RU2179085C2 - Process for shaping multistart concave-convex surface of heat exchange tubes - Google Patents

Process for shaping multistart concave-convex surface of heat exchange tubes Download PDF

Info

Publication number
RU2179085C2
RU2179085C2 RU99120874A RU99120874A RU2179085C2 RU 2179085 C2 RU2179085 C2 RU 2179085C2 RU 99120874 A RU99120874 A RU 99120874A RU 99120874 A RU99120874 A RU 99120874A RU 2179085 C2 RU2179085 C2 RU 2179085C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
spiral
helical
concave
convex
multistart
Prior art date
Application number
RU99120874A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU99120874A (en
Inventor
В.М. Островский
С.А. Петриков
Н.Н. Хованов
А.П. Черный
Э.А. Цымбал
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью фирма "ТЭСТ-ИНЖИНИРИНГ"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью фирма "ТЭСТ-ИНЖИНИРИНГ" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью фирма "ТЭСТ-ИНЖИНИРИНГ"
Priority to RU99120874A priority Critical patent/RU2179085C2/en
Publication of RU99120874A publication Critical patent/RU99120874A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2179085C2 publication Critical patent/RU2179085C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: plastic metal working, namely manufacture of tubular products with helical profile for different purpose heat exchange apparatuses. SUBSTANCE: process comprises steps of rolling tubular blank at axially feeding it between freely rotating disc-shaped spinning rollers mounted with inclination angle α relative to lengthwise axis of blank; additionally forming on shaped convex helical surfaces multistart intermittent helical surfaces with profile depth consisting 0.3-0.5 of profile depth of multistart concave-convex helical surface; in order to realize it, passing tubular blank through additional disc-shaped spinning rollers arranged by angle β = 90°-α relative to lengthwise axis of blank in rotary holder with possibility of rotation in direction opposite to that for tubular blank. It is possible to shape tubular blank with helix pitch different from that of multistart helical concave- convex surface or with different pitch values of helix along tubular blank due to cyclic change of revolution number of rotary holder. Such technique allows to enhance heat engineering parameters of heat exchangers due to spread surface of tubes providing increased heat transfer factor in condition of high intensity of turbulence agitation of heat transfer agent. EFFECT: improved design, enhanced heat transfer factor. 3 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при изготовлении трубчатых изделий со спиральным профилем, в частности труб конвективного теплообмена теплообменных аппаратов различного назначения. The invention relates to the field of metal forming and can be used in the manufacture of tubular products with a spiral profile, in particular, convective heat transfer pipes of heat exchangers for various purposes.

Известен способ и устройство для формообразования винтовых поверхностей свободно вращающимися роликами, повернутыми на угол подъема винтовой поверхности при осевой подаче заготовки (см. И.И. Семченко, В.М. Матюшин, Г.Н. Сахаров. Проектирование металлорежущих инструментов.- М.: Гос. научно-техническое издательство машиностроительной литературы, 1963, с. 627-646, рис. 375,376). A known method and device for shaping helical surfaces with freely rotating rollers rotated by the angle of elevation of the helical surface with axial feeding of the workpiece (see II Semchenko, V.M. Matyushin, G.N. Sakharov. Design of metal cutting tools.- M. : State Scientific and Technical Publishing House of Engineering Literature, 1963, pp. 627-646, Fig. 375.376).

Недостатком известного способа является невозможность формообразования многозаходных спиральных поверхностей различного шага и формы профиля. The disadvantage of this method is the impossibility of forming multi-helical spiral surfaces of various steps and profile shapes.

Известен способ изготовления винтовых поверхностей на трубчатых заготовках, при котором осуществляют формообразование n-заходной поверхности винтового профиля при осуществлении взаимосвязанного поступательного перемещения тел качения (давильных инструментов) вдоль трубы и ее постоянном вращении с оправкой, в качестве которой используют оправку с формой обрабатываемого профиля (патент РФ N 2121405 C1, В 21 D 15/04, БИ N 31 от 10.11.98). A known method of manufacturing helical surfaces on tubular billets, in which the n-inlet surface of the helical profile is shaped during interconnected translational movement of rolling elements (pressing tools) along the pipe and its constant rotation with a mandrel, which is used as a mandrel with the shape of the machined profile (patent RF N 2121405 C1, B 21 D 15/04, BI N 31 dated 10.11.98).

Недостатком известного способа является то, что для формирования отличающихся по шагу и профилю винтовых профилей требуется комплект специальных оправок, а также то, что предлагаемый способ не позволяет осуществлять одновременное формообразование разнонаправленных винтовых канавок. A disadvantage of the known method is that for the formation of screw profiles differing in pitch and profile, a set of special mandrels is required, as well as the fact that the proposed method does not allow simultaneous shaping of multidirectional screw grooves.

Наиболее близким по техническому решению к заявляемому является патент РФ N 2076786 от 10.04.97, Бюл. N 10, согласно которому прокатка изделий с многозаходной спиральной поверхностью осуществляется головкой свободно вращающимися дисковыми давильными роликами, расположенными под углом α к оси трубной заготовки, имеющей осевую и оборотную подачи. Closest to the technical solution to the claimed is the patent of the Russian Federation N 2076786 dated 04/10/97, Bull. N 10, according to which the rolling of products with a multi-helical spiral surface is carried out by a head with freely rotating disk pressure rollers located at an angle α to the axis of the tube billet having axial and reverse feeds.

Недостатком известного технического решения является невозможность одновременной прокатки многозаходных спиральных поверхностей прямого и противоположного направления. A disadvantage of the known technical solution is the impossibility of simultaneous rolling of multiple helical surfaces of the direct and opposite directions.

Целью изобретения является формообразование в процессе прокатки на трубной заготовке многозаходной спиральной поверхности теплообмена дополнительных прерывистых спирально расположенных поверхностей противоположного направления, обеспечивающих увеличение поверхности теплообмена, повышение интенсивности турбулентного перемещения потоков теплоносителя как внутри трубы, так и среды, обтекающей снаружи выпукло-вогнутые разнонаправленные и спиральные поверхности. The aim of the invention is the shaping in the process of rolling on a pipe billet of a multi-helical spiral heat transfer surface of additional discontinuous spiral-shaped surfaces of the opposite direction, providing an increase in the heat exchange surface, increasing the intensity of turbulent movement of the coolant flows both inside the pipe and the medium flowing convex-concave multidirectional and spiral surfaces .

Для достижения поставленной цели в способе формообразования многозаходной спиральной вогнуто-выпуклой поверхности теплообменных труб, включающем прокатку трубной заготовки путем осевой подачи и вращения между свободно вращающимися дисковыми давильными роликами, расположенными под углом α к продольной заготовки, согласно изобретению:
на полученных выпуклых спиральных поверхностях дополнительно формообразуют многозаходные прерывистые спиральные поверхности с глубиной профиля 0,3 - 0,5 глубины профиля многозаходной вогнуто-выпуклой спиральной поверхности путем прохождения через дополнительные дисковые давильные ролики, расположенные под углом β = 90°-α к продольной оси заготовки и установленные в поворотной обойме с возможностью вращения в направлении, противоположном направлению вращения трубной заготовки;
многозаходные прерывистые спиральные поверхности формообразуют с шагом спирали, отличным от шага спирали многозаходной спиральной вогнуто-выпуклой поверхности;
многозаходные прерывистые спиральные поверхности формообразуют с разными шагами спирали по длине трубной заготовки путем циклического изменения частоты вращения поворотной обоймы.To achieve the goal in a method of forming a multi-start spiral concave-convex surface of heat transfer pipes, comprising rolling a tube stock by axial feeding and rotation between freely rotating disk pressure rollers located at an angle α to the longitudinal workpiece, according to the invention:
on the resulting convex spiral surfaces, additionally formed multi-starting discontinuous spiral surfaces with a profile depth of 0.3-0.5 are the depths of the profile of the multi-starting concave-convex spiral surface by passing through additional disk pressure rollers located at an angle β = 90 ° -α to the longitudinal axis of the workpiece and installed in a rotary cage with the possibility of rotation in the direction opposite to the direction of rotation of the tube stock;
multi-step discontinuous spiral surfaces are formed with a spiral pitch different from the spiral pitch of a multi-helical concave-convex surface;
multi-step discontinuous spiral surfaces are formed with different spiral steps along the length of the pipe billet by cyclically changing the rotational speed of the rotary cage.

Прокатка на теплообменных трубах с многозаходными вогнуто-выпуклыми спиральными поверхностями дополнительных прерывистых поверхностей противоположного профиля глубиной, составляющей 0,3 - 0,5 глубины профиля спирали противоположного направления, и с разными шагами спирали и их прерывистое расположение по длине трубы обеспечивает существенное повышение поверхности теплообмена, повышение интенсивности турбулентного перемешивания потоков теплоносителя как внутри трубы, так и теплообменной среды, обтекающей снаружи. Rolling on heat exchange tubes with multi-start concave-convex spiral surfaces of additional discontinuous surfaces of the opposite profile with a depth of 0.3-0.5 of the profile depth of the spiral of the opposite direction, and with different spiral steps and their discontinuous arrangement along the length of the pipe, provides a significant increase in the heat exchange surface, increasing the intensity of turbulent mixing of the coolant flows both inside the pipe and the heat transfer medium flowing outside.

Выбор глубины профиля в пределах 0,3...0,5 глубины спирали противоположного направления обуславливается требованиями минимизации уменьшения проходного сечения трубы конвективного теплообмена. The choice of the profile depth within 0.3 ... 0.5 of the depth of the spiral of the opposite direction is determined by the requirements of minimizing the reduction in the bore of the convective heat transfer pipe.

Угол β = 90°-α установочного разворота дисковых давильных роликов выбирается из условия получения минимальной ширины зева прерывистых поверхностей.The angle β = 90 ° -α of the installation turn of the disk pressure rollers is selected from the condition of obtaining the minimum width of the throat of discontinuous surfaces.

Осуществление предложенного технического решения в процессе прокатки на трубной заготовке спиральной поверхности дополнительными свободно вращающимися дисковыми давильными роликами, расположенными под углом β = 90°-α к продольной оси трубной заготовки и установленными с возможностью вращения в направлении, противоположном направлению вращения трубной заготовки, реализуется на прокатном оборудовании, а также с использованием специальных приспособлений на универсальном металлорежущем оборудовании, например, на станках токарной группы.The implementation of the proposed technical solution during the rolling process on a tube stock of a spiral surface with additional freely rotating disk pressure rollers located at an angle β = 90 ° -α to the longitudinal axis of the tube stock and installed with the possibility of rotation in the direction opposite to the direction of rotation of the tube stock is realized on a rolling equipment, as well as using special devices on universal metal-cutting equipment, for example, on lathe machines ppy.

На фиг. 1, 1a и 1б приведена принципиальная схема устройства для исполнения технического решения по предложенному изобретению. In FIG. 1, 1a and 1b shows a schematic diagram of a device for executing a technical solution according to the proposed invention.

На фиг. 2 приведен образец трубного изделия с разнонаправленными винтовыми канавками с углами наклона α и β к продольной оси трубного изделия, с зонным расположением прерывистых спиральных поверхностей с различными шагами спирали. In FIG. Figure 2 shows a sample of a tubular product with multidirectional helical grooves with angles of inclination α and β to the longitudinal axis of the tubular product, with a zonal arrangement of discontinuous spiral surfaces with different spiral steps.

Трубная заготовка 1 (фиг. 1), имеющая осевую подачу Soc от механизма гидроподачи 2 и вращение N, создаваемое от процесса формообразования спиральной поверхности свободно вращающимися дисковыми давильными роликами 3, расположенными под углом α к продольной оси трубной заготовки 1 и размещенными в неподвижной обойме 4, снабженной установочным механизмом радиальной подачи (на фиг. не представлен) дисковых давильных роликов 3 в трубную заготовку 1 на глубину спиральной поверхности H, проходит через вторую обойму 5 с бесступенчатым регулируемым числом оборотов от 0 до nоб, в которой размещены дисковые свободно вращающиеся давильные ролики 6, расположенные под углом β к продольной оси трубной заготовки 1 и имеющие возможность установочного радиального движения к оси и от оси трубной заготовки 1.Tubular billet 1 (Fig. 1) having an axial feed S oc from the hydraulic feed mechanism 2 and rotation N created from the process of forming the spiral surface by freely rotating disk pressing rollers 3, located at an angle α to the longitudinal axis of the tubular billet 1 and placed in a stationary clip 4, equipped with a mounting mechanism for radial feeding (not shown in Fig.) Of the disk pressure rollers 3 into the tube billet 1 to the depth of the spiral surface H, passes through the second ferrule 5 with stepless adjustable number scrap of revolutions from 0 to n rev , in which disk freely rotating pressure rollers 6 are located, located at an angle β to the longitudinal axis of the tube stock 1 and having the ability to set radial movement to the axis and from the axis of the tube stock 1.

Механизм гидроподачи 2 состоит из гидроцилиндра 7, шток которого через упорный подшипник 8 и заглушку 9 соединен с передним концом трубной заготовки. The hydraulic supply mechanism 2 consists of a hydraulic cylinder 7, the rod of which through a thrust bearing 8 and a plug 9 is connected to the front end of the pipe billet.

Формообразование прокаткой многозаходных спиральных вогнуто-выпуклых противоположно направленных поверхностей производят выполнением следующих технологических переходов, составляющих сущность предлагаемого способа. Forming by rolling of multiple helical concave-convex oppositely directed surfaces is carried out by performing the following technological transitions that make up the essence of the proposed method.

Трубную заготовку 1 с наружным диаметром dтр вводят в неподвижную обойму 4, снабженную свободно вращающимися дисковыми давильными роликами 3, расположенными под углом α к продольной оси трубной заготовки, и с помощью механизма радиальной подачи дисковых давильных роликов радиально вдавливают дисковые давильные ролики 3 в трубную заготовку на глубину спиральной поверхности H, после чего трубной заготовке 1 сообщают осевую подачу от механизма гидроподачи 2. При осевой подаче Soc трубной заготовки свободно вращающиеся дисковые давильные ролики 3, установленные под углом α к продольной оси трубной заготовки, радиально вдавлены в металлоизделия на глубину формируемого профиля H, получают вращение под действием сил трения на поверхности взаимодействия с металлом трубной заготовки и сообщают ей вращательное движение N с формообразованием многозаходной спиральной поверхности.The tube billet 1 with an outer diameter of d tr is inserted into a stationary cage 4 provided with freely rotating disk pressure rollers 3 located at an angle α to the longitudinal axis of the tube billet, and using the radial feed mechanism of the disk pressure rollers, radially press the disk pressure rollers 3 into the tube billet the depth of the spiral surface H, after which the round billet 1 reported axial flow from the hydraulic transport mechanism 2. in the axial flow tube stock S oc freely rotating disc The squeezing roll ki 3 mounted at an angle α to the longitudinal axis of the tube blank radially pressed into the metal profile formed at a depth H, the rotation is obtained by the action of friction forces in the interaction with the metal surface of the tubular blank and report it to rotary motion N multistart helical shaping surface.

Далее вращающаяся с частотой вращения N трубная заготовка 1 с прокатанной на ее поверхности многозаходной спиральной поверхностью с шагом спирали Т и глубиной профиля H проходит через поворотную обойму 5, располагающую самостоятельным приводом с бесступенчатым регулированием частоты вращения n (на фиг. не представлен), снабженную дисковыми давильными роликами 6, повернутыми на угол β = 90°-α к продольной оси трубной заготовки. При этом с помощью размещенного в поворотной обойме 5 установочного механизма (на фиг. не представлен) дисковые давильные ролики 6 вдавливают металл трубного изделия 1 по вершинам спиральной поверхности на глубину h= (0,3...0,5)H и при их вращении с обоймой 5 в противоположном направлении вращению трубного изделия 1 формообразуют многозаходную прерывистую спиральную поверхность с глубиной профиля h= (0,3. . . 0,5)H и с шагом 0...t, определяемую частотой вращения и поворотной обоймы 5 и частотой вращения трубного изделия.Further, the tube stock 1 rotating with a rotation speed N with a multi-helical spiral surface rolled on its surface with a helix pitch T and a profile depth H passes through a rotary yoke 5, which has an independent drive with stepless speed control n (not shown), equipped with disk pressure rollers 6, rotated through an angle β = 90 ° -α to the longitudinal axis of the tube billet. In this case, using the mounting mechanism located in the rotary holder 5 (not shown in Fig.), The disk pressure rollers 6 press the metal of the pipe product 1 along the vertices of the spiral surface to a depth of h = (0.3 ... 0.5) H and, when rotation with a cage 5 in the opposite direction to the rotation of the pipe product 1 form a multi-starting discontinuous spiral surface with a profile depth h = (0.3... 0.5) H and with a step of 0 ... t, determined by the speed and the rotary cage 5 and frequency of rotation of the tubular product.

Технико-экономическая эффективность предложенного технического решения заключается в повышении теплотехнических параметров теплообменных аппаратов за счет развитой поверхности теплообменных труб, что приводит к увеличению коэффициентов теплопередачи в условиях высокой интенсивности турбулентного перемешивания теплоносителя и нагреваемого тела и позволит разработать специализированные устройства по реализации предложенного технологического процесса. The technical and economic efficiency of the proposed technical solution consists in increasing the heat engineering parameters of heat exchangers due to the developed surface of the heat exchange pipes, which leads to an increase in heat transfer coefficients under conditions of high intensity of turbulent mixing of the heat carrier and the heated body and will allow the development of specialized devices for implementing the proposed technological process.

Claims (3)

1. Способ формообразования многозаходной спиральной вогнуто-выпуклой поверхности теплообменных труб, включающий прокатку трубной заготовки путем осевой подачи и вращения между свободно вращающимися дисковыми давильными роликами, расположенными под углом α к продольной оси заготовки, отличающийся тем, что на полученных выпуклых спиральных поверхностях дополнительно формообразуют многозаходные прерывистые спиральные поверхности с глубиной профиля, составляющей 0,3-0,5 глубины профиля многозаходной вогнуто-выпуклой спиральной поверхности, путем прохождения через дополнительные дисковые давильные ролики, расположенные под углом β = 90°-α к продольной оси заготовки и установленные в поворотной обойме с возможностью вращения в направлении, противоположном направлению вращения трубной заготовки.1. The method of forming a multi-start spiral concave-convex surface of heat transfer pipes, comprising rolling the tube stock by axial feeding and rotation between freely rotating disk pressure rollers located at an angle α to the longitudinal axis of the workpiece, characterized in that the multi-start helical surfaces are additionally formed on the resulting convex spiral surfaces discontinuous spiral surfaces with a profile depth of 0.3-0.5 profile depths of a multiple concave-convex spiral surface spans, by passing through additional disk pressure rollers located at an angle β = 90 ° -α to the longitudinal axis of the workpiece and installed in a rotary cage with the possibility of rotation in the direction opposite to the direction of rotation of the pipe workpiece. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что многозаходные прерывистые спиральные поверхности формообразуют с шагом спирали, отличным от шага спирали многозаходной спиральной вогнуто-выпуклой поверхности. 2. The method according to p. 1, characterized in that the multi-starting discontinuous spiral surfaces are formed with a spiral pitch different from the spiral pitch of the multi-helical concave-convex surface. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что многозаходные прерывистые спиральные поверхности формообразуют с разными шагами спирали по длине трубной заготовки путем циклического изменения частоты вращения поворотной обоймы. 3. The method according to p. 1, characterized in that the multi-starting discontinuous spiral surfaces are formed with different spiral steps along the length of the tube stock by cyclically changing the rotational speed of the rotary holder.
RU99120874A 1999-10-01 1999-10-01 Process for shaping multistart concave-convex surface of heat exchange tubes RU2179085C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99120874A RU2179085C2 (en) 1999-10-01 1999-10-01 Process for shaping multistart concave-convex surface of heat exchange tubes

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99120874A RU2179085C2 (en) 1999-10-01 1999-10-01 Process for shaping multistart concave-convex surface of heat exchange tubes

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU99120874A RU99120874A (en) 2001-09-20
RU2179085C2 true RU2179085C2 (en) 2002-02-10

Family

ID=20225467

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU99120874A RU2179085C2 (en) 1999-10-01 1999-10-01 Process for shaping multistart concave-convex surface of heat exchange tubes

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2179085C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2725307C1 (en) * 2019-10-11 2020-06-30 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет", (ДГТУ) Multi-form composite bimetallic pipeline
CN116274779A (en) * 2023-04-03 2023-06-23 江苏金日管业有限公司 Stainless steel pipe rolling forming device

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2725307C1 (en) * 2019-10-11 2020-06-30 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет", (ДГТУ) Multi-form composite bimetallic pipeline
CN116274779A (en) * 2023-04-03 2023-06-23 江苏金日管业有限公司 Stainless steel pipe rolling forming device
CN116274779B (en) * 2023-04-03 2023-08-22 江苏金日管业有限公司 Stainless steel pipe rolling forming device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4779440A (en) Extrusion tool for producing hard-metal or ceramic drill blank
US20030094272A1 (en) Heat-exchanger tube structured on both sides and a method for its manufacture
IL41229A (en) Apparatus for forming helical ridges on the inside surface of externally finned metal tubes
CN102626734B (en) Spiral flat pipe roll forming machine for heat exchanging equipment
US4087893A (en) Process for producing a heat pipe
RU2179085C2 (en) Process for shaping multistart concave-convex surface of heat exchange tubes
US4995252A (en) Method and apparatus for internally enhancing heat exchanger tubing
US4287743A (en) Method and device for the manufacture of helical rotor blanks for helical gear machines
CN1055034C (en) Working method and device for external spiral tendon metal tube
US3260090A (en) Method and apparatus for reducing tubing
RU2337780C1 (en) Mill for spiral-shaped tube knurling
JP3345225B2 (en) Manufacturing method of deformed pipe
US4118964A (en) Lubricated mandrel for a finning machine
US4299106A (en) Finned tubing
US4336702A (en) Method of and apparatus for making spiral tubes
RU99120874A (en) METHOD FOR FORMING MULTI-STARTING SPIRAL CONVEX-CONVEX SURFACE OF HEAT EXCHANGING PIPES
RU2347637C2 (en) Mandrel for tubes dressing
US5916318A (en) Machine for simultaneously forming threads or fins on multiple cylindrical workpieces
US4096723A (en) Tool assembly for forming internal grooves in tubes
KR20030059769A (en) Hot Metal Continous Extru-Spinning Device and Method
JP2002153903A (en) Rotary driving method for reciprocal roll-off roll groove of cold pilger mill
SU1754290A1 (en) Method of manufacture of internal slots in round billet
JPH10166036A (en) Manufacture of tube having groove on internal surface, and its device
RU2086323C1 (en) Apparatus for drawing round sections
PL150319B1 (en) A tool for drawing lengthwise ribs on the internal surface of a pipe