нагреватель (варианты) и способ изготовления нагревателя

Формула изобретения

1. Нагреватель, содержащий изогнутую трубу, образующую параллельно расположенные между собой прямолинейные подводящий и отводящий участки трубы, между которыми расположен закругленный участок трубы, при этом прямолинейные участки трубы соединены между собой элементами теплообмена, на подводящем участке трубы закреплен корпус терморегулирующего клапана, имеющий резьбовой раструб под клапан, входной и выходной патрубки с торцами, отличающийся тем, что подводящий участок трубы выполнен из секций, между которыми расположен корпус терморегулирующего клапана, продольная ось резьбового раструба указанного корпуса расположена перпендикулярно к плоскости расположения закругленного и прямолинейных участков трубы, торцы входного и выходного патрубков корпуса состыкованы со смежными торцами секций подводящей трубы, патрубки корпуса терморегулирующего клапана выполнены из свариваемого сваркой материала, идентичного материалу, из которого выполнены секции подводящей трубы, патрубки корпуса соединены с секциями подводящей трубы сварными швами, расположенными на наружной поверхности патрубков корпуса и секций подводящей трубы, при этом в местах стыковки торцов патрубков корпуса с торцами секций подводящей трубы выполнены уступы, в которых расположены упомянутые сварные швы.

2. Нагреватель, содержащий изогнутую трубу, образующую параллельно расположенные между собой прямолинейные подводящий и отводящий участки трубы, между которыми расположен закругленный участок трубы, при этом прямолинейные участки трубы соединены между собой элементами теплообмена, на подводящем участке трубы закреплен корпус терморегулирующего клапана, имеющий резьбовой раструб под клапан, входной и выходной патрубки с торцами, причем подводящий и отводящий участки трубы соединены перепускной трубой, отличающийся тем, что подводящий участок трубы выполнен из секций, между которыми расположен корпус терморегулирующего клапана, продольная ось резьбового раструба указанного корпуса расположена перпендикулярно к плоскости расположения закругленного и прямолинейных участков трубы, торцы входного и выходного патрубков корпуса состыкованы с торцами секций подводящей трубы, патрубки корпуса терморегулирующего клапана выполнены из свариваемого сваркой материала, идентичного материалу, из которого выполнены секции подводящей трубы, патрубки корпуса терморегулирующего клапана соединены с секциями подводящей трубы сварными швами, расположенными на наружной поверхности патрубков корпуса и секций подводящей трубы, перепускная труба соединена с первой секцией подводящей трубы и расположена перед корпусом терморегулирующего клапана по ходу движения теплоносителя, при этом в местах стыковки торцов патрубков корпуса с торцами секций подводящей трубы выполнены уступы, в которых расположены упомянутые сварные швы.

3. Нагреватель, содержащий изогнутую трубу, образующую параллельно расположенные между собой прямолинейные подводящий и отводящий участки трубы, между которыми расположен закругленный участок трубы, при этом прямолинейные участки трубы соединены между собой элементами теплообмена, на подводящем участке трубы закреплен корпус терморегулирующего клапана, имеющий резьбовой раструб под клапан, входной и выходной патрубки с торцами, причем подводящий и отводящий участки трубы соединены перепускной трубой, отличающийся тем, что подводящий и отводящий участки трубы в зоне ее изгиба имеют овальные в поперечных сечениях переходы, торец каждого перехода выполнен круглым, идентичным форме соответствующего ему патрубка корпуса терморегулирующего клапана, продольная ось резьбового раструба корпуса совмещена с осью симметрии овального перехода подводящего участка трубы, патрубки корпуса терморегулирующего клапана выполнены из свариваемого сваркой материала, идентичного материалу, из которого выполнены подводящий и отводящий участки трубы, указанные патрубки корпуса сварены сварными швами с подводящим и отводящим участками трубы.

4. Способ изготовления нагревателя по п.3, включающий операции изготовления подводящего и отводящего участков трубы нагревателя из одной заготовки трубы путем изгиба заготовки в плоскости нагревателя и образование закругленного участка трубы, закрепление на подводящем и отводящем участках трубы элементов теплообмена, вырезку сегмента из закругленного участка трубы и образование угловой выемки на закругленном участке трубы под корпус терморегулирующего клапана, соединение входного и выходного патрубков корпуса терморегулирующего клапана с подводящим и отводящим участками трубы, отличающийся тем, что во время гибки заготовки трубы в месте ее изгиба заготовке придают овальную форму в поперечном сечении закругленного участка трубы, затем отрезают имеющий в поперечном сечении овальную форму угловой сегмент закругленной части трубы и образуют выемку в закругленной части трубы с овальными торцами подводящего и отводящего участков трубы, затем овальным торцам подводящего и отводящего участков трубы придают круглую форму, соответствующую форме торцов входного и выходного патрубков корпуса терморегулирующего клапана, а соединение входного и выходного патрубков корпуса терморегулирующего клапана с подводящим и отводящим участками трубы осуществляют сваркой.

Описание изобретения к патенту

Данные технические решения относятся к нагревателям, предназначенным для их использования в конструкциях средств обогрева помещений, например в конвекторах и радиаторах конвекторного типа. Оно может быть также использовано в средствах теплообмена, имеющих широкое применение в теплотехнике.

Известен обогреватель конвекторного типа, включающий теплообменник, выполненный из параллельно расположенных труб с закрепленными на них элементами теплообмена (пластинами оребрения), при этом трубы соединены между собой терморегулирующим клапаном, имеющим входной и выходной патрубки, расположенные под прямым углом, кожух с боковой стенкой и отверстием в нем, в котором расположена наружная часть клапана за пределами боковой стенки с термостатной головкой на этой части, а также перепускная магистраль, сообщающая трубы, которая расположена в кожухе с противоположной стороны от терморегулирующего клапана [1].

Известен терморегулирующий узел для системы отопления и телескопический узел для трубопроводов, содержащий подающую магистраль теплоносителя для соединения с подающей трубой системы отопления, вторую концевую часть для соединения с входом прибора отопления, магистраль отводящего потока теплоносителя, приспособленную первой концевой частью для соединения с отводящей трубой системы отопления, а второй концевой частью для соединения с выходом прибора отопления, магистраль байпасного потока теплоносителя для гидравлической связи указанных магистралей между собой, гидравлически сообщенную одной концевой частью с магистралью подающего потока и второй концевой частью с магистралью отводящего потока, и регулирующий клапан, имеющий вход и выход для теплоносителя и выполненный с возможностью регулирования расхода теплоносителя через него, установленный в магистрали подающего потока на участке между соединением с магистралью байпасного потока и второй концевой частью [2].

Известен отопительный прибор, содержащий корпус с теплоносителем, разделенный на два отсека перегородкой, снабженной термостатирующим клапаном и перепускным патрубком [3].

Известны терморегулирующие клапаны, каждый из которых включает корпус с входным и выходным патрубками, запирающие клапаны и средство регулировки подачи теплоносителя [4, 5].

Известно устройство для регулировки тепла обогревателя, которое включает корпус с входными и выходными патрубками и патрубком, соединяющим рабочую полость теплообменника, а также трубопровод, соединяющий корпус с терморегулятором, расположенным в верхней части обогревателя [6].

Известны нагреватели конвекторов, каждый из которых содержит изогнутую трубу, образующую параллельно расположенные между собой прямолинейные подводящий и отводящий участки, между которыми расположен закругленный участок, при этом прямолинейные участки трубы соединены между собой элементами теплообмена, на подводящем участке трубы закреплен корпус терморегулирующего клапана, корпус имеет резьбовой раструб под клапан, входной и выходной патрубки с торцами [7, 8].

Близким техническим решением к представленным в данном описании техническим решениям по сущности и достигаемому эффекту является отопительный конвектор, включающий установленный в кожухе теплообменник с терморегулирующим клапаном, расположенным в выемке кожуха, при этом теплообменник выполнен из изогнутой трубы, имеющей по крайней мере один подводящий и один отводящий прямолинейные участки с радиусным переходом между ними, на котором установлен терморегулирующий клапан с терморегулирующей головкой, входной и выходной патрубки терморегулирующего клапана с резьбой на концах, соединенные с подводящим и отводящим участками трубы, и перепускную трубу, соединенную с подводящим и отводящим участками трубы [9].

Наиболее близким техническим решением к представленным в данном описании техническим решениям по сущности и достигаемому эффекту является отопительный конвектор, включающий установленный в кожухе теплообменник с терморегулирующим клапаном, расположенным в выемке кожуха, при этом теплообменник выполнен из изогнутой трубы, имеющей по крайней мере один подводящий и один отводящий прямолинейные участки с радиусным переходом между ними, на котором установлен терморегулирующий клапан с терморегулирующей головкой, входной и выходной патрубки терморегулирующего клапана с резьбой на концах, соединенные с подводящим и отводящим участками трубы, и перепускную трубу, соединенную с подводящим и отводящим участками трубы, отличающийся тем, что в одной части радиусного перехода трубы теплообменника, расположенной со смещением в одну из сторон теплообменника, выполнен вырез, в котором расположен терморегулирующий клапан, причем плоскости выреза трубы взаимно перпендикулярны друг другу, а оси входного патрубка терморегулирующего клапана и терморегулирующей головки совмещены с центром полукруглой части выемки кожуха, причем радиус полукруглой части выемки выбран меньше радиуса терморегулирующей головки, при этом концы подводящего и отводящего участков трубы теплообменника в зоне выреза выполнены коническими с установленными на них накидными гайками, при этом к торцам этих концов прикреплены фланцы, взаимодействующие с входным и выходным патрубками терморегулирующего клапана [10].

В прототипе [10] нагреватель конвектора содержит изогнутую трубу, образующую параллельно расположенные между собой прямолинейные подводящий и отводящий участки трубы, между которыми расположен закругленный участок трубы, при этом прямолинейные участки трубы соединены между собой элементами теплообмена, на подводящем участке трубы закреплен корпус терморегулирующего клапана, имеющий резьбовой раструб под клапан, входной и выходной патрубки с торцами.

В этом техническом решении предусмотрен способ изготовления нагревателя, который включает операции изготовления подводящего и отводящего участков трубы нагревателя из одной заготовки трубы путем изгиба заготовки в плоскости нагревателя и образование закругленного участка трубы, закрепление на подводящем и отводящем участках трубы элементов теплообмена, вырезку сегмента из закругленного участка трубы и образование угловой выемки на закругленном участке трубы под корпус терморегулирующего клапана, соединение входного и выходного патрубков корпуса терморегулирующего клапана с подводящим и отводящим участками трубы [10]. Этот способ принят в качестве прототипа способа, который представлен в данном описании.

Соединение корпуса терморегулирующего клапана с подводящим и отводящим участками трубы в прототипе осуществлено посредством надетых на концы этих участков штуцеров, причем торцы указанных участков трубы для фиксации накидных гаек штуцеров в рабочем положении снабжены приваренными к ним кольцевыми фланцами, что существенно усложняет конструкцию нагревателя и технологию его изготовления. При этом в конструкции нагревателя создается два разъемных соединения, отрицательно влияющих на герметичность и надежность нагревателя, поскольку они создают возможность утечек теплоносителя.

Решаемой и достигаемой технической задачей представленных в данном описании изобретений является упрощение конструкции нагревателей и технологии их изготовления. Другой решаемой задачей является повышение надежности нагревателей.

Данная техническая задача решается тем, что в нагревателе (первый вариант), содержащем изогнутую трубу, образующую параллельно расположенные между собой прямолинейные подводящий и отводящий участки трубы, между которыми расположен закругленный участок трубы, при этом прямолинейные участки трубы соединены между собой элементами теплообмена, на подводящем участке трубы закреплен корпус терморегулирующего клапана, корпус имеет резьбовой раструб под клапан, входной и выходной патрубки с торцами, подводящий участок трубы выполнен из секций, между которыми расположен корпус терморегулирующего клапана, продольная ось резьбового раструба указанного корпуса расположена перпендикулярно к плоскости расположения закругленного и прямолинейных участков трубы, торцы входного и выходного патрубков корпуса состыкованы со смежными торцами секций подводящей трубы, патрубки корпуса терморегулирующего клапана выполнены из свариваемого сваркой материала, идентичного материалу, из которого выполнены секции подводящей трубы, патрубки корпуса соединены с секциями подводящей трубы сварными швами, расположенными на наружной поверхности патрубков корпуса и секций подводящей трубы, при этом в местах стыковки торцов патрубков корпуса с торцами секций подводящей трубы выполнены уступы, в которых расположены упомянутые сварные швы.

В нагревателе (второй вариант), содержащем изогнутую трубу, образующую параллельно расположенные между собой прямолинейные подводящий и отводящий участки трубы, между которыми расположен закругленный участок трубы, при этом прямолинейные участки трубы соединены между собой элементами теплообмена, на подводящем участке трубы закреплен корпус терморегулирующего клапана, имеющий резьбовой раструб под клапан, входной и выходной патрубки с торцами, причем подводящий и отводящий участки трубы соединены перепускной трубой, подводящий участок трубы выполнен из секций, между которыми расположен корпус терморегулирующего клапана, продольная ось резьбового раструба указанного корпуса расположена перпендикулярно к плоскости расположения закругленного и прямолинейных участков трубы, торцы входного и выходного патрубков корпуса состыкованы с торцами секций подводящей трубы, патрубки корпуса терморегулирующего клапана выполнены из свариваемого сваркой материала, идентичного материалу, из которого выполнены секции подводящей трубы, патрубки корпуса терморегулирующего клапана соединены с секциями подводящей трубы сварными швами, расположенными на наружной поверхности патрубков корпуса и секций подводящей трубы, перепускная труба соединена с первой секцией подводящей трубы и расположена перед корпусом терморегулирующего клапана по ходу движения теплоносителя, при этом в местах стыковки торцов патрубков корпуса с торцами секций подводящей трубы выполнены уступы, в которых расположены упомянутые сварные швы.

В нагревателе (третий вариант), содержащем изогнутую трубу, образующую параллельно расположенные между собой прямолинейные подводящий и отводящий участки трубы, между которыми расположен закругленный участок трубы, при этом прямолинейные участки трубы соединены между собой элементами теплообмена, на подводящем участке трубы закреплен корпус терморегулирующего клапана, имеющий резьбовой раструб под клапан, входной и выходной патрубки с торцами, причем подводящий и отводящий участки трубы соединены перепускной трубой, подводящий и отводящий участки трубы в зоне ее изгиба имеют овальные в поперечных сечениях переходы, торец каждого перехода выполнен круглым, идентичным форме соответствующего ему патрубка корпуса терморегулирующего клапана, продольная ось резьбового раструба корпуса совмещена с осью симметрии овального перехода подводящего участка трубы, патрубки корпуса терморегулирующего клапана выполнены из свариваемого сваркой материала, идентичного материалу, из которого выполнены подводящий и отводящий участки трубы, указанные патрубки корпуса сварены сварными швами с подводящим и отводящим участками трубы.

Техническая задача решается реализацией способа изготовления нагревателя, включающего операции изготовления подводящего и отводящего участков трубы нагревателя из одной заготовки трубы путем изгиба заготовки в плоскости нагревателя и образование закругленного участка трубы, закрепление на подводящем и отводящем участках трубы элементов теплообмена, вырезку сегмента из закругленного участка трубы и образование угловой выемки на закругленном участке трубы под корпус терморегулирующего клапана, соединение входного и выходного патрубков корпуса терморегулирующего клапана с подводящим и отводящим участками трубы, причем во время гибки заготовки трубы в месте ее изгиба заготовке придают овальную форму в поперечном сечении закругленного участка трубы, затем отрезают имеющий в поперечном сечении овальную форму угловой сегмент закругленной части трубы и образуют выемку в закругленной части трубы с овальными торцами подводящего и отводящего участков трубы, затем овальным торцам подводящего и отводящего участков трубы придают круглую форму, соответствующую форме торцов входного и выходного патрубков корпуса терморегулирующего клапана, а соединение входного и выходного патрубков корпуса терморегулирующего клапана с подводящим и отводящим участками трубы осуществляют сваркой.

На фиг.1 показан первый вариант нагревателя.

На фиг.2 - второй вариант нагревателя.

На фиг.3 - вид А на фиг.1.

На фиг.4 - третий вариант нагревателя.

На фиг.5 - труба нагревателя в процессе изготовления.

На фиг.6 - вид Б на фиг.5.

На фиг.7 - вид В на фиг.5.

Нагреватель (фиг.1, первый вариант) содержит изогнутую трубу 1, образующую параллельно расположенные между собой прямолинейные подводящий и отводящий участки 2 и 3 соответственно. Между участками 2 и 3 трубы расположен закругленный участок 4. Прямолинейные участки 2 и 3 трубы соединены между собой элементами 5 теплообмена. На подводящем участке 2 трубы закреплен корпус 6 терморегулирующего клапана. Корпус 6 (фиг.3) имеет резьбовой раструб 7 под клапан (не показан), входной патрубок 8 и выходной патрубок 9. Патрубки 8 и 9 имеют соответствующие им торцы 10 и 11. Подводящий участок 2 трубы (фиг.1) выполнен из секций 12 и 13, между которыми расположен корпус 6 терморегулирующего клапана. Продольная ось 22 резьбового раструба 7 (фиг.3) корпуса 6 терморегулирующего клапана расположена перпендикулярно к плоскости расположения закругленного участка 4 и прямолинейных участков 2 и 3 трубы или перпендикулярно к продольной оси подводящего участка 2 трубы. Торцы 10 и 11 входного и выходного патрубков 8 и 9 корпуса 6 состыкованы со смежными торцами секций 12 и 13 подводящей трубы 2. Патрубки 8 и 9 корпуса 6 терморегулирующего клапана выполнены из свариваемого сваркой материала, идентичного материалу, из которого выполнены секции 12 и 13 подводящей трубы 2. Патрубки 8 и 9 корпуса соединены с секциями подводящей трубы сварными швами 14, расположенными на наружных поверхностях патрубков 8 и 9 корпуса 6 и секций 12 и 13 подводящей трубы 2. В местах стыковки торцов 10 и 11 патрубков 8 и 9 корпуса 6 с торцами секций 12 и 13 подводящей трубы 2 выполнены уступы 15, в углублениях которых расположены сварные швы 14.

Нагреватель (фиг.2, второй вариант) содержит изогнутую трубу 1, образующую параллельно расположенные между собой прямолинейные подводящий и отводящий участки 2 и 3, между которыми расположен закругленный участок 4.

На подводящем участке 2 трубы (фиг.3) закреплен корпус 6 терморегулирующего клапана. Корпус 6 имеет резьбовой раструб 7 под клапан (не показан), входной патрубок 8 и выходной патрубок 9. Патрубки 8 и 9 имеют соответствующие им торцы 10 и 11.

Подводящий участок 2 трубы 1 выполнен из секций 12 и 13, между которыми расположен корпус 6 терморегулирующего клапана. Продольная ось 22 резьбового раструба 7 корпуса 6 терморегулирующего клапана расположена перпендикулярно к плоскости расположения закругленного участка 4 и прямолинейных участков 2 и 3 трубы. Торцы 10 и 11 входного и выходного патрубков 8 и 9 корпуса 6 состыкованы со смежными торцами секций 12 и 13 подводящей трубы 2. Патрубки 8 и 9 корпуса 6 терморегулирующего клапана выполнены из свариваемого сваркой материала, идентичного материалу, из которого выполнены секции 12 и 13 подводящей трубы 2. Патрубки 8 и 9 корпуса соединены с секциями подводящей трубы сварными швами 14, расположенными на наружных поверхностях патрубков 8 и 9 корпуса 6 и секций 12 и 13 подводящей трубы 2 в углублениях уступов 15.

Нагреватель имеет перепускную трубу 16, которая соединена с подводящим и отводящим участками 2 и 3 трубы 1 и расположена перед корпусом 6 терморегулирующего клапана по ходу движения теплоносителя, показанном стрелкой.

Нагреватель (фиг.4, третий вариант) содержит изогнутую трубу 1, образующую параллельные прямолинейные подводящий и отводящий участки 2 и 3 соответственно. Участки 2 и 3 могут быть соединены перепускной трубой 16. Труба 1 имеет закругленный участок 4 и закрепленные на прямолинейных участках 2 и 3 элементы 5 теплообмена. На подводящем участке 2 трубы закреплен корпус 6 терморегулирующего клапана с резьбовым раструбом 7 под клапан, входным и выходным патрубками 8 и 9, имеющими торцы 10 и 11. Подводящий и отводящий участки 2 и 3 трубы в зоне 17 ее изгиба (фиг.5) имеют в поперечных сечениях овальную форму (фиг.6, 7). Зона 17 изгиба трубы 1 разделена на два овальных в поперечном сечении перехода 18 и 19 трубы. Торцы 20 переходов 18 и 19 выполнены по форме круглыми (фиг.6, 7). Они идентичны по форме соответствующим им патрубкам 8 и 9 корпуса 6 терморегулирующего клапана. Продольная ось 22 резьбового раструба 7 корпуса 6 совмещена с осью 21 симметрии овального перехода 18 подводящего участка трубы. Патрубки 8 и 9 корпуса 6 терморегулирующего клапана выполнены из свариваемого сваркой материала, идентичного материалу, из которого выполнены подводящий и отводящий участки 2 и 3 трубы. Патрубки 8 и 9 корпуса 6 сварены сварными швами 14 с подводящим и отводящим участками 2 и 3 трубы 1. Трубу 16 вводят в конструкцию нагревателя при однотрубной системе теплообмена. В двухтрубной системе теплообмена труба 16 в конструкции нагревателя отсутствует.

Предусмотрен способ изготовления нагревателя. Способ включает операцию изготовления подводящего и отводящего участков 2 и 3 трубы нагревателя из одной заготовки трубы путем изгиба этой заготовки в плоскости нагревателя.

При изгибе трубы в месте изгиба на закругленном участке 4 трубы, ей придают овальную в поперечном сечении форму. После изгиба трубы и образования подводящего и отводящего участков 2 и 3 трубы и закругленного участка 4 крепят на подводящем и отводящем участках 2 и 3 трубы элементы 5 теплообмена.

Под углом 90° (фиг.5) вырезают сегмент из закругленной части 4 трубы и образуют на месте вырезанного сегмента выемку под корпус терморегулирующего клапана. В зоне 17 изгиба заготовки трубы (фиг.6, 7) образуются переходы 18 и 19 овальной формы (участки трубы овальной формы в поперечном сечении этих участков). После операции выреза указанного сегмента трубы из закругленной части трубы в зоне 17 концам овальных переходов 18 и 19 подводящего и отводящего участков 2 и 3 трубы придают круглую форму, соответствующую форме торцов входного и выходного патрубков 8 и 9 корпуса терморегулирующего клапана. При этом торцы 20 переходов 18 и 19 становятся круглыми. Затем патрубки 8 и 9 корпуса 6 (фиг.4) стыкуют с торцами 10 и 11 с соответственно подводящего и отводящего участков 2 и 3 трубы и сваривают их в местах стыков между собой сварными швами 14.

В первом и втором вариантах нагревателя сварные швы 14 располагают в углублениях уступов 15 (фиг.3). Расположение сварных швов 14 в углублениях уступов 15 обеспечивает возможность без разделки металла под сварные швы хорошей провариваемости металла патрубков корпуса и металла трубы, при этом конструктивно расположенный в углублении уступа сварной шов защищен от механических повреждений.

Источники информации

1. JP 701940 S, 06.04.1987.

2. RU 22528 U1, 10.04.2002.

3. SU 823772, 25.04.1981.

4. WO 90/04141, 19.04.1990.

5. WO 94/18509, 18.08.1994.

6. WO 94/27095, 24.11.1994.

7. RU 16306 U1, 20.12.2000.

8. RU 2229076 C2, 23.10.2000.

9. RU 2145691 С1, 20.02.2000.

10. RU 2272224 C2, 25.03.200 (прототип 3 вариантов нагревателя и способа изготовления нагревателя).