СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТЕПЛООБМЕННОГО ЭЛЕМЕНТА Российский патент 2006 года по МПК F28F3/08 

Изобретение относится к тепловой технике, а именно к технологии изготовления теплообменных элементов, используемых преимущественно для обогрева помещений.

Известен способ изготовления пластины (теплообменного элемента) пластинчато-трубного теплообменника, согласно которому на поверхности пластины выполняют отверстие (просечку), после чего осуществляют вытяжку конических отбортовок (рифтов), которое производят многопереходной штамповкой, причем на последней операции штамповки в отбортовках пробивают отверстия и отгибают язычок, образовавшийся при выполнении отверстия.

Просечки на пластине выполняют в области образования отбортовок, но не в их зоне. Для определения места расположения просечки проводят касательную линию у границы планируемой соседней отбортовки, а именно формируемого углубления, в зоне которого должно быть пробито отверстие. Установленный к этим касательным линиям перпендикуляр показывает направление концов просечки, которую прорезают возле планируемых отбортовок, причем это направление не должно превышать 15° от установленного перпендикуляра. Выполнение просечек перед формообразованием штамповкой отбортовок на пластине способствует улучшению перераспределения объемов металла, который стягивается в образуемые рифты и предохраняет металл пластины от образования при штамповке отбортовок разрывов, трещин, закусов (см. патент РФ №2144445, кл. B 21 D 53/08, 1998 г.) - наиболее близкий аналог.

В результате анализа известного способа необходимо отметить, что выполнение просечек на пластине, количество которых равно количеству отбортовок, ослабляет пластину, в том числе и за счет появления утонений в ее области, а также затрудняет выполнение на ее поверхности канавок, кроме того, при формировании отбортовок просечки способствуют короблению пластины, так как являются концентраторами внутренних напряжений.

Задачей настоящего изобретения является разработка способа изготовления теплообменного элемента, исключающего появление в процессе изготовления теплообменного элемента утонений и трещин на поверхности пластины.

Поставленная задача обеспечивается тем, что в способе изготовления теплообменного элемента, включающем образование на пластине отбортовок конической формы путем их многооперационной вытяжки штамповкой с удалением дна отбортовок и выполнением на пластине технологического отверстия, новым является то, что технологическое отверстие выполняют после первой операции вытяжки каждой отбортовки на ее дне, после окончания операций штамповки отбортовок и удаления дна выполняют на их концах цилиндрический поясок, а на поверхности пластины выполняют рифли.

При проведении патентных исследований не обнаружены решения, идентичные заявленному изобретению, а следовательно, заявленное решение соответствуют условию патентоспособности "новизна".

Сущность заявленного изобретения не следует явным образом из известных технических решений, а следовательно, заявленное решение соответствуют условию патентоспособности "изобретательский уровень".

Сведений, изложенных в материалах заявки, достаточно для практического осуществления изобретения.

Способ изготовления теплообменного элемента осуществляют следующим образом.

Первоначально получают заготовку (пластину) требуемой формы (форма пластины теплообменника может быть самой различной) с припуском по контуру пластины.

Далее на пластине формируют конические отбортовки, количество которых также может быть самым различным (отработка технологии проводилась на пластинах, имеющих две отбортовки, но это не означает, что их количество может быть иным. Существо технологии от этого не меняется).

Отбортовки выполняют многооперационной штамповкой, путем пооперационной их вытяжки.

Так, на первой операции вытяжки осуществляют начальное формирование поверхности отбортовок и их дна.

Далее осуществляют выполнение технологического отверстия в дне каждой отбортовки. Данные отверстия могут быть выполнены штамповкой, после чего осуществляют, как правило, за несколько операций формирование полного профиля отбортовок. Количество данных операций может быть различным и зависит, как правило, от вида металла пластины, ее толщины, размеров отбортовок.

После выполнения на пластине отбортовок полного профиля осуществляют удаление дна отбортовок (в которых выполнены отверстия) и формирование цилиндрического пояска на каждой отбортовке.

Далее осуществляют в случае необходимости правку пластины, после чего обрезают припуски по контуру пластины, формируя ее окончательный размер, и осуществляют выполнение на ней рифлей. Операция правки пластины может быть совмещена с операцией выполнения на ней рифлей.

Выполнение отверстия в дне отбортовок после первой операции вытяжки отбортовки штамповкой позволяет избежать нарушения целостности отбортовок. Кроме того, и это весьма важно, так как именно от отверстия осуществляется основное перераспределение объемов металла при вытяжке отбортовок, то в зоне отверстия наблюдается утонение металла, возможны нарушения его структуры, появления трещин, что резко снижает качество изготовления пластин. В предложенной технологии именно эта зона и удаляется при выполнении отверстий на концах отбортовок.

Таким образом, выполнение отверстий именно в дне каждой отбортовки позволяет сохранить более однородную структуру по поверхности отбортовки, избежать появления трещин и утонений на ее поверхности при последующих операциях вытяжки.

Вырубка заготовки с припуском по ее контуру обеспечивает получение пластины с точно заданными формой и размерами, так как в процессе многооперационной вытяжки отбортовок, вследствие значительного перераспределения массивов металла пластины, она несколько "стягивается" по серединам сторон к ее центру. Данный припуск удаляют после получения отбортовок.

Сущность способа изготовления теплообменного элемента будет более понятна из приведенного ниже примера.

Необходимо изготовить теплообменный элемент размерами 130×90 мм с двумя отбортовками, имеющими начальный диаметр 27 мм и конусность 5, материал пластины - тонколистовая сталь толщиной 0,5 мм марки ст 08ПС.

Материал для заготовок пластин хранится в рулоне.

Первоначально устанавливают рулон на размоточно-правильное приспособление и заправляют начало рулона (ленту) в штамп.

В размоточно-правильном приспособлении осуществляется правка ленты, разматываемой из рулона.

Далее осуществляют вырубку штамповкой заготовки пластины прямоугольной формы с припуском на сторону 10 мм, после чего осуществляют за несколько операций образование на штампах вытяжкой отбортовок.

На второй операции (первая операции вытяжки) осуществляют начальное формообразование отбортовок с образованием конической их поверхности и дна. Далее (третья операция) осуществляют получение технологического отверстия в дне каждой отбортовки. Отверстия пробивают на штампе. На четвертой и пятой операциях осуществляют окончательное формирование отбортовок. После получения отбортовок заданных профиля и размеров производят выштамповку (удаление) дна каждой отбортовки (шестая операция), после чего штамповкой осуществляют окончательное формирование конуса и образование цилиндрического пояска на каждой отбортовке (седьмая операция).

Далее осуществляют на штампе обрезку припусков по контуру пластины (восьмая операция), после чего за одну операцию (девятая операция) осуществляют правку пластины и образование на ее поверхности рифлей.

Изготовление пластины закончено.

Необходимо отметить, что для изготовления пластины используется известное оборудование. Режимы проведения операций также известны.

Изобретение предназначено для применения в тепловой технике, а именно в оборудовании преимущественно для нагрева помещений, а также может быть использовано в конструкциях теплообменников и технологиях их изготовления. Способ изготовления теплообменного элемента включает образование на пластине отбортовок конической формы путем их многооперационной вытяжки штамповкой с удалением дна отбортовок и выполнением на пластине технологического отверстия, причем технологическое отверстие выполняют после первой операции вытяжки каждой отбортовки на ее дне, после окончания операций штамповки отбортовок и удаления дна выполняют на их концах цилиндрический поясок, а на поверхности пластины выполняют рифли. Изобретение позволяет разработать способ изготовления теплообменного элемента, исключающий появление в процессе изготовления теплообменного элемента утонений и трещин на поверхности пластины.

Способ изготовления теплообменного элемента, включающий образование на пластине отбортовок конической формы путем их многооперационной вытяжки штамповкой с удалением дна отбортовок и выполнением на пластине технологического отверстия, отличающийся тем, что технологическое отверстие выполняют после первой операции вытяжки каждой отбортовки на ее дне, после окончания операций штамповки отбортовок и удаления дна выполняют на их концах цилиндрический поясок, а на поверхности пластины выполняют рифли.