Соединение секций секционного радиатора

Полезная модель относится к нагревателям текучей среды, в частности к деталям соединения различных секций, например, в биметаллических радиаторах.
Известен секционный биметаллический радиатор, состоящий из скрепленных между собой секций с вертикальной теплообменной оребренной колонкой. Колонка имеет компенсаторные узлы и горизонтальные головки. Секции стянуты между собой и снабжены закладным каркасом из материала с более высокими механическими и/или коррозионными свойствами, выполненным из герметично скрепленных между собой вертикальной трубы и горизонтальной составляющей, образующих каналы для теплоносителя. Секции содержат компенсаторные узлы секции в зонах перехода головок к вертикальной части колонки секции. Компенсаторные узлы включают в себя соединения вертикальной трубы и горизонтальной составляющей каркаса с зазором, залитые герметично алюминиевым сплавом, и облицовочную теплорассеивающую часть, выполненную литьем под давлением и утолщенную в месте схватывания стыковых частей вертикальной трубы и горизонтальной составляющей каркаса. Боковые ребра колонки не доходят до компенсаторных узлов, образуя проемы для конвективных тепловых потоков (RU 2351858 С2, 10.04.2009).
Известен секционный радиатор (RU 23666 U1, 27.06.2002 С1), содержащий последовательно расположенные секции, которые соединены друг с другом муфтами и в зоне своих соединений герметизированы уплотнением, при этом в месте стыка секций их привалочные поверхности выполнены ступенчатыми, а уплотнение выполнено в виде круглого в сечении кольца, которое расположено между торцами ступеней.
Известен секционный радиатор (RU 2382293 С1, 20.02.2010), содержащий последовательно расположенные секции, которые соединены друг с другом муфтами и в зоне своих соединений герметизированы соответствующим уплотнением снаружи, причем указанная муфта, установленная между секциями, имеет с двух ее сторон разнонаправленные винтовые резьбы, завинченные в трубчатые части соединенных секций, которые изнутри имеют винтовые ответные резьбы. При вращении муфт в винтовых трубчатых частях смежных соединяемых секций, разнонаправленные винтовые резьбы прижимают друг к другу секции и обеспечивают герметичность соединения. Следует отметить, что каждая муфта выполнена в виде резьбовой соединительной втулки с расположенными в ней зацепами под монтажный ключ, применяемый в процессе соединения секций радиатора.
В патенте RU 2382293 С1 содержится соединение секций биметаллического секционного радиатора, содержащее трубчатые части смежных секций, соединенные соединительными втулками.
При сборке радиаторов в процессе соединения секций выполняют сложную операцию - размещают монтажный ключ в полостях трубчатых частей соединяемых секций, вводят в зацепление монтажный ключ с зацепами, вращают ключ в заданном направлении, завинчивают резьбовую соединительную втулки в резьбу трубчатых частей секции и свинчивают (сближают) секции до упора торцов трубчатых частей через герметизирующую прокладку, которая в свою очередь допускает только определенную степень сжатия. В случае указанного незначительного смещения осей соединяемых частей трубчатых частей секций, разрушаются гребни витков резьбы соединительной втулки и резьбы трубчатых частей коллекторов, а уплотнительная герметизирующая прокладка обжимается в недопустимых пределах. Все это ослабляет резьбовое соединение и делает его непригодным по показателям прочности и герметичности. Существенно, что это частичное или полное разрушение резьбы является, как это указано выше, таким скрытым разрушением, которое не поддается визуальному наблюдению, поскольку расположено внутри трубчатых частей коллекторов. В результате скрытое снижение прочности и герметичности резьбового соединения, как правило, выявляется либо в процессе испытания радиатора, либо в процессе его эксплуатации. Указанные недостатки в итоге отрицательно сказываются на прочности и герметичности соединения секций радиаторов. Кроме того, известный способ изготовления радиаторов имеет сравнительно большое число операций, он является сложным и менее надежным.
Таким образом, существенными недостатками соединения секций радиатора по патенту RU 2382293 С1 является сравнительная конструктивная сложность соединения.
Конструкция известного радиатора по патенту RU 162419 U1 (прототип) предусматривает способ соединения коллекторов с помощью конических соединительных втулок, причем в каждой трубчатой части на одном ее конце выполнен конический раструб, другой ее конец выполнен коническим в виде конической части соединительной втулки, конический конец с натягом расположен в коническом раструбе смежной трубчатой части секции, при этом между контактными поверхностями раструбов и втулок расположен блокирующий герметизирующий слой клея-герметика.
В одном случае каждый конический раструб имеет конусность, равную конусности конического конца каждой соединительной и концевой, соответственно, при этом указанная конусность выбрана в пределах 1-4°. В другом случае указанная конусность также выбрана в пределах 1-4°, однако каждый конический раструб имеет конусность, отличающуюся от конусности конического конца каждой соединительной втулки и конического конца концевой втулки на величину в пределах 0,1-2°. Кольцевая жесткость трубчатых частей равна или больше кольцевой жесткости соединительной и концевой втулок, соответственно. Торцы смежных трубчатых частей и торцы смежных трубчатых частей поджаты друг к другу. Они могут быть соединены встык или с зазором между ними, в соответствии с проектным положением.
Недостатком указанного способа соединения является то, что несущая способность соединения с натягом резко падает с уменьшением толщины стенок охватываемой и охватывающей деталей, поэтому существует зависимость от механических свойств трубчатых частей и соединительных и концевых втулок. Подобрать большую кольцевую жесткость на трубчатых частях, чем на соединительных и концевых втулках означает, что секции и соединительные и концевые втулки будут иметь разные свойства материала, а также нуждаться в повышенной точности изготовления конических частей для надежного соединения.
В способе с разными углами сопрягаемых конических частей соединения секций, механический натяг будет на узком месте, поэтому основным сцепляющим элементом секций будет герметик, что не надежно.
Техническим результатом полезной модели является надежность соединения при одинаковых механических свойствах материала на коллекторе, соединительных и концевых втулках.
Технический результат достигается соединением секций биметаллического секционного радиатора, в каждой трубчатой части на ее концах выполнены два внутренних конуса (фиг.2 поз.8 и поз.9), под двумя разными углами, противоположно направленных по отношению друг к другу, а на соединительной втулке выполнены два наружных конуса (фиг.2 поз.11 и поз.13) под соответствующими углам на секции двумя разными углами, противоположно направленных по отношению друг к другу, при этом конус с большим углом (фиг.2 поз.11), имеет меньшую длину, чем аналогичный конус на секции (фиг.2 поз.8). Конус на секции (фиг.2 поз.8) и конус на втулке (фиг.2 поз.11) выполнены под соединение с натягом. Конуса (фиг.2 поз.8), втулке (фиг.2 поз.11) выполнены с конусностью 1:50±1°. Конуса (фиг.2 поз.9), втулке (фиг.2 поз.13) выполнены под углом 20°±4°.
На конце конуса секции имеется выступ (фиг.2 поз.10), а на конце конуса втулки имеется канавка (фиг.2 поз.14). При запрессовке наружный конус (фиг.2 поз.9) с выступом (фиг.2 поз.10) расширяется и после достижения канавки (фиг.2 поз.14) защелкивается в нее. Это позволяет в отличие от прототипа, где использовалось только прессовое соединение, увеличить прочность соединения. Для разгерметизации соединения, кроме усилия запрессовки, нужно еще преодолеть усилие на сдвиг материала.
Для герметизации соединения предусмотрено заполнение герметиком или герметизирующей прокладкой канавки 12 под герметик или герметичную прокладку.
На фиг.1 показан секционный биметаллический радиатор в продольном разрезе (условно показаны три секции радиатора).
1. Секция.
2. Алюминиевое оребрение.
3. Соединительная втулка.
4. Концевая внутренняя втулка.
5. Герметик или герметизирующая прокладка.
На фиг.2 показана часть секции радиатора с соединительными и концевыми втулками.
8. Конус с меньшим углом на секции.
9. Конус с большим углом на секции.
10. Выступ на секции.
11. Конус с меньшим углом на втулках.
12. Канавка под герметик или герметичную прокладку.
13. Конус с большим углом на втулках.
14  Канавка на втулках под выступ на секции.
На фиг. 3 показан секционный биметаллический радиатор без соединительных втулок в продольном разрезе (условно показаны три секции радиатора).
1. Секция.
2. Алюминиевое оребрение.
4. Концевая внутренняя втулка.
5. Герметик.
6. Концевая наружная втулка.