Способ крепления в дистанционирующей решетке теплоообменника теплообменных элементов трубчатого и стержневого типа Советский патент 1980 года по МПК F28F9/22 B21D53/06 

.

Изобретение относится к теплорбменным аппаратам, конкретно к способам крепления в дистанционирукадих решетках теплообменниковых элементов трубчатого и стержневого типов.

Известны способы крепления в дистанционируквдих решетках теплообменников теплообменных элементов трубчатого и стержневого ти.па путем раздвигания ячеек решетки, размещения в них элементов и последующей .их фиксации 1, .. Недостаток указанных способов . заключается в сложной технологии изготовления и недостаточной надежности крепления.

Цель изобретения - упрощение технологии изготовления и повышение надежности.

Указанная цель достигается тем, что решетку изготавливают из сплава нитинол, перед размещениемэлементов предварительно формируют ячейки с учетом наличия в них закрепляемых элементов, и ячейки раздвигают в области пластических деформаций материала решетки, а все элементы фиксируют одновременно пу-, тем нагрева решетки.

На фиг.1 изображено крепление трубчатых элементов в дистанционирующей решетке, выполненной в виде сот; на фиг.2 - крепление элементов в решётке с помощью фиксирующих тонкостенных втулок.

Крепление трубчатых элементов 1 (фиг. 1) осуществлено в дистанционирующей решетке, выполненной в

to виде сот, набранных из взаимно пересекающихся тонкостенных пластин 2 и 3 плотно прижатых друг к другу и имеющих дистанционйрующие выступы 4 и 5 или, как изображено на

15 фиг.2 в ячейках, образованных рядами пересекающихся пластин 6, имеющих в местах контакта с элементами 1 тонкостенные втулки 7.

Способ осуществляют следующим

20 образом.

Из никель-титанового сплава нитинол изготовляют дистанцйонирующую решетку с ячейками, имеющими форму и размеры, обеспечивающими

25 плотный контакт с поверхностью закрепляемых элементов I трубчатого или стержневого типа. Например, выполняют размер ячейки равным или несколько меньшим наружного диаметpa .элемента I. Для того, чтобы за-.

фиксировать форму и размеры яче.ек,

в них плотно вставляют калибровые

стержни, диаметр которых равен или

несколько меньше диаметра зак13епяяёмых элементов I, после чего ре.шетку, с вставленными в нее калибро вЕГнннгМй стерйснями, нагревают до температуры 100-130с и затем охлаждают и вынимают стержни. В результате нагрева в условиях, не допускающих деформации ячеек внутрь ячейки,: каждая из ячеек |запоминает заданную ей форму. Затем раздвигают ячейки так, чтобы пластины 2 и 3 в местах выступов 4 и 5 пластически сдеформировались и размер ячеек был больше диаметра закрепляемых элеМё Нтов I. Раздвигание ячеек осуще. ствляют стержнями, диаметр которых больше диаметра закрепляемых эле мёНтов, Затем в ячейки вставляют закрепляемые элементы и всю сборку нагревают до температуры бО-70с. В резУльта те нагрева ячейки самопроизвольно восстанавливают свою Нерззоначальную форму и пластины 2 и 3 плотно выступами 4 и 5 обжимают. поверхность элементов I, осуИёс вли.я их крепление в ячейках рйшетки.

Крепление с помощью втулок 7 осуществляют ан алогичным образом. в отличиеОТ вышеописанного крепления, в данном случае из сплава нитинол изготавливают только тонкостенные втулки 7. Перед размеще ниёМ элементов I в ячейках, образованных пластинами б, во втулкн 7 вставляют калиброванные стержни и принагрёвё ДО температуры 100130°С .запоминают форМу втулок 7/ cbOTBeTCTEyiOiijyra полох ению rtpn креплейии элементов I в ячейках; Затем счлющивают втулки 7 (после извле.чения стержней) и свободно вставляют в ячейки э.лементы I. При последующ|зм нагреве ячеек до 6070°С втулки 7 восстанавливают свою первоначальную цилиндрическую форму и обеспечивают конта,кт с поверхностями закрепляемых .элементов Д. По данно.му способу можно осуще.ствлять закрепление элементов I не .только цилиндрической, но и любой .другой формы, например, оваль.ной, квадратной, треугольной и т.п. Соответственно возможно изготовлеНле дистанционирующих решеток из никель-титанового Ьплава с ячейками различной конфигурации. ; . Нихель-титановый сплав нитинол содержит 55% вес. никеля и 45% вес. тит.ана. Величина усилия, необходймо,го для крепления элементов I, оп-. ределяется конкретными требованиями конструкциитеплообменника ивыбирается -с учётом толщины п тастин, образующих ячейки, величины их деформации при запоминании формы и допустимых радиальных усилий на стенки закрепляемых элементов. Поскольку никель-гитановый сплав имеет достаточно большое значение предела текучести, более 20 кг/мм, при повышенных температурах, порядка , то для закрепления элементов по изложенному способу можно реализовать усилия практически от упругих усилий в единицы килог0 15 20 25 30 35 раммов , до усилий в сотни Килограм- мов в пределах ячейки решетки. Большой диапазон усилий и форм решёток, где можно реализовать сИлавы с эффектом памяти, позволяет использовать данный способ как в низкотемпературных, так и в высокотемпературных теплообменниках. По этому способу можно крепить также, например, нагревательные, стержневые элементы и элементы насадок, размещенные внутри различных теплои массообменньгх аппаратов и омываемые потоками теплоносителей.

Никель-титановый сплав обладает высокими антикоррозионными и демпфирующими свойствами, имеет температуру плавления около ISOO C, что обеспечивает высокую работоспособность креплений, полученных по изложенному способу. Так, например, демпфирующие свойства решеток, изготовленных из сплава нитинолспособствуют тому, что вибрации, возникающие; в элементах при протекании теплоносителей, не будут передаваться от них на решетку и на корпус теплЬобменника, что предохраняет узлы креплений от разрушений. Такая врзможносгь избежания разрушений, вызываемых вибрациями, повышает работоспособность теплообменных и особенно актуальна для высокотемпературных теплообменников, где последствия разрушений могут быть чрезвычайно тяжелыми и трудно устранимыми. Кроме того одновременное закрепеление элементов в решетке согласно изложенному способу упростит технологию изготовления теплообменников с большим количеством закрепляемых элементов трубчатого и стержневого типа. .

Формула изобретения

Способ крепления в дистанционирующей решетке теплообменника теплообменных элементов трубчатого и

5 60 стержневого типа путемраздвижения ячеек решетки, размещения в них элементов и последующей их фракции, отличающий с я тем, что, с целью упрощения технологии изготовления и поввшения надежности, решетку изготавливают из сплава нитинол, перед размещением элементов предварительно формируют ячейки с учетом наличия в них закреп;ляёмых элементов, и ячейки раздвигают в ббласти пластических деформаций материала решетки, а все элементы фиксируют одновременно путем нагрева решетки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 511513, кл. F 28 F 9/00, 1976.