FI96390C - Kaksoisseinämäputken taivutuksessa käytettävän nesteen jäädytysmenetelmä - Google Patents

Description

96390

Kaksoisseinämäputken taivutuksessa käytettävän nesteen jäädytysmenetelmä

Keksintö kohdistuu menetelmään, jolla taivutetaan 5 sisäkkäisiä putkia haluttuun muotoon siten, että putkien välinen ilmarako pysyy tasavahvuisena. Menetelmässä käytetään hyväksi nesteen, edullisimmin veden faasimuutosta jäädyttämällä se putkien väliseen ilmarakoon ja suorittamalla putken taivutus nesteen ollessa jäädytettynä. Jää-10 dyttämiseen käytetään hyväksi nesteytettyä kaasua.

Katalysaattorien käyttö ajoneuvojen pakokaasujen puhdistamiseen on luonut suuret markkinat kaksoisseinämä-putkirakenteiselle pakoputkelle. Tämän vuoksi on viime aikoina varsin voimakkaasti tutkittu ja kehitetty valmis-15 tusmenetelmiä, jotka soveltuisivat sarjatuotantoon yksinkertaisina ja halpoina. Niinpä kaksoisseinämäputkien taivuttamiseen on kehitetty monenlaisia työkaluja perinteisen tuurnan lisäksi. Kaksoisseinämärakenteisissa pakoputkissa ilmaväli jätetään yleensä niin pieneksi, että taivutukses-20 sa tarvittavan työkalun valmistaminen on erittäin ongelmallista ja vaikeaa. Erityisesti aiheutuu vaikeuksia pienistä taivutussäteistä. Tuurnan valmistukseen on kokeiltu erilaisia materiaaleja, mutta orgaaniset keinoaineet kuten muovit tai vastaavat eivät kestä lujuutensa ja sitkeytensä 25 puolesta metallin kylmämuokkauksessa tulevia rasituksia. Myös erilaisia täyteaineita kuten hiekkaa ja kuulia on käytetty putkien taivutuksessa. Näiden ongelmana on ollut kuitenkin se, että taivutuksen jälkeen osa täytemateriaalista on jäänyt ilmarakoon.

30 Nestettä on myös sen kokoonpuristumattomuuden vuok si käytetty ilmaraon täyteaineena muokkausvaiheessa. Kun neste jäädytetään, muodostaa se erittäin hyvin muotonsa pitävän kiinteän aineen ilmarakoon. Ongelmallista jäädyttämisessä on kuitenkin ollut prosessin hitaus ja proses-35 sista muodostuu hankala, jos nesteen jäädyttäminen suo- • · 2 96390 ritetaan perinteisin menetelmin kylmäkoneilla tai vastaavilla. Tällöin joudutaan pitkiin jäädytysaikoihin ja useimmiten joudutaan useampi työstettävä kappale sijoittamaan pakastimeen tai vastaavaan.

5 Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan jous tava kaksoisseinämäputken taivutusmenetelmä, jossa käytetään nestettä ja sen faasimuutoksella aikaan saatua kiinteää ainetta pitämään putket erillään toisistaan taivutus-vaiheessa. Keksinnön mukainen menetelmä soveltuu massa-10 tuotantoon eikä se aiheuta minkäänlaista erillistä pusku-rivarastoa, vaan jäädytys voidaan suorittaa suurin piirtein samassa ajassa kuin putken taivutus.

Keksintö perustuu siihen, että ilmarakoon sijoitettu neste jäädytetään nopeasti nesteytetyn kaasun avulla, 15 joka ruiskutetaan kaksoisseinämäputken pinnalle jäädyttämään ilmaraossa oleva vesi tai vastaava neste. Täsmällisemmin sanottuna keksinnön mukaiselle kaksoisseinämäputken taivutuksessa käytettävän nesteen jäädytysmenetelmälle on tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksen 1 20 tunnusmerkkiosassa.

Keksinnön mukaisella menetelmällä saavutetaan huomattavia etuja. Massatuotannossa valmistusmenetelmä saadaan joustavaksi ilman erillisiä puskurivarastoja eri vaiheissa ja koko linja on mahdollista automatisoida. Proses-25 sissa käytettävät, veden jäädyttämiseen tarvittavat lait teet ovat yksinkertaisia ja hankintahinnaltaan edullisia. Valmistuskustannuksissa saavutetaan säästöjä lämpöeristä-mällä laite ja putkisto, joissa nestemäisen, jäähdyttävän kaasun annostelu tapahtuu. Laite voidaan lämpöeristää ter-30 mospulloista tunnetulla tekniikalla tai käyttämällä muita tehokkaita eristysmenetelmiä. Myös jäähdyttävän nestemäisen kaasun annostelu voidaan säätää edeltä käsin, jolloin päästään haluttuun j äähdytysvaikutukseen kappalekohtaises-ti. Nestemäisen jäähdyttävän kaasun varastointituotanto 35 paikalle voidaan suorittaa nykytekniikalla monellakin eri !l : lltt Hill 1 1 i.Hk ; . i 3 96390 tavalla riippuen kaasun tarpeesta ja kulutuksesta. Voidaan käyttää esimerkiksi erilaisia siirrettäviä konttisäiliöitä ja keskitettyä kaasuvarastointia.

Seuraavassa keksintöä selitään tarkemmin oheisiin 5 piirustuksiin viittaamalla.

Kuvio 1 esittää kaksoisseinämäputken taivutuspro-sessia kaaviollisesti esitettynä.

Kuvio 2 esittää jäädytysmenetelmää kaaviollisesti esitettynä.

10 Kuvio 3 esittää menetelmässä käytettyä jäähdytys- kammiota päältä nähtynä leikkauksen I-I kohdalta.

Kuviossa 1 numero 1 viittaa ulkoputken katkaisuun ja numero 2 sisäputken katkaisuun. Vaiheessa 3 suoritetaan putken tyven laajennus tai supistus. Työvaihe 3 suorite-15 taan putkien ollessa sisäkkäin. Myös rengasta voidaan käyttää putkien liittämiseen ja yhdistämiseen. Vaiheessa 4 hitsataan putket alapäästään kaasutiiviisti yhteen. Vaiheessa 5 putkien väliseen ilmarakoon johdetaan nestettä ja vaiheessa 6 suoritetaan ilmaraossa olevan nesteen jäädy-20 tys. Vaiheessa 7 tapahtuu putken taivutus ja vaiheessa 8 sulatetaan ilmaraossa oleva neste ja annetaan sen valua ulos. Kuvioissa 2-3 numero 9 viittaa ulommaiseen putkeen ja numero 10 sisäputkeen. Putken 10 päässä oleva laajennus on merkitty numerolla 11 ja putkien yhteenhitsauskohta nu-25 merolla 12. Putkien 9 ja 10 väliin jäävä tila on merkitty numerolla 13 ja siinä oleva neste numerolla 14. Jäähdytys-kammio on merkitty numerolla 15, sen seinät numerolla 16 ja pohja numerolla 17. Kammio 15 on sijoitettu jalkojen 18 varaan. Sisäkkäisten putkien 9 ja 10 sijoittamiseksi jääh-30 dytyskammioon 15 ovat sen sisäreunoilla ohjaintapit 19. Sisimmäinen putki 10 on yläosastaan suljettu tulpalla 20. Nestemäisen kaasun varastona käytettävä säiliö on merkitty numerolla 21 ja siinä olevaa venttiililaitteistoa numerolla 22. Putkella 23 johdetaan kaasu jäähdytyskammioon 15 35 sen pohjan 17 läpi suuttimelle 24, jossa ovat reiät 25, 4 96390 joista nestemäinen kaasu johdetaan putken 10 sisäpinnalle. Jäähdytyskammion 15 alaosassa ovat ristikkäiset tukirivat 26, jotka muodostavat raon pohjan 17 ja sisäkkäisten putkien 9 ja 10 alapään välille. Tästä raosta pääsee jäähdyt-5 tävä kaasu virtaamaan solaa 27 pitkin vapaasti ulkoilmaan. Putken 23 eristys on merkitty numerolla 28.

Keksinnön mukaista menetelmää käytetään seuraavaan tapaan. Sisäkkäiset putket katkaistaan vaiheissa 1 ja 2, jonka jälkeen vaiheessa 3 suoritetaan sisemmän putken toi-10 sen pään laajennus ulkoputkeen tai ulomman putken supistus sisempää putkea vasten tai käytetään keskittävää tiivis-tysrengasta, minkä jälkeen hitsataan sisäkkäiset putket 9 ja 10 toisesta päästä kiinni toisiinsa sauman 12 avulla kaasutiiviiksi. Tämän jälkeen johdetaan tilaan 13 nestet-15 tä 14 ja sisäkkäiset putket 9 ja 10 sijoitetaan jäähdytys-kammioon 15. Nestemäistä kaasua annostellaan venttiilin 22 kautta säiliöstä 21 suuttimelle 24, josta se reikien 25 kautta ruiskutetaan sisemmän putken sisimmälle lieriöpin-nalle ja syntynyt kaasu päästetään vapaasti ilmakehään tai 20 otetaan talteen. Sisempi putki 10 on suljettu tulpan 20 avulla, joka estää kaasujen pääsyn suoraan ulkoilmaan. Syntyvä kaasu pakotetaan virtaamaan kammion 15 alaosan kautta solaa 27 pitkin ulkoilmaan, jolloin kaasun jäähdyttävä vaikutus voidaan kokonaisuudessaan ottaa talteen ul-25 koputken jäähdytykseen. Valuessa sisemmän putken 10 pintaa * alas nestemäinen typpi tai vastaava kaasuuntuu ja jäädyt tää tilassa 13 olevan veden 14.

Suoritetuissa kokeissa on voitu havaita, että esimerkiksi noin 70 cm pitkä sisäkkäinen putki, jonka halkai-30 sijamitat ovat 60 ja 50 mm, vaativat niiden välissä olevan nesteen jäähdyttämiseen ja jäädyttämiseen noin 4 kg nes-teytettyä typpeä. Koska nestemäisen typen lämpötila on alle -190 °C, saadaan aikaiseksi varsin tehokas ja nopea jäätyminen. Typpeä käyttämällä saadaan etuna myös se, että 35 kaasu voidaan vapaasti laskea ilmakehään.

• . i« t «4« i i · n 5 96390 Tässä hakemuksessa on esitetty eräs keksinnön mukaisen menetelmän suoritusmuoto. Ammattimiehelle on kuir tenkin selvää, että menetelmän mukaista keksintöä voidaan käyttää myös toisin, kuin mitä edellä on havainnollistet-5 tu. Käytettävä jäähdyttävä kaasu voidaan valita toiseksi kuin typpi ja itse laitteisto voidaan toteuttaa toisella tapaa. Niinpä esimerkiksi jäähdyttävä, nestemuodossa oleva kaasu on mahdollista suihkuttaa toisella tapaa ja toiseen paikkaan, esimerkiksi putken ulkokehälle. Myös käytettävän 10 nestemäisen kaasun valmistus ja varastointi voidaan suorittaa usealla eri tavalla. Menetelmässä voidaan saavuttaa lisäetuja tehostamalla myös jäähdytyskammion 15 lämpö-eristystä ja putken 23 lämpöeristystä 28.

•«

Claims (5)

9 6 3 9 Γ

1. Kaksoisseinämäputken taivutuksessa käytettävän nesteen jäädytysmenetelmä, jossa vesi tai vastaava neste 5 johdetaan putkien (9) ja (10) seinämien väliseen tilaan (13) ja jäähdytetään sekä jäädytetään muokkauksen ajaksi, jolloin mainitut putket taivutetaan haluttuun muotoon, tunnettu siitä, että nesteen (14) jäädyttämiseen tarvittava jäädytys aikaansaadaan johtamalla nestemäisessä 10 olomuodossa oleva kaasusuihku kaksoisseinämäputkien (9, 10. lieriöpinnoille tai vastaaville pinnoille ja antamalla tämän j älkeen nesteen kaasuuntua sekä kulkea solan (27) tai vastaavan kautta kaasumuodossa jäähdyttäen putken pintaa ja poistua kaasuna vapaasti ulkoilmaan jäähdytyskam- 15 miosta (15).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että nestemäinen kaasu ruiskutetaan suuttimen (24) tai vastaavan avulla putken (10) sisä-lieriön pinnalle ja annetaan nestemäisen kaasun valua alas 20 painovoimalla ja jäädyttää tilassa (13) oleva neste (14).

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sisemmän putken (10) suu suljetaan tulpalla (20) ja kierrätetään syntynyt kaasu tuki-ripojen (26) päällä olevan kaksoisseinämäputken alta ulom- 25 man putken (9) ja jäähdytyskammion (15) seinämän muodosta- • · maa solaa (27) pitkin.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että jäähdytyskammio (15) eristetään vaipaltaan (16), pohjasta (17) sekä putken (23) vai- 30 paita lämpöhäviöiden pienentämiseksi.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kaksoisseinämäputki sijoitetaan paikoilleen jäähdytyskammioon (15) ohjaintappien (19) avulla, jotka keskittävät kaksoisseinämäputken, ja että 35 kaasun purkautumiseen tarvittava tila jäähdytyskammion (15) pohjassa aikaansaadaan ristikkäisillä tukirivoilla (26) tai vastaavilla. !l 1 Itf i 3-121 I i } st ! • · 96390