ОТОПИТЕЛЬНЫЙ РАДИАТОР

Полезная модель относится к отопительной технике, более конкретно к отопительным радиаторам для систем водяного центрального отопления. Устройство может быть использовано для обогрева жилых, общественных и производственных зданий.
Известен секционный отопительный радиатор, включающий ряд вертикальных оребренных труб из алюминиевого профиля, расположенных между верхним и нижним коллекторами, также изготовленными из алюминиевого профиля. Полости коллекторов и вертикальных труб регистра сообщаются друг с другом посредством герметичных соединений, каждое из которых выполнено в виде ниппеля с резьбовым участком, размещенным в резьбовом отверстии коллектора. В основании каждого отверстия выполнена фаска, сопрягаемая с кромкой, которой заканчивается резьба на ниппеле. Причем фаска отверстия коллектора и фаска внутренней поверхности трубы регистра после напрессовки ее на ниппель образуют между собой V-образный кольцевой зазор, в котором расположена герметизирующая прокладка, а на запрессованной в трубе части ниппеля размещены установленные в канавках уплотнения. Оребрение каждой трубы выполнено в виде двухстороннего гребня с симметрично размещенной в центре трубой (RU Патент №2059933, опубл. 20.06.2000).
Недостатками описанной конструкции секционного отопительного радиатора для систем водяного центрального отопления, являются сложность его изготовления и сборки из-за большого количества используемых сборочных единиц и низкая технологичность. Применение в соединениях радиатора герметизирующих прокладок и уплотнений в условиях температурных колебаний приводит к преждевременному старению прокладок и уплотнений и разгерметизации герметичных соединений. Гидравлические удары, связанные с наполнением и сливом теплоносителя в отопительной системе, при пусконаладочных работах ввиду старения прокладок, уплотнений и разгерметизации соединений быстро выведут из строя радиатор, что в конечном счете приведет к существенным трудовым и материальным затратам по замене неисправных радиаторов.
Известен отопительный радиатор-конвектор, (прототип) содержащий верхний и нижний трубчатые коллекторы, выполненные из алюминиевого профиля, связанные с рядом вертикальных оребренных алюминиевых труб регистра (рассеивателя) при помощи коротких трубчатых элементов, герметично закрепленных с одной стороны посредством прессовой посадки в трубах регистра, а с другой - в отверстиях коллектора посредством уплотняющего элемента, расположенного между выступающим в полость коллектора концом трубчатого элемента и входом его в отверстие коллектора. Каждый трубчатый элемент выполнен в виде штуцера, имеющего коническую и цилиндрическую части, на наружных поверхностях которых имеется, по меньшей мере, по одной кольцевой проточке, в месте перехода цилиндрической части в коническую выполнен бурт, расположенный между торцом трубы регистра и коллектором, а уплотняющий элемент выполнен в виде вдавленного в кромку входного отверстия коллектора переходного конуса, сопряженного с плоской кольцевой поверхностью бурта и цилиндрической поверхностью штуцера, выступающий конец которого выполнен развальцованным посредством доступа со стороны конической части штуцера. Верхний и нижний коллекторы в месте крепления штуцеров имеют продольные плоские участки, толщина которых больше толщины стенок круглого сечения. Оребрение каждой алюминиевой трубы регистра выполнено в виде продольных радиальных пластин, расположенных симметрично относительно оси трубы, а лицевая и тыльная плоскости оребрения образуют, по меньшей мере, с двумя примыкающими к ним пластинами замкнутые воздушные каналы, сообщающиеся с атмосферой на уровне верхнего и нижнего коллекторов. Диаметр цилиндрической части штуцера выполнен с допусками, обеспечивающими ее посадку в отверстии коллектора с натягом, и на кромке входного отверстия выполнена заходная фаска, угол наклона которой к оси отверстия больше угла уклона переходного конуса на 0,5-2°, а конусные поверхности переходного конуса и конической части штуцера имеют обратную конусность. (RU Патент №2252370, опубл. 20.05.2005).
Узлы соединений радиатора-конвектора, принятого за прототип выполнены с кольцевыми канавками, буртами и снабжены уплотняющими элементами, что значительно усложняет технологичность сборки, и в тоже время не обеспечивает необходимой герметичности соединения при ударных нагрузках, деформациях изгиба при монтаже и транспортировке.
Задача, на решение которой направлена полезная модель, состоит в обеспечении эксплуатационной надежности радиатора в условиях повышенного давления теплоносителя.
Технический результат, достигаемый при реализации заявленной полезной модели, состоит в повышении прочности радиатора, за счет обеспечения герметичности, в упрощении технологии изготовления, сборки и повышении технологичности, уменьшении материальных затрат на производство.
Одной из важнейших проблем теплообменных устройств является герметичность соединений, а механическая прочность в местах соединений, как правило не гарантирует герметичности при ударах и скручивающих напряжениях, возникающих при транспортировке, монтаже и эксплуатации. Увеличение герметичности в герметизируемых узлах обеспечивает эксплуатационную надежность устройства в целом.
Заявляемый технический результатдостигается тем, что в конструкции отопительного радиатора, содержащего верхний и нижний трубчатые коллекторы, выполненные из алюминиевого профиля, связанные с рядом вертикальных оребренных алюминиевых труб рассеивателя при помощи соединительных штуцеров, имеющих коническую и цилиндрическую части, герметично закрепленных с одной стороны конической частью штуцера посредством прессовой посадки в трубах рассеивателя, а с другой - цилиндрической частью в отверстиях коллектора, при этом выступающий конец цилиндрической части штуцера выполнен развальцованным посредством доступа со стороны конической части штуцера, в соответствии с заявляемым решением, трубчатый коллектор выполнен с перфорированной отверстиями продольной площадкой, применено гладкое исполнение внешней поверхности конической и цилиндрической частей штуцера, при этом в штуцере имеется плоский кольцевой упор, образованный разностью диаметров цилиндрической и конической частей штуцера, и взаимодействующий с плоской продольной площадкой трубчатого коллектора, кроме того, на внешние поверхности цилиндрической, конической частей и плоского кольцевого упора штуцера нанесен слой герметика.
Полезную модель дополняют частные отличительные признаки, способствующие достижению заявляемого технического результата.
Продольная площадка трубчатого коллектора в месте крепления штуцеров имеет толщину равную толщине стенок круглого сечения коллектора.
На концах цилиндрической и конической частей выполнены заходные фаски под углом к оси штуцера.
Диаметр цилиндрической части штуцера выполнен с допусками, обеспечивающими ее свободную посадку в отверстии коллектора.
Заявляемая конструкция изображена на графических материалах, где:
фиг. 1 - общий вид радиатора;
фиг. 2 - вид сбоку;
фиг. 3 - узел крепления трубы рассеивателя посредством штуцеров в отверстиях верхнего и нижнего коллекторов;
фиг. 4 - положение пуансонов, штуцера и коллектора до развальцовки выступающего конца штуцера;
фиг. 5 - положение пуансонов, штуцера и коллектора после развальцовки;
Фиг.6 - общий вид штуцера;
Фиг. 7 - разрез по А штуцера.
Перечень конструктивных элементов:
Оребренные алюминиевые трубы 1;
рассеиватель 2;
верхний и нижний коллекторы 3, 4;
штуцеры 5;
коническая часть 6 штуцера 5;
цилиндрическая часть 7 штуцера 5;
упор 8 с плоской кольцевой поверхностью;
заходные фаски 9;
отверстия 10 коллекторов 3, 4;
выступающий в полости коллекторов 3, 4 конец 11 штуцера 5;
форма тора 12 конца 11 штуцера 5;
продольная плоская площадка 13;
внутренний канал 14 штуцера 5;
пуансон 15;
пуансон 16;
ответная конусность 17 внутренней поверхности трубы 1;
слой герметизирующего состава 18.
Отопительный радиатор содержит ряд оребренных алюминиевых труб 1, выполненных из алюминиевого профиля и образующих рассеиватель 2 (Фиг. 1). Нижний и верхний коллекторы 3, 4, также выполненные из алюминиевого профиля, связаны с трубами 1 при помощи штуцеров 5 (Фиг. 6). Каждый штуцер 5 состоит из двух частей - конической части 6 большего сечения и цилиндрической части 7 меньшего сечения (Фиг. 6). Переход конической части 6 в цилиндрическую 7 образует упор 8 с плоской кольцевой поверхностью (Фиг. 6). Цилиндрическая часть 7 и коническая часть 6 штуцера 5 для упрощения монтажа на конце имеют заходные фаски 9, расположенные под углом к оси штуцера 5. Наружная поверхность частей 6 и 7 штуцера 5 выполнена гладкой без каких-либо кольцевых канавок, буртов или уплотняющих элементов. Каждый штуцер 5 конической частью большего сечения 6 посредством прессовой посадкис натягом закреплен в трубе 1, а цилиндрической частью меньшего сечения 7, посредством вальцевания, закреплен в отверстии 10 (Фиг. 3) коллекторов 3, 4.
Диаметр цилиндрической части 7 штуцера 5 и диаметр отверстия 10 (фиг.3) коллекторов 3, 4 выполнены с допусками, обеспечивающими закрепление цилиндрической части 7 в отверстии 10 посредством вальцевания. Выступающий в полости коллекторов 3, 4 конец 11 штуцера 5 (Фиг. 4) выполнен развальцованным в форме тора 12 (Фиг. 5).
На наружной поверхности верхнего и нижнего коллекторов 3, 4 со стороны рассеивателя 2 выполнена продольная плоская площадка 13 для упора 8 штуцера 5 (Фиг. 2).
Внутренний канал 14 штуцера 5 в зоне выпуска его конца в полость коллектора 3 или 4 выполняют резко сужающимся (Фиг. 4). Внутренний канал 14 штуцера 5 предназначен для ввода рабочего пуансона 15, выполненного в виде цилиндрического ролика. Пуансон 16 меньшего диаметра применяют для проталкивания ролика 15 со стороны конической части 6 штуцера 5 до выпадения ролика 15 в полость коллектора.
Труба 1 в местах напрессовки конической части 6 штуцера 5 имеет ответную конусность внутренней поверхности 17, выполненную с допусками, обеспечивающими закрепление конической части 6 штуцера 5 в трубе 1 посредством прессовой посадки с натягом (Фиг. 3).
Вся внешняя поверхность штуцера 5, включая: цилиндрическую часть 7, коническую часть 6, а также упор 8, покрыта слоем герметизирующего состава 18 с толщиной слоя 5-10 микрон (Фиг. 6).
Герметичность соединения цилиндрической части 7 штуцера 5 с коллекторами 3, 4 обеспечивается, во-первых, соединением цилиндрической части 7 в отверстии 10 коллекторов 3, 4 посредством развальцованного в форме тора 12 концом 11 цилиндрической части 7 штуцера 5, во-вторых, упором 8 конической части 6 штуцера 5, образованным разностью диаметров частей 6 и 7, плотно прилегающим за счет прессовой посадки, к плоской площадке наружной поверхности коллекторов 3 и 4, в-третьих герметизирующим составом 18, нанесенным на всю наружную поверхность штуцера 5.
Герметичность соединения конической части 6 штуцера 5 и трубы 1 обеспечивается во-первых, посредством прессовой посадки с натягом конической части 6 штуцера 5 в трубе 1, во-вторых, герметизирующим составом, нанесенным на наружную поверхность штуцера 5.
Сборка радиатора, включающая закрепление трубы 1 рассеивателя 2 в отверстии 10 коллектора 3 или 4 производится следующим образом.
В отверстие 10 вставляют цилиндрическую часть 7 штуцера 5 до упора его в продольную плоскую площадку 13 коллектора 3 или 4, производя тем самым развальцовку выступившего в полость коллектора 3 или 4 конца 11 штуцера 5 (Фиг. 4) и получая в результате конец штуцера 5, развальцованный в форме тора 12 (Фиг. 5).
Удаление цилиндрического ролика 15 из полости коллектора 3 или 4 производят его высыпанием наружу. После закрепления штуцера 5 в коллекторе 3 или 4 производят напрессовку трубы 1 на коническую часть 6 штуцера 5 (Фиг. 3).
Сборку отопительного радиатора осуществляют в следующей последовательности. Наносят слой герметизирующего состава на наружные поверхности цилиндрических частей 7 и упоров 8 штуцеров 5, производят закрепление всех штуцеров 5 в коллекторах 3, 4 описанным выше способом. После чего, наносят слой герметизирующего состава на наружные поверхности конических частей 6 штуцеров 5, далее конические части 6 штуцеров 5 вставляют в конусные отверстия труб 1 рассеивателя 2, а в полости коллекторов 3, 4 вставляют дорны (не показаны), имеющие эксцентрические поверхности. Дорны поворачивают до упора их эксцентрических поверхностей в развальцованные концы 12, после чего производят напрессовку конических частей 6 штуцеров 5 верхнего и нижнего коллекторов 3, 4 в конусные отверстия труб 1 с обоих концов одновременно. Радиатор собран
Для интенсификации уровня теплообмена радиатора, повышения эффективности конвекционной и радиационной составляющих процесса передачи тепла, предусмотрено оребрение труб 1 рассеивателя 2, а также оребрение коллекторов 3 и 4. При этом форма, размеры, площадь, толщина, количество и прочие характеристики ребер, а, соответственно, и рассеивателя 2 могут быть различными, в зависимости от необходимого уровня показателей теплообмена радиатора.
По сравнению с прототипом внешняя поверхность соединительных штуцеров выполнена гладкой, без каких-либо кольцевых канавок, буртов и уплотняющих элементов, а на кромке входных отверстий коллектора отсутствуют заходные фаски. Выполнение радиатора с заявляемыми существенными признаками позволяет обеспечить точную, надежную и простую сборку радиатора, повысить прочность радиатора, упростить технологию его изготовления и сборки, повысить технологичность и интенсификацию теплопередачи.