СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СЕКЦИОННОГО БИМЕТАЛЛИЧЕСКОГО РАДИАТОРА
METHOD FOR PRODUCING A CONCURRENT BIMETALLIC RADIATORS

Изобретение относится к обогревателям помещений секционного типа, секции которых соединены между собой соединительными втулками, в частности к способам изготовления секционных радиаторов.
Известен секционный радиатор, выполненный из трубчатых секций, каждая из которых выполнена из верхнего и нижнего отрезков труб, соединенных вертикально расположенными трубками. Верхний и нижний отрезки труб образуют верхний и нижний каналы с резьбовыми ниппелями на концах. В нижнем отрезке трубы крайней секции и в нижнем отрезке трубы смежной секции выполнены вертикально расположенные резьбовые отверстия. В полости крайнего нижнего отрезка трубы крайней секции перед резьбовой втулкой с наружной стороны радиатора установлена перегородка, отделяющая полость крайнего нижнего отрезка трубы крайней секции от полости смежного нижнего отрезка трубы другой секции. Каждое резьбовое отверстие отрезка трубы расположено на противоположной стороне от трубки, ось которой совмещена с осью резьбового отверстия отрезка трубы. Внутренний диаметр трубки dт меньше диаметра dо резьбового отверстия отрезка трубы. Диаметры Dк каналов равны, Dк>do, перегородка пристыкована к торцу втулки и расположена между линией разъема нижних отрезков труб двух крайних смежных секций и осью трубки крайней секции радиатора. Смежные крайние отрезки труб имеют утолщения, в которых выполнены резьбовые отверстия, совмещенные с резьбовыми отверстиями, выполненными в стенках отрезков труб. Изобретение обеспечивает повышение универсальности радиатора (RU 2313044 С1, 20.12.2007).
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 23666U1, 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.
Прототипом представленного в данном описании технического решения является секционный радиатор (RU 2382293 С1, 20.02.2010), содержащий последовательно расположенные секции, которые соединены друг с другом резьбовыми муфтами и в зоне 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 обеспечивает 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. Данный способ предусматривает использование таких соединительных муфт, которые имеют правую и левую резьбы на концах. Такие соединительные резьбовые муфты вставляют в резьбовые трубчатые части соединяемых секций и вращают их специальным инструментом. При вращении втулок они завинчиваются в резьбовые трубчатые части секций, секции прижимаются друг к другу торцами трубчатых частей коллекторов и соединение секций герметизируется.
Конструкция известного радиатора по патенту RU 2382293 С1 предусматривает способ изготовления радиатора, который изготавливают следующим образом. Сначала изготавливают стальные сердечники, для чего две трубчатые части каждого стального сердечника соединяют сваркой с трубой-колонкой, затем заливают сердечник в форме жидким металлом, формуют секцию радиатора, обрабатывают ее после формовки и нарезают резьбу в трубчатых частях каждой секции. После этого соединяют секции соединительными втулками (указанными выше резьбовыми муфтами), вводимыми в трубчатые части коллекторов. Далее завинчивают в крайние концевые секции концевые резьбовые втулки. После соединения секций радиатора осуществляют его покраску.
Конструкция известного радиатора является сравнительно сложной вследствие наличия в ней множества резьбовых муфт (резьбовых соединительных втулок), требующих весьма точной соосности соединяемых секций и использования в соединениях межсекционных герметизирующих прокладок. Вследствие возможного сочетания допусков на отклонение форм, соединительные резьбовые муфты завинчиваются в резьбовые трубчатые части секций с перекосом, приводящим к зажевыванию витков резьбы, неравномерному обжатию прокладок и их частичному разрушению. Частичное разрушение резьбы резьбового соединения и неравномерность обжатия уплотнительной прокладки наиболее опасно с точки зрения надежности радиатора, поскольку оно, по сути, является скрытым. Также возможен не одновременный заход резьбы в соединяемые секции, что приводит к снижению прочности и герметичности соединения. В итоге, сложная конструкция радиатора предопределяет сложность способа его производства с большими экономическими издержками.
Каждая резьбовая соединительная втулка известного радиатора имеет сложную конструкцию, связанную с необходимостью выполнения зацепов под монтажный ключ для вращения втулки. Указанные зацепы расположены внутри втулки, что повышает сопротивление движению теплоносителя в радиаторе. Вследствие того что соединительные и концевые втулки имеют на концах резьбу для соединения с резьбой трубчатых частей, площадь торца каждой втулки выбрана с учетом этой резьбы и эта площадь, имеющая сравнительно большое значение для гидравлических потерь, оказывает дополнительное сопротивление движению теплоносителя через соединительную втулку. Следует учесть, что радиатор может иметь более десяти секций, соединенных десятками резьбовых втулок.
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 втулку в резьбу трубчатых частей секций и свинчивают (сближают) секции до упора торцов трубчатых частей друг в друга через герметизирующую прокладку, которая имеет допуск по степени ее сжатия.
В случае 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 по сути 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. 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 этого, известный способ изготовления радиаторов имеет сравнительно большое число операций, он является сложным и менее надежным.
Таким образом, существенным недостатком известного способа является его сложность, связанная с необходимостью использования резьбовых соединительных втулок, которые не в полной мере обеспечивают требования надежности соединения секций.
Техническим результатом представленного в данном описании изобретения - способа изготовления секционного биметаллического радиатора - является упрощение изготовления радиатора и повышение его надежности.
Технический результат получен способом изготовления секционного биметаллического радиатора, характеризующимся тем, что сначала изготавливают секции радиатора из стальных сердечников, каждый из которых содержит трубчатые части, соединенные сваркой с трубой-колонкой, а затем соединяют секции соединительными втулками, вводимыми в трубчатые части сердечников, и соединяют с концевыми секциями радиатора концевые втулки, что при изготовлении сердечников используют трубчатые части с коническими раструбами, а также соединительные конические втулки и концевые конические втулки с резьбами для соединения радиатора с трубами системы отопления, а при сборке радиатора вводят каждый конический конец втулки в раструб трубчатой части сердечника с натягом.
Располагают втулки и раструбы трубчатых частей сердечников на их осях симметрии, сжимают секции с противоположных сторон и перемещают их плоскопараллельно по отношению друг к другу до момента посадки с натягом в проектное положение втулок в раструбах трубчатых частей сердечников.
Перед вводом конца каждой конической втулки в соответствующий конический раструб, на поверхность конического раструба и/или конической втулки наносят клей-герметик, обладающий в исходном состоянии свойствами улучшения скольжения втулки в раструбе, а в отвержденном состоянии - свойствами сцепления и герметизации поверхностей соединения.
На фиг. 1 показан секционный биметаллический радиатор с коническими соединительными и концевыми втулками в собранном состоянии в продольном разрезе.
На фиг. 2 - секция радиатора с трубчатыми частями, имеющими конические раструбы.
На фиг. 3 - секция радиатора в предмонтажном положении с двумя соединенными с ней соединительными коническими втулками.
На фиг. 4 - расположение секций, конических соединительных втулок и концевых конических втулок в процессе их соединения.
Способ изготовления секционного биметаллического радиатора, выполненного, например, из первой концевой секции 1 (фиг. 1), одной средней секции 2 (или множества средних секций) и второй концевой секции 3, осуществляют следующим образом. Сначала изготавливают стальные сердечники указанных секций, для чего две трубчатые части 4 и 5 каждого сердечника соединяют сваркой с трубой-колонкой 6 сердечника.
Далее располагают стальной сердечник в форме для литья, закрывают отверстия трубчатых частей 4 и 5 заглушками и заливают стальной сердечник в форме жидким металлом. В форме секцию отливают, формуют ребра теплообмена (оребрение), покрывают секцию слоем 7 алюминиевого сплава. После отверждения сплава полученную секцию обрабатывают, шлифуют ее поверхности.
Затем с концевой секцией 1 соединяют коническими соединительными втулками 8 (фиг. 4) среднюю секцию, для чего втулки 8 вводят в раструбы трубчатых частей 4 и 5 сердечников смежных секций и с небольшим усилием запрессовывают в этих частях так, как это показано на фиг. 3. Аналогичным образом присоединяют к двум соединенным секциям следующую среднюю секцию. После чего цикл повторяют необходимое число раз, отвечающее заданному числу секций в радиаторе. В данном примере сборки радиатора из трех секций к двум соединенным между собой секциям 1 и 2 присоединяют третью концевую секцию 3 описанным аналогичным образом соединительными втулками 8. После соединения секций 1, 2, 3 в концевые секции 1 и 3 радиатора запрессовывают концевые втулки 9. Последовательное соединение секций характеризует последовательный способ сборки.
Предусмотрен вариант сборки радиатора, когда концевые втулки 9, секции 1, 2, 3 и соединительные втулки 8 располагают последовательно на центрирующих оправках (не показаны), а затем секции сжимают с противоположных сторон. При этом продольные оси втулок 8 и 9, а также оси раструбов трубчатых частей 4 и 5 центрируются оправками и втулки входят в раструбы без перекосов благодаря обеспечению плоскопараллельного перемещения соединяемых указанных частей радиатора. После соединения секций радиатора оправки из отверстий втулок и трубчатых частей секций извлекают. После проведенных операций осуществляют покраску собранного радиатора.
Существенной особенностью способа является то, что в процессе изготовления каждого сердечника образуют калиброванным инструментом (не показан) внутри каждого конца трубчатой части 4 и 5 конический раструб 10 (фиг. 2). Раструб образуют путем раздачи конца трубчатой части. При этом в процессе изготовления конических соединительных втулок 8 концы каждой втулки выполняют коническими, имеющими конические противоположно направленные конические поверхности 11 (фиг. 4). Концевые втулки 9 изготавливают так, что каждая концевая втулка 9 имеет конический конец с конической поверхностью 11 и цилиндрический конец 12, внутри которого выполнена присоединительная резьба 13. Эта резьба предназначена для соединения радиатора с трубой системы отопления помещения.
При соединении конических с одного конца концевых втулок 9 с концевыми секциями 1 и 3 (фиг. 1) и при соединении секций 1-3 между собой соединительными втулками 8 указанные втулки с натягом устанавливают в раструбах трубчатых частей 4 и 5 путем указанной запрессовки втулок с усилием, достаточным и необходимым для полной посадки втулок в рабочие положения при условии ограничения деформаций металла трубчатых частей в пределах, исключающих появление трещин металла.
Конусность втулок и раструбов, в случае отклонения от плоскопараллельного перемещения секций и указанных элементов, позволяет переместить втулки в проектное положение с незначительным перекосом, компенсируемым деформацией втулок и трубчатых частей. Эта особенность позволяет снизить требования к точности изготовления втулок и трубчатых частей сердечников и точности межосевых расстояний между трубчатыми частями.
Способ предусматривает, что перед вводом каждого конического конца указанных втулок в соответствующий конический раструб трубчатой части сердечника, на поверхность конического раструба и/или конической втулки наносят эпоксидный компаунд или анаэробный клей-герметик, обладающий в исходном состоянии свойствами улучшения скольжения конического конца втулки в раструбе, а в отвержденном состоянии - свойствами сцепления и герметизации поверхностей соединения.
Следует отметить, что после отверждения клея-герметика он блокирует втулки в раструбах от перемещений, чему способствуют заполненные клеем-герметиком углубления 14, выполненные на конических поверхностях втулок 8 и 9 (фиг. 4).
Описанный выше способ исключает необходимость использования сложных резьбовых втулок, необходимость их вращения при соединении секций, исключает применение деформируемых герметизирующих прокладок, снижает требования к точности расположения соединяемых поверхностей. Все это упрощает технологию производства соединительных втулок и радиаторов в целом, исключает применение переходных радиаторных пробок. Вместо резьбовых соединительных и концевых пробок в данном способе использованы конические втулки с поверхностями, обеспечивающими заданный уровень надежности соединения секций. В случае смещений осей трубчатых частей одной секции относительно оси симметрии двух трубчатых частей другой секции допускается перемещение с перекосом конических соединительных и концевых втулок в конических раструбах. Указанный перекос компенсируется пластической деформацией металла конических поверхностей раструбов трубчатых частей и металла перемещаемых в трубчатых частях конических втулок. Способ позволил исключить сложную и трудоемкую операцию свинчивания секций радиатора в процессе его сборки. Использование стальных сердечников с коническими раструбами, выполненными в трубчатых частях сердечников, а также использование специальных конических соединительных втулок и конических концевых втулок позволили существенно упростить способ сборки радиатора. При этом следует отметить, что полный или частичный монтаж-сборку радиатора можно осуществлять также на строительном объекте с использованием специального несложного инструмента.