CN101368801A - 一种双壁螺旋波纹金属管及其加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种热交换部件，尤其涉及一种换热器用的双壁多头螺旋波纹金属管及其加工方法。所述的管体包括内外两层管体，所述的外管为螺旋波纹状管，所述的内管为光管或者螺旋波纹管，所述的内管管壁与外管管壁之间设有间隙。本发明主要是提供了一种结构简单，换热效率高，经久耐用，安全系数高的双壁螺旋波纹金属管及其加工方法；解决现有技术所存在的换热器内的金属管均是单层，安全系数低，换热效率不高的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种热交换部件，尤其涉及一种换热器用的双壁多头螺旋波纹金属管及其加工方法。
背景技术
随着社会的发展，换热器的应用越来越广泛，其形状和材质的变化也很多。大部分的换热器设备中的换热管一般都采用普通的金属管，结构比较简单，加工比较方便，但是换热效果较低，金属消耗量大。也有的换热器表面采用滚花、螺纹、翅片、褶皱等各种强化表面来增强换热效果的，但是加工工艺相对复杂。而且现在的换热管多是采用单层管，如中国专利申请：“螺旋波纹金属管(CN2837760)”，单层的换热管安全可靠性不是很好，有时候如果管壁发生泄漏，管壁两侧参与热交换的两种工质反窜，对于安全性要求较高的行业，如医药行业、食品行业等会产生比较严重的后果，对人的身体健康造成伤害。因此也有人申请了中国专利：“波纹金属管与高分子材料构成的复合管(CN2804541)”，它有金属管和高分子材料层，所述金属管带有波纹，金属管的内侧和外侧有高分子材料层，所述的金属管与高分子材料层之间有粘结剂层。金属管带有螺旋形波纹或环向波纹。这种复合管强度高，使用寿命长。但是由于金属管与高分子材料层之间是粘结的，稳定性不高，而且其主要解决的是轴向弯曲时的管体所受的应力，对换热效率并没有给与考虑。
发明内容
本发明主要是提供了一种结构简单，换热效率高，经久耐用，安全系数高的双壁螺旋波纹金属管及其加工方法；解决现有技术所存在的换热器内的金属管均是单层，安全系数低，换热效率不高的技术问题。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种双壁螺旋波纹金属管，所述的管体包括内外两层管体，所述的外管为螺旋波纹状管，所述的内管为光管或者螺旋波纹管，所述的内管管壁与外管管壁之间设有间隙。螺旋波纹金属管应用在换热器内，采用金属制造不但秉承了原有的换热器耐高压的有点，同时将金属管的管壁制成双层的，承压能力大大提高，换热表面扭成螺旋波纹状的强化表面，优化了金属管的表面结构，增大了单位长度的换热面积，提高了换热系数。内层管虽然贴紧外管，但是两者之间还是留有一定的空隙，如果内层管壁破裂，发生泄漏，可通过仪器方便快捷的检测出来，并且外层管壁可以起到阻隔作用，阻止参与热交换的两种介质发生反窜，安全系数较高。内管的形状可以是光管或者波纹管，根据用户的使用要求不同而变化。
作为其中一种优选，所述的内管与外管均为螺旋波纹管，内管与外管的螺距、螺纹深度、螺纹切线与管体截面的夹角均相同。内外两层均波纹管，螺纹的相关系数相同，方便同时加工，同时可以提高换热的效果。
作为另一种优选，所述的内管为光管，外管为螺旋波纹管，内管的外径不大于螺纹状的外管的内径。光管加工简单，内管外径比外管的内径小，使得两种之间有间隙，可以方便检测。
作为优选，所述的内管和外管的管壁之间的间距为0mm-15mm，所述的管壁厚度为0.2mm-3.0mm。管壁越厚，内外管壁之间的间距越大，从而使得加工效果好，加工成品率高。管壁薄，使得波纹结构应力小，提高使用寿命。
作为优选，所述的螺纹的切线与管体的横截面的夹角α为15°-45°，管体的管径范围为Φ6mm—Φ80mm，螺纹的深度H为3mm-12.5mm，螺纹的头数为2—12头。考虑到管体材料的伸缩极限，螺距太小，容易造成管体的破裂和变形，螺距太大，换热面积相对减小，因此选用上述数据，在保证管体的使用寿命的情况下尽量增大换热面积，提高换热效率。
作为优选，所述的内管和外管是采用相同的材质，均采用铜、钛、钢、不锈钢、铜镍合金材料制成的。
一种制造双壁螺旋波纹金属管的方法，先将待加工的外管套接在内管外，将两层管的端部对齐，然后将套接好的管体通过扭管设备上的夹具将管材的两端固定，由扭管设备引导管体延机器的床身方向做直线运动，螺纹成形模具沿管体的轴心转动，两者同步进行，待螺纹成形后，松开模具的夹头，取下螺纹管。内外管壁是同时扭转，使得工艺简单，同时可以保证内壁与外壁的螺旋参数相同，加工过程中内外管壁无损伤，单层管壁薄，波纹结构无应力。内管是圆柱形光滑管时，更换端部的夹具，内管不转动，不形成螺纹。内管是波纹管时，内外管同时扭管和加工螺纹。
因此，本发明的一种双壁螺旋波纹金属管，具有下述特点：换热表面扭成螺旋波纹状的强化表面，优化了金属管的表面结构，增大了单位长度的换热面积；将管壁制成两层，增强了承压能力，同时在两层之间留有一定的空隙，在发生泄漏时，可方便的通过仪器检测出来，并且外层可以起到一个阻隔作用，阻止参与热交换的两种介质发生反窜，提高了换热器的安全系数和使用寿命；内外管同时加工，利用同一台设备，加工工艺简单，同时保证了在加工过程中内外管壁无损伤，成品率高。
附图说明：
图1是本发明的一种双壁螺旋波纹金属管的立体示意图。
图2是图1的侧视图。
图3是本发明的另一种双壁螺旋波纹金属管的立体示意图。
图4是图3的侧视图。
图5是本发明的一种螺旋波纹金属管主视图。
具体实施方式：
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例1：
如图1和2和5所示，一种双壁螺旋波纹金属管，包括内外两层管体，所述的内管1和外管2均采用铜质材料制成。内管1和外管2均为螺旋波纹管，内管管壁与外管管壁之间的间隙距离为2mm，内管1和外管2的管壁厚度为0.2mm，内管1和外管2波纹重合，内管的管径为Φ6mm，内管1与外管2的螺纹的切线与管体的横截面的夹角α均为15°，螺纹的深度H均为3mm，螺纹的头数均为2头。加工时，首先根据待扭管的外径及技术要求在设备上设定扭管的螺距和深度，然后将待拉制的两层管体穿好，两层的长度相同，端部对齐，然后将对齐后的双层管体穿过设备，设备是采用中国专利号为：200510061616.0所公开的一种新型制备螺旋波纹管压花设备，固定两层管的端部，设备上的螺纹成形模具夹紧管材，有设备引导管材沿机器床身方向做直线运动，而螺纹成形模具沿管材的轴心转动，两者同步进行，待两层管体的螺旋波纹成形后，松开固定夹头与螺纹成形模具，取下螺纹管。
实施例2：
如图3和4和5所示，一种双壁螺旋波纹金属管，包括内外两层管体，所述的内管和外管均采用铜质材料制成。内管1为光滑管，外管2为螺旋波纹管，内管管壁贴紧在外管管壁上，内管的管壁抵接在外管管壁的螺纹凸起处，从而固定住内管。内管1和外管2的管壁厚度为1.5mm，内管1的管径为Φ50mm，外管2的螺纹的切线与管体的横截面的夹角α为30°，螺纹的深度H为8mm，螺纹的头数为5头。加工时，首先根据待扭管的外径及技术要求在设备上设定扭管的螺距和深度，然后将待拉制的两层管体穿好，两层的长度相同，端部对齐，然后将对齐后的双层管体穿过设备，固定两层管的端部，设备上的螺纹成形模具夹紧外管，有设备引导管材沿机器床身方向做直线运动，而螺纹成形模具沿管材的轴心转动，两者同步进行，内管不形成螺纹，待外管体的螺旋波纹成形后，松开固定夹头与螺纹成形模具，取下螺纹管。
实施例3：
如图1和2和5所示，一种双壁螺旋波纹金属管，包括内外两层管体，所述的内管1和外管2均采用铜质材料制成。内管1和外管2均为螺旋波纹管，内管管壁与外管管壁之间的间隙距离为15mm，内管1和外管2的管壁厚度为3mm，内管1和外管2波纹重合，内管1的管径为Φ80mm，内管1与外管2的螺纹的切线与管体的横截面的夹角α均为45°，螺纹的深度H均为12.5mm，螺纹的头数均为12头。其余与实施例1同。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (7)
1.一种双壁螺旋波纹金属管，其特征在于：所述的管体包括内外两层管体，所述的外管为螺旋波纹状管，所述的内管为光管或者螺旋波纹管，所述的内管管壁与外管管壁之间设有间隙。
2.根据权利要求1所述的一种双壁螺旋波纹金属管，其特征在于：所述的内管与外管均为螺旋波纹管，内管与外管的螺距、螺纹深度、螺纹切线与管体截面的夹角均相同。
3.根据权利要求1所述的一种双壁螺旋波纹金属管，其特征在于：所述的内管为光管，外管为螺旋波纹管，内管的外径不大于螺纹状的外管的内径。
4.根据利要求1所述的一种双壁螺旋波纹金属管，其特征在于：所述的内管和外管的管壁之间的间隙的间距为0mm-15mm，所述的管壁厚度为0.2mm-3.0mm。
5.根据利要求1所述的一种双壁螺旋波纹金属管，其特征在于：所述的螺纹的切线与管体的横截面的夹角α为15°-45°，管体的管径范围为Φ6mm—Φ80mm，螺纹的深度H为3mm-12.5mm，螺纹的头数为2—12头。
6.根据利要求1所述的一种双壁螺旋波纹金属管，其特征在于：所述的内管和外管是采用相同的材质，均采用铜、钛、钢、不锈钢、铜镍合金材料制成的。
7.一种制造双壁螺旋波纹金属管的方法，其特征在于：先将待加工的外管套接在内管外，将两层管的端部对齐，然后将套接好的管体通过扭管设备上的夹具将管材的两端固定，由扭管设备引导管体延机器的床身方向做直线运动，螺纹成形模具沿管体的轴心转动，两者同步进行，待螺纹成形后，松开模具的夹头，取下螺纹管。
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