СЕКЦИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО РАДИАТОРА ДЛЯ СИСТЕМ ВОДЯНОГО ЦЕНТРАЛЬНОГО, КОЛЛЕКТИВНОГО ИЛИ ИНДИВИДУАЛЬНОГО ОТОПЛЕНИЯ

Полезная модель относится к области отопительной техники, в частности к металлическим отопительным радиаторам, выполненным из соединенных между собой секций, применяемым в системах водяного центрального отопления жилых, общественных и производственных зданий, а также в индивидуальных и коллективных системах теплоснабжения.
Известен отопительный прибор в виде составного металлического радиатора, каждая секция которого имеет внутренний проходной канал для теплоносителя и внешнюю теплоизлучающую поверхность с оребрением. В донной части каждой секции этого устройства находится узел с заглушкой, закрывающей технологическое отверстие круглого, овального, ромбического или иного вида сечения внутреннего канала секции радиатора. Наличие сквозного выходного отверстия в нижней части секции, которое по условиям работы радиатора должно быть герметично закрыто, обусловлено технологией изготовления секции методом литья под давлением, при котором используется закладной элемент, извлекаемый из заготовки радиаторной секции после затвердевания металла под давлением (ЕР 0994314 A1, KERMI GMBH, 19.04.2000).
Для крепления заглушки к литой металлической секции радиатора с целью герметизации внутреннего канала и закрытия указанного отверстия использована технология сварки. Она основана на соединении двух отдельных металлических деталей в монолитную конструкцию с помощью
установления связей между атомами свариваемых деталей на границе их раздела, которое происходит за счет термодинамически необратимого превращения тепловой и механической энергии вещества в процессе расплавления и последующей кристаллизации в зоне сварного шва или в процессе диффузионного соединения при сварке под давлением в условиях контактного нагрева свариваемых поверхностей.
Данная конструкция обеспечивает достаточно прочное, жесткое крепление заглушки к литой секции радиатора. Ее недостатком является то, что наличие сварного шва обуславливает высокую трудоемкость и низкую производительность при производстве секции радиатора. Кроме того, при электросварке, контактной сварке или диффузионной сварке под давлением повреждается внутреннее антикоррозионное покрытие канала радиатора, возникают сложности монтажа или демонтажа заглушки. Наличие сварного шва снижает конструктивную прочность изделия при испытаниях радиатора на максимальное внутреннее давление и при гидравлическом ударе. Внутренний заусенец (град) на внутренней поверхности канала секции радиатора повышает гидравлическое сопротивление радиатора, снижает скорость потока теплоносителя, приводит к ускоренному оседанию частиц известковых и солевых составляющих накипи, образующейся при повышенных температурах теплоносителя, способствует зарастанию проходных каналов радиатора, снижает эффективность теплоотдачи отопительного прибора и сокращает срок нормальной эксплуатации.
Наиболее близким к заявленной полезной модели техническим решением является металлический радиатор, в котором крепление заглушки к литой секции осуществлено с помощью специального замка (ЕР 1403594 A1, KERMI GMBH, 31.03.2004). Замок выполнен в виде бурта на донной поверхности литой секции радиатора и паза на внутренней поверхности заглушки. Используются два способа соединения заглушки с литой секцией с помощью замка. Первый - заглушка под нагрузкой одевается и фиксируется
на донной части секции радиатора посадкой с натягом до момента совмещения бурта секции с пазом заглушки. Второй - части соединяются по скользящей посадке и их поверхности склеиваются при нагреве и выдержке при определенной температуре.
При таком соединении отсутствует нарушение антикоррозионного покрытия, обеспечивается более высокая по сравнению со сваркой производительность при изготовлении за счет упрощения механизма посадочного или клеевого соединения. Однако, такая конструкция не обеспечивает необходимую жесткость, прочность и надежность крепления, а также высока вероятность разгерметизации во время эксплуатации отопительного прибора, особенно при гидравлических ударах в момент опрессовки системы. Кроме того, не предусмотрена возможность использования элемента заглушки для обслуживания, размещения в помещении и подключения к системе водоснабжения радиатора по схеме с нижним подводом и отводом горизонтального трубопровода. Недостатком конструкции является также то, что для соединения заглушки и секции радиатора с помощью посадки с натягом требуется достаточно большой припуск на длину технологической части канала и высоту заглушки. Это увеличивает расход металла и издержки производства.
Данный секционный металлический радиатор принят за прототип.
Техническим результатом, достигаемым при реализации полезной модели, является выполнение секции металлического радиатора с узлом крепления заглушки к донной части секции, обеспечивающим высокую конструктивную прочность, надежную герметизацию, увеличение срока службы, универсальность использования при ремонте и эксплуатации, снижение расхода металла за счет уменьшения высоты технологического канала секции радиатора и заглушки, снижение трудоемкости изготовления и увеличение производительности серийного производства. При этом также обеспечивается высокое качество и повышение антикоррозионных свойств
внутренней поверхности канала, контактирующей с агрессивной средой теплоносителя, снижение явления зарастания канала и уменьшения его проходного сечения, образующихся при длительной эксплуатации за счет образования накипи.
Технический результат достигается тем, что в секции секционного металлического радиатора для систем водяного центрального, коллективного или индивидуального отопления, содержащей вертикальную центральную часть с боковыми теплорассеивающими элементами в виде плоских ребер для увеличения площади теплоотдачи, внутренний канал для теплоносителя, соединенный с верхним горизонтальным коллектором, расположенным в верхней части секции, и с нижним горизонтальным коллектором, расположенным в нижней части секции, нижний торец которой выполнен в виде вертикального патрубка с отверстием, закрытым заглушкой, СОГЛАСНО ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ, в нижней части вертикального патрубка вокруг его отверстия выполнен выступ, на котором через термостойкую упругую уплотнительную прокладку закреплена заглушка в виде стакана из листового или профилированного материала, по форме и размерам поперечного сечения соответствующая форме и размерам нижней части вертикального патрубка, при этом стенка стакана заглушки по высоте выполнена с припуском на завальцовку, загиб или обжим по поверхности выступа, обеспечивающими образование замка за счет пластической деформации.
Заглушка может быть выполнена фигурной с полостью или байонетным замком для установки ножек или подпорок при напольном креплении радиатора в помещении, или для установки монтажных или обслуживающих средств.
Заглушка может быть выполнена с отверстием для присоединения подводящих, отводящих трубопроводов.
Внутри заглушки может быть закреплен вкладыш, не выходящий за поверхность внутреннего канала вертикального патрубка, форма и поперечное сечение которого соответствует форме и поперечному сечению внутреннего канала вертикального патрубка.
Вкладыш заглушки может быть выполнен из высокопрочного диэлектрического термостойкого неметаллического материала.
Сущность полезной модели поясняется чертежами.
На фиг.1 представлена изометрическая проекция и вид вертикального сечения секции металлического радиатора для систем водяного центрального коллективного или индивидуального отопления.
На фиг.2 представлены эскизы вариантов исполнения узла крепления заглушки: 2 а - до крепления заглушки к вертикальному патрубку нижней части секции радиатора; 2 b-2 g - после крепления.
На фиг.3 а-3 k показаны варианты исполнения формы заглушки в поперечном сечении 3 а-3 f и продольном сечении 3 g-3 k.
Секция металлического радиатора 1 содержит вертикальный трубопровод 2, нижний 3 и верхний 4 горизонтальные коллекторы, теплоизлучающую поверхность с ребрами 5, нижнюю или донную часть, выполненную в виде короткого вертикального патрубка 6 с отверстием (фиг.1). В нижней части вертикального патрубка 6, с внешней стороны, вокруг его отверстия выполнен выступ 7 (фиг.2), к которому с помощью завальцовки, гибки или обжима крепится через термостойкую упругую уплотнительную прокладку 8 заглушка 9. Заглушка 9 выполнена из листового или профилированного металла в виде стакана, форма и размеры поперечного сечения которого в горизонтальной плоскости соответствуют форме и размерам поперечного сечения в горизонтальной плоскости вертикального патрубка 6. Стенка стакана заглушки 9 по высоте имеет припуск 10 на завальцовку, гибку или обжим по поверхности выступа для образования между ними замка 11 за счет пластической деформации.
Упругая уплотнительная прокладка 8 по форме и наружным размерам соответствует поперечному сечению заглушки 9.
Заглушка 9 может быть выполнена фигурной с полостью (фиг.2 с, 2 е). Полость используется для установки наружных ножек или подпорок 13 при напольном креплении радиатора в помещении (фиг.2 е) или для установки монтажных или обслуживающих средств (фиг.2 с).
Заглушка 9 может быть выполнена с отверстием (фиг.2 f). Отверстие заглушки может использоваться для нижнего подключения радиатора к подводящим, отводящим трубопроводам.
Внутри заглушки может быть закреплен антикоррозийный вкладыш 12 (фиг.2 d), не выходящий за поверхность внутреннего канала патрубка 6. Форма и поперечное сечение вкладыша соответствуют форме и поперечному сечению внутреннего канала патрубка 6.
Изготовление и сборка конструктивных элементов секции радиатора производится следующим образом.
Секция 1 металлического радиатора может быть выполнена из металлов и сплавов железа, меди алюминия методами литья, литья под давлением или обработки металлов давлением - жидкой штамповки, штамповки кристаллизующегося металла, горячего прессования и др.
Заглушка 9 может быть изготовлена из листового или профилированного металла, сплава методами литья, литья под давлением, обработки металлов давлением - листовой штамповки, выдавливания и прочее, механической обработкой.
Она может быть также изготовлена из высокопрочного диэлектрического термостойкого неметаллического материала на основе технологий химической промышленности, порошковой или гранульной металлургии.
На дно заглушки 9 укладывается термостойкая упругая уплотнительная прокладка 8. Заглушка 9 надевается на патрубок 6 секции радиатора 1 до
прижима прокладки 8. К заглушке 9 прикладывается вертикальная нагрузка до деформации и зажима прокладки 8, обеспечивающей герметизацию внутренних каналов (вертикального трубопровода 2, нижнего 3 и верхнего 4 горизонтальных коллекторов) секции 1 радиатора. Далее происходит операция завальцовки, гибки или обжима припуска 10 заглушки 9 по выступу 7 патрубка 6 секции радиатора 1 до образования надежного замка крепления 11 и жесткой фиксации заглушки 9 на патрубке 6 секции радиатора 1, сохраняющихся после снятия прижимной нагрузки при сборке.
Загибом и обжимом пластически деформируют края заглушки в соответствующих технологических инструментах - штампах, обжимках, роликах, при этом при загибе край заглушки просто отгибается внутрь, а при обжиме продавливается на определенную глубину, образуя на поверхности секции радиатора вдавленную герметичную кольцевую канавку разного профиля.
В заглушку может быть установлен антикоррозийный вкладыш 12.
Заглушка 9 может быть выполнена фигурной с полостью или байонетным замком для установки наружных ножек, подпорок 13 (при напольном креплении радиатора в помещении) или для установки монтажных или обслуживающих средств.
При необходимости заглушка 9 выполняется с отверстием, которое используется для нижнего подключения радиатора к подводящим, отводящим трубопроводам.
При производстве форма заглушки 9 должна соответствовать форме нижней части секции металлического радиатора (круг, овал, квадрат, прямоугольник и т.д. - фиг.3 а-3 f), обеспечивать герметичность и прочность изделия при максимальных гидравлических нагрузках. Форма нижней части заглушки влияет на максимальное значение давления теплоносителя, которое может выдержать изделие, не разрушаясь.
Таким образом, использование в металлических радиаторах крепления заглушки к нижней части секции завальцовкой, гибкой или обжимом через термостойкую упругую уплотнительную прокладку вместо сварки или посадки замком с использованием бурта и паза улучшает качество поверхности и антикоррозионные характеристики патрубка секции радиатора, обеспечивает радиатору высокую конструктивную прочность и надежную герметичность. Это позволяет снизить расход металла, уменьшить трудоемкость изготовления, увеличить производительность при производстве секционных радиаторов и исключить указанные недостатки аналога и прототипа полезной модели при эксплуатации.