Спосіб виготовлення теплообмінних труб зі спіральними ребрами

Реферат: Спосіб виготовлення теплообмінних труб зі спіральними ребрами, на яких виконані прорізі перпендикулярно осі труби. При цьому ребра виготовляють зі стрічки U-подібної форми, поперечні прорізі виконують посередині стрічки довжиною менше ширини стрічки, причому сумарна ширина прорізей повинна бути більша різниці довжин кіл оребреної труби і труби без ребер, а кількість прорізів визначають із співвідношення n=3,14(D-d)/Lпр, де D - діаметр оребреної труби, мм, d - зовнішній діаметр труби без ребер, мм, Lпр - ширина прорізі, мм, після чого навивають ребро по гвинтовій лінії на зовнішню поверхню труби, орієнтуючи його прорізами до труби, і приварюють до неї роликовою машиною конденсаторного зварювання. UA 118195 U (12) UA 118195 U UA 118195 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до технології виготовлення теплообмінного обладнання і може бути використана в різних галузях промисловості. Найбільш близьким за технічною суттю та результатом, що досягається, до запропонованого рішення (прототипом), є спосіб виготовлення теплообмінних труб зі спіральними ребрами, що полягає в скручуванні труби з подовжніми ребрами, який відрізняється тим, що з метою підвищення коефіцієнта тепловіддачі шляхом додаткового зсуву сусідніх кінців ребер відносно один одного, перед скручуванням в ребрах перпендикулярно осі труби від торця ребра до його підстави, прилеглої до труби, виконують прорізі, висота яких визначається з наступної залежності: hn=[hp-(0-2,5)ρ], де hn - висота прорізі; hp - висота ребра; p - товщина ребра [А.с. СССР № 1796398, МПК В23Р 15/26, В21С 37/20, 1993]. Недоліком відомого способу є висока трудомісткість виготовлення теплообмінних труб при низькій технологічності. Крім цього при збільшенні товщини труб та ребер, зміни хімічного складу та механічних характеристик при скручуванні, руйнуються зварні шви, що знижує експлуатаційну надійність та призводить до зменшення і нерівномірності розподілу коефіцієнту теплопровідності та деформації U-подібного ребра по всій довжині. Тому процес скручування труби з ребрами стає неможливим при збільшенні товщини труби та ребер. В основу корисної моделі поставлено задачу удосконалити спосіб виготовлення теплообмінних труб зі спіральними ребрами шляхом навивки спіральних кругових ребер на трубу, що призведе до підвищення якісних характеристик теплообмінних труб зі спіральними ребрами при одночасному спрощенні технологічного процесу, внаслідок чого знизиться трудомісткість його виготовлення. Поставлена задача вирішується тим, що в способі виготовлення теплообмінних труб зі спіральними ребрами, на яких виконані прорізі перпендикулярно осі труби, ребра виготовляють зі стрічки U-подібної форми, поперечні прорізі виконують посередині стрічки довжиною менше ширини стрічки, причому сумарна ширина прорізей повинна бути більша різниці довжин кіл оребреної труби і труби без ребер, а кількість прорізів визначають із співвідношення n=3,14(D-d)/Lпр, де D - діаметр оребреної труби, мм, d - зовнішній діаметр труби без ребер, мм, Lпр - ширина прорізі, мм, після чого навивають ребро по гвинтовій лінії на зовнішню поверхню труби, орієнтуючи його прорізами до труби, і приварюють до неї роликовою машиною конденсаторного зварювання. Крім цього прорізі можуть виконувати у формі ромба. Виготовлення ребра зі стрічки U-подібної форми та навивка його по гвинтовій лінії на трубу, в порівнянні з операцією скручування труби за прототипом, спрощує технологічний процес. Так як ребро має висоту і навивається перпендикулярно осі труби, то виконання прорізей дозволяє збільшити діаметр оребреної труби, при цьому сумарна ширина прорізей не повинна бути менша різниці діаметрів оребреної труби і труби без ребер. Виконання прорізі довжиною менше ширини стрічки дозволяє навивати ребро без його руйнування при мінімальних напруженнях і деформаціях в зоні прорізі зовнішнього діаметра оребреної труби. Виконання прорізей у формі ромба при навивці ребра на трубу дозволяє зменшити їх розміри, що підвищує теплоємкість ребер. Використання роликової машини для конденсаторного зварювання призводить до збільшення коефіцієнта теплопровідності за рахунок густини зварного з'єднання. Спосіб пояснюється кресленнями, де на фіг. 1 показана принципова технологічна схема виготовлення теплообмінних труб зі спіральними ребрами, де а - стрічка з прорізами, яка змотується з касети (А-А - переріз стрічки між прорізами, Б-Б - переріз стрічки по довжині прорізів); б - переріз ребра після формування його зі стрічки U-подібної форми (В-В - переріз ребра по довжині прорізів, Г-Г - переріз ребра між прорізами); в - переріз ребра після навивки на трубу і приварювання (Д-Д - переріз ребра між прорізами, Е-Е - переріз ребра по довжині прорізі). На фіг. 2 - теж саме, вид зверху. Спосіб виготовлення теплообмінних труб зі спіральними ребрами здійснюється таким чином. З касети 1 змотується стрічка 2 з прорізами 3 і за допомогою валків 4 і 5 формує U-подібний жолоб по всій довжині. Отриману конструкцію намотують по гвинтовій лінії на трубу 6, через яку проходить охолоджуюче середовище 7. Сформоване ребро 8 з підставою 9 і боковими ділянками 10 входить в направляючий устрій 11 і навивається на трубу 6 по гвинтовій лінії, після чого за допомогою роликової конденсаторної машини 12 зварюється з трубою 6. Зварний шов 1 UA 118195 U 5 10 15 20 25 30 35 40 13 приварює підстави 9 ребра 8 з трубою 6. Технологічний процес може бути повністю автоматизований. Приклад. З касети змотувалась стрічка із нержавіючої сталі 12Х18Н10Т товщиною 0,5 мм та шириною 40,0 мм з прорізами не більше 2 мм. Кількість прорізів на одне коло визначають із співвідношення n=3,14(D-d)/Lпр=3,14(70 мм-40 мм)/2 мм=47, де D - діаметр оребреної труби і d - зовнішній діаметр труби без ребер 70 і 40 мм відповідно. Відстань між прорізами дорівнює В=3,14D/n=3.1470 мм/47=4.67 мм. Після очищення стрічки за допомогою валків формувався U-подібний жолоб по всій довжині і отриману конструкцію навивали по гвинтовій лінії на трубу з нержавіючої сталі 2X8Н0Т товщиною 8 мм і наружному діаметрі 70 мм та приварювали до труби із зовнішнім діаметром 40 мм роликовою конденсаторною машиною. Отримували конструкцію теплообмінної труби зі спіральними ребрами зовнішнім діаметром 70 мм при висоті ребер 15 мм. При зміні товщини труб і ребер, хімічного складу та механічних характеристик, якість зварних швів не погіршувалась і коефіцієнт теплопровідності не зменшувався за рахунок високої щільності зварних з'єднань. Запропонованим способом можна приварювати ребро, регулюючи кількість заходів спіральних ребер, крок спірального ребра, кут підйому гвинтової лінії ребер. Зміна форми прорізів з прямокутної на ромбічну приводить до зменшення і навіть усунення зазорів при навивці, що сприяє збільшенню теплової ефективності оребреної труби. Таким чином використання запропонованого способу виготовлення теплообмінних труб зі спіральними ребрами надає йому якісно нові показники у порівнянні з прототипом, дозволяє підвищити експлуатаційні властивості теплообмінних труб та знизити трудомісткість технологічного процесу за рахунок виключення операції скручування труби. Пропонований спосіб має високу технологічність завдяки можливості повністю автоматизувати процес виготовлення оребреної поверхні труби і відсутності обмежень у виборі матеріалів труб і ребер та їх геометричних розмірів. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 1. Спосіб виготовлення теплообмінних труб зі спіральними ребрами, на яких виконані прорізі перпендикулярно осі труби, який відрізняється тим, що ребра виготовляють зі стрічки Uподібної форми, поперечні прорізі виконують посередині стрічки довжиною менше ширини стрічки, причому сумарна ширина прорізей повинна бути більша різниці довжин кіл оребреної труби і труби без ребер, а кількість прорізів визначають із співвідношення n=3,14(D-d)/Lпр, де D - діаметр оребреної труби, мм, d - зовнішній діаметр труби без ребер, мм, Lпр - ширина прорізі, мм, після чого навивають ребро по гвинтовій лінії на зовнішню поверхню труби, орієнтуючи його прорізами до труби, і приварюють до неї роликовою машиною конденсаторного зварювання. 2. Способ за п. 1, який відрізняється тим, що прорізі виконують у формі ромба. 2 UA 118195 U Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3