 1 schematický boční · pohled na nástroj pro provádění způsobu podle Vynálezu a na konec trubky znázorněný v řezu, obr. ia řez rovinou Ia-Ia vedenou osou nástroje z obr. 1, obr. 2 řez rovinou II-II z obr. 1 ve zvětšeném měřítku, znázorňující nástroj z obr. 1 v první etapě přetváření trueky, obr. 3 řez rovinou III-III z obr. 1 ve zvětšeném měřítku, znázorňující stav v další etapě úpravy trubky, kdy se do ní nástroj dále zasunul, obr. 4 řez rovinou IV-IV z obr. 1 ve zvětšeném měěítku, znázorňuuící stav v poslední · etapě přetváření trubky, obr. 5 řez částí výměníku tepla s osazenou trubkou podle vynálezu, vedený rovinou její nejkratší osy, a obr. 6 obdobný řez jako na obr. 5, avšak vedený rovinou nejdelší osy oválného průřezu trubky.

Na obr. 1 až 4 je znázorněn postup úpravy konce trubky £ oválného průřezu 2, z něhož je patrný jeho geomeerlcký tvar. Oválný průřez 2 má nejdelší průřezovou osu J a nejkratší průřezovou osu £, přechází na konci trubky do kruhového průřezu 6 souosého s podlouhlým průřezem 2, a to vzhledem k podélné ose 2 výchozí oválné trubky £. Jak je zřejmé z obr. 2 až 4, je průměr ‘ kruhového průřezu 6 na konci trubky £ meeší, než · je délka · osy podlouhlého příčného průřezu 2 tělesa trubky. Tvar kruhového průřezu 6 je dále určen tím, že jeho obvod je o nejméně 1 procento delší, než je obvod podlouhlého příčného průřezu trubky.

Nyní bude popsán způsob vytváření takového přetvořeného konce trubky

Má-li se dosáhnout z podlouhlého příčného průřezu £ kruhový průřez 6, roztahuje se přetvářený konec trubky ve směru nejkratší osy £ na hodnotu rovnou průměru požadovaného kruhového průřezu 6. Přitom je současné zkracování podlouhlého průřezu v obbasti jeho nejdelší průřezové osy J omezováno hodnotou rovnou výše uvedenému průměru kruhového průřezu 6, na níž se zkracování nejdelěá průřezové osy £ zastaví. Přitom se současně převáří obvod koncové čássi · trubky tak, že výsledkem přetvoření je výše uvedený kruhový průřez 6 s délkou obvodu o něco větší, než je délka obvodu základního tělesa trubky £ s podlouhlým průřezem 2, a to o nejméně 1 procento.

Uvedený způsob se nejvýhodnnji provádí nástroeem znázorněným na obr. 1 a 1a, který je tvořen razníkem £, skládajícím se z válcového tělesa £g kruhového přůřezu a z koncové hlavy • 8 napojené na válcové těleso 13 přechodovou čássi ££. Válcové těleso £3 má průměr shodný s vnitřním průměrem kruhového průřezu 6 konce trubky £. Koncová hlava 8 má tvař čtyřstěnu se zakřivenými vypouklými stěnami a protáhlý tvar, mající nejdelší průřezovou osu 3a a ne^kraSší průřezovou osu 4e. Nedelší průřezová osa 3a koncové hlavy 8 je přitom kratší než je nejdelší průřezová osa £ výchozího podlouhlého ,průřezu 2 trubky £, zatímco nejkratší průřezová osa 4a koncové hlavy 8 je stejně dlouhá, jako neekratší průřezová osa £ výchozího podlouhlého průřezu 2·

Z obr. 2 je dále zřejmé, že navzájem protilehlé strany čtyřstěnu koncové hlavy 8, probíhající ve směru nejdelší průřezové osy 3e. jsou kruhové válcové oblouky J, ,10 stejného průměru, jako má kruhový průřez válcového tělesa 1_3 razníku £. Druhé dvě protilehlé · strany mna! tvar oblouků ££, 12 se stejnou křivostí, jako má podlouhlý průřez 2 tělese trubky £.

Jak je zzejmé z oor. , a 3, je přechodová část _4 mezi válcovým těeseem 13 a koncovou hlavou 8 tvořena ooszennDQé ЦЗ a 0£· Její průřez má orncrnj jako koncová hlava 8 čtyřboký tvar. Dvě strany jsou tvořeny kruhovými válcovými oblouky 9a. 1 Oa. cdpocOdnjícími kruhovým vv^lco^^^ým ooboukům 110 koncové hlavy 8. Dvě druhé stanný mají naproti tornu pr^měl^ý průřez a směrem od on^vO hZwo §, kde navazují na strany ve tvaru oblouků 1 1.

12, sledujících vnitřní obrys podlouhéého průřezu £ výchozí trubky, přecházejí do kruhového průřezu válcového, tělese ££. Jak je zřejmé z obr. 3, jsou tyto dvě strany na okkeji koncové hlavy vymezeny oblouky £6, ££, které cdpocOdnZÍ obloukům 11. £2. Na olkeji válcového tělese 13 jsou vymezovány oblouky 6e. které plynule lavaeerí na axiální průměty oblouků J, £0 a 9z. 10a se shodným kruhovým tvarem, odpoddajícím vnitlníer průměru kruhového průřezu 6 konie trubky £.

Úprava konce trubky razní kem £ se provádí následovně. Razník £ se koncovou hlavou ⁸ zasune tru^y £. Копс^^- hlava 8 nemění průřez tru^y £, neboť má nanejvýš stejný průměr, jako je svárnos trubky podlouhlého průřezu 2, a to v místě její nekratší osy £. Jakmile však přechodová část 14 dosáhne okřeje trubky £, začíná se plynule mmnit její tvar, · jek je znázorněno ne obr. 4. Přitom slouží -konOTá hlava 8 k souosému vedení řezníku £ v trubce.£. Trubka tak přechází ne svém konci z podlouhlého průřezu 2 do kruhového průřezu 6, a to přes přechodové plochy 20. 21, cdpoc0dnjící osazením £8, 19 přechodové čássi 14 rezníku J.

Ne obr. 5 a 6 je znázorněn příklad aplikace trubek £ s upraveným kdi^e^m podle vynálezu a to ne příkladu napojení jedné trubky £ s žebrovými lamelami 22, 22,, 2^ atd. ne děrovanou desku 25 sběrné komory 36.

V této je třebe uvést, že úprava trubky £ podle vynálezu se provádí současně ne obou jejích koncích, a to s upevněnými žebrovými lamelami 22,. .22^, 22-^ etd. Délka přechodové čássi 14 nástroje £ nemá být přitom příliš velká, aby jí od^ovídajcí délka přechodové čássi 23 Srubky £ nebyla větší, než je bezpodmínečně nutno, aby se zbytečně š^ala délka L výměníku teple. Bylo však ejišěёrю , že · tato délka L nesmí býS menší než určitá hodnota pro uspořádání rozpěné vložky 24 mezi poslední žebrovou lamelou

22, svazku a okrajem 34 sběrače 25 nebo desky opatřené kruhovými otvory 26.

Kruhové otvory 26 jsou uvnitř sběrné komory 36 opatřené válcovými přírubami 26 a. Sběrač 25 je pokryt uvnitř sběrné komory 36 deskou nebo fólií 27 , z pryže nebo podobného matteiálu, opatřenou otvory 28, odpooíddjícími kruhovým otvorům 26, tvořenými válcovými > pouzdry 29 v celku s fólií 27. majícími krátkou část 30 přivrácenou vnitřku sběrné komory 36 a dlouhou část zavedenou do válcové příruby 26a a zakončenou zesíenným okrajem 32, tvořící ve spojení s dlouhou částí 31 narážku 33 opatřenou o obvod válcové příruby 26a.

Kovová deska 25 má obrubu 35. vystupující ze sběrné komory 36, a tvoří dno drážky, v níž je vložen zbytek okraje 35 fólie 27.

Sestavení sběřače 25 pokrytého fólií 27 s celkem tvořeným trubkami £ a žebrovými lamelami 22^, 22g atd. na nich navlečenými se děje po úpravě konců trubek £ podle vynálezu. Tyto konce trubek £ se zasouvat do otvorů 28 fólie 27 za současného stlačení válcového pouzdra 29. jehož vnl-třní průměr je v nestlaeeném stavu menší než vnější průměr upravených kruhových konců trubek £.

Po tomto pracovním pochodu jsou upravené kruhové konce trubek £ podrobeny znovu roztažení až je vnější průměr jejich povrchu větší než vnitřní průměr válcové příruby 26a. Konce trubek o kruhovém průřezu £ se skládaaí ze dvou částí o kruhovém průřezu, jedné o menším kruhovém průřezu 6b, navaz^ící bezprostředně na těleso trubky £ a druhé o větším kruhovém průřezu Ďc. tvořící volný okraj tělesa trubky £. Osazení 6d mezi částmi o kruhových průřezech 6b, 6c přispívá k eehybneoti trubek £ vůči sběrači 25.

Trubek s konci upravenými podle vynálezu lze pouuít i v případech, kdy těsnost každého z konců trubek £ je na úrovni sběrače 25 zajištěna více než jedním spojem. Trubek lze rovněž použít v případech, kdy se zaváděni trubky £ do spoje nebo spojů na úrovni sběrače 2£ provádí jejich zjlisoíáníme Přesný kruhový tvar konců trubek £ podle vynálezu dovoluje rovněž utěsnění na úrovni sběrače 25. když není použito pružívých spojů a upravené konce trubek £ jsou v přímém styku s kovovým maeriálem desky sběrače 25. Získání kruhového tvaru konců trubek podle vynálezu dovoluje rovněž snadné spojení trubek sežroubováním nebo svařením jejich upravených konců, jako je tomu například u výparníků.

Claims (4)

1. Trubka pro výměník tepla, zejména pro chladič automooilního vozidla, skládaaící se z tělesa s podlouhlým příčným průřezem, mající nejméně jeden konec kruhového průřezu, vyznačená tím, že průměr kruhového průřezu (6) na konci trubky (1) je menní, než je délka největší osy (3) podlouhlého příčného průřezu (2) tělese trubky (1), přičemž obvod kruhového příčného průřezu (6), na konci trubky (1) je o nejméně 1 % delší, než je obvod podlouhlého příčného průřezu (2) tělesa trubky (i).

2. Způsob výroby trubky podle bodu 1, při kterém se vychází z trubky podlouhlého příčného průřezu ' nejméně jednomu konci této trubky se dodává kruhový průřez, vyznačený tím, že se přetvářený konec trubky roztahuje ve směru nejkratíí průřezové osy podlouhlého, průřezu na hodnotu rovnou průměru požadovaného kruhového průřezu, a současné zkracování podlouhlého průřezu v obb-asti jeho nejdelíí průřezové osy je omezováno hodnotou rovnou průměru požadovaného kruhového průřezu, na níž se zkracování nejdelíí průřezové osy zastaví.

3. Nástroj pro provádění způsobu podle bodu 2, vyznačený tím, že je tvořen řezníkem (5) složeným z válcového tělesa (13) kruhového průřezu o průměru shodném s vnitřním průměrem kruhového'průřezu (6) kance trubky (1), napojeného přechodovou částí (14) na koncovou hlavu (8) ve tvaru čtyřstěnu se zakřivenými vypouklými stěnami, přičemž nejdelíí průřezová osa (3a) koncové hlavy (8) je kratší než nejdelíí průřezová osa (3) výchozího podlouhlého průřezu (2) trubky (1), nejkr^atíí průřezová osa (4a) koncové hlavy (8) je stejně dlouhá, jako nejkratíí průřezová osa (4) výchozího podlouhlého průřezu '2).

4. Nástroj podle bodu 3, vyznačený tím, že dvě navzájem protilehlé strany čtyřstěnu koncové hlavy (8), probíhájící ve směru nejdelSí průřezové osy (3a), jsou kruhové válcové oblouky (9, 10) stejného ppůměru, jako má kruhový průřez válcového tělese (13) razníku, a druhé dvě ' protilehlé strany mají tvar oblouků (11, 12) se stejnou křivostí, jako má podlouhlý průřez (2) tělesa trubky (1).