ПОЛОТЕНЦЕСУШИТЕЛЬ

Область техники
Полезная модель относится к области производства санитарно-технического оборудования, а именно к конструкции теплообменных и теплопередающих устройств, и может быть использована в системах бытового водоснабжения с применением трубопроводов низкого давления, а именно к конструкции бытовых полотенцесушителей.
Уровень техники
6
Известна конструкция полотенцесушителя по патенту РФ RU 36075 (МПКА47К 10/06, опубл. 27.02.2004), содержащая герметично соединенные друг с другом горизонтальные и вертикальные трубы различного диаметра с образованием канала для движения теплоносителя, в котором некоторые торцы вертикальных труб закрыты резьбовой заглушкой с обеспечением герметичности соединения с помощью уплотнительного элемента.
Недостатком известного полотенцесушителя является то, что при изготовлении данного полотенцесушителя приходится использовать трубы с необходимой для нарезания резьбы толщиной стенки, например, 2,5 мм. Такая труба способна качественно гнуться, но совершенно не приспособлена к развальцовыванию. Причем на практике установлено, что наиболее приемлемыми для изготовления полотенцесушителя являются тонкостенные трубы диаметром 25-33 мм и с толщиной стенки 0,8-1,5 мм с уменьшенной массой и удобством в изготовлении с преобладанием явно выраженных декоративных свойств и тем самым обладающие высокими потребительскими свойствами. Кроме того, недостатком известного полотенцесушителя является сложность изготовления, связанная с необходимостью установки внутренней П-образной трубки.
6
Известен полотенцесушитель по патенту РФ RU 62501 (МПК А47К 10/06, опубл. 27.04.2007), содержащий герметично соединенные друг с другом горизонтальные и вертикальные трубы различного диаметра с образованием канала для движения теплоносителя, имеет торцы труб, закрытые плоскими заглушками, выполненными из нержавеющей стали марки AISI 304. При этом установленная на трубе заглушка совмещена с внутренней поверхностью трубы по всей площади своей боковой поверхности и герметично закреплена на трубе с помощью сварки неплавящимися, например вольфрамовыми, электродами в среде защитного газа - аргона (TIG).
Недостатком данного полотенцесушителя является небольшая производительность его изготовления по сравнению с применением контактной сварки, неизбежный расход вспомогательных материалов (в частности, аргона), а также высокие требования к квалификации сварщика.
Наиболее близким по своей технической сущности является полотенцесушитель (http://www.aqvaservis.ru/info/stats/142-new25), содержащий герметично соединенные друг с другом горизонтальные и вертикальные трубы различного диаметра с образованием канала для движения теплоносителя, имеющий торцы труб, закрытые плоскими заглушками, выполненными из нержавеющей стали марки AISI 304. При этом установленная на трубе заглушка герметично закреплена на трубе с помощью контактной сварки, благодаря которой возможно создание сложных эксклюзивных сварных конструкций, позволяющее экспериментировать с дизайном с сохранением высокой точности исполнения конструкции. Кроме того, увеличена скорость сваривания металлов, которая длится доли секунды.
Недостатком данной конструкции является то, что сварка выполняется на всей поверхности торцевой кромки трубы, в результате чего образованная прямолинейная траектория шва неблагоприятно влияет на прочность самого шва. Кроме того, на шве могут возникнуть непровары из-за неудовлетворительной подгонки кромок свариваемых элементов, которые могут значительно снизить герметичность, прочность шва и конструкции в целом. Кроме того, в местах непровара могут концентрироваться напряжения, которые еще более понижают сопротивляемость шва внешним нагрузкам, особенно ударным.
Раскрытие полезной модели
Заявляемая конструкция полотенцесушителя решает задачу улучшения его технических характеристик.
Технический результат - повышение надежности и долговечности составной конструкции полотенцесушителя, выполненной путем соединения отрезков труб различного диаметра, имеющей закрытые торцы труб.
Указанный технический результат достигается тем, что полотенцесушитель, содержащий герметично соединенные друг с другом горизонтальные и вертикальные трубы различного диаметра с образованием канала для движения теплоносителя, имеет торцы труб, закрытые плоскими заглушками посредством контактной сварки, при этом согласно полезной модели каждая заглушка изготовлена из металлического листа с помощью лазерной резки, а на кромке трубы с внутренней ее стороны выполнена фаска, причем диаметр отверстия трубы с учетом фаски равен диаметру заглушки, который выбран менее внешнего диаметра трубы.
При этом согласно полезной модели трубы и заглушки полотенцесушителя выполнены из нержавеющей стали с полированной поверхностью.
При этом согласно полезной модели конструкция полотенцесушителя содержит изогнутые трубы с радиусом изгиба 65-90 мм.
В процессе эксплуатации полотенцесушители нередко подвержены коррозии, в частности электрокоррозии, причиной которой становится появление в системе водоснабжения блуждающих статистических токов и которая проявляется в виде множественных черных точек на теле полотенцесушителя и в сварных швах.
Особенно коррозии подвержены сварные швы, которые выполняются в местах установки заглушек на закрытых торцах труб полотенцесушителя, из которых со временем начинают проступать капли воды.
Во избежание подобных протечек в предлагаемой полезной модели заглушка закрепляется в торце трубы полотенцесушителя с помощью замкнутого углового плоского сварного шва с большей плотностью за счет применения при закрепления метода контактной сварки.
Обеспечивается это тем, что заглушка устанавливается на закрытом конце трубы посредством контактной сварки, которая обеспечивает надежный электрический контакт между заглушкой и сопряженной с ней торцевой поверхностью трубы, равномерно распределенный по всей зоне контакта. При этом заглушка изготовлена из металлического листа с помощью лазерной резки для обеспечения точности соответствия диаметра заглушки диаметру отверстия привариваемой трубы с целью более равномерного проплавления места контакта заглушки с трубой.
При этом на кромке трубы с внутренней ее стороны выполнена фаска под углом 45°, что позволило оптимизировать технологию сварки из-за уменьшения объема прогреваемого материала трубы в месте контакта трубы с заглушкой при формировании замкнутого сварного шва.
При этом диаметр отверстия трубы с учетом фаски равен диаметру заглушки, который выбран менее внешнего диаметра трубы, что способствует образованию в процессе сварки углового в поперечном сечении плоского кольцевого сварного шва. В результате того, что диаметр заглушки определен меньшим, чем внешний диаметр трубы, образование сварочного шва в процессе сварки происходит по угловой траектории в торцевой части трубы, а не сбоку как у прототипа, в том месте, где меньше концентрация напряжений, что обеспечивает большую сопротивляемость шва внешним нагрузкам, особенно ударным.
Таким образом, при осуществлении предлагаемой полезной модели достигается указанный технический результат - повышение надежности и долговечности составной конструкции полотенцесушителя, выполненной путем соединения отрезков труб различного диаметра, имеющей закрытые торцы труб за счет надежного закрепления плоской заглушки на конце трубы путем образования на месте контакта заглушки и трубы углового в поперечном сечении плоского кольцевого сварного шва с большой плотностью.
Краткое описание чертежей
Полезная модель поясняется описанием конкретного примера ее выполнения и прилагаемыми графическими материалами, где на:
- фиг. 1 представлен полотенцесушитель (общий вид);
- фиг. 2 изображена труба с заглушкой перед сваркой (подготовка кромочных поверхностей);
- фиг. 3 - закрытый торец трубы полотенцесушителя (угловой плоский шов);
- фиг. 4 - закрытый торец трубы полотенцесушителя (вид после токарной операции).
Осуществление полезной модели
Предлагаемый к защите полотенцесушитель имеет составную конструкцию (фиг.1), образованную путем жесткого и герметичного соединения горизонтальных 1 и вертикальных 2 труб различного диаметра с образованием канала для движения теплоносителя. В представленном примере исполнения конструкция полотенцесушителя содержит четыре горизонтальных трубы 1 большего диаметра, последовательно соединенные короткими вертикальными трубами 2 меньшего диаметра с двумя открытыми концами 3, которые при подсоединении к магистрали бытового водоснабжения образуют замкнутый контур теплоснабжения. Полотенцесушитель снабжен телескопическими держателями 4, предназначенными для крепления полотенцесушителя к стене.
Полотенцесушитель выполнен из нержавеющей стали с толщиной стенки 1,5-2,0 мм, наружным диаметром D=25-32 мм. Возможно применение в составной конструкции полотенцесушителя также изогнутых труб с радиусом изгиба R=65-90 мм. Например, трубы и заглушки могут быть выполнены из нержавеющей стали, например AISI 201, AISI 304, поэтому благодаря своей прочности не требуют защитного покрытия, а декоративные качества обеспечиваются за счет полировки их поверхностей.
Предлагаемая к защите составная конструкция из горизонтальных и вертикальных труб предполагает наличие торцов труб 5, закрытых плоскими заглушками, установленными соосно трубе 1 и привариваемыми к трубе 1 стыковым замкнутым швом методом контактной сварки.
На кромке 6 трубы 1 с внутренней ее стороны выполнена фаска 7 (фиг. 2) под углом 45°. При этом диаметр заглушки 8 выбирается таким образом, чтобы кромочная часть 9 заглушки 8 при соосном размещении заглушки относительно трубы была совмещена с отверстием 10 трубы 1 с учетом фаски 7. Таким образом, диаметр заглушки 8 менее внешнего диаметра трубы 1 и равен диаметру отверстия 10 трубы 1 с учетом фаски 7.
Заглушка 8 изготовлена из металлического листа с помощью лазерной резки, обеспечивающей точность выбранного диаметра для заглушки 8 с погрешностью ±0,02 мм.
Для осуществления контактной сварки электрод помещают вокруг тела трубы 1 в непосредственной близости от соосно размещенной с трубой 1 заглушкой 8, обеспечивая надежный электрический контакт между заглушкой 8 и трубой 1. В процессе контактной сварки при коротком замыкании электрода сопрягаемые детали в местах касания их поверхности разогреваются с последующим вдавливанием заглушки 8 внутрь трубы 1. Фаска 7 трубы 1, образуя кольцевой рельеф, приваривается к кромочной поверхности 9 заглушки 8 с образованием углового в поперечном сечении плоского кольцевого сварного шва (фиг. 3).
Благодаря выполненной в трубе 1 фаски 7 уменьшен объем прогреваемого материала трубы 1 в месте контакта трубы 1 с заглушкой 8, обеспечивающий моментальный прогрев металла. Кроме того, метод контактной сварки позволяет сохранить все химические свойства нержавеющей стали типа AISI 201 и AISI 304 и строение молекулярной решетки в месте сварного шва. Из зоны сварного шва не выгорают никель и хром, отвечающие за пластичность и коррозионностойкость металла.
После осуществления сварки выступающая над кромкой 6 трубы 1 часть заглушки 8 срезается посредством токарной операции с образованием однородной торцевой поверхности (фиг.4).
Выполненный таким образом сварной шов обладает высокой прочностью, благодаря чему выдерживает давление до 25 атм. При этом обеспечивается высокая плотность сварного шва, влияющая на его коррозийную стойкость. При этом угловая траектория шва обеспечивает большую сопротивляемость шва внешним нагрузкам, особенно ударным.
Полотенцесушитель в сборе может быть установлен как часть санитарно-технического оборудования в системе горячего водоснабжения для трубопроводов низкого давления, например, в ванной комнате.
Таким образом, осуществление предлагаемой к защите полезной модели позволяет повысить надежность и долговечность конструкции полотенцесушителя за счет улучшения качества сварного шва, выполняемого на месте сопряжения заглушки и торцевой части трубы.