Способ изготовления многослойныхизделий и устройство для егоосуществления

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Союз Соаетския

Социалистических

Республик р>812158 (61) Дополнительный к патенту (22) Заявлено 271277 (21) 2558159/25-27 (51}М. Кл.

В 21 0 51/24 (32) 27. 12. 76 (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (31) 76. 39. 149 (33) Франция

Опубликовано 07.0181. Бюллетень 14о 9

Дата опубликования описания 1003.81 (53) УДК 621. 791. .75(088.8) (72) Автор изобретения

Иностранец

Этьен Жуэ (Франция) !

Иностранная фирма

"Спиреи л Эшанжор Спираль евер Клеан-".— (Франция) . — - --- =:--. Ы (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МНОГОСЛОЙНЫХ ИЗДЕЛИИ

И УСТРОИСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Приводные опоры сердечника установлены с возможностью регулирования их положения в осевом направлении и

Изобретение относится к способам изготовления многослойных изделий и может быть использовано преимущественно при изготовлении теплообменников, состоящих из внутреннего корпуса и внешнего кожуха.

Известен способ изготовления многослойных изделий, включающий многослойную намотку ленты на сердечник, при которой осуществляют контроль на- О тяжения ленты $1j.

Известно устройство ддя изготовления многослойных иэделий, содержащее барабан, образующий лебедку с осью, параллельной оси намотки, регулируе- 15 мое тормозное устройство и сердечйик, установленный в приводных опорах.

Недостатком указанного способа яв.ляется его невысокая производительность и наличие концевых участков ленты, которые идут в отходы.

Целью изобретения является повышение производительности и снижение расхода металла.

Для этого наматываемую ленту перегибают с образованием двух ветвей и наматывают на сердечник обе ветви одновременно, к концу одной из ветвей прикрепляют вторую ленту, образующую при намотке внешний кожух, усилие натяжения прикладывают к дополнительному гибкому элементу, временно закрепленному на свободном конце второй полосы.

Устройство для изготовления многослойных изделий снабжено дополнительным гибким элементом, закрепленным на барабане и снабженным смонтированным на его свободном конце зажимным элементом для закркпления полосы, образующей внешний кожух, барабан выполнен с пазом для установки в нем эажимного элемента.

Сердечник выполнен в виде двух оправок с параллельными осями и расстоянием между ними, равным толщине наматываемой ленты. Одна из оправок выполнена в виде двух отдельных соосных элементов. Оправки могут быть выполнены съемными и снабжены ребрами, установленными перпендикулярно их оси.

Сердечник выполнен в виде оправки с продольной прорезью, ширина которой равна толщине наматываемой ленты

812158

5 !

О !

d0

6S снабжены приспособлением для обработки кромок ленты.

На фиг. 1-3 представлены три различные стадии намотки ленты, на фиг. 4 — схематический вид сечения готового изделия; на фиг. 5 — вид A фиг. 3, на фиг. б — то же, один из вариантов выполнения, на фиг. 7-8— варианты выполнения сердечника; на фиг. 9-11 — три стадии намотки при третьем варианте исполнения сердечника, на фиг. 12 — то же, с использованием ребер, на фиг. 13 — сечение Б-Б на фиг.12;на фиг.14 -вариант выполнения сердечника с ребрами, на фиг. 15 — предлагаемое устройство, общий вид, на фиг.16 — сечение В-В на фиг. 15; на фиг. 17 — частичный продольный разрез устройства.

Ветви 1 и 2 представляют собой две части одной непрерывной ленты. Для наглядности на чертеже обе ветви показаны разными и обозначены в разрезе

Лента выполнена из листовой стали и выполняет функции разделительных стенок теплообменника для двух жидкостей

Если обе ветви 1 и 2 относятся к одной стальной ленте, то ее перегибают по точно выбранной поперечной линии. Однако можно получить такую ленту путем сварки двух отдельных стальных полос по их торцам, соответственно обработанным.

Как в том, так и в другом случае ленту огибают вокруг оправки 3, которую размещают у соединительной ли- нии ветвей. Оправка 3 параллельна второй оправке 4 и находится от нее на расстоянии, равном толщине наматываемой ленты. Любая из этих оправок может быть заменена двумя короткими соосными элементами.

Свободный конец ветви 1 удерживается гибким элементом 5, намотанным на барабан б и оканчивающимся зажимами 7. Гибкий элемент может быть выполнен в виде ленты, каната и т.п.

Свободный конец ветви 2 крепится сваркой, приклеиванием, приклепываиием или любым другим способом ко второй ленте 8, которая образует внешний кожух.

Лента 8 другим концом вставляется в зажимные элементы 9, находящиеся на конце дополнительного гибкого элемента 10 (например ленты), который является как бы продолжением ленты 8.

Элемент 10 закреплен на барабане 11, смонтированном с возможностью вращения. В барабане 11 выполнен паз, в который входят элементы 9, для того чтобы при намотке ленты на барабан

11 не увеличивалась толщина его.

Между слоями ленты должны быть зазоры для прохождения жидкости. Для этого выполняют либо рельефы на ветвях 1 и 2 ленты, либо используют дополнительные детали, например проволоку 12 и 13, располженную параллельно. Проволоку закрепляют перед намоткой либо, что предпочтительнее, устанавливают по мере намотки. Оба слоя проволоки 12 и 13 хранятся на барабанах 14 и 15. Концы проволок закрепляются любыми известными средствами (зажатием, приклеиванием и т.п.),.цля того чтобы они располагались у линии соединения обеих ветвей 1 и 2.

Оправка 4 (в случае необходимости съемно) устанавливается на соосных держателях, расположенных на станине 16.

Оправка 3 соединяется с механизмом управления вращением, осью которого является ось оправки 4.

Согласно изобретению наматывают по спирали одновременно обе ветви 1 и 2 проволоки 12 и 13, сообщая контролируемое натяжение ветви 2 посредством ленты 8 и элемента 11 с помощью привода, с которым соединены оправки 3 и 4.

Принцип действия устройства следующий.

Вначале устанавливают ветви 1 и 2 ленты, а также проволоки 12 и 13 относительно оправки 3, находящейся в самой нижней точке под оправкой 4.

Затем включают двигатель, для того чтобы оправка 3 (стрелка F ) и бара1 бан 11 (стрелка F ) вращались против часовой стрелки, при этом тормоз обеспечивает требуемое натяжение ветви 2 и ленты 8. Барабаны 6, 14 и 15 вращаются также против часовой стрелки (стрелка F ) вследствие силы тяги, действующей на ветвь 1 и проволоки

12 и 13.

После нескольких оборотов оправки 3 начинается спиральная намотка ветвей 1 и 2 на оправку 4 ° Первый раз операцию намотки прекращают, для того чтобы обрезать проволоки 12 и

13, на расстоянии от концов ветвей

1 и 2, а второй раз, когда вся длина ветвей 1 и 2 намотана на сердечник.

В этот момент включают привод барабана 11, для того чтобы обеспечить вращение последнего по часовой стрелке, и регулируют питание двигателя сердечника так, чтобы он действовал тор- . мозяще с целью сохранения заданного натяжения ленты 8, которая в этом случае начинает двигаться в обратном направлении (по стрелке F5 ), между тем как свободные части ветвей 2 и 1, между их концами и точкой присоединения ленты 8, остаются прижатыми к намотанной системе.

Достигнув при частичном разматывании положения, показанного на фиг.3» двигатели выключают, и герметично соединяют концы ветвей 1 и 2, например, посредством сварного шва 17.

После окончания. этой операции двигатели снова включают в направлении намотки (стрелки F -F ) до образова1 2 ния лентой 8 кожуха.

812158 в ытаскивается проталкиванием ее в

1 сторону.

СеРдечник 19 (фиг. 8) может быть выполнен разрезным с продольной про резью 20, ширина которой равна толщи не наматываемой ленты, для того чтобы она вошла в эту прорезь. Обе части сердечника 19 имеют площадки 21

I . удлиняющие радиально сердечники на величину, равную толщине наматываемой ленты, для того чтобы она после одного витка образовывала ровную спираль без резкого изменения радиуса кривизны.

Кроме того, сердечники могут быть

5 выполнены из двух отдельных оправок одинакового диаметра, которые могут, как указывалось выше, быть либо частью устройства, либо составной частью изделий (фиг. 9-11).

Параллельные оправки 22 и 23 размещают на расстоянии, равном толщине наматываемой ленты, для того чтобы она могла легко войти между ними. С обеих сторон этих сердечников находятся ветви 1 и 2..

Концы проволок 12 и 13 вставляют (фиг. 9) между ветвями 1 и 2 и сердечниками 22 и 23, затем оба сердечника поворачивают в направлении стрелки вокруг общей оси, параллельной оси сердечника, которая проходит между ними на равном расстоянии.

После полуоборота изделие находится в положении, схематически показанном на фиг. 10, а после полного оборота в положении, схематически изображенном на фиг. 11.

Между первыми витками ветвей 1 и 2, с одной стороны, и сердечником— с другой стороны, предусматривают ребра.

На фиг. 12 и 13 показано изделие, содержащее две оправки 24 и 25, представляющие собой трубчатые элементы, на которых крепятся .поперечные ребра 26 и 27 с помощью сварного соединения 28.

Форма ребер 26 и 27 напоминает форму капель масла.

Учитывая радиальную толщину ребер, расстояние между оправками 24 и 25 в два раза больше толщины нама-. тываемой ленты, для того чтобы последняя могла легко вставляться между ними. Изделие при намотке поворачивается на общей оси, параллельной осям сердечников 24 и 25, с помощью устройства, приводной механизм которого имеет две опоры 29, на которых закреплен сердечник.

Ребра 26 и 27 установлены перпендикулярно оси сердечника. Для того чтобы обеспечить циркуляцию жидкостей, в оправках предусмотрены отверстия или каналы, соединяющие камеры с пространством между наружной стенкой сердечника и внутренней стороной первого витка ветвей 1 и 2.

Если кожух выполнен из относительно тонкой ленты, можно наматывать ее в несколько слоев, предусмотрев соответст ино длину, и закрепить свободный ко"...ц сваркой на самом кожухе.

На фиг. 6 видно, что вторая лента 8 образует обечайку из.листовой стали, относительно тонкую, ширина которой больше ширины ветви 2. Ветвь

2 и лента 8 соосны, для того чтобы их боковые стороны были смещены на расстояние "у".

В обечайке, образованной лентой

8, перед намоткой выполняют отверстия 18, играющие роль радиальных каналов для циркуляции жидкости. После завершения сборки изделия к этим отверстиям приваривают трубы для соединения их с трубопроводами для подвода рабочих жидкостей.

Для крепления ленты 8, поперечный 2 край которой соединен с удлиняющим элементом, на который воздействует натяжение системы, в поперечном торце ее выполнен вырез с двумя выступами небольшой ширины. Зажимные элементы 9 2 накладывают на эти выступы. При намотке лента 8 наматывается вся целиком, кроме выступов. В этот момент можно выполнить точечную сварку по краю выреза, образуя необходимое крепление.

Кроме того, крепление может быть вы30 полнено другими средствами: пайкой, склейкой и т.п.

После выполнения крепления элементы 9 снимают. Выступы отгибают или обрезают, что легче, чем отгибать всю ленту полностью.

Крепление заканчивают, например, непрерывным сварным швом не только средней части ленты, но также выступов или обрезанной части. 40

Крепление ленты 8 может быть выполнено также следующим образом. Элементы 10 изготавливают из материала, который можно крепить на ленте 8 без элементов 9. После намотки .всей лен- 4 ты выполняют необходимое крепление, затем обрезают часть элемента 10 и после отгибания этой части окончательно закрепляют ленту. В результате расходуется элемент 10, и после некоторого количества иэделий следует взять новый элемент 11 °

Элемент 10, удлиняющий ленту 8, может быть выполнен не из ленты, а из двух тросов (фиг. 1). Для того чтобы они не увеличивали толщинй при намотке на барабане 11 предусмотрены выемки для размещения тросов.

Сердечник для намотки ветвей 1 и

2 может быть выполнен в разных вариантах. бО

На фиг. 7 показаны оправки 3 и 4.

Оправка 4 может либо соедииятьая с изделием, являясь его составной частью, либо быть частью устройства, в этом случае после намотки система Я

812158

Ребра могут быть выполнены и на сердечниках, изображенных на фиг. 1, 2, 3 и=7.

Форма ребер 30 может быть такой (фиг. 14), чтобы первые витки ленты укладывались ровно, без резкого изменения радиуса кривизны, так как первый виток ветви 1 накладывается не на оправку 4, а на ребра 30.

В ребрах могут быть предусмотрены отверстия для прохода жидкости. В этом случае оправки 24 и 25 имеют меньший диаметр, и в них не должно быть отверстий.

Устройство для реализации способа(фиг. 15 и 16) содержит барабан

11, образующий лебедку, механизм 31 для намотки.

Барабан 11, установленный с возможностью вращения вокруг горизонталь ной оси, соединен посредством трансмиссии с шестернями и цепными передачами с двигателем 32, на котором установлен ограничитель крутящего момента, обеспечивающий автоматическое разъединение, если натяжение наматываемой стальной полосы превышает заданное значение.

Кроме того, двигатель 32 лебедки снабжен гидравлическим дисковым тормозом 33, служащим для торможения этой лебедки во время намотки стальной полосы. Тормоз 33 соединен с задающим механизмом, регулирующим давление, причем это давление контролируется. Это устройство позволяет регулировать очень точно при спиральной намотке натяжение стальной ленты при любой скорости ее прохождения, которая может изменяться.

Механиз 31 для спиральной намотки размещен на некотором расстоянии перед барабаном 11, а между ними размещены продольные направляющие 34, на которых может перемещаться эажимной элемент 9 для захвата стальной ленты, соединенной с барабаном-лебедкой 11 гибким элементом 10.

Намоточный механизм 31 снабжен двумя приспособлениями 35 и 36, которые могут передвигаться поперечно ходу ленты с целью подгонки к ширине последней. Каждое из намоточных приспособлений 35 и Зб содержит опоры 29, на которых закреплен сердечник для намотки. Каждая опора посредством передач связан с приводом 37, который содержит также регулятор скорости постоянного тока. Таким образом, можно произвольно менять скорость вращеНия и, следовательно, скорость прохождения наматываемой спирально стальной ленты.

Опоры 29 .обеспечивают параллельность ленты во время и в конце операции намотки, а также могут быть снабжены приспособлением 38 для обработки кромок ленты.

Изобретение позволяет изготавливать теплообменники надежные и долговечные быстрым, простым и экономичным способом. Благодаря устранению предварительной обработки листовой стали, исключается ограничение, касавшееся длины наматываемых по спирали стальных лент.

Устройство для реализации способа может быть легко встроено в автома g тическую линию изготовления теплообменников.

Изобретение не ограничивается только описанными и представленными примерами исполнения, но включает все возможные варианты.

В частности, зажимы могут быть регулируемыми как по ширине, так и по толщине или даже по длине. Обе приводных оправки могут быть одинаковыми или неодинаковыми, идентичной

2О или неидентичной формы.

Кроме того, спирально можно наматывать одновременно более двух ветвей ленты, например три или четыре.

Формула изобретения

1. Способ изготовления многослойных изделий, преимущественно теплообменников, состоящих из внутреннего корпуса и внешнего кожуха, включающий иногослойную намотку ленты на сердечник, при которой осуществляют контроль натяжения ленты, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения производительности и снижения расхода металла, наматываемую ленту перегибают с образованием двух ветвей и наматывают на сердечник обе ветви одновременно, к концу одной

40 из ветвей прикрепляют вторую ленту, образующую при намотке внешний. кожух, усилие натяжения прикладывают к дополнительному гибкому элементу, временно закрепленному на свободном кон4$ це второй полосы.

2. Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее барабан, образующий лебедку с осью, параллельной оси намотки, регулируемое торщ мозное устройство и сердечник, установленный в приводных опорах, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, оно снабжено дополнительным гибким элементом, закрепленным на барабане и снабженным смонтированным на его свободном конце эажимным элементом для закрепления полосы, образующей внешний кожух, барабан выполнен с пазом для установки в нем зажимного элемента.

dO 3. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что сердечник выполнен в виде двух оправок с параллельными осями и расстоянием мелку ними, равным толщине наматываемой

65 ленты.

812158

1О

4. Устройство по пп. 2 и 3, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что одна из справок выполнена в виде двух отдельных.соосных элементов.

5. Устройс:во по пп. 3 и 4, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что оправки выполнены съемными.

6. Устройство по пп. 3-5, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оправки

"набжены ребрами, установленными перпендикулярно их оси.

7. Устройство но и. 2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что сердечник выполнен в виде оправки с продольной грорезью, ширина которой равна толщине наматываемой ленты.

8. Устройство по пп. 2-7, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что приводные опоры сердечника установлены с воэможностью регулирования их положения в осевом направлении и снабжены приспособлением для обработки кромок ленты.

Источники информации., принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 517440, кл. В 21 0 51/24, 1974.

812158

2У

Тираж 888 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 508/3

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Э. Ветрова

Редактор Ж. Рожкова Техред М.Коштура Корректор Н. Швыдкая