SU301975A1 - Способ изготовления трубчатого теплообменника из пластмассы - Google Patents

Description

Изготовление аппаратуры из фторопласта св зано со значительными трудност ми, так как фторош1аст-4 плохо свариваетс  и при нагрузках , превышающих при данной температуре определенную величину, дает остаточные деформации, св занные с рекристаллизацией.

Особенно сложна задача создани  из фторопласта-4 теплообменной аппаратуры, необходимость которой очень велика, ввиду того, что большинство технологических процессов сопровождаетс  теплообменом.

Фторопласт-4 имеет низкую теплопроводQ ,1lKKaA ч f

ность - (л -). Однако при теплоМ- час град

обмене через тонкую фторопластовую стенку (0,5-1 мм) можно получить коэффициент теплопередачи пор дка 150-250.Высом-час-град

ка  теплостойкость фторопласта-4 дает возможность примен ть теплоносители, обеспечивающие значительные разности температур, и, если примен ть конструкцию теплообменников с хорошо развитой поверхностью теплообмена , то можно получить достаточно эффективные теплообменные устройства. К тому же инертность и непол рносгь фторопласта преп тствуют образованию на поверхности осадков и накипи, резко снижающих, как это имеет место в металлических теплообменниках, коэффициент теплопередачи.

Известен способ изготовлени  трубчатых теплообменников из пластмассы путем установки трубок в отверсти  трубной решетки с последующей приваркой каждой трубки но ее

наружному периметру к торцовой плоскости трубной решетки.

Предлагаемый способ позвол ет уменьшить энергоемкость процесса при использовании в качестве конструкционного материала теплообменника фторопласта-4.

Описываемый способ характеризуетс  одновременной совместной приваркой к трубной решетке всех трубок, количество которых может достигать более тыс чи штук. Приварку

трубок осуществл ют путем введени  в концы трубок металлических опорных пальцев, заключени  решетки с вставленными в нее трубками в металлическую ст жную обойму, нагревани  всего комплекта до 375-390°С, охлаждени  издели  и извлечени  пальцев из трубок.

При этом требуемое дл  сварки давление создаетс  не при помощи прижимных устройств или прессов, а в результате большого

коэффициента теплового расширени  фторопласта-4 .

Наибольшей относительной поверхностью теплообмена и эффективностью обладают теплообменники , имеющие большое количество

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 } изготавливают из фторопласта-4 с соотношением диаметра к толщине . В трубных решетках сверл тс 

отверсти , нмеюш;ие диаметр, равный внешнему диаметру трубок d (ходова  посадка) с шагом 1,3. Трубки 2 вставл ют в обе решетки /, а затем в каждую трубку с обоих концов ввод т пальцы 5 (скольз ша  посадка ). Пальцы изготовл ют из нержавеюшей стали. На решетки надевают разъемные обоймы 4 и ст гивают их болтами 5.

Подготовленный в таком виде пучок помещают в печь дл  спекани  фторопластов. При изготовлении пучков длиной более 0,5 м под трубы подкладываетс  металлический лоток (алюминий) так, чтобы трубы в нагретом состо нии 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 нагрев в печи прекращаетс , и при 200-250°С трубный пучок извлекаетс  из печи.

Во врем  нагрева фторопласт, обладающий большим коэффициентом теплового расширени  (15-21-10 ), не име  возможности из-за обоймы свободно расшир тьс , оказывает давление на пропущенные в решетку концы трубок , а штифты противодействуют и предотвращают см тие трубок. В результате этого развиваетс  давление, достаточное дл  приварки трубок к решетке. Сварка опытных образцов показала, что объемное расширение идет за счет увеличени  толщины решетки. Происходит одновременна  надежна  приварка всех трубок.

При помощи особого инструмента или плоскогубцев штифты удал ютс  из трубок, а обоймы с решеток снимаютс . Далее срезают лишние куски трубок, выход щие из решеток, зачищают решетки, после чего пучок готов к

установке в корпусе теплообменника или в каком-либо аппарате.

Предмет изобретени 

Способ изготовлени  трубчатого теплообменника из пластмассы путем установки трубок в отверсти  трубной решетки с последующей приваркой каждой трубки по ее наружному периметру к торцовой плоскости трубной решетки, отличающийс  тем, что, с целью уменьшени  энергоемкости процесса при использовании в качестве конструкционного материала теплообменника фторопласта-4, приварку трубок к решетке осуществл ют путем введени  в концы трубок металлических опорных пальцев, заключени  рещетки с вставленными в нее трубками в металлическую ст жную обойму, нагревани  всего комплекта до

375-390°С, охлаждени  издели  и извлечени  пальцев из трубок.

Фиг. 2