RU2759309C1 - Heat exchange element, method for its manufacture and device for its implementation - Google Patents
Heat exchange element, method for its manufacture and device for its implementation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2759309C1 RU2759309C1 RU2021105124A RU2021105124A RU2759309C1 RU 2759309 C1 RU2759309 C1 RU 2759309C1 RU 2021105124 A RU2021105124 A RU 2021105124A RU 2021105124 A RU2021105124 A RU 2021105124A RU 2759309 C1 RU2759309 C1 RU 2759309C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat exchange
- drum
- fixed
- relief
- sheet material
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
- F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
- F28F1/40—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only inside the tubular element
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geometry (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
Description
Группа изобретений предназначена для применения в теплотехнике, относится к конструкции теплообменных элементов, способу и устройству их изготовления, и может быть использована в химической, нефтехимической, машиностроительной, теплоэнергетической и других отраслях промышленности с целью обеспечения эффективного теплообмена между различными средами.The group of inventions is intended for use in heat engineering, relates to the design of heat exchange elements, the method and device for their manufacture, and can be used in the chemical, petrochemical, mechanical engineering, heat power and other industries in order to ensure effective heat exchange between different media.
Известен способ получения развитой штырьковой теплообменной поверхности, включающий операции двухпроходного подрезания и отгибку поверхностных слоев в несовпадающих направлениях, при этом второй проход осуществляется в направлении, противоположном наклону ребер, полученных на первом проходе (Патент РФ №2679815 С1, дата приоритета 28.12.2017, дата опубликования 13.02.2019, авторы: Зубков Н.Н. и Битюцкая Ю.Л., RU).There is a known method for obtaining a developed pin heat exchange surface, including the operation of two-pass undercutting and bending of the surface layers in mismatched directions, while the second pass is carried out in the direction opposite to the slope of the ribs obtained in the first pass (RF Patent No. 2679815 C1,
Недостатками известного способа являются: образование ворсистости лепестковых ребер в результате их подрезания, деформация лепестков при воздействии высоких температур, снижающая надежность, необходимость изготовления специального режущего инструмента, а также трудоемкость проведения очистных мероприятий.The disadvantages of this method are: the formation of hairiness of the petal ribs as a result of their trimming, deformation of the petals when exposed to high temperatures, which reduces reliability, the need to manufacture a special cutting tool, as well as the laboriousness of carrying out cleaning activities.
Из существующего уровня техники известен теплообменный элемент и способ его изготовления. Теплообменный элемент выполнен в виде плоской трубы с определенной толщиной стенки, с внутренним и внешним оребрением, причем труба с двух внешних боковых продольных сторон имеет стенки треугольной формы и продольные канавки определенной глубины, а внутреннее оребрение выполнено в виде продольных канавок прямоугольного сечения. На продольных горизонтальных стенках продольных канавок прямоугольного сечения выполнены низкие ребра, внешнее оребрение выполнено в виде поперечных лепестковых ребер на внешних горизонтальных плоскостях трубы. Поперечные лепестковые ребра выполнены ромбовидной формы наклоненными к горизонтальной плоскости трубы в поперечном направлении и размещенными между продольными канавками. Способ включает подрезание слоя материала на поверхности теплообменника и отгибание образующихся ребер с постоянным углом отгибания и скоростью подрезания (Патент РФ №2279618 С2, дата приоритета 28.07.2004, дата опубликования 10.07.2006, автор Митюхин Ф.П., RU).A heat exchange element and a method for its manufacture are known from the prior art. The heat exchange element is made in the form of a flat pipe with a certain wall thickness, with internal and external ribbing, and the pipe has triangular walls and longitudinal grooves of a certain depth on two outer lateral longitudinal sides, and the inner ribbing is made in the form of longitudinal rectangular grooves. Low ribs are made on the longitudinal horizontal walls of the longitudinal grooves of rectangular cross-section, the outer ribbing is made in the form of transverse petal ribs on the outer horizontal planes of the pipe. The transverse petal ribs are diamond-shaped, inclined to the horizontal plane of the pipe in the transverse direction and located between the longitudinal grooves. The method includes cutting a layer of material on the surface of the heat exchanger and bending the resulting ribs with a constant bending angle and cutting speed (RF Patent No. 2279618 C2, priority date 07/28/2004, publication date 07/10/2006, author Mityukhin F.P., RU).
Основным недостатком известного теплообменного элемента и способа его изготовления является нарушение поверхности металла при его резании и отгибе, в результате чего при его работе образуются неравномерные термические напряжения, которые в свою очередь приводят к деформациям, к тому же, при таком способе изготовления требуются дополнительные доводочные операции.The main disadvantage of the known heat exchange element and its manufacturing method is the violation of the metal surface during its cutting and bending, as a result of which uneven thermal stresses are formed during its operation, which in turn lead to deformations; moreover, with this manufacturing method, additional finishing operations are required ...
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является теплообменный элемент, способ его изготовления и устройство для его осуществления. Теплообменный элемент состоит из трубчатой основной части и увеличивающих ее поверхность теплообмена ребер, выполненных в виде складчатых или волнистых ребристых листов, приваренных в нескольких местах прилегания к основной части. Способ изготовления вышеописанных теплообменных элементов заключается в сматывании листов с барабана, которым перед нанесением на основную часть с помощью профилирующего устройства придают складчатую или волнистую форму, полученные ребристые листы прижимают к поверхности основной части и сваривают в нескольких точках их соприкосновения с основной частью. Устройство для осуществления способа содержит опору для теплообменного элемента и прижимную конструкцию, выполненную в виде двух прижимных плит, на которых укреплены сварочное и приводное устройства (Патент РФ №2095719 С1, дата приоритета 10.12.1992, дата опубликования 10.11.1997, авторы Подхорски М. и др., DE, прототип).The closest technical solution, selected as a prototype, is a heat exchange element, a method for its manufacture and a device for its implementation. The heat exchange element consists of a tubular main part and fins that increase its heat exchange surface, made in the form of folded or corrugated ribbed sheets, welded at several points of contact with the main part. The method for manufacturing the above-described heat exchange elements consists in winding sheets from a drum, which, before being applied to the main part, is folded or wavy with a profiling device, the obtained ribbed sheets are pressed against the surface of the main part and welded at several points of their contact with the main part. The device for implementing the method contains a support for a heat exchange element and a clamping structure made in the form of two clamping plates, on which the welding and driving devices are mounted (RF Patent No. 2095719 C1,
Недостатком прототипа теплообменного элемента является малая высота и форма, отличная от формы правильного полого цилиндра, ввиду чего требуются дополнительные операции и способы фиксации при необходимости установки в теплообменных аппаратах большой высоты. Известный способ характеризуется такими недостатками, как многослойное «сэндвич» соединение основания и ребристых листов, при котором происходит снижение интенсивности теплообмена, а также применение лазерной сварки ввиду ее дороговизны. К недостатку устройства для изготовления теплообменного элемента можно отнести необходимость изготовления профилирующих устройств, что приводит к ресурсоемкости производства продукции.The disadvantage of the prototype of the heat exchange element is its low height and shape, which is different from the shape of a regular hollow cylinder, which requires additional operations and fixing methods, if necessary, to be installed in heat exchangers of great height. The known method is characterized by such disadvantages as a multilayer "sandwich" connection of the base and ribbed sheets, in which there is a decrease in the intensity of heat transfer, as well as the use of laser welding due to its high cost. The disadvantage of the device for the manufacture of a heat exchange element can be attributed to the need to manufacture profiling devices, which leads to resource-intensive production of products.
Технической проблемой, решаемой предлагаемым групповым изобретением, является необходимость расширения арсенала теплообменных элементов и технологий их изготовления с целью достижения регуляризации поверхности теплообменного элемента и стабилизации теплообменных процессов за счет применения новой технологии листового поверхностно-пластического деформирования и формирования многослойных, многофункциональных, адаптивных, теплоконтактных поверхностей; снижения термических напряжений; технологичности изготовления на основе сборной конструкции инструмента, обеспечивающей многократное использование профильных формообразующих плашек и возможности применения данной технологии на существующих универсальных станках.The technical problem solved by the proposed group invention is the need to expand the arsenal of heat exchange elements and technologies for their manufacture in order to achieve regularization of the surface of the heat exchange element and stabilize heat exchange processes through the use of a new technology of sheet surface plastic deformation and the formation of multilayer, multifunctional, adaptive, heat-contact surfaces; reduction of thermal stresses; manufacturability on the basis of a prefabricated tool structure, which ensures the multiple use of profiled shaping dies and the possibility of using this technology on existing universal machines.
Для решения технической проблемы предложен теплообменный элемент, содержащий трубчатую основу с закрепленным на ее поверхности рельефным слоем, увеличивающим поверхность теплообмена. Новым является то, что трубчатая основа имеет цилиндрическую форму в виде трубы с микрорельефом на внутренней поверхности, на которой с помощью клеевого соединения закреплен листовой теплообменный элемент в виде обечайки с внутренней рельефной теплообменной поверхностью, образующей со стенкой трубчатой основы и клеевым слоем комбинированный теплообменный слой.To solve the technical problem, a heat exchange element is proposed, which contains a tubular base with a relief layer fixed on its surface, which increases the heat exchange surface. What is new is that the tubular base has a cylindrical shape in the form of a tube with a microrelief on the inner surface, on which a sheet heat exchange element in the form of a shell with an inner relief heat exchange surface forming a combined heat exchange layer with the wall of the tubular base and the adhesive layer is fixed with the help of an adhesive bond.
В теплообменном элементе, согласно изобретению, его внутренняя рельефная теплообменная поверхность содержит последовательно расположенные на ней выступы или в виде полусфер, или в виде цилиндров, или эвольвентно-зубчатой формы, или в виде конусов.In the heat exchange element, according to the invention, its internal relief heat exchange surface contains successively located projections on it either in the form of hemispheres, or in the form of cylinders, or involute-toothed form, or in the form of cones.
В теплообменном элементе, согласно изобретению, в качестве трубчатой основы могут быть использованы трубы теплообменных аппаратов.In the heat exchange element according to the invention, tubes of heat exchangers can be used as the tubular base.
В теплообменном элементе, согласно изобретению, клеевой слой содержит эпоксидный клей на основе алюминиевой пудры или нитрата бора.In the heat exchange element according to the invention, the adhesive layer contains an epoxy adhesive based on aluminum powder or boron nitrate.
Для решения технической проблемы предложен способ изготовления теплообменного элемента, при котором на трубчатой основе в продольном направлении образуют теплообменную поверхность путем формирования рельефа на листовом материале и закрепления его на трубчатой основе. Новым является то, что формирование рельефа теплообменной поверхности на листовом материале осуществляют путем поверхностно-пластического деформирования листового материала с помощью воздействующего на него секционного барабана с профильными плашками на рельефообразующей поверхности, вращение которого осуществляют путем непрерывной подачи листового материала, расположенного в опорном лотке на его упругом основании с возможностью фиксации продольными бортами, после поверхностно-пластического деформирования листу на листогибочном оборудовании придают форму обечайки с внутренней рельефной теплообменной поверхностью, причем обечайку выполняют с возможностью установки и закрепления в трубе, используемой в качестве трубчатой основы, для этого внутреннюю поверхность трубы обрабатывают при помощи устройства с приводным барабаном, при этом на внутренней поверхности трубы с помощью игольчатого инструмента, установленного на приводном барабане, формируют микрорельеф, наносят на него клей на основе алюминиевой пудры или нитрата бора, устанавливают обечайку на клеевой слой, с помощью которого закрепляют обечайку в трубе и формируют комбинированный теплообменный слой.To solve the technical problem, a method for manufacturing a heat exchange element is proposed, in which a heat exchange surface is formed on a tubular base in the longitudinal direction by forming a relief on a sheet material and fixing it on a tubular base. The novelty is that the formation of the relief of the heat exchange surface on the sheet material is carried out by surface-plastic deformation of the sheet material using a sectional drum acting on it with profile dies on the relief-forming surface, the rotation of which is carried out by continuous feeding of the sheet material located in the support tray on its elastic base with the possibility of fixation with longitudinal sides, after surface plastic deformation, the sheet on the bending equipment is formed into a shell with an internal relief heat exchange surface, and the shell is made with the possibility of installation and fixation in a pipe used as a tubular base, for this the inner surface of the pipe is processed using devices with a drive drum, while on the inner surface of the pipe using a needle tool installed on the drive drum, a microrelief is formed, glue is applied to it on the bases e aluminum powder or boron nitrate, install the shell on the glue layer, with which the shell is fixed in the pipe and a combined heat exchange layer is formed.
В способе, согласно изобретению, поверхностно-пластическое деформирование листового материала осуществляют на продольно-строгальном станке, а формирование микрорельефа на внутренней поверхности трубы и клеевого слоя осуществляют на радиально-сверлильном или вертикально-фрезерном станках.In the method according to the invention, the surface plastic deformation of the sheet material is carried out on a planing machine, and the formation of the microrelief on the inner surface of the pipe and the adhesive layer is carried out on a radial drilling or vertical milling machine.
Для решения технической проблемы и осуществления заявленного способа предложено устройство для изготовления теплообменного элемента, характеризующееся тем, что одна часть устройства, предназначенная для формирования на листе рельефа теплообменной поверхности при осуществлении поверхностно-пластического деформирования листового материала, содержит профилированный барабан, состоящий из установленных на полом валу секций, снабженных закрепленными на их поверхности профильными плашками, при этом секции барабана соединены между собой направляющими штифтами, секции зафиксированы на полом валу с помощью прижимных тарелок, причем с одной стороны тарелка жестко соединена с полым валом, а с другой стороны тарелка прижата установленной на валу гайкой, полый вал барабана установлен на подшипниках в П-образной державке с перекладиной, параллельной оси барабана, державка соединена с закрепленной в инструментодержателе фиксирующей пластиной, снабженной жестко закрепленной на ней осью, пропущенной через опорную втулку и центральное отверстие в перекладине и имеющей резьбовой конец с гайками, фиксирующими державку, кроме того, на подвижном столе станка зафиксирован опорный лоток, предназначенный для расположения на нем листового материала и взаимодействия его с барабаном при перемещении опорного лотка, при этом опорный лоток содержит упругое основание, в продольном сечении которого расположены компенсирующие вставки, и боковые упоры, другая часть устройства, предназначенная для обработки внутренней поверхности трубы перед установкой в ней обечайки, содержит приводной барабан, установленный на полом валу, причем на барабане с помощью ригелей закреплены корпуса с игольчатым инструментом для формирования микрорельефа на внутренней поверхности трубы, а также на барабане закреплены патрубки для подачи клея, сообщенные с полостью вала.To solve the technical problem and implement the claimed method, a device for manufacturing a heat exchange element is proposed, characterized in that one part of the device, designed to form a heat exchange surface relief on a sheet when performing surface plastic deformation of a sheet material, contains a profiled drum, consisting of mounted on a hollow shaft sections equipped with profile dies fixed on their surface, while the drum sections are interconnected with guide pins, the sections are fixed on the hollow shaft using pressure plates, and on the one hand the plate is rigidly connected to the hollow shaft, and on the other side the plate is pressed against the mounted on the shaft nut, the hollow shaft of the drum is mounted on bearings in a U-shaped holder with a crossbar parallel to the axis of the drum, the holder is connected to a fixing plate fixed in the tool holder, equipped with an axis rigidly fixed to it, the missing black without a support sleeve and a central hole in the crossbar and having a threaded end with nuts fixing the holder, in addition, a support tray is fixed on the movable table of the machine, intended for positioning sheet material on it and its interaction with the drum when moving the support tray, while the support tray contains an elastic base, in the longitudinal section of which there are compensating inserts, and side stops, the other part of the device, intended for processing the inner surface of the pipe before installing the shell in it, contains a drive drum installed on a hollow shaft, and on the drum with the help of crossbars, housings with with a needle tool for the formation of a microrelief on the inner surface of the pipe, as well as on the drum, nozzles for supplying glue, connected with the shaft cavity, are fixed.
В устройстве, согласно изобретению, профильные плашки, закрепленные на поверхности секций барабана, выполнены или в виде полусфер, или в виде цилиндров, или эвольвентно-зубчатой формы, или в виде конусов, причем каждая профильная плашка снабжена цилиндрическим основанием, утопленным в выполненные в секциях радиальные отверстия, между которыми выполнено смежное коническое отверстие, в котором установлен распорный конус с фиксирующим винтом.In the device according to the invention, the profile dies fixed on the surface of the drum sections are made either in the form of hemispheres, or in the form of cylinders, or an involute-toothed shape, or in the form of cones, and each profile ram is provided with a cylindrical base recessed into the sections radial holes, between which an adjacent conical hole is made, in which a spacer cone with a fixing screw is installed.
В устройстве, согласно изобретению, П-образная державка имеет возможность поперечной регулировки относительно листового материала.In the device according to the invention, the U-shaped holder has the possibility of lateral adjustment relative to the sheet material.
В устройстве, согласно изобретению, профилированный барабан имеет возможность регулировки угла прокатки.In the device according to the invention, the profiled drum has the ability to adjust the rolling angle.
На фиг. 1 изображен теплообменный элемент на конечном этапе его изготовления, продольный разрез; на фиг. 2 показано сечение комбинированного теплообменного слоя, образованного в теплообменном элементе; на фиг. 3 - перспективное изображение первой части предлагаемого устройства для осуществления предлагаемого способа изготовления теплообменного элемента; на фиг. 4 показан фрагмент крепления смежных профильных плашек в секции барабана; на фиг. 5 - фрагмент соединения между собой секций барабана; на фиг. 6 схематично изображена вторая часть предлагаемого устройства для осуществления предлагаемого способа изготовления теплообменного элемента: а - положение устройства в начале формирования микрорельефа на внутренней поверхности трубы, 6 - положение устройства для продолжения формирования микрорельефа в противоположном направлении и нанесения клеевого слоя; на фиг. 7 показаны возможные формы профильных плашек для формирования рельефа теплообменной поверхности.FIG. 1 shows a heat exchange element at the final stage of its manufacture, longitudinal section; in fig. 2 shows a cross-sectional view of a combined heat exchange layer formed in a heat exchange element; in fig. 3 is a perspective view of the first part of the proposed device for implementing the proposed method for manufacturing a heat exchange element; in fig. 4 shows a fragment of the fastening of adjacent profile dies in the drum section; in fig. 5 - a fragment of the connection between the drum sections; in fig. 6 schematically shows the second part of the proposed device for implementing the proposed method of manufacturing a heat exchange element: a - position of the device at the beginning of the formation of microrelief on the inner surface of the pipe, 6 - position of the device for continuing the formation of microrelief in the opposite direction and applying an adhesive layer; in fig. 7 shows the possible shapes of the profile dies for the formation of the relief of the heat exchange surface.
Теплообменный элемент содержит трубчатую основу 1, выполненную в виде цилиндрической трубы с микрорельефом на внутренней поверхности, на которой с помощью клеевого соединения закреплен листовой теплообменный элемент 2 в виде обечайки с внутренней рельефной теплообменной поверхностью (фиг. 1). Обечайка образует со стенкой трубчатой основы и клеевым слоем толщиной S комбинированный теплообменный слой. При этом листовой теплообменный элемент 2 предпочтительно выполнен из стали, а диаметр полученной из него обечайки меньше внутреннего диаметра трубчатой основы 1 с учетом толщины клеевого слоя S (фиг. 2).The heat exchange element contains a
Устройство для осуществления способа изготовления теплообменного элемента состоит из двух частей (фиг. 3-5, фиг. 6). Первая часть устройства (фиг. 3-5) предназначена для формирования на листе рельефа теплообменной поверхности при осуществлении поверхностно-пластического деформирования листового материала и содержит профилированный барабан 3, состоящий из установленных на полом валу 4 секций 5, снабженных закрепленными на их поверхности с помощью распорного конуса 6 и фиксирующего винта 7 профильными плашками 8. При этом каждая профильная плашка 8 снабжена цилиндрическим основанием 9, утопленным в выполненные в секциях радиальные отверстия, между которыми выполнено смежное коническое отверстие, в которое установлен конус 6 (фиг. 4), а секции 5 барабана 3 соединены между собой направляющими штифтами 10 (фиг. 5). К тому же, секции 5 барабана 3 зафиксированы на полом валу 4 с помощью прижимных тарелок 11, 12, причем с одной стороны тарелка 11 жестко соединена с полым валом 4, а с другой стороны тарелка 12 прижата установленной на валу гайкой 13. Полый вал барабана 4 установлен на подшипниках 14 в П-образной державке 15 с параллельной оси барабана 3 перекладиной 16, имеющей возможность регулировки расстояния между стойками в поперечном направлении (условно не показано). Державка 15 соединена с закрепленной в инструментодержателе 17 фиксирующей пластиной 18, снабженной жестко закрепленной на ней осью 19, пропущенной через опорную втулку 20 и центральное отверстие в перекладине, а также имеющей резьбовой конец с гайками 21, фиксирующими державку 15 и позволяющими изменять угол расположения барабана 3 относительно листового материала 2. Кроме того, на подвижном столе используемого в примере продольно-строгального станка зафиксирован опорный лоток 22, предназначенный для расположения на нем листового материала 2 и взаимодействия его с барабаном 3 при перемещении опорного лотка 22. При этом опорный лоток содержит упругое основание 23, в продольном сечении которого расположены компенсирующие вставки 24, и боковые упоры 25. Вторая часть устройства (фиг. 6), предназначенная для обработки внутренней поверхности трубы перед установкой в ней обечайки с помощью используемых в примере радиально-сверлильного или вертикально-фрезерного станков, содержит приводной барабан 26, установленный, как и барабан 3, на полом валу 4 и закрепленный с помощью тарелок 11 и 12 и гайки 13. При этом на барабане 26 с помощью ригелей 27 закреплены корпуса 28 с игольчатым инструментом 29 для формирования микрорельефа на внутренней поверхности трубы. Кроме того, на барабане 26 закреплены патрубки 30 для подачи клея, сообщенные с полостью вала 4.The device for implementing the method of manufacturing a heat exchange element consists of two parts (Fig. 3-5, Fig. 6). The first part of the device (Fig. 3-5) is designed to form a heat exchange surface relief on the sheet during the surface plastic deformation of the sheet material and contains a profiled
Устройство для изготовления теплообменного элемента работает следующим образом.A device for manufacturing a heat exchange element works as follows.
С помощью первой части устройства листовой элемент 2 располагают на продольно-строгальном станке в опорном лотке 22, снабженном упругим основанием 23 с компенсирующими вставками 24. С помощью боковых упоров 25 производят регулировку ширины лотка 22 под заданную ширину листового материала 2. Посредством инструментодержателя 17, в котором закреплена фиксирующая пластина 18 происходит передача силы нажима через опорную втулку 20 на П-образную державку 15 с перекладиной 16. В свою очередь, приложенная сила равномерно распределяется по стойкам державки 15 и передается через подшипники 14 на полый вал 4, на котором установлен барабан 3, состоящий из секций 5 и профильных плашек 8. Далее при осуществлении непрерывной подачи листового материала 2, расположенного в лотке 22 на упругом основании 23, происходит вращение барабана 3, в результате чего осуществляется поверхностно-пластического деформирования листового материала 2 с помощью воздействующего на него секционного барабана 3 с профильными плашками 8 на рельефообразующей поверхности.With the help of the first part of the device, the
Державка 15 имеет возможность регулировки в поперечном положении, например, с помощью раздвижных концов перекладины 16 со стойками относительно расположенного в лотке 22 листового материала 2 с целью формирования теплообменной поверхности на листах большей, либо меньшей ширины и, как следствие, возможность влиять на увеличение или уменьшение количества секций 5 барабана 3. С помощью оси 19 и гаек 21 можно производить регулировку угла прокатки барабана 3 относительно листового материала 2 и, как следствие, формировать местоположение рельефа теплообменной поверхности теплообменного элемента. Для удобства монтажа и ремонтопригодности тарелка 11 жестко закреплена на валу 4, например, с помощью сварки, тарелка 12 прижата установленной на валу гайкой 13, а профильные плашки 8 закреплены на поверхности барабана 3 с помощью распорных конусов 6 и фиксирующих винтов 7 для исключения возможности их смещения от вибраций.The
По завершении формирования на листе теплообменной поверхности, листу на листогибочном оборудовании придают форму обечайки 2 с внутренней рельефной поверхностью, причем обечайку 2 выполняют с возможностью установки и закрепления в трубе 1, используемой в качестве трубчатой основы.Upon completion of the formation of the heat exchange surface on the sheet, the sheet is shaped on the sheet-bending equipment into a
С помощью второй части устройства осуществляют обработку внутренней поверхности трубы 1 перед установкой и закреплением в ней обечайки, причем обработку осуществляют, например, на радиально-сверлильном или вертикально-фрезерном станках. Для обработки используют установленный на полом валу 4 приводной барабан 26, который фиксируют с помощью тарелок 11 и 12 и гайки 13. На барабане 26 с помощью ригелей 27 закрепляют корпуса 28 с игольчатым инструментом 29 для взаимодействия с внутренней поверхностью трубы 1, а под ними на барабане закрепляют патрубки 30 для подачи клея через полость вала 4.With the help of the second part of the device, the inner surface of the
При вращательно-поступательном движении устройства с барабаном 26 сверху вниз с помощью игольчатого инструмента 29 формируется микрорельеф на внутренней поверхности трубы 1, а при обратном вращательно-поступательной движении устройства снизу вверх продолжается формирование микрорельефа в противоположном направлении, и с помощью патрубков 25 наносится клеевой слой на внутреннюю поверхность трубы 1.During the rotational-translational movement of the device with the
После обработки внутренней поверхности трубы 1 с помощью клеевого слоя толщиной S осуществляется установка и фиксация в ней обечайки, представляющей собой листовой теплообменный элемент 2, образующий со стенкой трубчатой основы 1 и клеевым слоем комбинированный теплообменный слой, обладающий улучшенными эксплуатационными характеристиками, обеспечивающими стабилизацию теплообменных процессов при разнообразии теплообменных поверхностей.After processing the inner surface of the
Преимуществом изобретения также является технологичность изготовления ввиду сборной конструкции инструмента, обеспечивающей многократное использование профильных формообразующих плашек и их комбинаций, а также возможности применения данной технологии на существующих универсальных станках, в частности, на продольно-строгальном, радиально-сверлильном или вертикально-фрезерном, в зависимости от выполняемой операции.The advantage of the invention is also manufacturability due to the prefabricated design of the tool, which ensures the multiple use of profiled shaping dies and their combinations, as well as the possibility of using this technology on existing universal machines, in particular, on planer, radial drilling or vertical milling, depending on from the operation being performed.
Технический результат, достигаемый изобретением, заключается в расширении арсенала теплообменных элементов и технологий их изготовления, в регуляризации поверхности теплообменного элемента и стабилизации теплообменных процессов, благодаря применению новой технологии листового поверхностно-пластического деформирования и формированию многослойных, многофункциональных, адаптивных, теплоконтактных поверхностей, а также в снижении термических напряжений за счет образования специфической формы рельефной теплообменной поверхности.The technical result achieved by the invention consists in expanding the arsenal of heat exchange elements and technologies for their manufacture, in regularizing the surface of a heat exchange element and stabilizing heat exchange processes, thanks to the use of a new technology of sheet surface plastic deformation and the formation of multilayer, multifunctional, adaptive, heat-contact surfaces, as well as in reduction of thermal stresses due to the formation of a specific shape of the relief heat exchange surface.
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021105124A RU2759309C1 (en) | 2021-02-25 | 2021-02-25 | Heat exchange element, method for its manufacture and device for its implementation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021105124A RU2759309C1 (en) | 2021-02-25 | 2021-02-25 | Heat exchange element, method for its manufacture and device for its implementation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2759309C1 true RU2759309C1 (en) | 2021-11-11 |
Family
ID=78607272
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2021105124A RU2759309C1 (en) | 2021-02-25 | 2021-02-25 | Heat exchange element, method for its manufacture and device for its implementation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2759309C1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57150799A (en) * | 1981-03-11 | 1982-09-17 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Heat transfer tube with internal grooves |
| US4658892A (en) * | 1983-12-28 | 1987-04-21 | Hitachi Cable, Ltd. | Heat-transfer tubes with grooved inner surface |
| US4660630A (en) * | 1985-06-12 | 1987-04-28 | Wolverine Tube, Inc. | Heat transfer tube having internal ridges, and method of making same |
| US6026892A (en) * | 1996-09-13 | 2000-02-22 | Poongsan Corporation | Heat transfer tube with cross-grooved inner surface and manufacturing method thereof |
| RU2279618C2 (en) * | 2004-07-28 | 2006-07-10 | Федор Петрович Митюхин | Heat exchange unit and method for making it |
-
2021
- 2021-02-25 RU RU2021105124A patent/RU2759309C1/en active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57150799A (en) * | 1981-03-11 | 1982-09-17 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Heat transfer tube with internal grooves |
| US4658892A (en) * | 1983-12-28 | 1987-04-21 | Hitachi Cable, Ltd. | Heat-transfer tubes with grooved inner surface |
| US4658892B1 (en) * | 1983-12-28 | 1990-04-17 | Hitachi Cable | |
| US4660630A (en) * | 1985-06-12 | 1987-04-28 | Wolverine Tube, Inc. | Heat transfer tube having internal ridges, and method of making same |
| US6026892A (en) * | 1996-09-13 | 2000-02-22 | Poongsan Corporation | Heat transfer tube with cross-grooved inner surface and manufacturing method thereof |
| RU2279618C2 (en) * | 2004-07-28 | 2006-07-10 | Федор Петрович Митюхин | Heat exchange unit and method for making it |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3729970A (en) | Groove forming cold rolling tool | |
| SU1292659A3 (en) | Device for manufacturing metal pipe from sheet | |
| US20100294388A1 (en) | Elbow material, and production device and production method thereof | |
| JP4295825B2 (en) | Method for manufacturing curved hardened cross-section element and die tool for carrying out this method | |
| US6591647B2 (en) | Method for manufacturing a corrugated fin for a plate-type heat exchanger and device for implementing such a method | |
| SU1022765A1 (en) | Device for manufacturing tape with corrugations arranged in cross-board order | |
| JPH0691442A (en) | Method and device for producing heat exchanging element and heat exchanging element | |
| RU2759309C1 (en) | Heat exchange element, method for its manufacture and device for its implementation | |
| CN101312796B (en) | Device and method for continuously perforating roll material and forming tube | |
| US4541976A (en) | Method of manufacturing cylindrical ceramic tubes having localized imprints on their inner faces | |
| US3921429A (en) | Process and apparatus for modifying the cross section of a slab | |
| US3392566A (en) | Metal rolling | |
| US4287743A (en) | Method and device for the manufacture of helical rotor blanks for helical gear machines | |
| US3893322A (en) | Method for providing improved nucleate boiling surfaces | |
| US3928997A (en) | Method and apparatus for producing corrugated tubing | |
| CZ305938B6 (en) | Forming device | |
| KR102264187B1 (en) | Method for manufacturing tube | |
| CN213469158U (en) | Bending die | |
| PT1793947E (en) | Follow-on composite tool for producing structured foils | |
| US9352373B2 (en) | Assembly and method for press forming a deformable material | |
| RU2677451C1 (en) | Method of milling slotted and keyed grooves on the inner surface of the sleeve using a lathe | |
| CN211135222U (en) | Install in mould adjustment mechanism of steel pipe production line | |
| RU2050213C1 (en) | Apparatus for making tubes with multiple helical corrugations | |
| CA1232745A (en) | Method and apparatus for manufacturing cylindrical ceramic tubes having localized imprints on their inner faces | |
| RU2338614C1 (en) | Device for tube profiling |