NL7905216A

NL7905216A - COMBINATION OF AN APPARATUS FOR EXPANSION ATTACHING A TUBE IN A BEARING PLATE WITH A BEARING PLATE.

Info

Publication number: NL7905216A
Application number: NL7905216A
Authority: NL
Original assignee: Nuovo Pignone Spa
Priority date: 1978-07-11
Filing date: 1979-07-04
Publication date: 1980-01-15
Also published as: ZA793314B; CA1124627A; IT7825548A0; DE2927626C2; GB2024681B; DE2927626A1; BR7904476A; SE7906016L; AR217170A1; FR2430805A1; BE877639A; JPS5514500A; GB2024681A; IT1097014B

Description

795335/M/Eey/cd * _ 1 _ *795335 / M / Eey / cd * _ 1 _ *

Aanvraagster: Huovo Pignone S.foA· te Florence, Italië·'Applicant: Huovo Pignone S.foA · in Florence, Italy · "

Xitel: Combinatie van een inrichting voor het door middel van expansi» bevestigen van een buis in een draagplaat met een draagplaat·Xitel: Combination of a device for fixing a tube in a support plate with a support plate by means of expansion.

De uitvinding heeft betrekking op een combinatie van een inrichting voor het op een zeer efficiënte, vlugge en goedkope wijze door middel van uitzetting met een goede afdichting bevestigen van een buis aan een draagplaat met een draagplaat· Deze combinatie is in het 5 bijzonder geschikt voor het fabriceren van grote warmtewisselaars, dio worden vervaardigd van kostbare materialen, zoals roestvrij staal, aluminium, brons, en vanwege de hoge kosten van het gebruikte materiaal niet als massieve eenheden kunnen worden geconstrueerd tengevolge van voor zichzelf sprekende economische redenen· 10 Zoals bekend, wordt een groep buizen van een warmtewisselaar aan de uiteinden ondersteund door twee draagplaten, die zijn voorzien van boorgaten, waarin de buizen door middel van expansie met een goede afdichting worden bevestigd· lot op heden zijn twee methoden voorgesteld voor het bevesti-15 gen van de in de boorgaten van de platen geplaatste buizen.The invention relates to a combination of a device for fastening a tube to a supporting plate with a supporting plate in a very efficient, quick and cheap manner by means of expansion with a good sealing. This combination is particularly suitable for manufacture of large heat exchangers, dio are made of precious materials, such as stainless steel, aluminum, bronze, and due to the high cost of the material used, cannot be constructed as solid units due to obvious economic reasons · 10 As is known, a group of tubes of a heat exchanger at the ends supported by two support plates, which are provided with boreholes, in which the tubes are fixed by means of expansion with a good sealing. Two methods have been proposed to fix the in the drill holes of the plates placed tubes.

Bij de eerste conventionele methode wordt elke buis in de plaat vastgelast·In the first conventional method, each tube is welded into the plate

Een dergelijke methode heeft behalve het bezwaar van aanzienlijke hoge kosten en een lange arbeidstijd tevens het nadeel dat deze 20 methode niet algemeen kan worden toegepast, daar de buizen en de platen respektievelijk van materialen kunnen zijn vervaardigd die niet samengelast kunnen worden· Bij de tweede conventionele methode worden aassieve draagplaten toegepast, waarbij de buizen van de groep in de gaten van de plaat worden vastgezet, doordat de buizen door expansie 25 crachtig tegen de aanzienlijk dikke wand worden geperst·In addition to the drawback of considerably high costs and a long working time, such a method also has the disadvantage that this method cannot be generally used, since the pipes and the plates can be made of materials, respectively, which cannot be welded together. As a method, solid support plates are used, in which the tubes of the group are fixed in the holes of the plate, because the tubes are forcefully pressed against the considerably thick wall by expansion.

Deze laatste methode heeft het nadeel dat er niet altijd een goede afdichting tussen de buis en de plaat ontstaat· Anders gezegd, le uitzetting van de buis tegen de plaat geeft alleen een goede afdichting wanneer buizen met een grote dikte en een kleine diameter worden 7905216 — 2 -The latter method has the disadvantage that there is not always a good seal between the pipe and the plate. In other words, the expansion of the pipe against the plate only gives a good seal when pipes with a large thickness and a small diameter are used. 7905216 - 2 -

VV

Λ .Λ.

toegepast d.w.z. buizen die voldoende stijf zijn om de deformatie ten· gevolge van het uitzetten te kunnen behouden.i.e. tubes that are rigid enough to maintain deformation due to expansion.

In het tegenovergestelde geval, waarbij buizen met een gering» dikte en een grote diameter worden toegepast en waarbij na het uitzet· 5 ten altijd een elastische terugvering optreedt, is het niet mogelijk sen goede afdichting te verkrijgen.In the opposite case, where pipes with a small thickness and a large diameter are used and where an elastic springback always occurs after expansion, it is not possible to obtain a good seal.

Uit het voorafgaande kan worden afgeleid dat de bovengenoem-de methode nooit kan worden gebruikt bij het vervaardigen van grote warmtewisselaars waarbij de groep van buizen bestaat uit buizen met 10 een grote diameter· Dit geldt vooral wanneer dergelijke buizen zijn vervaardigd van een speciaal en dus duur materiaal en tengevolge hiervan om vanzelfsprekend economische redenen worden toegepast met een kleine wanddikte.From the foregoing it can be deduced that the above-mentioned method can never be used in the manufacture of large heat exchangers in which the group of pipes consists of pipes with a large diameter. This is especially true when such pipes are made of a special and thus expensive material and, as a result, for obvious economic reasons, are used with a small wall thickness.

De uitvinding beoogt de hierboven genoemde nadelen te vermij-15 den en een combinatie van een bevestigingsinrichting met een draag» plaat te verschaffen waarbij snel en economisch een efficiënte goed afdichtende bevestiging van een buis in het boorgat van een draagplaa b wordt verkregen onafhankelijk van de diameter en de dikte van de buis en onafhankelijk van de materialen waaruit de buis en de draagplaat 20 zijn vervaardigd. Dit oogmerk wordt volgens de uitvinding bereikt, doordat de draagplaat bestaat uit twee geperste metalen platen van een geringe dikte, die in hoofdzaak evenwijdig en op een afstand . van elkaar zijn geplaatst, en de tegenover elkaar gelegen gaten hiervan zijn voorzien van ringvormige lippen, en de inrichting voor het 23 uitzetten van de buis, ie voorzien van een hard rubberen stomp met een ringvormige dwarsdoorsnede die in de met de metalen platen te ver>· binden buis kan worden gestoken, welke stomp coaxiaal wordt ondersteund door een staaf van een hydraulische of pneumatische dubbelwerkende plunjer, met behulp waarvan de tussen twee niet extrudeerbare nylon 30 ringen geplaatste stomp in axiale richting kan worden samengedrukt waarbij één der niet extrudeerbare ringen aan het vrije uiteinde van de staaf is vastgezet door een sluitring en zodoende samen met de staaf gedeeltelijk beweegbaar is, waarbij de andere nylon ring vrij op de staaf is aangebracht en wordt tegengehouden door het huis van de hydrau-35 lisch of pneumatische dubbelwerkende plunjer, waarbij middelen aanwe- 7905216 -3 - ' fcn zig zijn voor liet Instellen van de slag van de zuiger van de dubbel-werkende hydraulische of pneumatische plunjer.The object of the invention is to avoid the above-mentioned drawbacks and to provide a combination of a fastening device with a supporting plate in which an efficient well sealing fastening of a tube in the borehole of a supporting plate is obtained quickly and economically, irrespective of the diameter and the thickness of the tube and independent of the materials from which the tube and the support plate 20 are made. This object is achieved according to the invention in that the carrier plate consists of two pressed metal plates of a small thickness, which are substantially parallel and at a distance. spaced from each other, and their opposing holes are provided with annular lips, and the tube expansion device, ie, having a hard rubber stub with an annular cross-section inserted into the metal plates. Binding tube can be inserted, which stub is coaxially supported by a rod of a hydraulic or pneumatic double-acting plunger, by means of which the stub placed between two non-extrudable nylon 30 rings can be compressed in axial direction, with one of the non-extrudable rings on the The free end of the rod is secured by a washer and thus partially movable together with the rod, the other nylon ring being freely mounted on the rod and retained by the housing of the hydraulic or pneumatic double-acting plunger, whereby means indicated 7905216-3 - 'fcn zig for Adjusting the stroke of the double-piston known hydraulic or pneumatic plunger.

Op deze wij ze, wordt door het in axiale richting samendrukken van de rubberen stomp* dat wordt bereikt door het naar elkaar toe be-5 wegen van de twee niet extrudeerbare nylon ringen* een elastische deformatie in radiale richting van de genoemde stomp verkregen* welke deformatie resulteert in het forceren van de buis in radiale richting, waarbij de buis uitzet langs de buitenste randen van de tegenover elkaar gelegen boorgaten van de twee metalen platen* die de houder*· 10 plaat vormen, alsmede in de tussen de twee platen gelegen zone en tus · sen de ringvormige lippen, zodat de buis met een af dichtende verbind! ig permanent aan de platen is verankerd, en een elastische deformatie in de ringvormige lippen is verkregen die op deze wijze een efficiënte afdichtende verbinding verschaffen0 13 Tolgens de uitvinding is de hard rubberen stomp aan zijn beidu uiteinden voorzien van taps toelopende delen, die steken in een over·· eehkomstige Y-vormige groef* die in de aan de stomp grenzende zijde vua elk van de niet extrudeerbare nylon ringen is aangebracht· .wordtIn this way, by axially compressing the rubber stub * which is achieved by moving the two non-extrudable nylon rings * together, an elastic deformation in radial direction of said stub * is obtained, which deformation results in forcing the pipe in the radial direction, the pipe expanding along the outer edges of the opposite boreholes of the two metal plates * forming the container * 10 plate, as well as in the zone located between the two plates and between the annular lips, so that the tube with a sealing joint! It is permanently anchored to the plates, and an elastic deformation is obtained in the annular lips, which in this way provide an efficient sealing connection. According to the invention, the hard rubber butt is provided at both ends with tapered parts which protrude into a over ·· the corresponding Y-shaped groove * inserted in the stub adjacent side of each of the non-extrudable nylon rings ·.

Zodoende wordt daar de stomp tijdens het samendrukken/vastge-20 houden verzekerd, dat het samendrukken op de best mogelijke wijze plaatsvindt zonder dat er een mogelijkheid bestaat van het optreden Yin extrusieverschijnselen·Thus, there the stub during compression / holding is ensured that the compression takes place in the best possible way without there being any possibility of the occurrence of extrusion phenomena.

Tolgens een bij voorkeur toegepaste uitvoeringsvorm van de uitvinding is het huis van de hydraulische of pneumatische plunjer vocr-25 zien van een pistoolgreep voor het regelen van de mediumtoevoer·In accordance with a preferred embodiment of the invention, the housing of the hydraulic or pneumatic plunger is shown with a pistol grip for controlling the fluid supply.

Tolgens de uitvinding zijn middelen aangebracht voor het in» stellen van de slag van de zuiger van de dubbelwerkende hydraulische of pneumatische plunjer* welke middelen bestaan uit een afdichtend aanslagelement* dat in axiale richting instelbaar is door middel van.In accordance with the invention, means are provided for adjusting the stroke of the piston of the double-acting hydraulic or pneumatic plunger *, which means consist of a sealing stop element * which is adjustable in the axial direction by means of.

30 ringvormige platen* die op hun plaats worden gehouden door een sluit·· plaat. Se uitvinding wordt nader toegelicht aan dé hand van de tekening lie een bij voorkeur toegepaste uitvoeringsvorm toont·30 annular plates * held in place by a closing plate. The invention is further elucidated with reference to the drawing, which shows a preferred embodiment.

Tig· 1 is een gedeeltelijke doorsnede van een draagplaat volgens de uitvinding* waarbij in de boorgaten van de draagplaat vier 35 bui zen zijn aangebracht welke zijn weergegeven in opeenvolgende stadia Van bevestiging.___________ 7905216 ,r- - 4 -Tig · 1 is a partial cross-section of a support plate according to the invention *, in which four tubes are arranged in the drill holes of the support plate, which are shown in successive stages of fixing .___________ 7905216, r- - 4 -

Fig. 2 toont een doorsnede van de bevestigingsinrichting voor de buizen volgens de uitvinding»Fig. 2 shows a section of the fastening device for the pipes according to the invention »

In de tekening geven de verwijzingscijfers 1 en 2 twee geperste metalen platen van geringe dikte aan, die samen de draagplaat vor · 5 men· In de tegenover elkaar, gelegen gaten 3,4,5 en 6 van de platen zijn buizen 7»3,9 en 10 aangebracht, die moeten worden uitgezet tot zij nauw in de gaten klemmen.In the drawing, reference numerals 1 and 2 designate two small-thickness pressed metal plates, which together form the support plate. In the opposite holes 3,4,5 and 6 of the plates are tubes 7, 3, 9 and 10, which must be expanded until they pinch closely.

]}e platen 1 en 2 zijn met hun uiteinde aan de zijwanden 11 vai een warmtewisselaar gelast zodat ze evenwijdig en op een afstand van 10 elkaar lopen, waarbij elk gat is voorzien van een ringvormige lip 12, 15»14»15 die is verkregen bij het perseno let met een goede afdichting bevestigen van de buizen 7-10 in de corresponderende gaten 3-3 van de platen 1 en 2 geschiedt door middel van een bevestigingsinrichting 16» 15 Se inrichting 16 bestaat in hoofdzaak (zoals het duidelijkst ;e zien is in fig. 2) uit een cilindrisch lichaam 17» dat het buitenste huis vormt van een hydraulische of pneumatische dubbelwerkende plunjes1, in welk huis een zuiger 18, die is voorzien van een afdichtring 19, een voorste kamer 20 scheidt van een achterste kamer 21. Seze kamers 20 staan in verbinding met de (niet in de tekening weergegeven) hydrauli-sche of pneumatische voeding via respektievelijke leidingen 22 en 23» die zijn opgenomen in een pistoolgreep 24» die is verbonden met het cilindrische huis 17 en de flexiebele slangen 25 en 26.Plates 1 and 2 are welded with their ends to the side walls 11 of a heat exchanger so that they run parallel and at a distance of 10 from each other, each hole having an annular lip 12, 15 »14» 15 obtained when pressing, the tubes 7-10 are secured with a good seal in the corresponding holes 3-3 of the plates 1 and 2 by means of a fastening device 16 »15 The device 16 mainly consists (as can be seen most clearly; see in Fig. 2) from a cylindrical body 17 »which forms the outer housing of a hydraulic or pneumatic double-acting plungers 1, in which housing a piston 18 provided with a sealing ring 19 separates a front chamber 20 from a rear chamber 21 These chambers 20 communicate with the hydraulic or pneumatic power supply (not shown in the drawing) via lines 22 and 23, respectively, which are incorporated in a pistol grip 24 »which is connected to the cylindrical housing 17 and d e flexible hoses 25 and 26.

Se pistoolgreep 24 is voorzien van een trekker 27 die een sciu,-25 kelaar 28 van een elektrische of magnetische (niet in de tekening wees -gegeven) driewegklep bedient, voor het sturen van het medium hetzij naar de kamer 20, hetzij naar de kamer 21 van de dubbelwerkende, hydraulische en pneumatische plunjer·The pistol grip 24 is provided with a trigger 27 which actuates a valve 28 of an electric or magnetic (not shown in the drawing) three-way valve, for sending the medium either to chamber 20 or to the chamber 21 of the double acting hydraulic and pneumatic piston

Aan het voorste oppervlak 29 van de zuiger 18 is een staaf 30 30 bevestigd die buiten het huis 17 uitsteekt en ten opzichte hiervan is afgedicht door middel van een afdichtring 31.Attached to the front surface 29 of the piston 18 is a rod 30 which projects beyond the housing 17 and is sealed therefrom by means of a sealing ring 31.

Op het buiten het huis 17 uitstekende deel van de staaf 30 is coaxiaal een stomp 32 aangebracht, die een ringvormige doorsnede heefi, an van hard rubber is vervaardigd, en aan zijn beide uiteinden is voox-55 (zien van taps toelopende delen 33· Seze tapse delen steken in een 7-vogaigo groef, die is aangebraefa-t-in-.....de--naar elkaar.....toe-gerichte-op-— 7905216 _ 5 - * -—— 1,.-. "— I .On the part of the rod 30 projecting outside the housing 17, a stub 32 is arranged coaxially, which has an annular cross-section, is made of hard rubber, and at both ends is voox-55 (see tapered parts 33 · Seze tapered parts protrude into a 7-vogaigo groove, which is fitted-in-the-facing-towards-7905216 _ 5 - * -—— 1, .-. "- I.

pervlakken ran twee niet extrudeerbare nylon ringen 36 en 57» die op de staaf 50 zijn gemonteerd·surfaces of two non-extrudable nylon rings 36 and 57 »mounted on bar 50 ·

De nylon ring 56 rast met een zijvlak dat glad is uitgevoerd tegen de vóórkant van het huis 17 en wordt hierdoor op zijn plaats 5 gehouden, waarbij het overeenkomstige gladde oppervlak van de nylon ring 57 tegen een sluitring 58 rust, die vast is verbonden met de staaf 50 door middel van een sluitmoer 59, die op het uiteinde van de staaf 50 is geschroefd en de sluitring 58 tegen een schouder 40 van d» staaf 30 drukt* 10 De echtere te kamer 21 is aan de tegenover de zuiger 18 gelegei zijde afgesloten dóór een aanslag 41 voor de zuiger, welke aanslag, die is voorzien van een afdichtring 42 en een van schroefdraad voorzi me naaf 43» in axiale richting kan worden ingesteld zodat de slag van de zuiger 18 en dus de mate waarin de hard rubberen stomp 52 wordt samen·· 15 gedrukt kan worden gevarieerd door middel van ringvormige platen 44 die om de naaf 43 zijn aangebracht, en op hun plaats worden gehouden door een sluitplaat 43 waaraan door middel-van een moer 46 de naaf 45 van de aanslag 41 is bevestigd.The nylon ring 56 meshes with a side surface that is smooth against the front of the housing 17 and is thereby held in place 5, the corresponding smooth surface of the nylon ring 57 resting against a washer 58 which is fixedly connected to the bar 50 by means of a lock nut 59, which is screwed to the end of the bar 50 and presses the washer 58 against a shoulder 40 of the bar 30 * 10 The real chamber 21 is closed on the opposite side of the piston 18 through a stop 41 for the piston, said stop, which is provided with a sealing ring 42 and a threaded hub 43 », can be adjusted in the axial direction so that the stroke of the piston 18 and thus the extent to which the hard rubber butt 52 can be varied by means of annular plates 44 arranged around the hub 43, and held in place by a closing plate 43 to which the hub 45 of the stop 41 is secured by means of a nut 46 s confirmed.

Tot slot is op het bovenste vlak van het cilindrische huis 20 17 een draagoog 47 aangebracht, waarmee het door middel van een kabel met een contragewicht mogelijk is het gewicht van de bevestigingsin-richting 16 uit te balanceren teneinde het werken hiermee te vergemak·· kelijken·Finally, on the top surface of the cylindrical housing 20 17, a carrying eye 47 is provided, by means of which it is possible to balance the weight of the mounting device 16 by means of a cable with a counterweight in order to facilitate its operation. ·

De werking van de combinatie is gemakkelijk te begrijpen. Van·· 25 neer de twee geperste metalen platen 1 en 2, die d· draagplaat vormen op hun plaats zijn gebracht, wordt in elk van de gaten met de tegen* over elkaar gelegen ringvormige lippen het uiteinde van een met een goede afdichting te bevestigen buis gestoken (zie de buis 10 in fig.1’, waarna de stomp 52 van de inrichting 16 in het uiteinde van de buis 30 wordt gestoken (zie buis 9 ie fig· 1)·The operation of the combination is easy to understand. When the two pressed metal plates 1 and 2, which form the supporting plate, are placed in place, the end of one is secured in each of the holes with the opposing annular lips. tube (see the tube 10 in fig. 1 ', after which the stub 52 of the device 16 is inserted into the end of the tube 30 (see tube 9 ie fig.1))

Door het overhalen en het vasthouden van de trekker 2J van de inrichting 16, wordt olie onder druk in de voorste kamer 20 gebracht zodat de zuiger 18 en met deze de staaf 50 snel naar links worden bewogen· 33 Dit heeft tot gevolg dat de hard rubberen stomp 52 wordt samer- 7905216 - 6 - i' , j λ gedrukt tussen de nylon ringen 36 en 37 en de stomp 32» doordat deze in radiale richting uitzet» de huis tegen de randen van de met ring·· vormige lippen voorziene en tegenover elkaar in de metalen platen 1 en 2 gelegen gaten drukt» zodat in de huis uitgezette gebieden 48>49 en pO 3 ontstaan (zie huis 8 in fig. 1) en de huis permanent is opgesloten»By pulling and holding the trigger 2J of the device 16, oil is introduced under pressure into the front chamber 20 so that the piston 18 and with it the rod 50 are quickly moved to the left.33 This results in the hard rubber stub 52 is squeezed between the nylon rings 36 and 37 and the stub 32 »by expanding in the radial direction» the housing against the edges of the tab-shaped lips and opposite press each other holes in the metal plates 1 and 2 »so that areas 48> 49 and pO 3 are created in the housing (see housing 8 in fig. 1) and the housing is permanently locked up»

Se elastische deformatie van de ringvormige lippen» zoals 13» verschaffen een efficients klemmende afdichting.The elastic deformation of the annular lips »such as 13» provide an efficient clamping seal.

Tot slot wordt door het loslaten van de trekker 27» die onder druk staat van een veer 51 (zie fig. 2) de trekker teruggebracht in 10 zijn vrije positie» waarbij de andere kamer 21 olie ontvangt» zodat de staaf 30 naar rechts wordt bewogen en de stomp 32 zijn oorspronke*# lijke vorm weer kan innemen.Finally, by releasing the trigger 27 »which is under pressure from a spring 51 (see Fig. 2), the trigger is returned to its free position» with the other chamber 21 receiving oil »so that the rod 30 is moved to the right and the stub 32 can return to its original shape.

Se inrichting 16 kan vervolgens weer uit de buis worden genomen waarbij de laatste stijf met een goede afdichting is vastgezet in 15 de corresponderende gaten van de geperste metalen platen (zie de huis 7 in fig. 1).The device 16 can then be taken out of the tube again, the latter being rigidly secured with a good seal in the corresponding holes of the pressed metal plates (see the housing 7 in fig. 1).

-Conclusies- 7905216-Conclusions- 7905216

Claims

1 · Combination of a device for fixing a tube in a hole of a supporting plate with a supporting plate by means of expansion with a good sealing, characterized in that the supporting plate consists of two pressed metal plates of a small thickness, which are substantially parallel and spaced, and their opposing holes are provided with annular tabs, and the tube expansion device includes a hard rubber stub of annular cross-section, which is in the the tube to be joined can be fired, which stub is coaxially supported by a rod of a hydraulic or pneumatic double-acting plunger, by means of which the stub placed between two non-extrudable nylon rings can be compressed in axial direction, whereby one of the non-extrudable rings on the free end of the rod are secured by means of a washer and thus together with the rod is partially movable with the other nylon ring freely mounted on the rod, and is retained by the housing of the double acting hydraulic or pneumatic plunger, with means for adjusting the stroke of the piston of the double-acting hydraulic or pneumatic plunger,

The device of the combination according to claim 1, characterized in that the hard rubber stub is provided at each of its ends with a tapered part which projects into a Y-shaped groove, which is directed towards the stump face of each of the 25 non-extrudable nylon rings is fitted »

Device according to claim 2, characterized in that the outer housing of the double-acting hydraulic or pneumatic plunger is provided with a pistol grip with a trigger for controlling the nutrient medium, 50

Device as claimed in claim 2 or 3, characterized in that the means for adjusting the stroke of the suction x of the double-acting hydraulic or pneumatic plunger are formed by a sealing stop element is axially adjustable by means of annular plates held in place by a closing plate.

5 "Heat exchanger comprising a group of tubes, each tube being anchored at both ends by expansion into a hole of a support plate, characterized in that the support plate consists of two parallel plates spaced parallel to each other and the opposite holes of each plate are provided with annular lips. 7905216