Теплообмінник пластинчасто-ребристий

1. Теплообмінник пластинчасто-ребристий, що містить пакет сталевих пластин з розміщеними між 3 лені із сталей, що різняться вмістом вуглецю не менше 0,15 %, і мають паяно-зварне з'єднання. Металом з'єднувальних швів є композиційний метал на основі міді і фази складу Сu-Fe-C. Розмір (ширина) з'єднувального шва знаходиться в межах 0,005-0,015 мм, що зумовлено технологічними і фізико-хімічними особливостями формування шва при паянні чистою міддю. З'єднання деталей при паянні міддю зі сталей, що містять різну кількість вуглецю, відбувається розчиненням сталі з меншим вмістом вуглецю й утворенням в металі шва армуючих стовпчастих кристалів з фази Fe-Cu-C, що кристалізується на поверхні сталі з більшим вмістом вуглецю і веде до зрощування стовпчастих кристалів з поверхнею сталі з меншим вмістом вуглецю, а в результаті і до утворення якісно нового паяно-зварного з'єднання, що дозволяє вдвічі збільшити міцність паяних з'єднань і тим самим підвищити експлуатаційну надійність пластинчасто-ребристого теплообмінника. До того ж, коли низьковуглецевою складовою пари контактуючих поверхонь є високолегована сталь, на якій є тонка плівка стійких оксидів, відбувається її руйнування і диспергування. Цей процес також створює сприятливі умови для формування міцного паяно-зварного з'єднання. Для активного протікання процесу з'єднання необхідно, щоб градієнт вмісту вуглецю між поверхнями, що паяються, був не меншим 0,15 %, а зазор становив не більше 0,015 мм. Експериментально доведено, що відхилення різниці вмісту вуглецю від оптимального значення 0,15 % приводить до зникнення ефекту зрощення. Встановлено, що кристалізація надлишкової фази пов'язана з низькою розчинністю заліза в розплавленій міді, а при переході вуглецю під дією градієнта концентрації в розчин заліза в міді з насиченого розчину осаджується фаза складу Fe-Cu-C, що приводить до розчинення низько вуглецевої складової, а в результаті і до утворення якісно нового паяно-зварного з'єднання. Особливість формування ширини шва при паянні чистою міддю полягає в тому, що товщина мідної стрічки зумовлена зафіксованим капілярним зазором в межах 0,005-0,15 мм між деталями в процесі збирання їх до пайки. В разі відхилення розміру зазору від заявлених меж процес формування паяно-зварного з'єднання не відбувається. Кількість розплавленої міді повинна бути достатньою для формування необхідного розміру галтелі в паяних швах і відбувся процес розчинення - осадження. 61915 4 Теплообмінник складається з послідовно встановлених сталевих листів з розміщеними між ними гофрованими стрічками або сітками і розміщеною між двома деталями теплообмінника мідної стрічки, що формує між ними зазор. Деталі з'єднані паяно-зварними швами і створюють канали для передачі теплоносіїв. Запропонований теплообмінник пластинчасторебристий пояснюється кресленнями. На Фіг.1 зображено вигляд спереду і збоку теплообмінника пластинчасто-ребристого. На Фіг.2 показано поперечний розтин каналу теплообмінника для переміщення теплоносія, утворений послідовно установленими сталевими листами і стрічками між ними. На Фіг.3 зображена мікроструктура паяно-зварного з'єднання деталей теплообмінника міддю, де: 2 - лист із сталі 20 × 13: 3 - гофрована вставка із сталі 08 × 18Н10;4 - з'єднувальний шов, утворений в за:юрі розплавленням мідної стрічки. Теплообмінник пластинчасто-ребристий (Рис. 1-2) містить секції, утворені сталевими листами 1 і 2 з розміщеними між ними гофрованими стрічками або сітками 3 і розміщеною н зазорі 4 між двома деталями теплообмінника мідної стрічки, Приклад виконання. Запропонований теплообмінник, призначений для охолодження мастила, складений із секцій, утворених сталевими листовими деталями 1 і 2 із сталі 3 з вставками між ними із гофрованої стрічки або сітки 3 із сталі 08 × 18Н10, які формують канали для переміщення теплоносія, в якому кожні суміжні сталеві деталі відрізняються вмістом вуглецю до 0,15 %, виготовили в лабораторнопромислових умовах. Між суміжними деталями 1 і 2 в зазорі 4 розміщували мідну фольгу товщиною 0,015 мм, достатньою для формування паяно-зварного шву. На зібраний пакет деталей поміщали технологічну плиту для осадження пакету при плавленні міді. Пакет нагрівали в камері вакуумної печі. В результаті отримали міцне паяно-зварне з'єднання деталей маслоохолоджувача. Паяно-зварний маслоохолоджувач було випробувано тиском 10 МПа на міцність і щільність з'єднань. В робочому режимі теплообмінник був випробуваний при охолодженні мастила з температури 110° до 75°С під тиском 1,2 МПа. Результати випробувань визнані задовільними. Таким чином, всі вказані відмітні ознаки пропонованої корисної моделі забезпечують створення надійного і ефективного в експлуатації пластинчато-ребристого теплообмінника. 5 Комп’ютерна верстка І.Скворцова 61915 6 Підписне Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601