SU561440A1 - Пакет пластинчатого теплообменника,способ и устройство дл его изготовлени - Google Patents

Abstract

1 о Пакет пластинчатого теплообменника преимущественно из алюмини  и его сплавов, содержащий попарно .расположенные пластины со встречной Г-образной отбортовкой на противоположных сторонах в каждой паре пластин, отличающийс  тем, что,с целью повьппени  прочности и герг метичности,между пластинами каждой пары помещены [^-образные вставки,вход щие концами в отбортовку пластин.2.Способ изготовлени  пакета пластинчатого теплообменникапо п, 1, путем попарной сборки плас'- тин в пакет, воздействи  на него внешним давлением в направлении, перпендикул рном плоскости пластин, и последующей пайки, -отличающийс  тем, что в процессе пайки давление на пакет измен ют по закону рабо'чей характеристики предварительно сжатой пружины в пределах ^0,00001-0,ОГ-5-da, где 5 - площадь ^астины;Ug - предел прочности материалапластины при температурепайки.3.Устройство дл  изготовлени  пакета пластинчатого теплообменника способом по'п. 2, содержащее установленные по обе стороны пакета оребрен- ные рещетки, ст гиваемые болтовым соединением, гайка каждого из которых расположена над верхней рещеткой, отличающеес  тем, что между верхней рещеткой и гайками расположены пружины, заключенные во втулки с покрывными дисками, служащими фиксаторами дл  пружин.S^слОд

Description

Изобретение относитс  к теплообменной технике, а именно к устройству пластинчатых теплообменников, изготавливаемых из алюминиевых сплавов с повышенными механическими характеристиками, работающих в системах охлаждени  воздуха, масла и топлива.

Недостатком, сдерживающим мас .совое применение алюмини  и его сплавов в конструкци х пластинчатых теплообменников,  вл етс  мала  прочность термически неупрочн емых алюминиевых сплавов (сплавы типа АД1, АМц), наиболее широко примен емых в насто щее врем  в конструкци х теплообменников. Указанный недостаток приводит как к снижению ресурса работы теплообменников, так и к необходимости увеличени  толщины элементов теплообменников и соответственно к увеличению их веса.

Дл  применени  в конструкци х пластинчатых теплообменников, обладающих значительно больщ.ей прочностью (в закаленном состо нии) термоупрочн емых алюминиевых сплавов необходимо осуществление р да новых конструктивных и технологических решений.

Известны пакеты пластинчатых теплообменников, содержащие плоские листы, между которыми расположены гофрированные пластины. В смежных полост х пакета гофрированные пластины располагаютс  под пр мым углом друг к другу, образу  перекрестные каналы дл  прохода теплообменивающих сред. Боковые стороны этих каналов закрыты брусками, которые имеют пр моугольное или квадратное сечение . Бруски, ограничивающие каналы, образованные плоскими листами и гофрированными пластинами, устанавливаютс  по двум противоположным кра м плоских листов и придают пакету необходимую жесткость. Соединение плоских листов с брусками и гофрированными пластинами в единую конструкци ю происходит при пайке за счет припо , наносимого предварительно на плоские листы слоем заданной толщины и состава.

К недостаткам этого пластинчатого теплообменника относитс  наличие брусков, значительно увеличивающих вес пакета.

Недостаток способа изготовлени  теплообменника заключаетс  в том.

что он не обеспечивает полную герметичность па ных соединений листов с брусками, как вследствие дефектов сло  припо , наносимого на плоские

листы, так и за счет деформации и неплотного прилегани  плоских листов к брускам в процессе пайки.

Наиболее близким по техническому решению к изобретению  вл етс  пакет

пластинчатого теплообменника, в кото ром каналы образованы не с помощью брусков, а за счет плоских пластин со встречной Г-образной отбортовкой на противоположных сторонах в каждой паре пластин. Сопр гаемые кра  пластин попарно спаивают по загнутым внутрь каналакромкам.

Исключение из конструкции пакета теплообменника брусков позвол ет максимально облегчить его вес.

К недостаткам таких пакетов пластинчатого теплообменника относитс  то, что жесткость их определ етс  жесткостью гофрированных пластин,

5 что Дл  теплообменников, изготавливаемых из алюминиевых сплавов,  вл етс  недостаточным. Кроме того, дл  обеспечени  полной герметичности пакета соединение отогнутых кромок необходимо производить путем пропайки их после пайки самого пакета, что в услови х даже мелкосерийного производства  вл етс  нетехнологичным. Операци  пропайки таких соединений осложн етс  также тем, что конструкци  пакета крайне затрудн ет применение оснастки, котора  позвол ла бы фиксировать (поджимать друг к другу внешним давлением) соедин емые кромки , что приводит к образованию сквозных пор в соединении и потере герметичности пакета.

Известно также устройство дл  изготовлени  пакета теплообменника, обеспечивающее плотный контакт элементов пакета в процессе пайки. Оно состоит из двух плит, соединенных болтами, имеющими на одном из концов резьбу, на которую установлены гайки. Пакет Теплообменника устанавливаетс  между плитами, гайки зат гивают и плиты сжимают между собой элементы пакета теплообменника.

С целью снижени  веса и увеличеНИН скорости нагрева пакета плиты выполн ют в виде оребренных решеток. Болты, соедин ющие плиты между собой, изготавливают из материала, имеющего коэффициент термического расширени 

меньший, чем у материала теплообменника . При этом условии в процессе награва под пайку обеспечиваетс  дополнительный поджим, способствующий улучшению пайки.

К недостаткам этого устройства относитс  то, что оно не позвол ет регулировать величину сжимающего усили  в процессе нагрева под пайку На практике это приводит (особенно лри пайке теплообменников со значительным количеством полостей) к созданию чрезмерно больших давлений , вызывающих недопустимую деформацию отдельных элементов пакета. В момент же плавлени  припо , наносимого предварительно на плоские пластины теплообменника, происходит резкое уменьшение размеров пакета, которое при значительном количестве пластин не компенсируетс  разницей величин теплового расширени  материала пакета и болтов. Давление на пакет резко падает и услови  дл  качественного образовани  па ных соединений ухудшаютс .

Целью изобретени   вл етс  повышение прочности и герметичности пакета теплообменника.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что между пластинами каждой пары помещены С-образные вставки, вход щие концами в отбортовку пластин , при этом в процессе пайки давление на пакет измен ют по закону рабочей характеристики предварительно сжатой пружины в пределах, равны 0,00001-0,01 5(J в , где 5 - площадь пластины (мм) ; (J - предел прочности материала пластины при температуре пайки (кг/мм).

Кроме того, между верхней оребренной решеткой и гайкой в устройстве дл  изготовлени  теплообменника расположены пружины, заключенные во втулки с покрывными дисками, служащими фиксаторами дл  пружин.

На фиг. 1 схематически изображен элемент пакета пластинчатого теплообменника; на фиг. 2 - устройство дл  изготовлени  пакета пластинчатого теплообменника.

Элемент пакета пластинчатого теплообменника состоит из плоских пластин 1, со встречной Г-образной обортовкой 2, Е. -образной вставки 3 и гофрированной пластины 4, Пространство , ограниченное сверху и снизу плоскими пластинами 1, а

с двух противоположных сторон вставками 3, образует полость 5, служащую дл  прохода теплообменивающейс  среды.

г Устройство дл  изготовлени  теплообменника содержит верхнюю 6 и нижнюю 7 оребренные решетки, болты 8, гайки 9, пружины 10, втулки 11 и покрывные диски 12. Между верхQ ней 6 и нижней 7 оребренными решетками помещен пакет 13 пластинчатого теплообменника.

Пакет 13 пластинчатого теплообменника представл ет собой набор

5 описанных выше элементов, причем смежные элементы (смежные полости) располагают взаимно пepпeндикyл pнo. образу  перекрещивающиес  каналы дл  прохода теплообменивающихс  сред.

Q Процесс изготовлени  пакета 13 состоит из двух основных операций - сборки и пайки. Обе операции выполн ют в предлагаемом устройстве дл  изготовлени  теплообменника.

Сборку пакета 13 производ т на нижней оребренной рещетке 7 с установленными в ней болтами 8, которые в процессе сборки фиксируют элементы пакета в горизонтальной плоскости. По окончании процесса сборки на пакет 13 устанавливают верхнюю решетку 6, а на болты 8 - пружины.10, втулки 11 и покрывные диски 12. Высоту пружин берут заведомо больше высоты втулок. Поверх покрывных

5 дисков 12 на болты 8 устанавливают .. гайки 9, после чего, враща  последние , осуществл ют поджим пакета 13. В процессе поджима сначала сжимают пружины 10, затем, когда покрывные

О диски 12 опуст тс  на втулки 11, давление на пакет передаетс  через втулки. Поджим пакета 13 осуществл ют до обеспечени  его заданных размеров , при которых происходит плотное прилегание элементов пакета друг к другу.

Операцию пайки пакета 13 осуществл ют в расплаве смеси хлористых и

0 фтористых солей при 590-620°С, дл  чего устройство с установленным в нем пакетом погружают в сол ной расплав и выдерживают в нем в течение заданного времени. Соединение

5 элементов пакета между собой происходит за счет припо , наносимого предварительно тонким слоем на плоские пластины пакета.

Claims (3)

1 о Пакет пластинчатого теплообменника преимущественно из алюминия и его сплавов, содержащий попарно .расположенные пластины со встречной Г-образной отбортовкой на противоположных сторонах в каждой паре пластин, отличающийся тем, что,с целью повышения прочности и герг метичности,между пластинами каждой пары помещены С-образные вставки,входящие концами в отбортовку пластин.

2. Способ изготовления пакета пластинчатого теплообменника поп. 1, путем попарной сборки плас^тин в пакет, воздействия на него внешним давлением в направлении, перпендикулярном плоскости пластин, и последующей пайки, отличающийся тем, что в процессе пайки давление на пакет изменяют по закону рабочей характеристики предварительно сжатой пружины в пределах J),00001-0,01·5·ό_β, где 5 - площадь (хластины;

(j_& - предел прочности материала пластины при температуре е пайки.

3. Устройство для изготовления пакета пластинчатого теплообменника способом по'п. 2, содержащее установленные по обе стороны пакета оребренные решетки, стягиваемые болтовым соединением, гайка каждого из которых расположена над верхней решеткой, отличающееся тем, что между верхней решеткой и гайками расположены пружины, заключенные во втулки с покрывными дисками, служащими фиксаторами для пружин.