Способ соединения трубной решетки с трубой Советский патент 1978 года по МПК B21D39/06 

1

Изобретение относится к области производства теплообменных аппаратов и паровых котлов, в частности, может быть использовано для соединения трубных решеток с трубами.

Известны способы соединения трубной решетки с трубой с образованием в отверстии трубной решетки одной или двух кольцевых канавок прямоугольного сечения шириной 2,5-3 мм и глубиной 0,5 мм. При этом канавки не связаны между собой и раснолагаются с произвольным расстоянием одна относительно другой.

Известен также способ развальцовки труб.

Однако применяемые канавки шириной 2,5-3 мм и глубиной 0,5 мм не повышают герметичность соединений и лишь несколько увеличивают их прочность. Мелкие канавки, также как и грубая обработка отверстий под развальцовку, увеличивают прочность вальцовочных соединений, но не повышают их герметичность. Это объясняется тем, что острые или даже скругленные вершины гребешков, образуемые между соседними канавками, иметь снижения относительно образующей отверстия при местных углублениях канавок, рванины, неравномерные нанлывы металла в процессе нарезания и пр.

Цель изобретения - повышение герметичности.

Для этого на поверхности отверстия решетки между канавками выполняют кольцевые уплотнительные пояски с прямолинейной вершиной в сечении, при этом ширина пояска при вершине составляет 0,015-0,02 диаметра отверстия решетки, а ширина канавки в 2- 3 раза больше ширины пояска. В зависимости от длины участка развальцовки в отверстии трубной решетки применяется от одной до

трех групп уплотнительных поясков по 2-3 пояска в группе.

Для определения эффективности предлагаемого способа соединения трз-бной решетки с трубой проведены экспериментальные исследования с различной шириной уплотнительных поясков.

Исследования показывают, что трубы диаметром 18 мм с уплотнительными поясками шириной 0,25 мм, 0,33 мм и 0,53 мм выдерживают соответственно в 1,7, в 2,3 и в 1,6 раза большие гидравлические давления, чем образцы без уплотнительных поясков. Дальнейшее уменьшение или увеличение ширины поясков приводит к потере выигрыша герметичности.

На фиг. 1 изображено соединение предлагаемым способом, обший вид; на фиг. 2 - участок соединения. Соединение содержит трубную решетку 1, трубу 2, уплотнительные пояски 3 и канавки 4. Осуществление предлагаемого способа рассмотрено на примере вынолнения соединений решетки толщиной 50 мм с трубами диаметром 18 мм. Обработку отверстий в решетке производят, как обычно, сверлением и зенкерованием, но с увеличением на 0,1 мм их диаметра для компенсации выступания выполняемых в иоследующем уплотнительных поясков. После окончательпой обработки отверстий в них выполняют по две группы уплотнительных поясков по два или три пояска в группе. Группы поясков располагают на расстоянии ие менее 10 мм от краев отверстия. Расстояпие между группами поясков ие регламентируется. Пояски шириной 0,25-0,35 мм при вершине образуются при нарезании канавок шириной 0,55-0,65 мм с шагом 0,9 мм. Глубина канавок составляет 0,2 мм и может находиться в пределах 0,1-0,3 мм. Нарезание канавок и образование уплотнительных поясков производят на сверлильном станке с помощью оправки (канавочника) и расположенного в ее пазу резца-гребенки, геометрия зубьев которой соответствует форме нарезаемых канавок и образуемым между ними уплотнительпым пояскам. После выполнения уплотнительиых поясков в обеих зонах отверстия в решетке проходят разверткой для снятия возможных заусенцев на кромках поясков. При этом диаметр развертки принимают на 0,1 мм меньше диаметра зенкера, которым производилась обработка отверстий в решетке. Заводку труб в отверстия трубных решеток (после сборки их с корпусом аппарата) производят с применением конусного наконечника для избежания повреждения торцом трубы кромок уплотнительных поясков. Затем производят развальцовку концов труб. При этом пояски вдавливаются в трубу и действуют на нее как своеобразный кольцевой штамп. На сопрягаемых поверхпостях поясков и трубы возникают высокие удельные давления, сминаются гребешки шероховатости, уменьшаются между ними сечения лабиринтов и в результате герметичность соединений повышается к 1,5-2 раза. Предлагаемый способ соединения обеспечивает возможность производства теплообменных аппаратов и котлов с высокими параметрами рабочих сред, повышает надежность работы и срок службы теплообменного оборудования. Экономический эффект от применения предлагаемого способа соединения составит не менее одного миллиона рублей в год. Формула изобретения Способ соединения трубной решетки с трубой путем развальцовки, при котором на новерхности отверстия решетки вынолняют кольцевые канавки, отличающийся тем, что, с целью новышения герметичности, на поверхности отверстия решетки между канавками выполняют кольцевые уплотнительные пояски с прямолинейной вершиной в сечении, при этом ширина пояска при вершине составляет 0,015-0,02 диаметра отверстия решетки, а ширина канавки в 2-3 раза больше ширины пояска.

Фиг.)

сриг.2