РАДИАТОР ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 1994 года по МПК F01P3/18 

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано, в частности, в конструкциях охлаждающих устройств тепловозов.

Известна секция водовоздушного радиатора тепловоза, содержащая верхний и нижний коллекторы, трубные коробки с усилительными досками, охлаждающую решетку, выполненную в виде трубок, оребренных общими пластинами. Коллекторы приварены к трубным коробкам.

Недостатком этой конструкции радиатора тепловоза является неудобство в обслуживании, обусловленное тем, что в процессе эксплуатации секции радиатора интенсивно загрязняются. Увлекаемые потоком воды крупные частицы более 1,1 мм, т. е. более величины просвета трубки, задерживаются трубной коробкой и оседают во входном коллекторе секций. Мелкие частицы загрязнений зависают в трубках. Весь этот шлам спрессовывается и дополнительно покрывается накипью. В дальнейшем происходит закупорка отдельных трубок и целых групп трубок. Возрастает сопротивление секции потоку, воды, т. е. секция становится неисправной.

В известной конструкции устранение и ремонт неисправной секции крайне затруднены. Доступа в зону неисправностей практически нет. Секции очищают принудительной циркуляцией раствора определенного состава на специальных установках (Рахматулин М. Д. Ремонт тепловозов. М. : Транспорт, 1977, с. 26, рис. 12), затем качество очистки проверяют по времени на пролив воды через секцию на другой установке. Если проверка покажет отрицательный результат, то приступают к ремонту секции, т. е. к замене трубной коробки. Для этого ножевкой с механическим приводом обрезают все трубки вместе с трубной коробкой. Нормальную длину секции после обрезки восстанавливают за счет увеличения высоты боковых стенок трубной коробки, после чего приваривают повторно трубки к трубной коробке. После такого ремонта секция радиатора восстанавливается только как элемент конструкции, но она не восстанавливается по своим теплотехническим характеристикам, т. е. ее охлаждающая решетка становится значительно короче по длине, утрачивается часть оребрения, в результате будет значительно ниже ее охлаждающая способность.

Наиболее близким к предлагаемому (прототип) является бачок радиатора, содержащий крышку (коллектор), снабженную по краям желобообразными выступами, опорную пластину (трубную коробку) с отбортовками, уплотнительный элемент, установленный между крышкой и пластиной, и монтажные стержни, размещенные в выступах и отбортовках, смежные выступы крышки связаны между собой посредством соединительных элементов, выполненных в виде перемычек, изготовленных за одно целое с выступами крышки, а также в виде крепежных стержней, размещенных в отгибах краем отбортовок пластины [2] .

За счет того, что коллектор и трубная коробка соединены между собой посредством соединительного узла, открывается прямой доступ к местам загрязнений, что позволяет дополнительно использовать механический способ их удаления в наиболее загрязненных местах путем соскабливания, прошивки из конца в конец шпагой отдельных трубок, исключается операция обрезания трубок, приварки коллектора к трубной коробке. Однако сама конструкция соединительного узла не обеспечивает надежность и герметичность радиатора после ремонта и повторной сборки, так как для снятия коллектора приходится вбивать молотком и пробойником запрессованный стержень. Такая операция приводит к деформациям сопрягаемых деталей. Повторная сборка затруднена, качество сборки ставится под сомнение. Кроме того, уплотнительный элемент находится за зоной максимального прижатия. Обычно уплотнительный элемент или прокладку располагают в зоне максимального прижатия и на случай подтекания подтягивают гайкой. Если в известной конструкции сделать аналогичное, это приведет не к уплотнению, а к расширению щели, т. е. к обратному результату.

Применение известного решения для небольших давлений возможно и целесообразно. Однако на радиаторе тепловоза перепад давления достигает величины 2 кг/см², причем это пульсирующее давление, т. е. зависит от позиции контроллера. Такое пульсирующее давление имеет двойное воздействие: раздаются стенки, между которыми расположено уплотнение, а в изгибах стенок, где расположено уплотнение, появляются трещины, так как эти места являются концентраторами напряжений.

Целью изобретения является повышение надежности и улучшение удобства обслуживания.

Поставленная цель достигается тем, что в радиаторе транспортного средства, включающем коллектор, трубную коробку и соединительный узел с уплотняющим элементом, связывающий коллектор с трубной коробкой, соединительный узел выполнен в виде зажимного элемента с пазами и стяжной рамкой, шарнирно установленного на корпусе коллектора с возможностью взаимодействия с зацепом, жестко закрепленным на трубной коробке, при этом коллектор установлен с регулируемым зазором относительно трубной коробки.

Перечисленные отличительные признаки являются новыми по сравнению с прототипом, поэтому заявляемое техническое решение соответствует критерию "новизна".

Применение в предлагаемой конструкции соединительного узла, выполненного в виде зажимного элемента с пазами и стяжной рамкой, шарнирно установленного на корпусе коллектора с возможностью взаимодействия с зацепом, жестко закрепленным на трубной коробке, обеспечивает герметичность соединения и ее высокую надежность.

Предлагаемое решение позволяет
используя быстросъемные соединения, демонтировать верхний и нижний коллекторы секций радиатора практически без специального инструмента;
операции сборки и разборки происходят без усилий, вызывающих нарушение геометрических размеров и конфигурацию сопрягаемых деталей, а повторная сборка и разборка предлагаемой конструкции радиатора не снижает качества соединения;
уплотнительный элемент находится в зоне максимального прижатия, причем воспринимает усилие равномерно по контуру сечения, а при необходимости усилие прижатия можно увеличить;
в дальнейшем получить возможность взамен стальных коллекторов применять коллекторы из пластмассы, стеклопластика и других пригодных и легких материалов и тем самым уменьшить массу как отдельной секции, так и всех водовоздушных радиаторов тепловоза в целом.

Установка коллектора с регулируемым зазором относительно трубной коробки и возможность поджатия уплотнительного элемента путем перестановки стяжной рамки в дополнительный паз зажимного элемента позволяет устранить возникшую течь радиатора при эксплуатации транспортного средства без замеры уплотнительного элемента.

Таким образом, можно сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "положительный эффект".

Так как отличительные признаки заявляемого технического решения критерию "положительный эффект".

Так как отличительные признаки заявляемого технического решения не являются характеристикой частей целого объекта, которые сами могут быть целыми и самостоятельными объектами со своей функцией, то действия по классификации этих признаков и их поиск в отрыве от других частей объекта не осуществлялись. Среди аналогичных технически решений не обнаружено признаков, совпадающих с отличительными признаками заявляемого решения.

На основании изложенного можно сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "существенные отличия".

На фиг. 1 показаны секции водовоздушного радиатора тепловоза с отсоединенным от трубной коробки нижним коллектором и элементом уплотнения между ними: на фиг. 2 представлен радиатор транспортного средства; на фиг. 3 - вид по стрелке А на фиг. 1.

Радиатор 1 транспортного средства содержит верхний 2 и нижний 3 коллекторы с отверстиями для подвода и вывода воды и отверстиями под крепежные элементы; Верхний 2 и нижний 3 коллекторы выполнены разъемными относительно трубных коробок 4, 5. К трубным коробкам жестко присоединены усилительные доски 6 с пучками трубок 7, оребренных общими пластинами 8.

Коллекторы 2, 3 соединены с трубными коробками соединительными узлами, каждый из которых выполнен в виде зажимного элемента с пазами и стяжной рамкой 9 и установлен на оси 10 кронштейна 11, жестко закрепленного на корпусе коллекторов 2, 3. На трубных коробках 4, 5 жестко закреплены зацепы 12.

Между коллекторами и трубными коробками расположены уплотнительные элементы 13. Верхний 2 и нижний 3 коллекторы установлены с регулируемым зазором а относительно трубных коробок.

Радиатор транспортного средства работает следующим образом.

Вода поступает в коллектор 2 через отверстие и по трубкам 7, отдавая тепло проходящему потоку воздуха, поступает в коллектор 3 и далее к охлаждаемому узлу, например к двигателю внутреннего сгорания.

В процессе эксплуатации радиатор 1 интенсивно загрязняется. Крупные 4частицы задерживаются трубной коробкой 4 и оседают во входном коллекторе 2. Более мелкие частицы зависают в трубках 7. Весь этот шлам спрессовывается и дополнительно покрывается накипью. Все это ведет к уменьшению охлаждающей способности радиатора и в конечном итоге может привести к выводу из строя охлаждаемого узла. Для предотвращения указанных явлений периодически производят промывку пучков трубок 7.

Отсоединение коллектора 2 от трубной коробки 4 осуществляется следующим образом.

Зажимной элемент освобождается от зацепа (от фиксации) с кронштейном 11 и проворачивается на оси 10 вниз. Стяжная рамка 9 выходит из паза зажимного элемента и освобождается от зацепа 12. В процессе работы радиатора 1 уплотнительный элемент частично изнашивается, что может привести к потере герметичности радиатора 1. Для повышения герметичности соединительного узла стяжная рамка 9 вводится во второй паз зажимного элемента, а регулировочный зазора после поворота зажимного элемента вверх позволяет осуществить дополнительное поджатие уплотнительного элемента 13.

Присоединение коллектора 2 к трубной коробке 4 производится в обратном порядке.

Применение предлагаемой конструкции радиатора транспортного средства обеспечивает герметичность и высокую надежность соединения. Быстросъемное соединение позволяет значительно улучшить условия обслуживания радиатора. Демонтаж верхнего и нижнего коллекторов производится практически без специального инструмента. (56) 1. Куликов Ю. А. Система охлаждения силовых установок тепловозов. М. : Машиностроение, 1988, с. 141, 137, рис. 41.

2. Авторское свидетельство СССР N 1322070, кл. F 28 F 9/06, 1983.

Сущность изобретения: радиатор содержит верхний коллектор, соединенный с трубной коробкой с помощью соединительного узла. Последний выполнен в виде зажимного элемента с пазами и стяжной рамкой, установленного на оси кронштейна, жестко закрепленного на корпусе коллектора. На трубной коробке жестко закреплены зацепы. Между коллектором и трубной решеткой расположены уплотнительный элемент. Коллектор установлен с регулировочным зазором относительно трубной коробки. Отсоединение коллектора от трубной коробки производится следующим образом. Зажимной элемент освобождается от зацепа с кронштейном и поворачивается на оси кронштейна вниз. Стяжная рамка выходит из паза зажимного элемента и освобождается от зацепа. Положительный эффект: предлагаемая конструкция радиатора обеспечивает герметичность и высокую надежность соединения. 3 ил.

РАДИАТОР ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, содержащий коллектор, трубную коробку и соединительный узел с уплотняющим элементом, соединяющий коллектор с трубной коробкой, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, он снабжен зацепом, жестко закрепленным на трубной коробке, а соединительный узел выполнен в виде зажимного элемента с пазами и стяжной рамой и шарнирно установлен на коллекторе с возможностью взаимодействия с зацепом, причем коллектор установлен с регулируемым зазором относительно трубной коробки.