RU2557825C1 - Connection method of tube to plates of heat exchanger, and plate of heat exchanger (versions) - Google Patents
Connection method of tube to plates of heat exchanger, and plate of heat exchanger (versions) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2557825C1 RU2557825C1 RU2014125900/06A RU2014125900A RU2557825C1 RU 2557825 C1 RU2557825 C1 RU 2557825C1 RU 2014125900/06 A RU2014125900/06 A RU 2014125900/06A RU 2014125900 A RU2014125900 A RU 2014125900A RU 2557825 C1 RU2557825 C1 RU 2557825C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- plate
- pipe
- collar
- plates
- heat exchanger
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
Description
Данные технические решения относятся к области производства теплообменников, предназначенных в основном для их использования в обогревателях помещений, таких как конвекторы, а также к области строительства, где используются эти теплообменники в конструкциях отопительных конвекторов. Технические решения осуществляют задачу повышения плотности контакта пластин оребрения с трубами теплообменников с целью повышения эффективности передачи тепла от теплоносителя в обогреваемое пространство. Данные технические решения могут быть также использованы в системах охлаждения.These technical solutions relate to the production of heat exchangers intended primarily for their use in space heaters, such as convectors, as well as to the construction industry, where these heat exchangers are used in the construction of heating convectors. Technical solutions carry out the task of increasing the contact density of the finning plates with heat exchanger tubes in order to increase the efficiency of heat transfer from the heat carrier to the heated space. These technical solutions can also be used in cooling systems.
Известны проблемы соединения пластин оребрения с трубами, имеющими наружные диаметры 10-30 мм с допусками по наружным диаметрам от ±0,2 до ±0,3 мм без учета овальности труб и по толщине стенки до ±10%. Данные допуски и овальность труб отрицательно влияют на плотность посадки пластин на трубах, поскольку при таких допусках плотность посадки пластин на трубах не достигается или достигается с большими энергетическими затратами и сложными технологическими приемами вследствие большого количества возможного сочетания допусков размеров и форм, влияющих на выбор величины увеличения диаметра трубы. При этом заданная плотность посадки пластин на трубах в процессе их соединения неудовлетворительна и неравномерна. Неудовлетворительная посадка пластин на трубах отрицательно влияет на передачу тепла от теплоносителя через пластины в обогреваемое помещение.Known problems are the connection of the fins of the fins with pipes having outer diameters of 10-30 mm with tolerances on the outer diameters of ± 0.2 to ± 0.3 mm without taking into account the ovality of the pipes and the wall thickness of up to ± 10%. These tolerances and ovality of pipes negatively affect the fit of plates on pipes, since with such tolerances the fit of plates on pipes is not achieved or is achieved with high energy costs and complicated technological methods due to the large number of possible combinations of tolerances of sizes and shapes that affect the choice of magnification pipe diameter. In this case, the set density of the plates on the pipes during their connection is unsatisfactory and uneven. Poor fit of the plates on the pipes adversely affects the transfer of heat from the coolant through the plates to the heated room.
С целью улучшения теплового контакта пластин оребрения с трубами, в известном способе, отбортовки пластин оребрения перед сборкой теплообменника покрывают припоем, далее производят насадку пластин на трубы и после этого производят раздачу труб до получения контактного соединения трубы с пластинами, при этом собранные с пластинами оребрения трубы нагревают до температуры плавления припоя. В результате нагрева легкоплавкий припой заполняет зазоры между пластинами и трубами, обеспечивая теплопроводность соединений (SU 1611679 A1, 07.12.1990). Данный способ содержит такие сложные операции, как покрытие воротничков пластин припоем и нагрев труб, что значительно усложняет процесс соединения труб с пластинами и делает его трудоемким и энергоемким.In order to improve the thermal contact of the fins of the fins with the pipes, in the known method, the flanging of the fins of the fins before assembling the heat exchanger is covered with solder, then the nozzles are inserted into the pipes and then the pipes are distributed until the pipe is contacted with the plates, while the pipes are finned heated to the melting point of the solder. As a result of heating, a fusible solder fills the gaps between the plates and pipes, providing thermal conductivity of the joints (SU 1611679 A1, 12/07/1990). This method contains such complex operations as coating the collar of the plates with solder and heating the pipes, which greatly complicates the process of connecting pipes to the plates and makes it time-consuming and energy-intensive.
Известен тепловой пакет конвектора, содержащий горизонтальные трубы греющего теплоносителя и вертикально расположенные элементы оребрения, выполненные из листового металла и имеющие отверстия с отбортовками в виде закругленных воронок, посредством которых элементы оребрения насажены на трубы, причем элементы оребрения выполнены в виде плоских пластин прямоугольной формы, по углам которых, вдоль вертикальных сторон, выполнены участки Г-образных отбортовок, посредством которых элементы оребрения при сборке пакета опираются друг на друга (RU 21445 U1, 20.01.2002).A heat convector package is known that contains horizontal pipes of a heating coolant and vertically arranged fins made of sheet metal and having holes with flanges in the form of rounded funnels, by means of which fins are mounted on pipes, and the fins are made in the form of rectangular rectangular plates, according to the corners of which, along the vertical sides, have sections of L-shaped flanges, through which the elements of the fins during assembly of the package are based on each other UGA (RU 21445 U1, 20.01.2002).
Известна теплообменная секция для теплоносителя с закрепленными на ней теплорассеивающими элементами, выполненными в виде пластин прямоугольной формы с отбортованными отверстиями, причем теплообменная секция включает в себя, по крайней мере, две параллельно расположенные трубы круглого сечения, на которых равномерно под углом насажены теплорассеиваюшие элементы, выполненные методом штамповки с цилиндрической отбортовкой отверстий высотой H, посредством которых пластины насажены на трубы и сотбортовкой длинных краев прямоугольника высотой h, при этом H>h. В другом варианте теплообменная секция выполнена U-образной формы из трубы круглого сечения, на прямых участках которой равномерно под углом к трубе насажены теплорассеивающие элементы, выполненные методом штамповки с цилиндрической отбортовкой отверстий высотой Н, посредством которых пластины насажены на трубы и отбортовкой длинных краев прямоугольника высотой h, при этом H>h (RU 45812 U1, 27.05.2005).A heat transfer section is known for a heat carrier with heat-dissipating elements fixed on it, made in the form of rectangular plates with flanged holes, and the heat-exchange section includes at least two parallel pipes of circular cross section, on which heat-dissipating elements are made uniformly stamping method with cylindrical flanging of holes of height H, by means of which the plates are mounted on the pipes and sorting the long edges of the rectangle height h, with H> h. In another embodiment, the heat exchange section is made in a U-shape from a pipe of circular cross section, on the straight sections of which heat-dissipating elements are made uniformly at an angle to the pipe, made by stamping with cylindrical flanging of holes of height H, by means of which the plates are mounted on pipes and flanging of long edges of a rectangle of height h, with H> h (RU 45812 U1, 05.27.2005).
Известен способ крепления трубы в отверстии детали путем раздачи трубы, при этом на трубе выполняют канавку с эксцентриситетом относительно отверстия детали (SU 1274817 A1, 07.12.1986).A known method of fastening a pipe in a hole of a part by distributing a pipe, wherein a groove with an eccentricity relative to the hole of the part is made on the pipe (SU 1274817 A1, 12/07/1986).
Также известны способы соединения пластин с трубами путем раздачи труб (увеличения их диаметров), в процессе которых на трубы осаживаются с натягом контактные части пластин (GB 1470379 A, 14.04.1977 и RU 2321471 C2, (10.04.2008), причем в первом источнике раздачу трубы осуществляют путем использования в ней взрывчатого вещества, а во втором источнике раздачу трубы осуществляют дорнованием. При увеличении диаметра трубы, пластины, нанизанные на трубу, осаживаются на ней и происходит неразъемное соединение пластин с трубой.There are also known methods of connecting plates to pipes by distributing pipes (increasing their diameters), during which the contact parts of the plates are tightened onto the pipes (GB 1470379 A, 04/14/1977 and RU 2321471 C2, (10.04.2008), and in the first source the distribution of the pipe is carried out by using explosives in it, and in the second source the distribution of the pipe is carried out by burning.When the diameter of the pipe is increased, the plates strung on the pipe are deposited on it and the plates and pipe are inextricably connected.
Известен способ соединения пластин с трубой теплообменника, который предусматривает ступенчатую форму выполнения воротничков пластин располагаемых внахлест по отношению друг к другу и фиксацию пластин в рабочем положении фиксирующим клином (RU 1241049 A1, 30.06.1986).A known method of connecting the plates to the heat exchanger pipe, which provides a stepwise form of execution of the collar plates located overlapping with each other and fixing the plates in the working position with a fixing wedge (RU 1241049 A1, 06/30/1986).
Аналогичным образом, внахлест, располагают воротнички пластин в способах изготовления теплообменников, при этом в трубы подают давление рабочего тела (US 3500016, 10.03.1970 и US 3221399, 07.12.1965).Similarly, lap collars have plate collars in the methods of manufacturing heat exchangers, while the pressure of the working fluid is supplied to the pipes (US 3500016, 03/10/1970 and US 3221399, 12/07/1965).
Наиболее близким техническим решением к представленным в данном описании техническим решениям является способ соединения трубы теплообменника с пластинами оребрения трубы, характеризующийся тем, что соединение трубы с пластинами теплообменника проводят путем введения трубы в отверстия пластин, фиксации трубы и пластин в неподвижном предмонтажном положении, герметизации торцов трубы гидрозамками, после чего подают в полость трубы рабочее тело под давлением, повышают давление рабочего тела в трубе, увеличивают диаметр трубы и осуществляют плотную посадку каждого воротничка пластины на трубе (RU 2355971 C1, 20.05.2009). В данном способе предусмотрены пластины, конструкция каждой из которых содержит периферийную плоскую часть и центральную часть, имеющую отверстие, образованное воротничком, расположенным вокруг отверстия. Воротничок пластины в ее предмонтажном положении, когда она не соединена с трубой, расположен под прямым углом и перпендикулярно по отношению к плоскости пластины. Пластины расположены на трубе без нахлеста, они расположены на ней так, что торец воротничка одной пластины контактирует с угловой зоной воротничка смежной пластины.The closest technical solution to the technical solutions presented in this description is the method of connecting the heat exchanger pipe with the pipe fins, characterized in that the pipe is connected to the heat exchanger plates by inserting the pipe into the plate openings, fixing the pipe and plates in a fixed pre-installation position, sealing the ends of the pipe with hydraulic locks, after which the working fluid is fed into the cavity of the pipe under pressure, the pressure of the working fluid in the pipe is increased, the diameter of the pipe is increased and they give a tight fit to each collar of the plate on the pipe (RU 2355971 C1, 05.20.2009). In this method, plates are provided, the design of each of which contains a peripheral flat part and a central part having an opening formed by a collar located around the opening. The collar of the plate in its pre-installation position, when it is not connected to the pipe, is located at a right angle and perpendicular to the plane of the plate. The plates are located on the pipe without overlapping, they are located on it so that the end face of the collar of one plate contacts the corner zone of the collar of the adjacent plate.
Как показали испытания известного способа и пластины, во время увеличения диаметра трубы и посадки пластин на трубе, посадка каждой из них на трубе происходит так, что наиболее плотно пластина садится на трубу в угловой зоне - в месте изгиба воротничка под прямым углом относительно плоской периферийной части пластины, причем угол изгиба, расположенный в плоскости пластины, в процессе увеличения диаметра трубы упирается в трубу и не позволяет воротничку пластины осаживаться на трубе с требуемой плотностью. При упоре угловой зоны воротничка в трубу увеличение диаметра трубы прекращается, а между концевой зоной и трубой образуется зазор вследствие концентрации напряжений и изгиба концевой зоны воротничка в сторону от трубы. В результате заданная плотность контакта воротничка пластины с трубой достигается не на всей ширине воротничка, а расчетная теплопроводность между трубой и пластинами оребрения теплообменника не достигается. Все это приводит к снижению передачи тепла от теплоносителя в обогреваемое помещение, поскольку снимаемое тепло и мощность теплообменника зависят, кроме прочих показателей, от плотности посадки пластины на трубе. Для достижения более плотного контакта воротничка с трубой требуются значительные затраты энергии для преодоления сопротивления угловых зон пластин, представляющих собой по существу ребра жесткости. При чрезмерном увеличении диаметра трубы с целью достижения требуемой плотности посадки воротничка, пластины на трубе выгибаются и теряют свою первоначальную форму. Причем, уменьшение плотности посадки пластин на трубе приводит к снижению теплопередачи тепла от трубы пластинам, снижению мощности и эффективности теплообменника и, соответственно, обогревателя помещения в целом. Кроме того, установлено, что для получения расчетного количества тепла от теплообменника необходимо выбирать размеры пластин по их длине и ширине. Поскольку при производстве большого ряда типоразмеров теплообменников требуется сравнительно широкий ряд типоразмеров пластин, то данное обстоятельство связано с существенными издержками производства теплообменников, которые решаются повышением универсальности пластин, в частности применимостью универсальных пластин в разных по мощности теплообменниках.As the tests of the known method and plate showed, while increasing the diameter of the pipe and fitting the plates on the pipe, each of them fits on the pipe so that the plate fits most tightly on the pipe in the corner zone - at the bend of the collar at right angles to the flat peripheral part the plate, and the bending angle located in the plane of the plate, in the process of increasing the diameter of the pipe abuts against the pipe and does not allow the collar of the plate to settle on the pipe with the desired density. When the angular zone of the collar stops in the pipe, the increase in the diameter of the pipe stops, and a gap is formed between the end zone and the pipe due to stress concentration and bending of the end zone of the collar away from the pipe. As a result, the specified contact density of the collar of the plate with the pipe is not achieved over the entire width of the collar, and the calculated thermal conductivity between the pipe and the fins of the heat exchanger is not achieved. All this leads to a decrease in heat transfer from the coolant to the heated room, since the heat removed and the heat exchanger power depend, among other indicators, on the density of the plate on the pipe. To achieve a more tight contact between the collar and the pipe, considerable energy is required to overcome the resistance of the corner zones of the plates, which are essentially stiffeners. If the diameter of the pipe is excessively increased in order to achieve the required collar fit density, the plates on the pipe bend and lose their original shape. Moreover, a decrease in the density of the plates on the pipe leads to a decrease in heat transfer from the pipe to the plates, a decrease in the power and efficiency of the heat exchanger and, accordingly, the room heater as a whole. In addition, it was found that in order to obtain the calculated amount of heat from the heat exchanger, it is necessary to choose the dimensions of the plates according to their length and width. Since the production of a large number of sizes of heat exchangers requires a relatively wide range of sizes of plates, this circumstance is associated with significant costs for the production of heat exchangers, which are solved by increasing the universality of the plates, in particular the applicability of universal plates in heat exchangers of different capacities.
Результатом данного изобретения является уменьшение энергоемкости изготовления теплообменника и повышение его эффективности.The result of this invention is to reduce the energy intensity of the manufacture of the heat exchanger and increase its efficiency.
Технический результат получен способом соединения трубы с пластинами теплообменника, заключающимся в том, что располагают пластины теплообменника в ряд, совмещают отверстия пластин и расположенные вокруг этих отверстий воротнички пластин, вводят в отверстия пластин трубу и фиксируют ее и каждую пластину на ней в предмонтажных положениях, герметизируют полость трубы и подают в нее рабочее тело под давлением, увеличивают давление в трубе и ее диаметр, при этом пластины располагают на трубе с зазорами между торцами воротничков, между угловой зоной воротничка каждой пластины и трубой устанавливают зазор больший, чем зазор между трубой и концевой зоной воротничка, увеличением диаметра трубы стенкой трубы отгибают воротничок каждой пластины в сторону периферийной части пластины, увеличивают диаметр концевой зоны воротничка и осаживают ее на трубе до момента контакта угловой зоны воротничка пластины с трубой, повышают давление рабочего тела в трубе, фиксируют заданную плотность контакта угловой зоны воротничка каждой пластины с трубой и после этого давление рабочего тела в трубе сбрасывают.The technical result is obtained by the method of connecting the pipe to the heat exchanger plates, namely, that the heat exchanger plates are placed in a row, the plate openings and the plate collars located around these holes are inserted, the pipe is inserted into the plate openings and it is fixed and each plate on it in pre-installation positions, sealed the cavity of the pipe and feed the working fluid into it under pressure, increase the pressure in the pipe and its diameter, while the plates are placed on the pipe with gaps between the ends of the collars, between the angle by the collar zone of each plate and the pipe, a larger gap is established than the gap between the pipe and the collar end zone, by increasing the diameter of the pipe, the collar of each plate is bent to the peripheral part of the plate, the diameter of the collar end zone is increased and it is deposited on the pipe until the corner zone contacts the collar of the plate with the pipe, increase the pressure of the working fluid in the pipe, fix the specified contact density of the angular zone of the collar of each plate with the pipe, and then the pressure of the working fluid in a pipe dump.
Технический результат получен пластиной теплообменника (первый вариант), содержащей периферийную часть и среднюю часть, которая имеет, по меньшей мере, один кольцевой воротничок, образующий отверстие пластины, при этом воротничок имеет угловую и концевую зоны, отличающейся тем, что между угловой и концевой зонами воротничка выполнен кольцевой наклонный участок, концевая зона воротничка имеет цилиндрическую форму или близкую к ней форму с конусностью в пределах 0,05-5,0°, угол α наклона наклонного участка к вертикали выбран в пределах α=82-87°, ширина t воротничка выбрана в пределах t=(10-14)s, где s - толщина пластины, которая выбрана в пределах s=0,3-0,5 мм.The technical result is obtained by a heat exchanger plate (first option) containing a peripheral part and a middle part, which has at least one annular collar forming an opening of the plate, while the collar has an angular and end zone, characterized in that between the angular and end zones the collar has an annular inclined section, the end zone of the collar has a cylindrical shape or a shape close to it with a taper in the range of 0.05-5.0 °, the angle α of inclining the inclined section to the vertical is selected within the range of α = 82-87 °, the collar width t is selected in the range t = (10-14) s, where s is the thickness of the plate, which is selected in the range s = 0.3-0.5 mm.
Технический результат получен пластиной теплообменника (второй вариант), содержащей периферийную часть и среднюю часть, которая имеет, по меньшей мере, один кольцевой воротничок, образующий отверстие пластины, при этом воротничок имеет угловую и концевую зоны, отличающейся тем, что между угловой и концевой зонами воротничка выполнен кольцевой радиусный участок, концевая зона воротничка имеет цилиндрическую форму или близкую к ней форму с небольшой конусностью в пределах 0,05-5,0°, ширина t воротничка выбрана в пределах t=(10-14)s, где s -толщина пластины, которая выбрана в пределах s=0,3-0,5 мм.The technical result is obtained by a heat exchanger plate (second option) containing a peripheral part and a middle part, which has at least one annular collar forming an opening of the plate, while the collar has an angular and end zone, characterized in that between the angular and end zones the collar has a circular radial section, the end zone of the collar has a cylindrical shape or a shape close to it with a slight taper in the range 0.05-5.0 °, the width t of the collar is selected in the range t = (10-14) s, where s is the thickness P plate, which is selected in the range s = 0.3-0.5 mm
Технический результат получен пластиной теплообменника, содержащей периферийную часть и среднюю часть, которая имеет, по меньшей мере, пару кольцевых воротничков, образующих пару отверстий, выполненных в пластине, при этом ширина В пластины выбрана в пределах B=(0,55-0,65)L, где L - длина пластины при условии, что L=(5,5-5,7)Dн, где Dн - наружный диаметр трубы теплообменника, причем межцентровое расстояние Lц между отверстиями выбрано в пределах Lц=(0,3-0,32)Dн, а ось расположения отверстий пластины совмещена с осью симметрии пластины или смещена относительно оси симметрии пластины в любую из ее сторон на величину ε в пределах ε=(0,01-0,4)Dн.The technical result is obtained by a plate of a heat exchanger containing a peripheral part and a middle part, which has at least a pair of annular collars forming a pair of holes made in the plate, the width of the plate being selected in the range B = (0.55-0.65 ) L, where L is the length of the plate, provided that L = (5.5-5.7) Dн, where Dн is the outer diameter of the heat exchanger pipe, and the center-to-center distance Lс between the openings is chosen within the limits Lц = (0.3-0 , 32) Dн, and the axis of arrangement of the plate openings is aligned with the axis of symmetry of the plate or offset relative about the axis of symmetry of the plate in any of its sides by ε in the range ε = (0.01-0.4) Dн.
На фиг. 1 показана схема соединения трубы с пластинами в предмонтажных положениях (воротничок каждой пластины имеет наклонный участок);In FIG. 1 shows a diagram of the connection of the pipe with the plates in pre-installation positions (the collar of each plate has an inclined section);
на фиг. 2 - поперечный разрез трубы, вид А на фиг. 1;in FIG. 2 is a transverse section through a pipe, view A in FIG. one;
на фиг. 3 - поперечный разрез трубы, вид Б на фиг. 1;in FIG. 3 is a transverse section through a pipe, view B in FIG. one;
на фиг. 4 - пластина теплообменника с двумя отверстиями;in FIG. 4 - plate heat exchanger with two holes;
на фиг. 5 - пластина с радиусным участком в предмонтажном положении;in FIG. 5 - plate with a radius section in the pre-installation position;
на фиг. 6 - форма воротничка пластины в процессе ее крепления на трубе (для обеих исполнений воротничков, с наклонным и радиусным участками);in FIG. 6 - the shape of the collar of the plate in the process of attaching it to the pipe (for both versions of the collars, with inclined and radius sections);
на фиг. 7 - расположение воротничка пластины после его деформации и осадки на трубе (для обоих исполнений воротничков, с наклонным и радиусным участками).in FIG. 7 - the location of the collar of the plate after its deformation and upsetting on the pipe (for both versions of the collars, with inclined and radius sections).
Способ поясняется теплообменником и его пластинами. Теплообменник (фиг. 1) содержит множество штампованных пластин 1, каждая из которых имеет отверстие 2, в котором расположена труба 3 теплообменника. Каждая пластина имеет, по меньшей мере, один кольцевой воротничок 4, образующий собой отверстие 2. В ином исполнении каждая пластина 1 (фиг. 4) может иметь два отверстия 2 с воротничками 4 или несколько отверстий для посадки пластины на несколько труб или для посадки пластины на несколько ветвей одной трубы теплообменника. В других исполнениях пластина может иметь множество отверстий с воротничками, при этом отверстия могут иметь разные диаметры. Воротничок 4 и отверстие 2 внутри него выполнены в каждой пластине методом штамповки и вытяжки металла. В данном примере исполнения пластина имеет одно отверстие 2 и один воротничок 4, расположенные в средней части 5 пластины. Ширина t воротничка 4 выбрана в пределах t=(10-14)s, где s - толщина пластины, которая находится в пределах s=0,3-0,5 мм. На периферии пластина имеет, предпочтительно, плоскую периферийную часть 6 (фиг. 1).The method is illustrated by the heat exchanger and its plates. The heat exchanger (Fig. 1) contains many stamped
Каждый воротничок имеет угловую зону 7 и концевую зону 8. С целью обеспечения равномерной раздачи трубы и равномерного увеличения диаметра воротничка каждой пластины, концевая зона 8 воротничка имеет цилиндрическую форму или близкую к ней форму с небольшой конусностью в пределах 0,05-5,0°.Each collar has an
В одном исполнении пластины между угловой зоной 7 и концевой зоной 8 воротничка выполнен кольцевой наклонный участок 9, угол α наклона участка 9 выбран в пределах α=82-87° к вертикали, как это показано на фиг. 1.In one embodiment of the plate, an annular inclined section 9 is made between the
Угол наклона α получен исходя из величины, необходимой раздачи воротничка (увеличения его диаметра), обеспечивающей плотную посадку воротничка на трубе. Необходимая величина δ раздачи концевой зоны 8 воротничка выбрана из условия компенсации овальности трубы и сглаживания поверхностных неровностей как на внутренней поверхности воротничка, так и на наружной поверхности трубы. Величина δ подтверждена экспериментально и выбрана в пределах δ=0,4-0,6 мм на диаметр трубы теплообменника. Начальный радиус R1 отгиба воротничка в концевой зоне выбран в пределах R1=(1-2,5)s+δ/2. В конце отгиба воротничка пластины конечный радиус отгиба R0 воротничка в его концевой зоне (фиг. 7) выбран в пределах R0=(1-2,5)s, где s - толщина пластины.The angle of inclination α is obtained on the basis of the required distribution of the collar (increasing its diameter), which ensures a tight fit of the collar on the pipe. The required value δ of the distribution of the
При раздаче трубы происходит увеличение диаметра трубы до размера Dн1 (фиг. 7) и вместе с ней увеличение диаметра концевой зоны воротничка и плотная посадка воротничка на трубе. Посадка воротничка осуществляется между угловой и концевой зонами 7 и 8 соответственно, в области пластической деформации площадки текучести металла. Деформация воротничка происходит до момента упора угловой зоны 7 (ребра воротничка) в трубу, как это показано на фиг. 7. Форма воротничка, показанная на фиг. 1, выбрана экспериментальным путем, эта форма изменяется в процессе пластической деформации воротничка, в результате воротничок принимает вид, показанный на фиг. 7.When distributing the pipe, the diameter of the pipe increases to the size Dн1 (Fig. 7) and with it the increase in the diameter of the end zone of the collar and the tight fit of the collar on the pipe. The collar is planted between the corner and
В другом варианте исполнения пластины (фиг. 5) воротничок вместо наклонного участка имеет между угловой зоной 7 и концевой зоной 8 кольцевой радиусный участок 10 (фиг. 5). В этом исполнении воротничок пластины изготовлен таким образом, что кольцевой радиусный участок 10 плавно переходит в угловую и концевую зоны. Кольцевой радиусный участок 10 выполнен по радиусу R1. Этот участок может быть выполнен также закругленным, близким к радиусу R1, полученным при штамповке воротничка. Форма участка 10, выбранная опытным путем, получена из условия заданной величины раздачи воротничка и обеспечения его плотной посадки на трубе. Опытным путем установлены пределы радиуса радиусного участка 10, радиус которого находится в пределах R1=(1-2,5)s+δ/2, где δ - величина раздачи концевой зоны воротничка, выбранная в пределах δ=0,2-0,4 мм. Предусмотрен шаг n между пластинами (фиг.1). Для одноярусного теплообменника шаг выбран из соотношения n=(0,21-025)Dн. Установлена толщина s пластины, которая находится в зависимости s=(0,06-0,10)n. Зазор w между торцом воротничка одной пластины и периферийной частью 6 другой пластины находится в пределах w=(n-t).In another embodiment of the plate (Fig. 5), the collar instead of the inclined section has an annular radius section 10 (Fig. 5) between the
Пластина имеет третий вариант (фиг. 4), выполненный аналогично первому и второму вариантам и, в отличие от них, третий вариант пластины, кроме имеющихся признаков двух первых вариантов, имеет ширину В, выбранную в пределах B=(0,55-0,65)L, где L - длина пластины, при условии, что L=(5,5-5,7)Dн, где Dн - наружный диаметр трубы теплообменника. При этом межцентровое расстояние Lц между отверстиями выбрано в пределах Lц=(0,3-0,32)Dн. Ось 13 расположения отверстий пластины совмещена с осью симметрии пластины в первом случае. Ось 13 в другом случае смещена относительно оси симметрии пластины в любую из ее сторон на величину ε в пределах ε=(0,01-0,4)Dн.The plate has a third option (Fig. 4), made similarly to the first and second options and, in contrast to them, the third version of the plate, in addition to the features of the first two options, has a width B selected in the range B = (0.55-0, 65) L, where L is the plate length, provided that L = (5.5-5.7) Dн, where Dн is the outer diameter of the heat exchanger pipe. In this case, the center-to-center distance Lс between the holes is selected within the limits Lс = (0.3-0.32) Dн. The
Способ соединения пластин с трубой осуществляют следующим образом. Располагают пластины теплообменника (фиг. 1) в ряд с шагом n так, чтобы отверстия 2 пластин 1 и расположенные вокруг этих отверстий кольцевые воротнички 4 пластин находились на общей оси симметрии, при этом и между периферийными частями пластин оставался зазор. Вводят в отверстия пластин трубу 3. Фиксируют трубу и каждую пластину на трубе в их предмонтажных положениях на сборочном стенде. В этих предмонтажных положениях между угловой зоной 7 каждого воротничка и трубой 3 обеспечивают зазор h больший, чем зазор h1 между трубой и концевой зоной 8 воротничка. Зазор h1 предусматривают конструктивным исполнением пластины, обеспечивающим технологическую возможность сборки пластин с трубой и плотной посадки пластин на трубе с минимально возможными потерями мощности, затрачиваемой на раздачу (увеличение диаметра) трубы. Герметизируют полость 11 трубы гидрозамками 12, свободные от пластин части труб замыкают в ограничителях (не показаны) и подают в полость трубы рабочее тело под давлением, в частности рабочую жидкость. Увеличивают давление рабочего тела в полости 11 трубы и увеличивают диаметр трубы. На первом основном этапе посадки каждой пластины на трубе (фиг. 6) происходит контакт поверхности трубы с концевой зоной 8 воротничка пластины, имеющей цилиндрическую поверхность воротничка. При дальнейшем увеличении диаметра трубы и увеличения диаметра концевой зоны - стенкой трубы концевая зона 8 воротничка изгибается в сторону периферийной части 6 пластины. Изгиб концевой зоны 8 осуществляют до момента контакта угловой зоны 7 воротничка с трубой (фиг. 7). Фиксируют средствами управления контакт угловой зоны 7 воротничка с трубой, обеспечивают расчетную плотность посадки на трубе воротничков всех пластин теплообменника, находящихся на трубе, и после этого сбрасывают давление рабочего тела в трубе.The method of connecting the plates to the pipe is as follows. The heat exchanger plates are placed (Fig. 1) in a row with a step n so that the
Труба и каждая закрепленная на ней пластина 1 занимают положение, показанное на фиг. 7, при этом наружный диаметр Dн трубы, после увеличения ее диаметра, преобразуется в наружный увеличенный диаметр Dн1, а внутренний диаметр Dв трубы преобразуется во внутренний увеличенный диаметр Dв1.The pipe and each
Такое соединение пластин с трубой обеспечивает возможность уменьшения энергозатрат на увеличение диаметра трубы давлением в ней рабочей жидкости и повышение плотности соединения пластин с трубой, поскольку в процессе соединения каждой пластины с трубой сначала имеет место растяжение концевой зоны 8 воротничка пластины и посадки этой зоны на трубу (фиг. 6), а затем изгиб наклонного участка 9 воротничка или его радиусного участка 10 в сторону плоской периферийной части 6 пластины. Далее происходит посадка уже изогнутых участков 9 и 10 на трубе. После этого происходит контакт наружной поверхности трубы с угловой зоной 7 каждого воротничка пластины и его окончательная осадка на трубе. Пластина занимает рабочее положение.This connection of the plates with the pipe makes it possible to reduce the energy consumption by increasing the diameter of the pipe by the pressure of the working fluid in it and increasing the density of the connection of the plates with the pipe, since in the process of connecting each plate to the pipe, the
Экономия затрат энергии на увеличение диаметра трубы в процессе посадки на нее пластин достигается тем, что в момент контакта угловой зоны 7 и наружной поверхности трубы, давление рабочего тела в трубе сбрасывается. При этом создается натяг воротничка пластины на трубе вследствие упругости металла. За счет упругости материала трубы и пластины все указанные поверхности воротничка пластины плотно охватывают трубу с расчетной плотностью посадки.Saving energy costs for increasing the diameter of the pipe in the process of planting plates on it is achieved by the fact that at the moment of contact of the
Следует отметить, что угловая зона 7 воротничка пластины после отгиба наклонного или радиусного участка превращается в ребро жесткости пластины (фиг. 7) и в плоскости этого ребра увеличение диаметра трубы становится невозможным. В этой связи фиксацию момента контакта угловой зоны 7 каждого воротничка с трубой осуществляют по индикатору прекращения подъема давления рабочего тела в трубе или по срабатыванию предохранительного клапана в гидравлической системе сборочного стенда крепления пластин на трубе. Требуемое давление для плотной посадки пластин на трубе выбирают экспериментальным путем, при этом процесс соединения пластин с трубой задается давлением рабочего тела в трубе.It should be noted that the
Данный способ исключает повышение давления рабочей жидкости в полости трубы после контакта угловой зоны 7 воротничка каждой пластины с трубой, что существенно уменьшает энергоемкость процесса соединения пластин с трубой теплообменника и обеспечивает стабильность процесса плотного соединения пластин с трубой. При этом независимо от указанных выше допусков на диаметры труб, их овальности и погрешностей в точности изготовления отверстий пластин, образующих воротнички, обеспечивается стабильная плотность соединения воротничков всех пластин с трубами, а эффективность передачи тепла от теплоносителя через пластины оребрения в обогреваемое помещение повышается.This method eliminates the increase in pressure of the working fluid in the pipe cavity after the contact of the
Экспериментальным путем установлено, что для предмонтажной установки пластин на трубе внутренний диаметр dвн воротничка каждой пластины (фиг. 3) при максимальном допуске на диаметр трубы должен отвечать условию dвн=Dн+(0,1-0,15) мм, где Dн - наружный диаметр трубы. При минимально допустимом диаметре Dн, разница наружного диаметра трубы и внутреннего диаметра воротничка может находиться в пределах 0,7 мм. В этом случае для обеспечения плотной посадки воротничков пластин на трубе при ее раздаче увеличение диаметра трубы может доходить до 1,1 мм, что не превышает 5% наружного диаметра Dн трубы. Из условий пластичности и величины наклепа указанное увеличение трубы находится в допустимых пределах для стальных термообработанных труб.It was established experimentally that for pre-installation of plates on the pipe, the inner diameter dvn of the collar of each plate (Fig. 3) with a maximum tolerance on the pipe diameter must meet the condition dvn = Dn + (0.1-0.15) mm, where Dn is the outer pipe diameter. With the minimum allowable diameter Dн, the difference between the outer diameter of the pipe and the inner diameter of the collar can be within 0.7 mm. In this case, to ensure a tight fit of the collar plates on the pipe during its distribution, the increase in the diameter of the pipe can reach 1.1 mm, which does not exceed 5% of the outer diameter Dн of the pipe. From the conditions of plasticity and the size of hardening, the specified increase in the pipe is within the permissible limits for steel heat-treated pipes.
При использовании третьего варианта пластины для теплообменников с двумя ветвями трубы (фиг. 4) или с несколькими ветвями трубы, получена универсальная пластина для большого ряда теплообменников, положительно влияющая на выбор глубины кожухов конвекторов, воздушную тягу в кожухах и на теплоотдачу в обогреваемое помещение. С учетом достигнутой плотности посадки каждой пластины на трубе теплообменника, положительно влияющей на уменьшение габаритов конвекторов и теплоотдачу в обогреваемое помещение, установлена зависимость B=(0,55-0,65)L, где B - ширина каждой пластины теплообменника, a L - длина пластины. Эта зависимость установлена опытным путем. Данная зависимость позволяет как при вертикальной, так и при горизонтальной ориентации каждой длинной стороны L пластины на трубе получать равное количество тепла от теплообменника. Установлено, что за пределами указанного соотношения длины пластины к ее ширине тепловые показатели теплообменника снижаются. Пластина в третьем варианте ее исполнения имеет признаки двух ее первых вариантов, ширину B, выбранную в пределах B=(0,55-0,65)L при условии, что L=(5,5-5,7)Dн, где Dн - наружный диаметр трубы теплообменника. Также установлена зависимость межцентрового расстояния Lц между отверстиями, выбранное в пределах Lц=(0,3-0,32)Dн.When using the third version of the plate for heat exchangers with two pipe branches (Fig. 4) or with several pipe branches, a universal plate for a large number of heat exchangers is obtained, which positively affects the choice of depth of convector casings, air draft in casings and heat transfer to the heated room. Taking into account the achieved density of each plate landing on the heat exchanger pipe, which positively affects the reduction in convector dimensions and heat transfer to the heated room, the dependence B = (0.55-0.65) L is established, where B is the width of each heat exchanger plate, and L is the length plates. This dependence is established empirically. This dependence makes it possible to obtain an equal amount of heat from the heat exchanger both with vertical and horizontal orientations of each long side L of the plate on the pipe. It has been found that beyond the specified ratio of the plate length to its width, the thermal performance of the heat exchanger decreases. The plate in the third embodiment has the features of its first two options, the width B, selected within B = (0.55-0.65) L, provided that L = (5.5-5.7) Dн, where Dн - the outer diameter of the heat exchanger pipe. Also, the dependence of the center-to-center distance Lс between the holes was established, chosen within the limits Lс = (0.3-0.32) Dн.
Предусмотрено также, что одном случае ось 13 расположения отверстий совмещена с осью симметрии пластины так, как это показано на фиг. 4, а в другом случае ось 13 смещена в любую из сторон пластины относительно ее оси симметрии на величину ε в пределах ε=(0,01-0,4)Dн.It is also envisaged that in one case, the
Таким образом, при использовании вышеописанного способа изготовления теплообменника энергоемкость изготовления теплообменника путем раздачи трубы снижается, а эффективность теплопередачи теплообменника при использовании вариантов исполнения пластин повышается.Thus, when using the above-described method of manufacturing a heat exchanger, the energy consumption of manufacturing a heat exchanger by pipe distribution is reduced, and the heat transfer efficiency of the heat exchanger when using plate versions is increased.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014125900/06A RU2557825C1 (en) | 2014-06-26 | 2014-06-26 | Connection method of tube to plates of heat exchanger, and plate of heat exchanger (versions) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014125900/06A RU2557825C1 (en) | 2014-06-26 | 2014-06-26 | Connection method of tube to plates of heat exchanger, and plate of heat exchanger (versions) |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2557825C1 true RU2557825C1 (en) | 2015-07-27 |
Family
ID=53762533
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014125900/06A RU2557825C1 (en) | 2014-06-26 | 2014-06-26 | Connection method of tube to plates of heat exchanger, and plate of heat exchanger (versions) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2557825C1 (en) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1241049A1 (en) * | 1983-12-28 | 1986-06-30 | Производственное Объединение "Мосспецпромпроект" | Method of manufacturing tubular-plate heat exchanger |
| SU1611679A1 (en) * | 1989-01-24 | 1990-12-07 | Опытно-Конструкторское Бюро Приборов Контроля И Автоматики | Method of producing finned tubes |
| RU2199067C1 (en) * | 2001-06-08 | 2003-02-20 | Антониади Валерий Георгиевич | Tubular-plate heat exchanger and method for its manufacture |
| RU2355971C1 (en) * | 2008-02-27 | 2009-05-20 | Общество с ограниченной ответственностью "СТП-РЕГИОН" | Method of fixing plates to heat exchanger pipe |
| CN201326845Y (en) * | 2008-12-03 | 2009-10-14 | 陈国强 | Pipe connecting device of plate pressure type |
| DE102009024976A1 (en) * | 2008-06-18 | 2009-12-24 | Josch Strahlschweißtechnik GmbH | Heat exchanger element for heat and cooling energy transmission system, has multiple ribs formed as heat-guiding plate connected to tube, where ribs are arranged in horizontal construction to pipe |
-
2014
- 2014-06-26 RU RU2014125900/06A patent/RU2557825C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1241049A1 (en) * | 1983-12-28 | 1986-06-30 | Производственное Объединение "Мосспецпромпроект" | Method of manufacturing tubular-plate heat exchanger |
| SU1611679A1 (en) * | 1989-01-24 | 1990-12-07 | Опытно-Конструкторское Бюро Приборов Контроля И Автоматики | Method of producing finned tubes |
| RU2199067C1 (en) * | 2001-06-08 | 2003-02-20 | Антониади Валерий Георгиевич | Tubular-plate heat exchanger and method for its manufacture |
| RU2355971C1 (en) * | 2008-02-27 | 2009-05-20 | Общество с ограниченной ответственностью "СТП-РЕГИОН" | Method of fixing plates to heat exchanger pipe |
| DE102009024976A1 (en) * | 2008-06-18 | 2009-12-24 | Josch Strahlschweißtechnik GmbH | Heat exchanger element for heat and cooling energy transmission system, has multiple ribs formed as heat-guiding plate connected to tube, where ribs are arranged in horizontal construction to pipe |
| CN201326845Y (en) * | 2008-12-03 | 2009-10-14 | 陈国强 | Pipe connecting device of plate pressure type |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101846465B (en) | Heat exchanger | |
| EP3355020B1 (en) | Heat exchange tube for heat exchanger, heat exchanger and assembly method thereof | |
| CN213120197U (en) | Double-row bending type heat exchanger | |
| EP3370019B1 (en) | Heat exchanger | |
| JP2011064403A (en) | Heat exchanger, fin for heat exchanger and its manufacturing method | |
| EP2738506A2 (en) | Heat exchanger and method of manufacturing the same | |
| EP3859264B1 (en) | Heat exchanger | |
| JP2006308240A (en) | Heat pipe type heat exchanger and its manufacturing method | |
| US20160209127A1 (en) | Heat Transfer Tube, Heat Transfer Tube Manufacturing Method, and Heat Exchanger | |
| US20210041177A1 (en) | Heat exchanger | |
| US20150053377A1 (en) | Heat exchanger and heat exchanger manufacturing method | |
| US9885521B2 (en) | Method for manufacturing refrigerant guide tube of heat exchanger, refrigerant guide tube manufactured using the method and heat exchanger with the refrigerant guide tube | |
| US20110277954A1 (en) | Manifold bending support and method for using same | |
| CN109974484B (en) | Heat exchanger and refrigeration equipment with same | |
| RU2557825C1 (en) | Connection method of tube to plates of heat exchanger, and plate of heat exchanger (versions) | |
| CN100433392C (en) | Special finned pipe shaped radiator for semiconductor refrigeration unit and its preparation method | |
| CN204253165U (en) | The reinforced main leaf of a kind of automobile radiators | |
| EP3106819B1 (en) | Heat exchanger | |
| CN209588760U (en) | Header tube corrosion-resistant radiator | |
| JP2014105951A (en) | Heat exchanger | |
| CN109708492A (en) | Header tube corrosion-resistant radiator and its manufacturing method | |
| EP3141862B1 (en) | Integral sealing device and heat exchanger using same | |
| WO2017018540A1 (en) | Heat exchanger header tank | |
| CN208382936U (en) | A kind of radiator | |
| CN1520508A (en) | Tube and its mfg. method, tube for heat exchanger and method for mfg. tube for heat exchanger, and heat exchanger and method for mfg. heat exchanger |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170627 |