Способ изготовления трубчатого теплообменника из пластмассы
ОПИСАНИЕ ЗОВ75
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалмстнческнх
Республик
Зависимое от авт. свидетельства №
Заявлено 16ЛХ.1968 (№ 1271629/23-5) с присоединением заявки №
Приоритет
Опубликовано 08.11 1973. Бюллетень № 10
Дата опубликования описания Ж1Ч.1973
М. Кл. В 29Ь 19/06
Комитет оо делам изобретений н открытий ори Совете Министров
СССР
УДК 678.029.43 (088.8) Авторы изобретения
М. И. Кафыров, А. И. Гойхрах, В. Il. Кодзаев, Н. Н. Пронякин, И, К. Новицкий и Н. А. Голиков
Заявитель
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТРУБЧАТОГО
ТЕПЛООБМЕННИКА ИЗ ПЛАСТМАССЫ
Изготовление аппаратуры из фторопласта связано со значительными трудностями, так как фторопласт-4 плохо сваривается и при нагрузках, превышающих при данной температуре определенную величину, дает остаточные деформации, связанные с рекристаллизацией, Особенно сложна задача создания из фторопласта-4 теплообменной аппаратуры, необходимость которой очень велика, ввиду того, что большинство технологических процессов сопровождается теплообменом.
Фторопласт-4 имеет низкую теплопровод0,22ккал ность — (i.= ). Однако при теплом. час град обмене через тонкую фгоропластовую стенку (0,5 — 1 мм) можно получить коэффициент тепккал лопередачи порядка 150 †2,Высом час град кая теплостойкость фторопласта-4 дает возможность применять теплоносители, обеспечивающие значительные разности температур, и, если применять конструкцию теплообменников с хорошо развитой поверхностью теплообмена, то можно получить достаточно эффективные теплообменные устройства. К тому же инертность и неполярность фторопласта препятствуют образованию на поверхности осадков и накипи, резко снижающих, как это имеет место в металлических теплообменниках, коэффициент теплопередачи.
Известен способ изготовления трубчатых теплообменников из пластмассы путем установки трубок в отверстия трубной решетки с т оследующей приваркой каждой трубки по ее наружному периметру к торцовой плоскости трубной решетки.
Предлагаемый способ позволяет уменьшить энергоемкость процесса при использовании в качестве конструкционного материала теплообменника фторопласта-4.
Описываемый способ характеризуется одновременной совместной приваркой к трубной решетке всех трубок, количество которых может достигать более тысячи штук. Приварку трубок осуществляют путем введения в концы трубок металлических опорных пальцев, заключения решетки с вставленными в нее трубками в металлическую стяжную обойму, нагревания всего комплекта до 375 — 390 С, охлаждения изделия и извлечения пальцев из трубок.
При этом требуемое для сварки давление создается не при помощи прижимных устройств или прессов, а в результате большого коэффициента теплового расширения фторопласта-4.
Наибольшей относительной поверхностью теплообмена и эффективностью обладают теплообменники, имеющие большое количество
30 трубок малого диаметра 3 — 6 мм и толщиной
301975
0,5 — 1,5 мм. При диаметре решеток 200—
250 мм (без фланцев; размеры выпускаемых фторопластовых заготовок ограничены) количество трубок может достигать 1500 и более.
На фиг. 1 показан трубчатый элемент теплообменника; на фиг, 2 — пример установки в теплообменнике U-образного трубного пучка.
Трубную решетку 1 изготавливают из фторопласта-4 с соотношением диаметра к толD щине — =4. В трубных решетках сверлятся
S отверстия, имеющие диаметр, равный внешнему диаметру трубок d (ходовая посадка) с шагом t=1,3d. Трубки 2 вставляют в обе решетки 1, а затем в каждую трубку с обоих концов вводят пальцы 8 (скользящая посадка). Пальцы изготовляют из нержавеющей стали. На решетки надевают разъемные обоймы 4 и стягивают их болтами 5.
Подготовленный в таком виде пучок помещают в печь для спекания фторопластов. При изготовлении пучков длиной более 0 5 м под трубы подкладывается металлический лоток (алюминий) так, чтобы трубы в нагретом состоянии не провисали. Затем включают нагрев и температуру в печи подымают со скоростью 150 С в час до 375 — 390 С. При этой температуре теплообменник выдерживают в течение часа, после чего чагрев в печи прекращается, и при 200 — 250 С трубный пучок извлекается из печи.
Во время нагрева фторопласт, обладающий большим коэффициентом теплового расширения (15 — 21 ° 10 ), не имея возможности из-за обоймы свободно расширяться, оказывает давление на пропущенные в решетку концы трубок, а штифты противодействуют и предотвращают смятие трубок. В результате этого развивается давление, достаточное для приварки трубок к решетке. Сварка опытных образцов показала, что объемное расширение идет за. счет увеличения толщины решетки. Происходит одновременная надежная приварка всех трубок.
При помощи особого инструмента или плоскогубцев штифты удаляются из трубок, а обоймы с решеток снимаются. Далее срезают лишние куски трубок, выходящие из решеток, зачищают решетки, после чего пучок готов к установке в корпусе теплообменника или в каком-лиоо аппарате.
Предмет изобретения го
Способ изготовления трубчатого теплообменника из пластмассы путем установки трубок в отверстия трубной решетки с последующей приваркой каждой трубки по ее наружному периметру к торцовой плоскости трубной решетки, отличающийся тем, что, с целью уменьшения энергоемкости процесса при использовании в качестве конструкционного материала теплообменника фторопласта-4, приварку трубок к решетке осуществляют путем введения в концы трубок металлических опорных пальцев, заключения решетки с вставленными в нее трубками в металлическую стяжную обойму, нагревания всего комплекта до
375 †3 С, охлаждения изделия и извлечения пальцев из трубок.
391975
Фиг. Л
Фиг.1
Редактор Т, Ларина
Заказ 1080(9 Изд. № 1274 Тираж 678 Подписное
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Москва, K-35, Раушская наб., д. 4)5
Типография, пр. Сапунова, 2
Составитель М. Самигуллин
Техред 3. Тараненко
Корректоры: В. Петрова и Н. Луковцева
