Очередная поделка (на заказ) из серии «очумелые ручки». В этот раз — спиральный змеевик (теплообменник) из нержавейки. Хотелось сделать его вот по такой схеме (да здравствует Paint

Перед изготовлением, посмотрел в интернете кто и как делает подобные вещи. Заинтересовал меня видеоролик на Ютубе, в котором автор наматывает спиральный змеевик-теплообменник на двухдюймовую трубу при помощи станка:

Станка у меня нет, поэтому я решил наматывать змеевик-теплообменник  из такой же трубки, как на видео, но вручную.
Была найдена трубка из нержавеющей стали с внешним диаметром 10мм и толщиной стенок 1мм. Длиной почти в четыре метра. Наматывать я решил так же как на видео выше — на двухдюймовую трубу (была в наличии).

Маленькое отступление.

Как по мне, намотка на двухдюймовку — идеальный вариант для самодельщика. Сейчас объясню почему. Охлаждение змеевика планировалось  реализовать за счет проточной воды. Значит, необходим будет цилиндрический кожух, внутри которого будет находиться змеевик. Для лучшей теплоотдачи кожух необходимо подбирать таким образом, что бы между витками спирали и стенкой кожуха оставалось место для протока воды (а не только по центру спиральной навивки).

Т.к. при такой намотке змеевика — внешний диаметр витков змеевика выйдет в районе 80-85мм (труба-основание для намотки = 60мм, толщина двух витков = 2*10мм = 20мм, плюс несколько миллиметров добавится из-за небольшого обратного разжимания витков), то руки сразу зачесались использовать готовую сантехническую трубу 110мм в качестве кожуха теплообменника.

Теперь, что касается подготовки к намотке.
1) Пока нержавеющая трубка еще целая и ровная — её надо изнутри почистить. Да-да. Несмотря на то, что с внешней стороны трубка чистенька и гладкая — внутри у неё может быть всё намного страшнее. Что делаем? Берем толстую стальную проволоку (у меня была диаметром 3мм) и достаточной длинной (по минимуму — чуть больше, чем половина длины нержавеющей трубки, тогда придется чистить с двух сторон). На конец проволоки, крепко приматываем мокрую тряпочку (точнее ленточку), а что бы её не сорвало — прихватываем ткань тонкой медной проволокой. Макаем этот импровизированный «квач» в мелкий просеянный песок (о нём детальнее дальше) и либо проталкиваем проволоку с квачом на конце по трубке, либо протаскиваем его (в зависимости от толщины и длины проволоки) вслед за проволокой. Вытаскиваем квач — смотрим на него, ужасаемся и повторяем операцию до тех пор, пока внутреннюю чистоту трубки не примет наш ОТК.

Важно! Трубку необходимо чистить до намотки. После намотки это будет сделать невозможно.

Важно!! Квач приматывать надежно, т.к. в случае его срыва с проволоки — можно получить новый квест под названием «Ма-а-а-а-л-а-дец! А теперь достань эту хрень из трубки». Проволоку использовать крепкую.

Важно!!! Нержавеющую трубку мочить или промывать водой изнутри НЕ НАДО! Т.к. дальше по плану засыпка трубки песком.

2) Песок. Песок нужен сухой и просеянный. Нужен он для набивки трубки змеевика. Также как и на видео со станком — выстругиваем из дерева чопики, плотно забиваем один чопик в трубку и при помощи воронки порционно досыпаем песок в вертикально стоящую трубку вместе с постукиванием по трубке снизу вверх. После того, как трубка будет плотно-плотно набита просеянным песком — забивается второй чопик. Трубка готова к намотке.

Важно! Песок необходим, дабы защитить трубку от смятия стенок в процессе намотки. Плохая/неравномерная набивка песком — скорее всего, приведет к неправильной деформации (смятию стенок) трубки при намотке.

Намотка.

Наматывать  теплообменник вручную из нержавеющей трубки можно двумя (основными) способами.

Способ первый — закрепляем импровизированный вал (труба 2″)  горизонтально и проворачиваем, наматывая тем самым на него нержавеющую трубку с песком.

Способ второй — закрепляем жестко вал вертикально и наматываем на него нержавеющую трубку, двигаясь с трубкой по кругу.

Т.к. с четырехметровой трубкой сильно не развернешься, то был выбран первый вариант. А т.к. токарного станка нет — то на импровизированном верстаке были сколочены из дерева подшипники скольжения для двухдюймовой трубы:

Важно! Верхний ограничитель высоты (на рисунке брусок с надписью дерево) у таких подшипников должен быть равен диаметру вала (труба 2″) + один диаметр наматываемой трубки (10мм).

Т.к. на валу был расположен перпендикулярный ранее обрезанный отварок  3/4″ — то вставив в него подходящую арматурину, я получил рычаг для проворачивания вала.

Важно! Для правильной намотки, необходимо грамотно закрепить трубку на валу. Можно, как на видео (см. выше), приварить расточенную гайку, через гайку завести нержавеющую трубку, изогнуть трубку под 90 градусов и начать наматывать. Связываться со сваркой (на тот момент) не хотелось — поэтому в самом валу (труба 2″)  с краю были просверлены два отверстия насквозь, через которые была заведена U-образная металлическая петля с закруткой с обратной стороны, которая и зафиксировала конец трубки. Для дополнительной жесткости, начало трубки я примотал толстой проволокой к валу.

Далее, не спеша, в четыре руки (один придерживает трубку, другой прокручивает вал при помощи рычага) производится намотка, после намотки — вынимаются чопики, высыпается песок, отпиливается лишний кусок трубки и получаем вот такой вот спиральный теплообменник (качество фотографии отвратительное, т.к. делалась она на быструю руку и телефоном):

Как по мне, очень и очень недурственный, для первого раза, результат изготовления змеевика своими руками. Даже в руки взять приятно. Однако, для того что бы процесс теплопередачи был более эффективным — витки змеевика необходимо аккуратно раздвинуть (чтобы между ними тоже циркулировала вода). Для этого пришлось выстрогать штук двадцать клиньев из плотной древесины (сосна не подходит) и при помощи молотка, понемногу вбивая клинья с разных сторон спирали, раздвинуть витки самодельного теплообменника.

Важно! В самом начале — витки ощутимо сопротивляются клиньям, так что берегите пальцы и ногти.

Важно!! Лучше раздвигать витки за несколько проходов, постепенно наращивая расстояние между витками и постоянно контролируя, что бы сам змеевик не увело в сторону:

После всех этих манипуляций получаем вот такую красоту (изолента для масштаба):

На эту красоту ушло три метра нержавеющей трубки. Теперь необходимо было сделать кожух теплообменника.

Кожух теплообменника.

Как писалось ранее, под кожух задумывалось использовать серую сантехническую трубу диаметром 110мм. Поэтому были куплены следующие комплектующие: 0.5 метра трубы сантехнической 110мм, муфта-переходник для трубы 110мм, две заглушки для той же трубы, два штуцера 3/8″, метровая шпилька с резьбой 8мм. Муфта-переходник нужна потому, что труба 110мм имеет разный диаметр на концах и заглушки можно установить только с одной стороны. Правда, есть бонус — кожух становится разборным.

Уплотнения.

Если штуцер имеет резьбовую часть с гайкой, благодаря которой, его можно закрепить в корпусе кожуха через резиновые уплотнения, то трубку нержавеющего змеевика надо как-то  пропустить через пластик кожуха, да еще так, чтобы не протекала вода. Вот для этих целей, пришлось сделать хитрое самодельное резиновое уплотнение (2 штуки) (смотри рисунок) с проточкой под пластик.

При помощи заточенной трубки большого диаметра вырезал из толстой листовой резины (толщина порядка 14мм) два цилиндрических уплотнения. Затем при помощи меньшей трубки (d < 10мм) в каждом уплотнении были сделаны центральные отверстия (на рисунке через них проходит штрихпунктирная линия). Затем уплотнения были насажены на подходящий болт, болт был зажат в дрель и при помощи обломка квадратного надфиля на резиновых уплотнениях были проточены (проточены, громко сказано, скорее, протёрты) канавки под пластик:

Важно! Отверстие в пластике крышек сантехнической трубы было просверлено с таким прицелом, чтобы резиновое уплотнение в пластик вставлялось очень туго. Таким образом, после вставки центральное отверстие (которое и так было сделано с диаметром чуть меньше 10 мм) дополнительно обжималось. При вставке трубки змеевика — резина оказывается зажатой между трубкой змеевика и отверстием пластика, тем самым герметизируя стык. Никакие дополнительные герметики (силикон и прочее) не использовались.

Сборка кожуха.

Вставляем уплотнения в отверстия в крышках сантехнической трубы. В те же крышки, вставляем штуцера для подачи и отвода охлаждающей воды. Под гайки штуцера идет своё резиновое уплотнение для герметизации. Далее, промазываются мылом все резиновые уплотнения 110-ой сантехнической трубы и муфты для удобства сборки. Затем в муфту вставляется труба, в трубу вставляется змеевик, на оба конца которого надеваются крышки сантехнической трубы (да, теми самыми самодельными уплотнениями). Затем, передвигая крышки по концам змеевика, вставляем крышки в трубу и муфту. Для надежности, я распилил метровую шпильку на две части и уже этими полуметровыми шпильками стянул всю конструкцию гайками.

Вот, собственно, что получилось в итоге (общий вид — верхняя часть фото, выход теплообменника — левая нижняя часть фото , вход теплообменника — правая нижняя часть фото):

Тестовый запуск показал, что теплообменник  работает успешно. Теплопередача огромная. Проток воды можно ставить минимальный. Похоже, что с сильной герметизацией можно сильно не заморачиваться. Поскольку вода поступает в кожух и выходит через штуцеры одинакового диаметра, то давление воды внутри кожуха должно быть минимальным.

ПН. Спирт и его растворы вне зависимости от концентрации и количества — наносят огромный ущерб организму. Не употребляю и другим не советую. Змеевик собирался на заказ.

ППН. Есть (в интернете) и другие способы герметизации стыков трубки змеевика и сантехнической трубы — например, при помощи эпоксидной смолы, но тогда кожух теплообменника становится неразборным.

Комментарии: (9)