ЗАГОТОВКА ДЛЯ СОЗДАНИЯ ВЕРТИКАЛЬНОГО КАНАЛА В СЕКЦИОННОМ БИМЕТАЛЛИЧЕСКОМ РАДИАТОРЕ

Полезная модель относится к закладным элементам, применяемым при производстве отопительных приборов, в частности секционных биметаллических радиаторов, предназначенных для систем отопления жилых, общественных и производственных зданий.
Секционные биметаллические радиаторы характеризуются системой каналов, состоящей из двух горизонтальных и, по крайней мере, одного вертикального канала, расположенных внутри алюминиевой рубашки. В процессе эксплуатации по внутренним каналам движется теплоноситель, а алюминиевая рубашка передает тепло в отапливаемое помещение. Одной из технологических операций процесса изготовления секций таких радиаторов является заливка расплавленного алюминия под давлением в пресс-форму литейной машины. Предварительно в эту пресс-форму помещают закладной элемент - заготовку в виде металлической трубы (например, из стали), которая в дальнейшем служит вертикальным каналом отопительного прибора.
Известен секционный биметаллический радиатор, в котором вертикальные трубопроводы выполнены из стали, а горизонтальные трубопроводы формируются вместе с корпусом из алюминиевого сплава в процессе литья под давлением (Патент РФ №2178133, опубл. 10.01.2002 г.). Недостатком процессов получения таких радиаторов является то, что расплавленный алюминий, подаваемый в пресс-форму под большим давлением, может попасть в вертикальные стальные трубопроводы, из которых удалить его практически невозможно. Это приводит к перекрытию канала и препятствует нормальной работе радиатора.
Наиболее близкой к заявляемой полезной модели является заготовка вертикального трубопровода для секционного биметаллического радиатора по патенту РФ на полезную модель №50292, опубл. 27.12.2005 г. Заготовка представляет собой стальную трубу с внутренним размером поперечного сечения d, которая содержит с каждой стороны заглушку, установленную с возможностью последующего принудительного удаления, причем заглушка имеет нижнюю часть, входящую в трубу, длиной 1 и верхнюю выступающую часть, при этом 1=(0,07-0,33)d. Представленное техническое решение принято за прототип.
Данная конструкция заглушки позволяет исключить попадание алюминиевого сплава внутрь вертикального трубопровода, однако, для ее установки и последующего извлечения требуется достаточно строгий подбор усилия. В противном случае не гарантирована устойчивость заглушки, и могут возникнуть сложности при ее удалении. Чрезмерные усилия при установке и извлечении могут привести к повреждению всей конструкции, снижению ее герметичности. Это, в свою очередь, при серийном и массовом производстве приводит к дополнительному браку и снижению объема производства. Кроме того, устанавливаемая заглушка имеет относительно высокую материалоемкость.
Техническим результатом, достигаемым в предложенном техническом решении, является обеспечение простоты и надежности фиксации заглушки в заготовке, а также обеспечение легкости ее дальнейшего удаления. Это позволяет снизить брак при производстве заготовок из-за указанных недостатков прототипа. Кроме того, применяемая заглушка имеет меньшую материалоемкость, по сравнению с прототипом.
Указанный технический результат достигается тем, что в известной заготовке для создания вертикального канала в секционном биметаллическом радиаторе, выполненной.в виде трубы, на торцах которой установлены заглушки с возможностью их последующего принудительного удаления, согласно полезной модели, каждая заглушка выполнена полой внутри и содержит нижнюю часть, установленную вокруг внешней боковой поверхности трубы; среднюю часть и верхнюю часть, причем соотношение высоты участка трубы h, заходящего в нижнюю часть заглушки, и внутреннего диаметра нижней части заглушки d составляет h=(0,06-0,63)d.
Верхняя часть заглушки может быть выполнена в виде диска или полусферы.
Максимальный поперечный размер верхней части заглушки может превышать внешний диаметр трубы.
Средняя часть заглушки может быть выполнена в виде усеченного конуса.
По краю нижней части заглушки может быть выполнен кольцевой выступ, а на расстоянии h от края трубы выполнена площадка.
Заглушка может быть выполнена из стали или из сплава с температурой плавления не ниже 650°С.
За счет того, что предложенная заглушка выполнена полой, требуется меньше усилий, чтобы одеть и снять ее с трубы. Также имеет значение конструкция: заглушку легче «сбить» с трубы, если она одета снаружи, чем выбить из трубы (как в прототипе).
Заявленное соотношение внутреннего диаметра нижней части заглушки d и высоты участка трубы h, заходящего в нижнюю часть заглушки, обусловлено следующим. При h<0,06 d может произойти сваливание заглушки при перемещении и установке трубы в литейную пресс-форму. При h>0,63 d имеется опасность застревания заглушки при снятии ее с трубы.
Возможность осуществления заявляемого технического решения, охарактеризованного приведенной выше совокупностью признаков, а также возможность реализации назначения может быть подтверждена описанием возможной конструкции заготовки, что поясняется графическими материалами, на которых изображено следующее.
На фиг.1 представлен процесс установки заглушки на трубе.
На фиг.2 представлена верхняя часть заглушки, выполненная в виде диска.
На фиг.3 представлена верхняя часть заглушки, выполненная в виде полусферы.
На фиг.4 представлено сечение верхней части отливки после извлечения ее из пресс-формы.
На фиг.5. представлен процесс снятия заглушки с трубы.
Заглушка 1 содержит нижнюю часть 2, среднюю часть 3 и верхнюю часть 4 (фиг.1). Верхняя часть 4 заглушки может быть выполнена в виде диска (фиг.2) или полусферы (фиг.3). Заглушки могут быть изготовлены из листа стали или листа сплава с температурой плавления не ниже 650°С (например, латуни, меди, бронзы) методом листовой штамповки. В качестве заготовки может быть использована стальная труба 5. В случае, когда внешний диаметр трубы 5 больше внутреннего диаметра нижней части заглушки d, на трубе 5 на расстоянии h от ее краев выполняют площадку 6, а по краю нижней части заглушки 2 выполняют кольцевой выступ 7. При установке заглушки 1 ее располагают соосно трубе 5 и осевым усилием инструмента 8 нажимают на верхнюю часть 4 (Фиг.1). При этом заглушка надвигается на трубу до тех пор, пока кольцевой выступ 7 ее нижней части не упрется в площадку 6 трубы 5.
Заготовка перед операцией заливки в пресс-форму представляет собой трубу 5 с двумя заглушками 1, которые закрывают отверстия трубы от попадания жидкого алюминиевого сплава.
Далее подготовленная труба 5 с заглушками 1 помещается в пресс-форму литейной машины, куда подается определенная доза жидкого алюминиевого сплава под давлением. После кристаллизации алюминиевого сплава получается отливка, сечение верхней части которой показано на фиг.4., Отливка содержит трубопровод с горизонтальным каналом 9, стальную трубу 5 с вертикальным каналом, закрытым заглушкой 1, и алюминиевую рубашку 10. Отливку после извлечения из пресс-формы направляют на операцию по удалению заглушек.
Для удаления заглушек 1 используют механизм 11, представляющий собой толкатель или пуансон, движение которого перпендикулярно оси трубы 5 (Фиг.4, 5). Торцевая поверхность механизма 11 может иметь скос, что позволяет уменьшить нагрузку на заглушку при ее удалении, а также избежать деформации заглушки. После снятия заглушек 1 с трубы 5 секция биметаллического радиатора передается на последующие технологические операции.
Таким образом, предложенное техническое решение обеспечивает простую и надежную фиксацию заглушек в заготовке, а также легкость их дальнейшего удаления. При этом заглушки имеют пониженную материалоемкость, отсутствуют требования к высокой точности их изготовления и установки. В результате снижается брак изготовления секций биметаллических радиаторов, а также увеличивается объем производства.