PL202661B1

PL202661B1 - Sposób wytwarzania rury, zwłaszcza do wymiennika ciepła

Info

Publication number: PL202661B1
Application number: PL373786A
Authority: PL
Inventors: Petur Thors; Nikolai Zoubkov
Original assignee: Wolverine Tube
Priority date: 2002-06-10
Filing date: 2003-06-10
Publication date: 2009-07-31
Also published as: ATE412866T1; CN100449248C; US20070124909A1; CN1675513A; DE60317506T2; WO2003104736A1; EP1845327A1; NO20040573L; ES2317624T3; IL165711A; BRPI0305057B1; YU12904A; US20100088893A1; EP1845327B1; HK1133072A1; ZA200410239B; ES2292991T3; IL165711A0; PT1845327E; CA2489104A1

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania rury, zwłaszcza do wymiennika ciepła.

Wynalazek dotyczy sposobu wytwarzania rury, zwłaszcza do wymiennika ciepła, posiadającej zwiększoną wewnętrzną powierzchnię, dla ułatwienia wymiany ciepła od wewnętrznej strony rury do zewnętrznej. Rury wymienników ciepła powszechnie stosuje się np. w takich urządzeniach jak zalane parowniki, parowniki ze spływającą warstwą cieczy, parowniki z natryskiem cieczy, chłodnie absorpcyjne, skraplacze, chłodnice z bezpośrednim rozprężaniem oraz chłodnicze podgrzewacze jednofazowe, stosowane w chłodnictwie, przemyśle chemicznym, petrochemicznym i w przetwarzaniu żywności. W takich zastosowaniach występują różne nośniki ciepła, włączając w to, lecz bez takiego ograniczenia: czystą wodę, mieszaninę wody z glikolem, dowolny rodzaj czynnika chłodniczego (R-22, R-134a, R-123 itp.), amoniak, ciecze petrochemiczne i inne mieszanki.

Idealna rura wymiennika ciepła powinna umożliwiać całkowicie nieograniczony przepływ ciepła od wnętrza rury do jej zewnętrznej części i vice versa. Jednakże swobodny przepływ ciepła poprzez rurę jest generalnie udaremniony przez opór cieplny. Całkowity opór cieplny rury oblicza się poprzez sumowanie poszczególnych oporów od zewnątrz do wewnątrz rury lub vice versa. W celu zwiększenia wydajności przenikania ciepła dla rury producenci poszukują sposobów zmniejszenia całkowitego oporu cieplnego rury. Jednym z takich sposobów jest zwiększenie zewnętrznej powierzchni rury, np. poprzez utworzenie żeber na zewnętrznej powierzchni. Wobec najnowszych postępów w zakresie zwiększenia zewnętrznej powierzchni rury (patrz patent US Nr 5,697,430 i 5,996,686), zewnętrznej części rury przypisuje się tylko małą część całkowitego oporu cieplnego rury. Przykładowo, typowa rura aparatu wyparnego zastosowana w zalanych agregatach chłodniczych o zwiększonej zewnętrznej powierzchni, lecz o gładkiej wewnętrznej powierzchni typowo posiada współczynnik oporu wewnętrznego do oporu zewnętrznego 10:1. Idealnie, dąży się do uzyskania współczynnika oporu wewnętrznego do oporu zewnętrznego 1:1. Najważniejsze będzie zatem opracowanie sposobów zwiększenia wewnętrznej powierzchni rury, co znacznie zimniejszy opór boczny rury i poprawi ogólną charakterystykę przejmowania ciepła.

Znane jest wytwarzanie rur wymiennika ciepła z przemiennymi rowkami i wypukłościami na ich powierzchniach. Rowki i wypukłości współpracują dla zwiększenia turbulencji ciekłych nośników ciepła, np. wody doprowadzanej wewnątrz rury. Taka turbulencja zwiększa mieszanie cieczy w pobliżu wewnętrznej powierzchni rury i zmniejsza lub praktycznie eliminuje narastanie warstwy przyściennej ciekłego medium w pobliżu wewnętrznej powierzchni rury. Opór cieplny warstwy przyściennej znacznie wpływa na charakterystykę przejmowania ciepła, poprzez zwiększenie oporu cieplnego rury. Rowki i wypuk ł o ś ci również dają dodatkową powierzchnię , dla dodatkowej wymiany ciepł a. Podstawowa przesłanka jest przedstawiona w patencie US Nr 3,847,212 (m. in. Withers Jr).

Dla dalszego zwiększenia charakterystyki przejmowania ciepła można zmieniać rozkład, kształt i wielkość rowków oraz wypukłości na wewnętrznej powierzchni rury. W tym celu producenci ponoszą duże nakłady, testując alternatywne rozwiązania włącznie z opisanym w patencie US Nr 5,791,405 (m.in. Takima), patentach US Nr 5,332,034 i 5,458,191 (m.in. Chiang) oraz w patencie 5,975,196 (m.in. Gaffaney).

Generalnie, zwiększenie wewnętrznej powierzchni rury okazało się znacznie trudniejsze, niż zwiększenie zewnętrznej powierzchni rury. Większość elementów zwiększających na zewnętrznej i na wewnętrznej powierzchni rur wykonuje się poprzez formowanie i kształtowanie powierzchni. Elementy zwiększające powierzchnię wykonywano poprzez skrawanie powierzchni rury.

Japońskie zgłoszenie patentowe 09108759 opisuje narzędzie do centrowania ostrzy, które nacinają spiralny rowek bezpośrednio w wewnętrznej powierzchni rury. Podobnie, japońskie zgłoszenie patentowe 10281676 opisuje czop rozszerzający rurę zaopatrzony w narzędzia skrawające, które nacinają ciągły spiralny rowek i wystające żebro na wewnętrznej powierzchni rury. Patent US Nr 3,753,364 opisuje wykonywanie ciągłego rowka wzdłuż wewnętrznej powierzchni rury za pomocą narzędzia skrawającego wewnętrzną powierzchnię rury i zaginanie materiału do góry, dla utworzenia ciągłego rowka.

Choć wszystkie konstrukcje wewnętrznej powierzchni rury zmierzają do poprawy charakterystyki przejmowania ciepła, w przemyśle tym wciąż występuje potrzeba ciągłej poprawy konstrukcji rur poprzez modyfikację istniejących i tworzenie nowych konstrukcji, które poprawią charakterystykę przejmowania ciepła. Dodatkowo, występuje również potrzeba tworzenia konstrukcji i wzorów, jakie można będzie zastosować w rurach szybciej i taniej. Jak opisano poniżej, twórcy opracowali nowe

PL 202 661 B1 geometrie dla rur wymiennika ciepła a także narzędzia do wytwarzania takich geometrii i w rezultacie znacznie poprawili charakterystykę przejmowania ciepła.

Według wynalazku, sposób wytwarzania rury, zwłaszcza do wymiennika ciepła, mającej powierzchnię, oś wzdłużną i wiele występów wystających od jej powierzchni, polegający na tym, że na powierzchni rury kształtuje się wypukłości, po czym skrawa się co najmniej jedną wypukłość ukształtowaną wzdłuż powierzchni rury do określonej głębokości skrawania i pod określonym kątem względem wzdłużnej osi rury tworząc warstwy wypukłości, po czym podnosi się poszczególne warstwy wypukłości kształtując występy na powierzchni rury, charakteryzuje się tym, że wypukłości i występy kształtuje się na wewnętrznej powierzchni rury, a przynajmniej niektóre występy unosi się tak, że wystają od wewnętrznej powierzchni rury w kierunku różnym od prostopadłego do osi wzdłużnej rury.

Korzystnie, niektóre występy unosi się tak, że wystają od wewnętrznej powierzchni rury w kierunku zasadniczo prostopadłym do osi wzdłużnej rury.

Korzystnie kształtuje się występy o wysokości nieprzekraczającej trzykrotnej głębokości skrawania.

Korzystnie kształtuje się występy o wysokości, przy której stosunek wysokości występu do wewnętrznej średnicy rury wynosi w przybliżeniu od 0,002 do 0,5.

Korzystnie pomiędzy występami kształtuje się rowki usytuowane pod kątem 80° do 100° względem osi wzdłużnej rury.

Korzystnie przynajmniej jedną wypukłość skrawa się pod kątem w przybliżeniu od 20° do 50° względem osi wzdłużnej rury.

Korzystnie przynajmniej jedną wypukłość skrawa się na głębokość skrawania w przybliżeniu równą wysokości wypukłości.

Korzystnie przynajmniej jedną wypukłość skrawa się na głębokość skrawania różną od wysokości wypukłości.

Korzystnie skrawanie wypukłości i unoszenie warstw wykonuje się za pomocą narzędzia posiadającego oś i przynajmniej jedno ostrze utworzone przez przecięcie przynajmniej pierwszej płaszczyzny, drugiej płaszczyzny i trzeciej płaszczyzny, i posiadające krawędź skrawającą oraz krawędź unoszącą.

Korzystnie skrawanie wypukłości wykonuje się za pomocą krawędzi skrawającej narzędzia utworzonej przez przecięcie pierwszej płaszczyzny i drugiej płaszczyzny.

Korzystnie stosuje się narzędzie mające drugą płaszczyznę ustawioną w przybliżeniu pod kątem od 40° do 70° względem płaszczyzny prostopadłej do osi narzędzia.

Korzystnie unoszenie warstw wykonuje się za pomocą krawędzi unoszącej utworzonej przez przecięcie pierwszej płaszczyzny i trzeciej płaszczyzny.

Korzystnie stosuje się narzędzie mające trzecią płaszczyznę ustawioną pod kątem względem płaszczyzny prostopadłej do osi narzędzia, a występy ustawia się pod kątem względem płaszczyzny prostopadłej do osi wzdłużnej rury.

Korzystnie stosuje się narzędzie, w którym kąt trzeciej płaszczyzny jest w przybliżeniu równy kątowi ustawienia występów.

Korzystnie stosuje się narzędzie, w którym kąt trzeciej płaszczyzny jest niewiększy od 45° i występy ustawia się pod kątem niewiększym od 45°.

Korzystnie kształtuje się występy o wysokości (ep) wyznaczonej według wzoru:

e_p = t/sin(90 - φ) lub e_p = ί^ϊη(Θ), gdzie:

t oznacza głębokość skrawania;

oznacza kąt pomiędzy drugą płaszczyzną i płaszczyzną prostopadłą do osi narzędzia; oznacza kąt, pod jakim skrawa się przynajmniej jedną warstwę wypukłości względem osi wzdłużnej rury.

Korzystnie kształtuje się występy o grubości (S_p) wyznaczonej według wzoru:

S_p = P_a,_p-sin(90° - φ) lub S_p = P,_ap-sin(e)), gdzie:

Pg,p oznacza podziałkę występu;

PL 202 661 B1

Korzystnie przed skrawaniem przynajmniej częściowo przynajmniej jednej wypukłości utworzonej wzdłuż powierzchni rury i przed unoszeniem warstw wypukłości dla utworzenia występów mocuje się narzędzie na wale, umieszcza się narzędzie w rurze, po czym wytwarza się wzajemny obrót i wzajemny ruch poosiowy pomiędzy rurą i narzędziem skrawając wypukłości i unosząc warstwy.

Korzystnie rurę obraca się i przemieszcza poosiowo, a narzędzie utrzymuje się nieruchome.

Korzystnie narzędzie obraca się i przemieszcza poosiowo, a rurę utrzymuje się nieruchomą.

Korzystnie rurę obraca się w jednym kierunku a narzędzie obraca się w kierunku obracania rury.

Korzystnie rurę obraca się w jednym kierunku, a narzędzie obraca się w kierunku przeciwnym do kierunku obracania rury.

Korzystnie rurę przemieszcza się poosiowo, a narzędzie obraca się.

Korzystnie rurę obraca się, a narzędzie przemieszcza się poosiowo.

Także według wynalazku, sposób wytwarzania rury, zwłaszcza do wymiennika ciepła, mającej powierzchnię, oś wzdłużną i wiele występów wystających od powierzchni rury, polegający na tym, że na powierzchni rury kształtuje się wypukłości, po czym skrawa się co najmniej jedną wypukłość ukształtowaną wzdłuż powierzchni rury do określonej głębokości skrawania i pod określonym kątem względem osi wzdłużnej rury tworząc warstwy wypukłości, po czym podnosi się poszczególne warstwy wypukłości kształtując występy na powierzchni rury, charakteryzuje się tym, że wypukłości i występy kształtuje się na wewnętrznej powierzchni rury, a przynajmniej niektóre występy kształtuje się jako przynajmniej częściowo skręcone.

Korzystnie, przynajmniej niektóre występy unosi się tak, że wystają od wewnętrznej powierzchni rury w kierunku różnym od prostopadłego do osi wzdłużnej rury.

Korzystnie niektóre występy unosi się tak, że wystają od wewnętrznej powierzchni rury w kierunku zasadniczo prostopadłym do osi wzdłużnej rury.

e_p = t/sin(90 - φ) lub e_p = ί^ϊη(Θ), gdzie:

t oznacza głębokość skrawania;

oznacza kąt pomiędzy drugą płaszczyzną i płaszczyzną prostopadłą do osi narzędzia;

PL 202 661 B1 oznacza kąt, pod jakim skrawa się przynajmniej jedną warstwę wypukłości względem osi wzdłużnej rury.

S_p = P_a,_p-sin (90° - φ) lub S_p = P_ap-sin(e)).

gdzie:

Pg.p oznacza podziałkę występu;

oznacza kąt pomiędzy drugą płaszczyzną i płaszczyzną prostopadłą do osi narzędzia; oznacza kąt. pod jakim skrawa się przynajmniej jedną warstwę wypukłości względem osi wzdłużnej rury.

Korzystnie przed skrawaniem przynajmniej częściowo przynajmniej jednej wypukłości utworzonej wzdłuż powierzchni rury i przed unoszeniem warstw wypukłości dla utworzenia występów mocuje się narzędzie na wale. umieszcza się narzędzie w rurze. po czym wytwarza się wzajemny obrót i wzajemny ruch poosiowy pomiędzy rurą i narzędziem skrawając wypukłości i unosząc warstwy.

Korzystnie rurę obraca się i przemieszcza poosiowo. a narzędzie utrzymuje się nieruchome.

Korzystnie narzędzie obraca się i przemieszcza poosiowo. a rurę utrzymuje się nieruchomą.

Korzystnie rurę obraca się w jednym kierunku. a narzędzie obraca się w kierunku przeciwnym do kierunku obracania rury.

Korzystnie rurę przemieszcza się poosiowo. a narzędzie obraca się.

Korzystnie rurę obraca się. a narzędzie przemieszcza się poosiowo.

Wynalazek zapewnia ulepszoną powierzchnię rury wymiennika ciepła i sposób jej wykonywania. jaki można zastosować dla poprawy charakterystyki przejmowania ciepła rur używanych przynajmniej w wyżej wymienionych zastosowaniach (zalane parowniki. parowniki ze spływającą warstwą cieczy. parowniki z natryskiem cieczy. chłodnie absorpcyjne. skraplacze. chłodnice z bezpośrednim rozprężaniem oraz chłodnice i podgrzewacze jednofazowe. stosowane w chłodnictwie. przemyśle chemicznym. petrochemicznym i w przetwarzaniu żywności). Wewnętrzną powierzchnię rury zwiększono za pomocą licznych występów. które znacznie zmniejszają opór boczny rury i poprawiają ogólną charakterystykę przejmowania ciepła. Występy tworzą dodatkowe tory dla przepływu cieczy wewnątrz rury i tym samym zwiększają turbulencje nośników ciepła przepływających zewnątrz rury. Poprawia to mieszanie cieczy dla zmniejszenia powstawania warstwy granicznej ciekłego medium w pobliżu wewnętrznej powierzchni rury. taki narost zwiększa opór i tym samym hamuje wymianę ciepła. Występy tworzą również dodatkową powierzchnię dla dodatkowej wymiany ciepła. Wytwarzanie występów według tego wynalazku może pięciokrotnie zwiększyć pole powierzchni wewnętrznej rury. niż proste wypukłości. Badania wykazały znaczną poprawę charakterystyki działania rur posiadających występy według tego wynalazku.

Za pomocą używanego narzędzia występy tworzy się bez usuwania metalu z wewnętrznej powierzchni rury. co eliminuje wióry. jakie mogą uszkadzać urządzenie. w którym rury są zastosowane. Występy na wewnętrznej powierzchni rury można wykonywać w tej samej lub w innej operacji. np. w operacji formowania wypukłości. Narzędzie można łatwo dodać do istniejącego wyposażenia produkcyjnego. posiadające krawędź skrawającą do skrawania wypukłości na wewnętrznej powierzchni rury w celu wytworzenia warstw wypukłości i krawędź unoszącą do unoszenia warstw wypukłości w celu utworzenia występów.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku. na którym fig. 1a przedstawia przykład wykonania rury według wynalazku. ukazując fragment częściowo uformowanej wewnętrznej powierzchni. w widoku perspektywicznym; fig. 1b - rurę pokazaną na fig. 1a. w rzucie z boku w kierunku strzałki a; fig. 1c - rurę w rzucie z boku podobnie jak na fig. 1b z tą różnicą. że występy wystają z wewnętrznej powierzchni rury w kierunku nieprostopadłym do osi rury; fig. 1d - rurę pokazaną na fig. 1a. w rzucie z przodu w kierunku strzałki b; fig. 1e - rurę pokazaną na fig. 1a. w rzucie z góry; fig. 2 - przykład wykonania wewnętrznej powierzchni rury według wynalazku. jako fotografię mikroskopową; fig. 3 - alternatywny przykład wykonania wewnętrznej powierzchni rury według wynalazku. jako fotografię mikroskopową; fig. 4 - przykład wykonania urządzenia do wytwarzania rury według wynalazku. w rzucie z beku; fig. 5 - urządzenie według fig. 4. w widoku perspektywicznym; fig. 6a - przykład wykonania narzędzia według wynalazku. w widoku perspektywicznym; fig. 6b - narzędzie według fig. 6a. w rzucie z boku; fig. 6c - narzędzie według fig. 6b. w rzucie z dołu; fig. 6c - narzędzie według fig. 6b. w rzucie z góry; fig. 7a - alternatywny przykład wykonania narzędzia według wynalazku. w widoku perspektywicznym; fig. 7b - narzędzie według fig. 7a. w rzucie z boku; fig. 7c - narzędzie

PL 202 661 B1 według fig. 7b, w rzucie z dołu; fig. 7d - narzędzie według fig. 7b, w rzucie z góry; fig. 8a - alternatywny przykład wykonania częściowo uformowanej wewnętrznej powierzchni rury według wynalazku, gdzie głębokość skrawania wypukłości jest mniejsza od wysokości śrubowego grzbietu, w widoku perspektywicznym; fig. 8b - alternatywny przykład wykonania częściowo uformowanej wewnętrznej powierzchni rury według tego wynalazku, gdzie głębokość skrawania wypukłości jest większa od wysokości śrubowego grzbietu, w widoku perspektywicznym; fig. 9a - inny przykład wykonania wewnętrznej powierzchni rury według tego wynalazku, fragment w rzucie z góry; fig. 9b - rurę pokazaną na fig. 9a, w rzucie z boku w kierunku strzałki 22; fig. 10a - fragment wewnętrznej powierzchni rury według tego wynalazku, z pokazaniem narzędzia zbliżającego się do wypukłości w kierunku g, dla skrawania występu z wypukłości w kierunku g; fig. 10b - fragment wewnętrznej powierzchni rury według tego wynalazku, z pokazaniem narzędzia zbliżającego się do wypukłości w kierunku g, dla skrawania występu z wypukłości w kierunku g; fig. 11a - wewnętrzną powierzchnię rury według tego wynalazku, z pokazaniem kątowej orientacji pomiędzy wypukłościami i rowkami, w której wypukłości i rowki tworzą linie śrubowe o przeciwnym kierunku zwojów, w sposób schematyczny; fig. 11b - wewnętrzną powierzchnię rury według tego wynalazku, z pokazaniem kątowej orientacji pomiędzy wypukłościami i rowkami, w której wypukł o ś ci i rowki tworz ą linie ś rubowe o tym samym kierunku zwojów, w sposób schematyczny.

Przykłady wykonania

Na fig. 1a-4 pokazano częściowo uformowaną wewnętrzną powierzchnię 18 w jednym przykładzie wykonania rury 21 według wynalazku. Wewnętrzna powierzchnia 18 posiada liczne występy 2. Występy 2 formuje się z wypukłości 1 wykonanych na wewnętrznej powierzchni 18. Najpierw na wewnętrznej powierzchni 18 wykonuje się wypukłości 1. Następnie skrawa się wypukłości 1, dla wytworzenia warstw wypukłości 4, które z kolei unosi się dla wytworzenia występów 2 (najlepiej pokazanych na fig. 1a i 1b). Skrawanie i unoszenie może, ale nie musi, być uzyskane za pomocą narzędzia 13 pokazanego na fig. 6a-d i 7a-d, opisanego poniżej.

Należy rozumieć, że rura według tego wynalazku jest generalnie przydatna, lecz nie ograniczona do tego, w każdym zastosowaniu, gdzie występują potrzeby przenoszenia ciepła z jednej strony rury na drugą stronę rury, jak np. w jednofazowych i wielofazowych parownikach i skraplaczach (zarówno czystocieczowych albo gazowych lub też dla mieszanek cieczy i gazu). Choć w poniższym opisie przedstawiono pożądane wymiary dla rury według tego wynalazku, rury te nie są w żaden sposób przewidziane do ograniczenia tych wymiarów. Pożądane geometrie rur, włączając w to występy 2, będą zależeć od wielu czynników, z których nie mniej istotne są właściwości cieczy przepływającej przez rurę. Dla specjalisty w tej dziedzinie będzie zrozumiałym, w jaki sposób można zmieniać geometrię wewnętrznej powierzchni rury, włącznie z geometrią wypukłości 1 i występu 2, dla zmaksymalizowania wymiany ciepła rury użytej w różnych zastosowaniach i z różnymi cieczami.

Wypukłości 1 formuje się na wewnętrznej powierzchni 18 pod kątem pochylenia linii śrubowej do osi s rury (patrz fig. 1a i 1e). Kąt pochylenia linii śrubowej α może wynosić od 0° do 90°, lecz korzystnie nie przekracza 70°. Dla specjalisty w tej dziedzinie będzie łatwo zrozumiałym, że korzystny kąt pochylenia linii śrubowej α często będzie zależny, przynajmniej częściowo, od zastosowanego ciekłego medium. Wysokość wypukłości 1 powinna być generalnie tym większa, im większa jest lepkość cieczy przepływającej poprzez rurę 21. Przykładowo, wysokość e_r większa od zera (korzystnie, lecz nie koniecznie, i przynajmniej 0,0254 mm) do 25% wewnętrznej średnicy rury (D) będzie generalnie pożądana w rurze do pobierania próbki, używanej z mieszaniną wody i glikolu dla zastosowań niskotemperaturowych. Dla celów tego zastosowania D jest wewnętrzną średnicą rury 21, mierzoną od wewnętrznej powierzchni 18 rury 21. Podziałka osiowa P_a,_r wypukłości rury 1 zależy od wielu czynników, włączając w to kąt pochylenia linii śrubowej α, ilość wypukłości 1 utworzonych na wewnętrznej powierzchni 18 rury 21 i wewnętrznej średnicy D| rury 21. Choć można zastosować wiele podziałek P_a,_r, stosunek P_a,_r/e_r korzystnie wynosi przynajmniej 0,002 a stosunek P_a,_r/e_r korzystnie wynosi około 0,001-0,25. Ponownie, dla specjalistów w tej dziedzinie będzie łatwo zrozumiałym, że korzystne wartości będą często zależne, przynajmniej częściowo, od zastosowanego ciekłego medium i warunków roboczych (np. temperatury ciekłego medium).

Warstwy 4 wypukłości nacina się pod kątem Θ do osi S, który korzystnie wynosi około 20°-50° włącznie, i korzystniej około 30°. Podziałka osiowa P_a,_p występów 2 może nieć wartość większą od zera i generalnie będzie zależeć pośród innych czynników od względnej szybkości obrotowej narzędzia (opisanego poniżej) i rury podczas wytwarzania, względnego posuwu poosiowego narzędzia i rury podczas wytwarzania, ilości ostrzy zastosowanych w narzędziu użytym do wykonania występów

PL 202 661 B1 podczas wytwarzania. Choć uzyskane występy 2 mogą mieć dowolną grubość S_p, grubość S_p korzystnie wynosi około 20-100% podziałki P_a,_p. Wysokość e_p występów 2 jest zależna od głębokości skrawania t (jak pokazano na fig. 1b, 8a i 8b) i kąta Θ, pod jakim skrawane są warstwy 4 0. Wysokość e_pwystępów 2 jest korzystnie wartością przynajmniej tak dużą, jak głębokość skrawania t, aż do trzykrotności głębokości skrawania t. Korzystne jest, lecz niekonieczne, wykonywanie wypukłości 1 o wysokości e_r i ustawieniu kąta skrawania Θ na wartość dającą wysokość e_p występów 2 przynajmniej w przybliżeniu dwukrotności wysokości e_r dla wypukłości 1. Dzięki temu stosunek e_p/D, korzystnie wynosi w przybliżeniu 0,002-0,5 (tzn. e_p/D_i jest dwukrotnością korzystnego zakresu stosunku e_r/D,, w przybliżeniu 0,001-0,25).

Na fig. 1a i 1b pokazano głębokość skrawania t równą wysokości e_r wypukłości 1, w wyniku czego podstawa 40 występu 2 znajduje się na wewnętrznej powierzchni 18 rury 21. Głębokość skrawania t nie musi być równa wysokości wypukłości e_r. Wypukłości 1 można nacinać tylko częściowo na wypukłościach 1 (patrz fig. 8a) lub poniżej wysokości wypukłości 1 w ścianie rury 3 (patrz fig. 8b). Na fig. 8a wypukłości 1 nie nacina się na ich całej wysokości e_r, przez co podstawa 40 występów 2 znajduje się dalej od wewnętrznej powierzchni 18 rury 18, niż podstawa 42 wypukłości 1, umieszczonych na wewnętrznej powierzchni 18. Na fig. 8b pokazano głębokość skrawania t poniżej wysokości wypukłości e_r, przez co przynajmniej część ściany występów 2 wchodzi w ścianę rury 3, poniżej wewnętrznej powierzchni 18 i podstawy wypukłości 42.

Przy unoszeniu warstw wypukłości 4 pomiędzy sąsiednimi występami 2 powstają rowki 20.

Warstwy wypukłości 4 skrawa się i unosi w taki sposób, aby rowki 20 leżały na wewnętrznej powierzchni 18 pod kątem τ do osi s rury 21 (patrz fig. 1e, 11a i 11b), który korzystnie wynosi, lecz nie musi, około 80°-100°.

Kształt występów 2 zależy od kształtu wypukłości 1 i orientacji wypukłości 1 względem kierunku ruchu narzędzia 13. W przykładzie wykonania według fig. 1a-e występy posiadają cztery powierzchnie boczne 25, pochyloną powierzchnię górną 26 (która pomaga obniżyć opór cieplny) i zasadniczo spiczaste ostrze 28. Występy 2 według tego wynalazku nie są w żaden sposób ograniczone do zilustrowanego przykładu wykonania i mogą mieć dowolny kształt. Ponadto, występy 2 w rurze 21 nie muszą mieć takiego samego kształtu bądź tej samej geometrii.

To, czy orientacja występów 2 jest prosta (patrz fig. 10a), zagięta lub skręcona (patrz fig. 10b) zależy od kąta β utworzonego pomiędzy wypukłościami 1 i kierunkiem ruchu g narzędzia 13. Jeśli kąt β jest mniejszy niż 90°, występy 2 będą miały stosunkowo prostą orientację, jak pokazano na fig. 10a. Jeśli kąt β jest większy od 90° występy 2 będą bardziej zagięte i/lub skręcone, jak przykładowo pokazano na fig. 10b.

Podczas wytwarzania rury 21, w celu utworzenia występów 2 można zastosować narzędzie 13 do skrawania wypukłości 1 i unoszenia powstających warstw wypukłości 4. Do utworzenia występów 2 można także zastosować inne urządzenia i sposoby. Narzędzie 13 można wykonać z dowolnego materiału posiadającego integralność strukturalną umożliwiającą skrawanie metalu (np. ze stali, z węglika, ceramiki itp.), lecz korzystnie wykonuje się je z węglików spiekanych. W przykładach wykonania narzędzie 13 pokazane na fig. 6a-d i 7a-d generalnie posiada oś narzędzia q, dwie ściany podstawy 30, 32 i jedną lub więcej ścianach bocznych 34. W narzędziu 13 wykonano przelotowy otwór 16. Na ścianach bocznych 34 narzędzia 13 zaformowano ostrza 12. Należy jednakże zauważyć, że ostrza mogą być montowane lub formowane na dowolnej strukturze, jaka może podtrzymywać ostrza w żądanym położeniu względem rury 21, a taka struktura nie ogranicza się do pokazanej na fig. 6a-d i 7a-d. Ponadto, ostrza mogą być wysuwane na ich konstrukcji podpierającej, w związku z czym ilość ostrzy zastosowanych w operacji skrawania można łatwo zmieniać.

Na fig. 6a-d pokazano przykład wykonania narzędzia 13 posiadającego jedno ostrze 12. Na fig. 7a-d pokazano alternatywny przykład wykonania narzędzia 13 posiadającego cztery ostrza 12. Dla specjalisty w tej dziedzinie będzie zrozumiałym, że narzędzie 13 może posiadać dowolną ilość ostrzy 12, zależnie od żądanej podziałki P_a,_p występów 2. Ponadto, geometria każdego ostrza nie musi być taka sama dla ostrzy w pojedynczym narzędziu 13. Narzędzie 13 może mieć ostrza 12 o różnych geometriach, dla wykonania występów mających różne kształty, orientacje i inne geometrie.

Każde ostrze 12 powstaje na przecięciu płaszczyzn A, B i C. Przecięcie płaszczyzn A i B tworzy krawędź skrawającą 14, która skrawa wypukłości 1 dla utworzenia warstw 4 wypukłości. Płaszczyzna B jest ustawiona pod kątem φ względem płaszczyzny prostopadłej do osi narzędzia q (patrz fig. 6b). Kąt φ wynosi 90° - Θ. Tak więc, kąt φ korzystnie wynosi orientacyjnie 40°-70°, umożliwiając wcinanie krawędzi skrawającej 14 poprzez wypukłości 1 pod żądanym kątem Θ około 20°-50°.

PL 202 661 B1

Przecięcie płaszczyzn A i C tworzy krawędź unoszącą 15, która unosi warstwy wypukłości 4 w górę tworząc występy 2. Kąt φ·ι utworzony przez płaszczyznę C i płaszczyznę prostopadłą do osi narzędzia q wyznacza kąt pochylenia ~ (kąt pomiędzy płaszczyzną prostopadłą do osi wzdłużnej s rury 21 i osią wzdłużną występów 2 (patrz fig. 1c)), pod jakim krawędź unosząca 15 unosi występy 2. Kąt φ· = kąt ω, a zatem kąt φ₁ na narzędziu 13 może być dostosowany do bezpośredniego wpływania na kąt nachylenia ω występów 2. Kąt pochylenia ω (i kąt φ₁) ma korzystnie wartość bezwzględną dowolnego kąta pomiędzy około -45° do 45° względem płaszczyzny prostopadłej do osi wzdłużnej s rury 21. W ten sposób występy mogą być wyrównane względem płaszczyzny prostopadłej do osi wzdłużnej s rury 21 (patrz fig. 1b) lub pochylone w lewo i w prawo względem płaszczyzny prostopadłej do wzdłużnej osi s rury 21 (patrz fig. 1c). Ponadto, ostrza 12 można utworzyć z różną geometrią (np. kąt φ₁ może być różny na różnych ostrzach), w związku z czym występy 2 wewnątrz rury 21 mogą pochylać się pod różnymi kątami (lub nie) w różnych kierunkach względem płaszczyzny prostopadłej do osi wzdłużnej s rury 21.

Choć podano korzystny zakres wartości wymiarów fizycznych dla występów 2, dla specjalistów będzie oczywiste wprowadzenie fizycznych zmian wymiarów narzędzia 13, dla uzyskania fizycznych wymiarów wytwarzanych występów 2. Przykładowo, głębokość t nacinania przez krawędź skrawającą 14 wypukłości 1 i kąt φ wpływają na wysokość e_p występów 2. W związku z tym wysokość e_p występów 2 można ustalić według wyrażenia:

ep = t/sin (90 - φ) lub przyjmując φ = 90 - Θ, ep = t/sin (Θ)

Gdzie:

t oznacza głębokość skrawania;

φ oznacza kąt pomiędzy płaszczyzną B i płaszczyzną prostopadłą do osi q narzędzia;

Θ oznacza kąt, pod jakim wykonuje się skrawanie warstw 4 wypukłości względem wzdłużnej osi rury 21.

Grubość S_p występów 2 zależy od podziałki P_a,_p występów 2 i kąta φ.

W związku z tym grubość S_p można ustalić za pomocą wzoru.

^Sp = ^P a,p’^{sin(90 - φ)}lub, dla φ = 90 - Θ,

Sp = P_a,p-sin (Θ)

Gdzie:

P_a,_p oznacza podziałkę osiową występów 2;

φ oznacza kąt pomiędzy płaszczyzną B i płaszczyzną prostopadłą do osi q narzędzia; i

Na fig. 4 i 5 pokazano jedno możliwe ustawienie dla zwiększenia powierzchni rury 21· Rysunki te w żaden sposób nie ograniczają sposobu, w jaki można wykonać rury według tego wynalazku, można zastosować dowolny sposób wytwarzania z użyciem odpowiedniego urządzenia lub układu urządzenia. Rury według tego wynalazku można wykonywać z różnych materiałów posiadających odpowiednie właściwości fizyczne, w tym integralność strukturalną, ciągliwość i plastyczność, jak np. stopy miedzi, aluminium i stopy aluminium, mosiądz, tytan, stal i stal nierdzewna. Na fig. 4 i 5 pokazano trzy trzpienie 10 pracujące na rurze 21 dla zwiększenia zewnętrznej powierzchni rury 21. Należy tu zauważyć pominięcie jednego z trzpieni 10 na fig. 4. Każdy trzpień 10 zawiera zestaw narzędziowy tarcz żebrujących 7, które promieniowo wytłaczają od jedno- do wielozwojnych żeber 6 posiadających podziałkę osiową P_a,_o. W zestawie narzędziowym można zastosować dodatkowe tarcze, np. tarcze rowkujące lub spłaszczające, w celu dalszego zwiększenia zewnętrznej powierzchni rury 21. Ponadto, choć pokazano tylko trzy trzpienie 10, można zastosować mniej lub więcej trzpieni, w zależności od żądanego zwiększenia zewnętrznej powierzchni. Należy jednakże zauważyć, że zależnie od zastosowania, zwiększenie może w ogóle nie być wykonane na zewnętrznej powierzchni rury 21.

W jednym przykładzie sposobu zwiększenia wewnętrznej powierzchni 18 rury 21 wewnątrz rury 21 zamontowano obrotowo wał trzpieniowy 11, na którym obrotowo zamontowano trzpień 9. Narzędzie 13 montuje się na wale 11 z wykorzystaniem otworu 16. Do zamocowania narzędzia 13 służy śruba 24. Narzędzie 13 jest korzystnie zabezpieczone przed obrotem na wale 11 odpowiednimi środkami. Na fig. 6d i 7d pokazano rowek wpustowy 17, jaki można wykonać w narzędziu 13 do ustalenia z występem na wale 11 (nie pokazano), mocując narzędzie 13 względem wału 11.

PL 202 661 B1

Rura 21 obraca się i przesuwa podczas procesu wytwarzania. Ściana rury 3 przesuwa się pomiędzy trzpieniem 9 i tarczami żebrującymi 7, wywierającymi nacisk na ścianę rury 3. Pod naciskiem metal ściany rury 3 wchodzi w rowki pomiędzy tarczami żebrującymi 7 tworząc żebra 6 na zewnętrznej powierzchni rury 21.

Na trzpieniu 9 wykonano lustrzane odbicie żądanego wzoru wewnętrznej powierzchni, przez co trzpień 9 będzie tworzył wewnętrzną powierzchnię 18 rury 21 o zadanym wzorze, gdy rura 21 połączy się z trzpieniem 9. Pożądany układ wewnętrznej powierzchni zawiera wypukłości, jak pokazano na fig. 1a i 4. Po wykonaniu wypukłości 1 na wewnętrznej powierzchni 18 rury 21 rura 21 styka się z narzędziem 13 umieszczonym w sąsiedztwie i poniżej trzpienia 9. Jak objaśniono uprzednio, krawędź skrawająca (krawędzie skrawające) 14 narzędzia 13 skrawa wypukłości 1, tworząc warstwy wypukłości 4. Krawędź unosząca (krawędzie unoszące) 15 narzędzia 13 następnie unosi warstwy wypukłości 4, tworząc występy 2.

Gdy występy 2 formuje się równocześnie z żebrowaniem zewnętrznym, narzędzie 13 jest nieruchome (tzn. nie obraca się i nie przesuwa poosiowo), a rura 21 obraca się automatycznie oraz wykonuje ruch poosiowy. W tym przypadku podziałka osiowa Pa,p występów jest wyznaczana następującym wzorem:

Gdzie:

P_a,_o oznacza podziałkę osiową zewnętrznych żeber 6;

Z_o oznacza krotność żeber na zewnętrznej średnicy rury 21; i

Z, ilość ostrzy 12 w narzędziu 13.

Dla uzyskania określonej podziałki osiowej P_a,_p występów nożna obracać także narzędzie 13. Rura 21 i narzędzie 13 mogą obracać się w tym samym kierunku lub, alternatywnie, rura 21 i narzędzie 13 mogą obracać się, lecz w przeciwnych kierunkach. Dla uzyskania określonej poosiowej podziałki P_a,_p występów potrzebny obrót (obroty na minutę narzędzia 13) oblicza się z następującego wzoru:

Gdzie:

RPM_tube (ilość obrotów na minutę rury) jest częstotliwością obrotu rury 21;

P_a,_o przedstawia podziałkę osiową zewnętrznych żeber 6;

Z_o oznacza krotność żeber na zewnętrznej średnicy rury 21;

P_a,_p oznacza podziałkę osiową występów 2; z, ilość ostrzy 12 w narzędziu 13.

Jeśli wynik obliczenia jest ujemny, wtedy narzędzie 13 powinno obracać się w tym samym kierunku co rura 21, dla uzyskania żądanej podziałki P_g,_p. Gdy wynik obliczenia jest dodatni, narzędzie 13 powinno obracać się w przeciwnym kierunku niż rura 21, dla uzyskania żądanej podziałki P_a._p.

Należy zauważyć, że choć formowanie występów 2 pokazano w tej samej operacji co formowanie wypukłości 1, występy 2 nożna wykonywać w oddzielnej operacji niż wypukłości, wykorzystując rurę ze wstępnie uformowanymi wewnętrznymi wypukłościami 1. Generalnie będzie tu potrzebny obrót narzędzia 13 lub rury 21 oraz przesuw narzędzia 13 lub rury 21 wzdłuż osi rury. Ponadto, korzystnie zastosowano podparcie centrujące narzędzie 13 względem wewnętrznej powierzchni rury 18.

W tym przypadku podziałka osiowa P_a,_p występów 2 jest dana wzorem:

P_a,_p=X_a/ (RPM · Z,)

Gdzie:

X_a oznacza względną szybkość poosiową rury 21 i narzędzia 13 (odległość/czas);

RMP oznacza względną częstotliwość obrotu narzędzia 13 i rury 21;

P_a,_p oznacza podziałkę osiową występów 2; z, oznacza ilość ostrzy 12 w narzędziu 13.

Wzór ten jest słuszny, gdy: (1) rura wykonuje tylko ruch poosiowy (tj. nie obraca się) a narzędzie wykonuje tylko ruch obrotowy (tj. nie porusza się poosiowo); (2) rura wykonuje tylko ruch obrotowy, natomiast narzędzie porusza się tylko poosiowo; (3) narzędzie obraca się i przesuwa poosiowo, natomiast rura jest nieruchoma obrotowo i poosiowo; (4) rura obraca się i przesuwa poosiowo, natomiast narzędzie jest nieruchome obrotowo i poosiowo; i (5) każda kombinacja powyższych.

Na wewnętrznej powierzchni rury według tego wynalazku utworzone są dodatkowe tory (pomiędzy występami 2 poprzez rowki 20) dla zoptymalizowania wymiany ciepła i spadku ciśnienia. Dodatkowe tory 22 przepływu cieczy przez rurę 21 pokazano na fig. 9a. Tory 22 są uzupełnieniem torów przepływu cieczy 23, utworzonych pomiędzy wypukłościami 1. Takie dodatkowe tory 22 mają śrubowy kąt pochylenia α₁ względem osi rury s. Śrubowy kąt pochylenia α₁ jest kątem pomiędzy występami 2

PL 202 661 B1 powstałymi z sąsiednich wypukłości 1. Dodatkowe tory 22 utworzone pomiędzy występami 2 wyraźnie pokazano na fig. 9b. Kąt pochylenia αι linii śrubowej, a tym samym orientacje torów 22 przebiegających przez rurę 21, ustala się poprzez dobór podziałki P_a,_p występów 2 według następującego wzoru:

Gdzie:

P _a,_r oznacza podziałkę osiową wypukłości 1; α oznacza kąt wypukłości 1 do osi rury s;

α oznacza żądany kąt pochylenia linii śrubowej pomiędzy występami 2;

Z, oznacza ilość ostrzy 12 w narzędziu 13;

D oznacza wewnętrzną średnicę rury 21 zmierzoną na wewnętrznej powierzchni 18 rury 21.

Jeśli kąt pochylenia α linii śrubowej wypukłości i kąt τ rowków 20 są oba prawo- lub lewozwojne (patrz fig. 11b), wtedy przed powyższym wzorem należy wstawić znak [-]. Alternatywnie, jeśli kąt pochylenia dla α linii śrubowej wypukłości i kąt τ rowków 20 są przeciwnymi kątami pochylenia linii śrubowej (patrz fig. 11a), wtedy przed wzorem należy wstawić znak [+].

Rury wykonane według wynalazku przewyższają rury znane. Na fig. 12 i 13 przedstawiono graficznie poprawę charakterystyki dwóch przykładów takich rur (rura Nr 25 i rura nr 14), z ukazaniem różnic współczynników zwiększenia pomiędzy tymi rurami. Współczynnik zwiększenia wyraża wzrost współczynników przejmowania ciepła (zarówno dla ścianki rury (patrz fig. 12) jak i całego układu (patrz fig. 13)) dla nowych rur (rura Nr 25 i rura Nr 14) w stosunku do rur istniejących (Turbo-B®, Turbo-BII®, i Turbo BIII®). Rury Nr 25 i 14 są jedynie przykładami rur według tego wynalazku. Inne typu rur wykonanych według tego wynalazku przewyższają rury w różnych zastosowaniach.

Fizyczną charakterystykę rur Turbo-B® Turbo-BD®, i Turbo B-III© podano w Tabelach 1 i 2 opisu patentowego US Nr 5,697,430 (m.in. Thors) Turbo-B® oznaczono jako Rurę H; Turbo-BII® oznaczono jako Rurę III; Turbo B-HI® oznaczono jako rurę IVH. Zewnętrzne powierzchnie rury Nr 25 i rury Nr 14 są identyczne z zewnętrzną powierzchnią rury Turbo B-III®. Wewnętrzne powierzchnie rury Nr 25 i rury Nr 14 są zgodne z tym wynalazkiem i mają następującą charakterystykę fizyczną:

T a b e l a 1. Wymiary rury i wypukłości

	Rura Nr 25	Rura Nr 14
Zewnętrzna średnica rury (mm)	19,05	19,05
Wewnętrzna średnica rury Di (mm)	16,38	16,51
Liczba wewnętrznych wypukłości	85	34
Kąt pochylenia linii śrubowej wewnętrznych wypukłości (stopnie)	20	34
Wysokość wewnętrznej wypukłości e, (mm)	0,22	0,41
Podziałka osiowa wewnętrznych wypukłości P_a,r (mm)	1,65	1,32
^P a,r^/er	7,65	3,25
er/Di	0,0132	0,025

T a b e l a 2. Wymiary wystę pu

	Rura Nr 25	Rura Nr 14
Wysokość występu e_p (mm)	0,356	0,773
Podziałka osiowa wypukłości P_a,p (mm)	20,04	0,366
Grubość występu Sp (mm)	0,211	0,178
Głębokość skrawania wypukłości t (mm)	0,178	0,381

Narzędzie zastosowane dla wytworzenia występów na rurach Nr 25 i 14 miało następującą charakterystykę:

PL 202 661 B1

T a b e l a 3. Wymiary narzę dzia

	Rura Nr 25	Rura Nr 14
Ilość ostrzy skrawających Z,	3	1
Kąt φ (stopni)	60°	60°
Kąt ro (stopni)	2°	2°
Kąt τ (stopnie)	89,5°	89,6°
Kąt β (stopnie)	69,5°	40,6°
Krotność żeber na średnicy	3	nie dotyczy
Obroty narzędzia na minutę	0	1014
Obroty rury na minutę	1924	0
Xa	244,3	37,3

Na fig. 12 pokazano, współczynnik przejmowania ciepła dla ścianki rury rur 14, który wynosi około 1,8 krotności, a dla rury 25 około 1,3 krotności względem współczynnika rury Turbo B-III®, jaka jest obecnie najczęściej stosowana w aparatach wyparnych i stanowi linię odniesienia na fig. 12 i 13.

Podobnie, na fig. 13 pokazano, że ogólna charakterystyka przejmowania ciepła dla rury Nr 25 wynosi około 1,25 krotności, a dla rury Nr 14 wynosi około 1,5 krotności współczynnika rury Turbo B-III®.

Rury wytworzone sposobem według wynalazku mogą być przydatne w wielu zastosowaniach, włączając przykładowo wyroby dla ogrzewania, wentylacji i klimatyzacji (HVAC), chłodnictwo, zastosowania chemiczne, petrochemiczne oraz zastosowanie w przemyśle przetwórczym wyrobów spożywczych. Można zmieniać geometrię fizyczną występów, w dostosowaniu rury do konkretnego zastosowania i ciekłego medium.

Powyższe podano w celu ilustracji, objaśnienia, wytłumaczenia oraz opisania przykładów wykonania według tego wynalazku. Dalsze modyfikacje i dostosowania przykładów wykonania będą oczywiste dla specjalistów, i mogą być wprowadzone bez odstępstwa zakresu lub ducha tego wynalazku.

Claims

1. Sposób wytwarzania rury, zwłaszcza do wymiennika ciepła, mającej powierzchnię, oś wzdłużną i wiele występów wystających od jej powierzchni, polegający na tym, że na powierzchni rury kształtuje się wypukłości, po czym skrawa się co najmniej jedną wypukłość ukształtowaną wzdłuż powierzchni rury do określonej głębokości skrawania i pod określonym kątem względem wzdłużnej osi rury tworząc warstwy wypukłości, po czym podnosi się poszczególne warstwy wypukłości kształtując występy na powierzchni rury, znamienny tym, że wypukłości (1) i występy (2) kształtuje się na wewnętrznej powierzchni (18) rury (21), a przynajmniej niektóre występy (2) unosi się tak, że wystają od wewnętrznej powierzchni (18) rury (21) w kierunku różnym od prostopadłego do osi wzdłużnej (s) rury (21).

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że niektóre występy (2) unosi się tak, że wystają od wewnętrznej powierzchni (18) rury (21) w kierunku zasadniczo prostopadłym do osi wzdłużnej (s) rury (21).

3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że kształtuje się występy (2) o wysokości nieprzekraczającej trzykrotnej głębokości skrawania (t).

4. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że kształtuje się występy (2) o wysokości, przy której stosunek wysokości występu (2) do wewnętrznej średnicy (D,) rury (21) wynosi w przybliżeniu od 0,002 do 0,5. '

5. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że pomiędzy występami (2) kształtuje się rowki (20) usytuowane pod kątem 80° do 100° względem osi wzdłużnej (s) rury (21).

6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że przynajmniej jedną wypukłość (1) skrawa się pod kątem (θ) w przybliżeniu od 20° do 50° względem osi wzdłużnej (s) rury (21).

7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że przynajmniej jedną wypukłość (1) skrawa się na głębokość skrawania (t) w przybliżeniu równą wysokości wypukłości (1).

PL 202 661 B1

8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że przynajmniej jedną wypukłość (1) skrawa się na głębokość skrawania (t) różną od wysokości wypukłości (1).

9. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że skrawanie wypukłości (1) i unoszenie warstw (4) wykonuje się za pomocą narzędzia (13) posiadającego oś (q) i przynajmniej jedno ostrze (12) utworzone przez przecięcie przynajmniej pierwszej płaszczyzny (A), drugiej płaszczyzny (B) i trzeciej płaszczyzny (C), i posiadające krawędź skrawającą (14) oraz krawędź unoszącą (15).

10. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że skrawanie wypukłości (1 wykonuje się za pomocą krawędzi skrawającej (14) narzędzia (13) utworzonej przez przecięcie pierwszej płaszczyzny (A) i drugiej płaszczyzny (B).

11. Sposób według zastrz. 9 albo 10, znamienne tym, że stosuje się narzędzie (13) mające drugą płaszczyznę (B) ustawioną w przybliżeniu pod kątem (φ) od 40° do 70° względem płaszczyzny prostopadłej do osi (g) narzędzia (13).

12. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że unoszenie warstw (4) wykonuje się za pomocą krawędzi unoszącej (15) utworzonej przez przecięcie pierwszej płaszczyzny (A) i trzeciej płaszczyzny (C).

13. Sposób według zastrz. 9 albo 12, znamienny tym, że stosuje się narzędzie (13) mające trzecią płaszczyznę (C) ustawioną pod kątem (φ₁) względem płaszczyzny prostopadłej do osi (g) narzędzia (13), a występy (2) ustawia się pod kątem (ω) względem płaszczyzny prostopadłej do osi wzdłużnej (s) rury (21).

14. Sposób według zastrz. 13, znamienny tym, że stosuje się narzędzie (13), w którym kąt (φ₁) trzeciej płaszczyzny (C) jest w przybliżeniu równy kątowi (ω) ustawienia występów (2).

15. Sposób według zastrz. 14, znamienny tym, że stosuje się narzędzie (13), w którym kąt (φ₁) trzeciej płaszczyzny (C) jest niewiększy od 45° i występy (2) ustawia się pod kątem (ω) niewiększym od 45°.

16. Sposób według zastrz. 12, znamienny tym, że kształtuje się występy (2) o wysokości (e_p) wyznaczonej według wzoru e_p = t/sin(90 - φ) lub e_p = t/sin(e>), gdzie:

t oznacza głębokość skrawania;

φ oznacza kąt pomiędzy drugą płaszczyzną (B) i płaszczyzną prostopadłą do osi (g) narzędzia (13);

Θ oznacza kąt, pod jakim skrawa się przynajmniej jedną warstwę (4) wypukłości (1) względem osi wzdłużnej (s) rury (21).

17. Sposób według zastrz. 12, znamienny tym, że kształtuje się występy (2) o grubości (S_p) wyznaczonej według wzoru:

S_p = P_a:sin(90° - φ) lub S_p = P_a,_p-sin^), gdzie:

P_g,_p oznacza podziałkę występu (2);

18. Sposób według zastrz. 12, znamienny tym, że przed skrawaniem przynajmniej częściowo przynajmniej jednej wypukłości (1) utworzonej wzdłuż powierzchni rury (21) i przed unoszeniem warstw (4) wypukłości (1) dla utworzenia występów (2) mocuje się narzędzie (13) na wale (11), umieszcza się narzędzie (13) w rurze (21), po czym wytwarza się wzajemny obrót i wzajemny ruch poosiowy pomiędzy rurą (21) i narzędziem (13) skrawając wypukłości (1) i unosząc warstwy (4).

19. Sposób według zastrz. 18, znamienny tym, że rurę (21) obraca się i przemieszcza poosiowo, a narzędzie (13) utrzymuje się nieruchome.

20. Sposób według zastrz. 18, znamienny tym, że narzędzie (13) obraca się i przemieszcza poosiowo, a rurę (21) utrzymuje się nieruchomą.

21. Sposób według zastrz. 18, znamienny tym, że rurę (21) obraca się w jednym kierunku a narzędzie (13) obraca się w kierunku obracania rury.

22. Sposób według zastrz. 18, znamienny tym, że rurę (21) obraca się w jednym kierunku, a narzędzie (13) obraca się w kierunku przeciwnym do kierunku obracania rury (21).

23. Sposób według zastrz. 18, znamienny tym, że rurę (21) przemieszcza się poosiowo, a narzędzie (13) obraca się.

24. Sposób według zastrz. 18, znamienny tym, że rurę (21) obraca się, a narzędzie (13) przemieszcza się poosiowo.

PL 202 661 B1

25. Sposób wytwarzania rury. mającej powierzchnię. oś wzdłużną i wiele występów wystających od powierzchni rury. polegający na tym. że na powierzchni rury kształtuje się wypukłości. po czym skrawa się co najmniej jedną wypukłość ukształtowaną wzdłuż powierzchni rury do określonej głębokości skrawania i pod określonym kątem względem osi wzdłużnej rury tworząc warstwy wypukłości. po czym podnosi się poszczególne warstwy wypukłości kształtując występy na powierzchni rury. znamienny tym. że wypukłości (1) i występy (2) kształtuje się na wewnętrznej powierzchni (18) rury (21). a przynajmniej niektóre występy (2) kształtuje się jako przynajmniej częściowo skręcone.

26. Sposób według zastrz. 25. znamienny tym. że przynajmniej niektóre występy (2) unosi się tak. że wystają od wewnętrznej powierzchni (18) rury (21) w kierunku różnym od prostopadłego do osi wzdłużnej (s) rury (21).

27. Sposób według zastrz. 26. znamienny tym. że niektóre występy (2) unosi się tak. że wystają od wewnętrznej powierzchni (18) rury (21) w kierunku zasadniczo prostopadłym do osi wzdłużnej (s) rury (21).

28. Sposób według zastrz. 25 albo 26 albo 27. znamienny tym. że kształtuje się występy (2) o wysokości nieprzekraczającej trzykrotnej głębokości skrawania (t).

29. Sposób według zastrz. 28. znamienny tym. że kształtuje się występy (2) o wysokości. przy której stosunek wysokości występu (2) do wewnętrznej średnicy (Di) rury (21) wynosi w przybliżeniu od 0.002 do 0.5. '

30. Sposób według zastrz. 29. znamienny tym. że pomiędzy występami (2) kształtuje się rowki (20) usytuowane pod kątem 80° do 100° względem osi wzdłużnej (s) rury (21).

31. Sposób według zastrz. 25. znamienny tym. że przynajmniej jedną wypukłość (1 skrawa się pod kątem (θ) w przybliżeniu od 20° do 50° względem osi wzdłużnej (s) rury (21).

32. Sposób według zastrz. 25. znamienny tym. że przynajmniej jedną wypukłość (1 skrawa się na głębokość skrawania (t) w przybliżeniu równą wysokości wypukłości (1).

33. Sposób według zastrz. 25. znamienny tym. że przynajmniej jedną wypukłość (1) skrawa się na głębokość skrawania (t) różną od wysokości wypukłości (1).

34. Sposób według zastrz. 25. znamienny tym. że skrawanie wypukłości (1) i unoszenie warstw (4) wykonuje się za pomocą narzędzia (13) posiadającego oś (q) i przynajmniej jedno ostrze (12) utworzone przez przecięcie przynajmniej pierwszej płaszczyzny (A). drugiej płaszczyzny (B) i trzeciej płaszczyzny (C). i posiadające krawędź skrawającą (14) oraz krawędź unoszącą (15).

35. Sposób według zastrz. 34. znamienny tym. że skrawanie wypukłości (1) wykonuje się za pomocą krawędzi skrawającej (14) narzędzia (13) utworzonej przez przecięcie pierwszej płaszczyzny (A) i drugiej płaszczyzny (B).

36. Sposób według zastrz. 34 albo 35. znamienny tym. że stosuje się narzędzie (13) mające drugą płaszczyznę (B) ustawioną w przybliżeniu pod kątem (φ) od 40° do 70° względem płaszczyzny prostopadłej do osi (q) narzędzia (13).

37. Sposób według zastrz. 34. znamienny tym. że unoszenie warstw (4) wykonuje się za pomocą krawędzi unoszącej (15) utworzonej przez przecięcie pierwszej płaszczyzny (A) i trzeciej płaszczyzny (C).

38. Sposób według zastrz. 34 albo 37. znamienny tym. że stosuje się narzędzie (13) mające trzecią płaszczyznę (C) ustawioną pod kątem (φ₁) względem płaszczyzny prostopadłej do osi (q) narzędzia (13). a występy (2) ustawia się pod kątem (ω) względem płaszczyzny prostopadłej do osi wzdłużnej (s) rury (21).

39. Sposób według zastrz. 38. znamienny tym. że stosuje się narzędzie (13). w którym kąt (φ₁) trzeciej płaszczyzny (C) jest w przybliżeniu równy kątowi (ω) ustawienia występów (2)

40. Sposób według zastrz. 39. znamienny tym. że stosuje się narzędzie (13). w którym kąt (φ₁) trzeciej płaszczyzny (C) jest niewiększy od 45° i występy (2) ustawia się pod kątem (ω) niewiększym od 45°.

41. Sposób według zastrz. 37. znamienny tym. że kształtuje się występy (2) o wysokości (ep) wyznaczonej według wzoru:

e_p = t/sin(90 - φ) lub e_p = t/sin^).

gdzie:

t oznacza głębokość skrawania;

φ oznacza kąt pomiędzy drugą płaszczyzną (B) i płaszczyzną prostopadłą do osi (q) narzędzia (13);

Θ oznacza kąt. pod jakim skrawa się przynajmniej jedną warstwę (4) wypukłości (1) względem osi wzdłużnej (s) rury (21).

PL 202 661 B1

42. Sposób według zastrz. 37, znamienny tym, że kształtuje się występy (2) o grubości (S_p) wyznaczonej według wzoru:

S_p = P_a,_p-sin(90°- φ) lub S_p = P_a,_p-sin^), gdzie:

P_g,_p oznacza podziałkę występu (2);

43. Sposób według zastrz. 37, znamienny tym, że przed skrawaniem przynajmniej częściowo przynajmniej jednej wypukłości d utworzonej wzdłuż powierzchni rury (21) i przed unoszeniem warstw (4) wypukłości d dla utworzenia występów (2) mocuje się narzędzie (13) na wale (11), umieszcza się narzędzie (13) w rurze (21), po czym wytwarza się wzajemny obrót i wzajemny ruch poosiowy pomiędzy rurą (21) i narzędziem (13) skrawając wypukłości d i unosząc warstwy (4).

44. Sposób według zastrz. 43, znamienny tym, że rurę (21) obraca się i przemieszcza poosiowo, a narzędzie (13) utrzymuje się nieruchome.

45. Sposób według zastrz. 43, znamienny tym, że narzędzie (13) obraca się i przemieszcza poosiowo, a rurę (21) utrzymuje się nieruchomą.

46. Sposób według zastrz. 43, znamienny tym, że rurę (21) obraca się w jednym kierunku a narzędzie (13) obraca się w kierunku obracania rury.

47. Sposób według zastrz. 43, znamienny tym, że rurę (21) obraca się w jednym kierunku, a narzędzie (13) obraca się w kierunku przeciwnym do kierunku obracania rury (21).

48. Sposób według zastrz. 43, znamienny tym, że rurę (21) przemieszcza się poosiowo, a narzędzie (13) obraca się.

49. Sposób według zastrz. 43, znamienny tym, że rurę (21) obraca się, a narzędzie (13) przemieszcza się poosiowo.