ЗАГОТОВКА ВЕРТИКАЛЬНОГО ТРУБОПРОВОДА ДЛЯ СЕКЦИОННОГО БИМЕТАЛЛИЧЕСКОГО РАДИАТОРА

Полезная модель относится к отопительной технике, в частности к конструктивным элементам секционных биметаллических радиаторов, применяемых в системах водяного центрального отопления жилых, общественных и производственных зданий.
Биметаллические секционные радиаторы характеризуются системой трубопроводов, состоящей из двух горизонтальных и, по крайней мере, одного вертикального трубопровода, встроенных внутрь алюминиевого кожуха. Процесс изготовления секции такого радиатора включает сборку металлических частей трубопроводов с помощью шовной сварки; установку и фиксацию полученной заготовки в пресс-форме; подачу в пресс-форму расплавленного алюминия под давлением; извлечение изделия после кристаллизации алюминия и разделение (обрубку) отливки на отдельные секции и оборотные отходы.
Известна, например, секция биметаллического радиатора для бытовых систем отопления, состоящая из пары металлических горизонтальных трубопроводов и, по меньшей мере, одного металлического вертикального трубопровода, помещенных в литой алюминиевый кожух, и содержащий систему ребер для увеличения поверхности теплообмена (Патент РФ №2179693, F 28 F 21/08).
Известен также секционный биметаллический радиатор, в котором вертикальные трубопроводы выполнены из стали, а горизонтальные трубопроводы формируются вместе с корпусом из алюминиевого сплава в процессе литья под давлением (Патент РФ №2178133, F 28 F 21/08). Недостатком процессов получения таких радиаторов является то, что расплавленный алюминий, подаваемый в пресс-форму под большим давлением, может попасть в вертикальные стальные трубопроводы, из которых удалить его практически невозможно. Это приводит к перекрытию канала и препятствует нормальной работе радиатора.
Наиболее близкой к заявляемой полезной модели является стальная заготовка, применяемая для формирования трубопроводной системы внутри алюминиевого корпуса биметаллического нагревательного радиатора (Патент РФ №2157496, F 28 F 21/08, публ. 10.10.2000 г.). Заготовка состоит из параллельных отрезков двух стальных труб, концевые части которых симметрично сведены вместе и сварены. Такая конструкция предотвращает попадание в них расплавленного алюминия в процессе получения корпуса методом литья. Полученный алюминиевый корпус содержит сверху и снизу проходы с отверстиями по центру для прохождения концевых частей стальной заготовки. После завершения процесса литья эти концевые части обрезают на специальной резательной установке и выталкивают из проходов. Затем на следующей рабочей установке осуществляется нарезка резьбы в проходах. Сборка секции завершается ввинчиванием отрезков стальной горизонтальной трубы с внешней резьбой, соответствующей внутренней резьбе в проходах. Эти отрезки имеют отверстия, которые должны совпадать с отверстиями в проходах. Таким образом формируют горизонтальные трубопроводы.
Изобретение позволяет исключить попадание алюминия внутрь стальных вертикальных трубопроводов. Однако, в данном случае необходимо применение специальной резательной установки. При резке происходит некоторая деформация стальной трубы, что может привести к появлению щели в местах примыкания отверстий горизонтальных и вертикальных отрезков трубопроводов. Это, в свою очередь, может привести к протечке радиатора в процессе эксплуатации, а также к потере коррозионной стойкости трубопроводной системы. Кроме того, резательная установка должна обладать высокой точностью, и при резке стальных заготовок может потребоваться частая заточка или замена режущего инструмента. Все это значительно повышает себестоимость изделий.
Техническим результатом, достигаемым в предложенном техническом решении, является, с одной стороны, создание заготовки вертикального трубопровода, конструкция которой предотвращает попадание в него расплавленного алюминия в процессе литья секций биметаллического радиатора. С другой стороны, в отличие от прототипа, устраняется деформация трубопровода, связанная с резкой стали. Кроме того, отпадает необходимость применения дорогостоящего режущего инструмента.
Указанный технический результат достигается тем, что заготовка вертикального трубопровода для секционного биметаллического радиатора, представляет собой стальную трубу с внутренним размером поперечного сечения d, которая содержит с каждой стороны заглушку, установленную с возможностью последующего принудительного удаления, причем заглушка имеет нижнюю часть длиной l, входящую в трубу, и верхнюю выступающую часть, при этом l=(0,07-0,33)d.
В частном случае заглушка может быть выполнена из алюминия или из стали.
Труба может иметь круглое сечение, при этом заглушка имеет форму цилиндра.
Торец верхней части заглушки может иметь форму полусферы.
Труба может иметь прямоугольное сечение, при этом заглушка имеет форму параллепипеда.
Максимальный поперечный размер верхней части заглушки может превышать внешний размер поперечного сечения трубы.
Соотношения длины нижней части заглушки и внутреннего размера поперечного сечения трубы подобраны таким образом, чтобы заглушка закрывала отверстие трубы от проникновения расплавленного алюминия, и достаточно крепко держалась в трубе при ее перемещении и установке в пресс-форме. Одновременно обеспечивается возможность выбивания заглушки из трубы после завершения процесса литья.
Проведенные испытания показали, что если длина нижней части 1 будет меньше 0,07 d, то при перемещении и установке трубы в пресс-форме возможно выпадание заглушки из трубы. Если 1>0,33 d, удаление заглушки будет связано с большими усилиями. В итоге, это может привести к отколу и удалению только верхней части, а нижняя часть заглушки полностью перекроет вход в трубу.
Возможность осуществления заявляемого технического решения, охарактеризованного приведенной выше совокупностью признаков, а также возможность реализации назначения может быть подтверждена описанием возможной конструкции заготовки, что поясняется графическими материалами, на которых изображено следующее.
На фиг.1 представлен вид спереди трубы 1, которая может быть использована для изготовления заготовки вертикального трубопровода.
На фиг.2 представлен вид спереди трубы 1, содержащей на концах заглушки 2.
На фиг.3 представлен вид сбоку алюминиевого корпуса 3, полученного методом литья под давлением, содержащего горизонтальные трубопроводы 4 и вертикальный трубопровод с заглушками 2.
На фиг.4 представлено сечение трубопроводов 1, 4 и механизм 5 для принудительного удаления заглушки 2 из вертикального трубопровода.
На фиг.5 представлено сечение трубопроводов после удаления заглушки из вертикального трубопровода.
Технологический процесс получения секционного биметаллического радиатора с использованием заявляемой заготовки состоит из следующих операций.
1. Подготовка заготовки
1.1. Резка
Стальная труба, доставленная со склада сырьевых материалов, с помощью мостового крана перемещается на стеллаж отрезного станка, где она режется на мерные длины 1.
1.2. Сверление
На сверлильном станке производится подготовка (выравнивание, удаление заусенцев) внутренней поверхности трубы под запрессовку заглушек 2.
1.3. Запрессовка
Необходимая герметизация трубы достигается с помощью механической запрессовки заглушек 2 с обеих сторон трубы 1.
Герметизированная алюминиевыми заглушками труба (заготовка) укладывается в транспортировочную тару, которая подается на литейный комплекс.
2. Изготовление секции радиатора методом литья под давлением
2.1. Подготовка расплава алюминия
Алюминий в виде упаковок с чушками с помощью мостового крана или ручной гидравлической телеги со склада сырьевых материалов подается к
плавильной печи. Чушки и оборотные отходы загружаются в камеру плавильной печи, где металл переходит в жидкую фазу.
2.2. Литье под давлением
Заготовка размещается в пресс-форме литейной машины, куда подается определенная доза расплавленного алюминия под давлением.
После кристаллизации алюминия в пресс-форме, отливка извлекается, укладывается на конвейер и транспортируется к обрубному прессу.
2.3. Обрубка
На обрубном прессе происходит разделение отливки на секции (Фиг.3) и оборотные отходы (литники). Литники сбрасываются в металлические короба и возвращаются в плавильную печь. Секции укладываются на паллеты и отправляются на операцию удаления заглушек.
2.4. Удаление заглушек
Операция освобождения отверстий вертикального трубопровода от герметизирующих заглушек осуществляется с помощью механизма 5.
3. Обработка поверхности секции радиатора
3.1. Зачистка остатков облоя
Операция зачистки облоя на внутренних частях секции необходима для придания эстетичного внешнего вида и плавности переходов структуры секции.
3.2. Шлифовка поверхности
Для обеспечения равномерно гладкой поверхности, лицевая и задняя стороны каждой секции шлифуются.
4. Автоматическая сборка секций в радиаторы
Процесс сборки радиаторов из секций проходит в автоматическом режиме:
- нарезка резьбы в концевых частях горизонтальных участков;
- торцевание соединяемых поверхностей концевых частей;
- продувка резьбовых поверхностей от стружки;
- подача соединительных элементов (ниппелей) и уплотнителя;
- свинчивание секций между собой.
5. Испытание радиаторов на герметичность
Собранный радиатор по рольгангу перемещается на испытательный стенд. Испытания радиатора производятся путем погружения его в ванну с водой и подачи во внутреннюю полость радиатора воздуха под давлением 30 атм. В случае выявления протечек выясняется причина, и устраняется неисправность, затем радиатор повторно испытывается. Годное изделие направляется к стенду контроля качества поверхности.
6. Окраска радиаторов
6.1. Обезжиривание
Все изделия, прошедшие испытания на герметичность и контроль качества поверхности, подвешиваются на конвейер.
На конвейере радиаторы проходят горячее обезжиривание при температуре 45±5°С, промывку диминерализованной водой, продувку горячим воздухом.
6.2. Нанесение полимерного покрытия
Нанесение порошковой краски на поверхность радиатора осуществляется в автоматическом режиме в камере с электростатическим полем с помощью робота, одного стационарного распылителя и двух манипуляторов.
6.3. Полимеризация
В электрической проходной печи, происходит полимеризация порошковой краски. Температура полимеризации 180±5°С, время - 40 минут.
7. Повторные испытания на герметичность
С целью исключения возможности протечек радиаторов после окраски каждый радиатор повторно испытывается на герметичность.
8. Упаковка радиаторов
8.1. Упаковка в термоусадочную пленку
Радиаторы, успешно прошедшие повторные испытания, упаковываются в термоусадочную пленку.
8.2. Упаковка в гофрокороб
Упаковка радиатора в гофрокороб позволяет сохранить поверхность от повреждений во время транспортировки.