Способ изготовления матричного теплообменника

 

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МАТРИЧНОГО ТЕПЛООБМЕННИКА путем сборки матрицы из перфорированных пластин , чередующихся с уплотнительными прокладками , и установки матрицы в цилиндрическую обечайку с последующим сжатием и фиксацией путем сварки с обечайкой, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологии изготовления и повышения надежности , сжатие матрицы осуществляют до достижения ею пластической деформации , соответствующей рабочей температурной деформации, а перед фиксацией дополнительно производят обкатку наружной поверхности обечайки в зонах между пластинами. (Л о 05 01 а

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3 (5D

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОС) ДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3592176/24-06 (22) 20.05.83 (46) 07.07.84. Бюл. № 25 (72) Д. М. Боуш, А. С. Боуш и Л. А. Лапшина (53) 621.565,94 (088.8) (56) 1. Патент Японии № 47-47140, кл. F 28 D 9/00, опублик. 1972.

2. Патент Великобритании № 1302516, кл. F 28 F 3/02, опублик. 1973. (54) (57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МАТРИЧНОГО ТЕПЛООБМЕННИКА путем сборки матрицы из перфорированных пла„„SU„„1101656 стин, чередующихся с уплотнительными прокладками, и установки матрицы в цилиндрическую обечайку с последующим сжатием и фиксацией путем сварки с обечайкой, отличаюи1ийся тем, что, с целью упрощения технологии изготовления и повышения надежности, сжатие матрицы осуществляют до достижения ею пластической деформации, соответствующей рабочей температурной деформации, а перед фиксацией дополнительно производят обкатку наружной поверхности обечайки в зонах между пластинами.

1101656

ВНИИПИ Заказ 4684/24: Тираж 63! Подписное филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к способу изготовления матричных теплообменников, работающих в условиях воздействия криогенных температур.

Известен способ изготовления матричных теплообменников путем образования пакета из металлических перфорированных пластин с прокладками и фиксации пакета с последующей пайкой или сваркой пластин (1).

Недостатком указанного способа яв- 10 ляется сложность технологического процесса при его изготовлении.

Известен также способ изготовления матричных теплообменников, по которому торцы пластин покрывают уплотнением и для герметизации стягивают шпильками (2).15

Однако при изготовлении теплообменников по известному способу в условиях длительного и циклического воздействия криогенных температур в элементах возникают остаточные деформации, обуслов- 2О ленные термическим расширением пластин, что приводит к образованию трещин и снижению герметичности и надежности.

Цель изобретения — упрощение технологии изготовления и повышение надежности. 25

Указанная цель достигается тем, что согласно способу изготовления матричного теплообменника путем сборки матрицы из перфорированных пластин, чередующихся с уплотнительными прокладками, и установки матрицы в цилиндрическую обечайку с последующим сжатием и фиксацией путем сварки с обечайкой, сжатие матрицы осуществляют до достижения ею пластической деформации, соответствующей рабочей температурной деформации, а перед фиксацией дополнительно производят обкатку наружной поверхности обечайки в зонах между пластинами.

На фиг. изображен теплообменник, продольный разрез; на фиг. 2 — перфорированная пластина. 4О

Матричный теплообменник изготавлива ют сл еду ющи м сп особо м.

Матрицу 1 образуют набором металлических перфорированных пластин 2, чередующихся с уплотнительными прокладками 3. Прокладки 3 изготавливают из фольгированных металлами неметаллических материалов. Собранную из чередующихся слоев пластин 2 и прокладок 3 матрицу 1 помещают в обечайку 4 и устанавливают фланец 5. Теплообменник помещают на пресс с упором на стол основания 6 и прилагают пуансоном 7 усилие на фланец 5.

Осевое сжатие матрицы 1 производят до тех пор, пока ход пуансона 7 не достигнет величины, равной расчетной температурной деформации матрицы 1, При достижении заданной величины деформации производят выдержку и фиксируют матрицу 1 путем сварки юбки 8, фланца 5 с обечайкой 4. Герметизацию теплообменника по кольцевой поверхности пластин 2 производят следующим образом: теплообменник размещают в патроне токарного станка; выполняют обкатку наружной поверхности обечайки 1 накатниками 9 в зонах между пластинами 2, при этом обкатку выполняют при удельном давлении, превышающем предел упругости материала обечайки 4.

Пластическая деформация пластин и прокладок до расчетной низкотемпературной деформации позволяет ограничить деформацию матрицы при циклах «Охлаждение-отогрев»,а. устранение применения клеевых и паяных соединений позволяет повысить эксплуатационную надежность изготавливаемого теплообменника.

По предлагаемому способу изготовлен макет теплообменника диаметром 300 мм из перфорированных алюминиевых пластин и прокладок из гетинакса, фольгированных медью. Проведены испытания на герметичность и устойчивость к термоциклированию.

Предварительные испытания показали, что образцы, собранные с помощью пайки, теряют герметичность через 10 — 15 циклов нагружения давлением, а образцы, изготовленные по предлагаемому способу, сохранили герметичность после 50 циклов нагружения давлением и термоциклирования.

При этом упростилась технология сборки, трудоемкость изготовления уменьшилась на 30 — 40%, благодаря возможности использования стандартного оборудования (пресс, токарный станок, обкаточные ролики) улучшилось качество изготавливаемых матричных теплообменников.