CN101837399A - 换热器的折弯设备及折弯式换热器的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种换热器折弯设备和利用该折弯设备制造折弯式换热器的方法，折弯设备包括：机架；上芯轴，上芯轴沿机架的纵向安装在机架上且上芯轴的外周面上形成有沿纵向排列的、开口朝向下的多个上凹槽；下芯轴，下芯轴沿纵向安装在机架上且下芯轴的外周面上形成有沿纵向排列的、开口朝向上的多个下凹槽，多个下凹槽与多个上凹槽在上下方向上一一对齐；和分别设置在机架的横向两侧且可翻转的第一和第二折弯板，上芯轴和下芯轴中的至少一个可移动以扭转换热器的扁管。根据本发明的换热器折弯设备，能够在将扁管、翅片和集流管组装焊接后将全部扁管一次性同时扭转和折弯，保证了折弯尺寸的一致性和折弯后换热器整体的平稳性，提高了生产效率。

Description

换热器的折弯设备及折弯式换热器的制造方法
技术领域
本发明总体上涉及一种换热器的折弯设备和折弯式换热器的制造方法，尤其是涉及一种微通道换热器的折弯设备和折弯式微通道换热器的制造方法。
背景技术
平行流换热器折弯后可以形成各种形状，以提高其换热性能并且可以应用于各种特殊的安装环境。
传统上，换热器的扁管扭转和折弯都是人工完成，并且每个扁管的扭转分别单独进行，然后将扁管与翅片和集流管组装和焊接。采用人工折弯和扭转，无法保证折弯尺寸的一致性，折弯后的换热器整体的平稳性难以控制，生产效率低，无法实现规模化生产。
此外，在折弯和扭转过程中容易破坏扁管上的焊接涂层，并且需要设计专门用于组装换热器的设备，投资大，成本高。尤其是，由于扁管折弯和扭转后焊接，扁管的应力不均匀，容易发生应力集中，焊接变形不易控制，成品合格率低，因此折弯式微通道换热器目前还没有能够实现大规模工业化制造。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。
为此，本发明第一方面的一个目的在于提出一种换热器的折弯设备，利用该折弯设备，能够在将扁管、翅片和集流管组装焊接后将全部扁管一次性同时扭转以及折弯，保证了折弯尺寸的一致性和折弯后换热器整体的平稳性，提高了生产效率。
为了实现上述目的，本发明的第一方面提出一种换热器折弯设备，包括：机架；上芯轴，所述上芯轴沿机架的纵向安装在机架上且上芯轴的外周面上形成有沿所述纵向排列的、开口朝向下的多个上凹槽；下芯轴，所述下芯轴沿所述纵向安装在所述机架上且下芯轴的外周面上形成有沿所述纵向排列的、开口朝向上的多个下凹槽，所述多个下凹槽与多个上凹槽在上下方向上一一对齐以从上下方向卡持换热器扁管；和第一和第二折弯板，所述第一和第二折弯板分别设置在机架的横向两侧且可翻转，其中所述上芯轴和下芯轴中的至少一个可移动以扭转换热器的扁管。
根据本发明的换热器折弯设备还可以具有如下附加的技术特征：
所述上芯轴和下芯轴中的至少一个沿上下方向和所述纵向可移动。
所述下芯轴沿所述纵向可移动且所述上芯轴沿上下方向可移动。
所述上芯轴由液压缸或气缸驱动沿上下上方移动。
第一和第二折弯板在机架的横向上相对于下芯轴的轴线对称设置。
根据本发明实施例的换热器折弯设备进一步包括第一和第二定位块，所述第一和第二定位块沿纵向设置在所述第一折弯板以及第二折弯板的上表面上，其中所述第二定位块沿所述纵向可移动。
根据本发明实施例的换热器折弯设备进一步包括翻转驱动机构，所述翻转驱动机构安装在所述机架上且与第一和第二折弯板相连以驱动第一和第二折弯板翻转。
本发明第二方面的一个目的在于提出一种折弯式换热器的制造方法，利用该制造方法，折弯后的换热器的折弯尺寸一致性好，折弯处扁管无损伤，稳定性好，可以实现大规模生产，单个产品有效换热面积最大化。
本发明的第二方面提出一种折弯式换热器的制造方法，包括以下步骤：沿上下方向将多个扁管平行且间隔开设置；将每个扁管的两端分别与第一和第二集流管连接以便扁管内的通道连通第一和第二集流管；将翅片设置在相邻的扁管之间且每个扁管均留有未设置翅片的无翅片段；将第一集流管、第二集流管、扁管、和翅片焊接在一起；将多个扁管的无翅片段同时扭转；和在无翅片段处将多个扁管折弯，其中无翅片段的扭转和扁管的折弯是利用本发明第一方面所述的换热器折弯设备进行的。
具体地，扁管的扭转和折弯同时进行。可选地，先扭转扁管、然后再折弯扁管。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明实施例的换热器折弯设备的立体示意图；
图2是图1所示换热器折弯设备的主视示意图；
图3是图1所示换热器折弯设备的俯视示意图；
图4是图1所示折弯设备的上芯轴的示意图；
图5是图4所示上芯轴的俯视图；
图6是图1所示折弯设备的下芯轴的示意图；
图7是图6所示下芯轴的俯视图；
图8是根据本发明实施例的折弯式换热器的制造方法的流程示意图；
图9是组装和焊接之后、扭转和折弯之前的换热器的示意图；
图10是折弯之后的换热器的示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上下方向”、“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
下面首先参考附图描述根据本发明实施例的换热器折弯设备，利用用于折弯微通道换热器的折弯设备。
如图1-3所示，根据本发明一个实施例的换热器折弯设备包括机架1、上芯轴2、下芯轴3、第一折弯板7、和第二折弯板8。
在图1中，箭头A表示机架1的纵向，箭头B表示机架1的横向，但是需要说明的是，这仅仅是为了便于描述，而不能理解为对本发明的限制。
上芯轴2沿着纵向A安装在机架1上，换言之，上芯轴2的轴向与纵向A一致。如1和图4和图5所示，上芯轴2的外周表面上形成有沿轴向排列的多个上凹槽21，上凹槽21可以直接在上芯轴2的外圆周面上沿横交轴向的方向形成，可选地，也可以将上芯轴2的外圆周面切去一部分从而形成平面，然后在平面上加工出上凹槽21。
如图2所示，当上芯轴2安装到机架1上时，上芯轴2上的上凹槽21朝向下。上凹槽21用于从上面容纳和卡持换热器的扁管300(参见图9)，因此上凹槽21的尺寸应当适配扁管300。
下芯轴3沿着纵向A安装在机架1上，换言之，下芯轴3的轴向与纵向A一致。如1和图6和图7所示，下芯轴3的外周表面上形成有沿轴向排列的多个下凹槽31，下凹槽31可以直接在下芯轴3的外圆周面上沿横交轴向的方向形成，可选地，也可以将下芯轴3的外圆周面切去一部分从而形成平面，然后在平面上加工出下凹槽31。
如图2所示，当下芯轴3安装到机架1上时，下芯轴2上的下凹槽21朝向下。下凹槽31用于从下面容纳和卡持换热器的扁管300(参见图9)，因此下凹槽31的尺寸应当与扁管300适配。
如图2所示，当上芯轴2和下芯轴3安装到机架1上时，在初始状态，多个上凹槽21和多个下凹槽31在上下方向上一一对齐，从而相互对应的上凹槽21和下凹槽31分别从上面和下面容纳和卡持同一个扁管300。
为了扭转换热器的多个扁管300，上芯轴2与下芯轴3中的至少一个可移动。具体地，上芯轴2与下芯轴3至少能够在纵向上相对移动。例如上芯轴2与下芯轴3中的至少一个沿纵向A可移动，此外，上芯轴2与下芯轴3中的至少一个沿上下方向可移动。
更具体地，在本发明的一些实施例中，下芯轴3沿纵向A可移动而上芯轴2沿上下方向可移动。如图2所示，上芯轴2的一端固定在上芯轴支座22上，上芯轴支座22通过液压缸或气缸9驱动在上下方向上移动，可选地，上芯轴支座22也可以通过丝杠传动在上下方向上移动。如图1和2所示，下芯轴3固定在下芯轴支座32上，下芯轴支座32通过液压缸或气缸10和连杆机构驱动在纵向A上移动。可选地，也可以在下芯轴支座32的纵向一端设置液压缸或气缸，从而直接驱动下芯轴支座32在纵向A上移动。当然，可以理解的是，本领域的普通技术人员可以通过其他任何合适的方式驱动上芯轴2在上下方向上移动且驱动下芯轴3在纵向方向上移动。
在本发明的一些实施例中，也可以采取上芯轴2在纵向A上可移动，而下芯轴3在上下方向上可移动；可选地，上芯轴2和下芯轴3都可以同时在纵向A和上下方向上移动。
第一折弯板7和第二折弯板8分别设置在机架1的横向两侧，并且沿横向间隔开预定距离，由此，上芯轴2和下芯轴3位于第一折弯板7和第二折弯板8之间。第一折弯板7和第二折弯板8能够上下翻转，例如以下芯轴3的轴线为中心旋转，从而折弯换热器的扁管300。
如图1和3所示，第一折弯板7和第二折弯板8在机架1的横向B上相对于下芯轴3的轴线对称设置，在折弯时，换热器的折弯中心与下芯轴3的轴线对准。
在本发明的一些实施例中，换热器折弯设备包括翻转驱动机构11，翻转驱动机构11安装在机架1上且与第一折弯板7和第二折弯板8相连以同步翻转第一折弯板7和第二折弯板8。翻转驱动机构例如可以为链条传动机构，第一折弯板7和第二折弯板8分别通过转轴可旋转地支撑在机架1上，电机通过减速器、链条和链轮驱动第一折弯板7和第二折弯板8的转轴旋转，从而上下翻转第一折弯板7和第二折弯板8，由此折弯换热器。
可以理解的是，第一折弯板7和第二折弯板8并不限于通过上述形式的翻转驱动机构翻转。例如，翻转驱动机构也可以为齿轮传动，可选地，可以在第一折弯板7和第二折弯板8下面设置液压缸或气缸，通过液压缸或气缸驱动第一折弯板7和第二折弯板8翻转。因此，对于本领域的普通技术人员而言，可以采用任何合适的翻转驱动机构驱动第一折弯板7和第二折弯板8翻转。根据本发明的实施例，第一折弯板7和第二折弯板8可以同步翻转，也可以不同步翻转。
如图1-3所示，在第一折弯板7上沿纵向A设有第一定位块4和第二定位块5，同样，在第二折弯板8上沿纵向A设有第一定位块4和第二定位块5。第一定位块4和第二定位块5用于在纵向A上将换热器定位到第一折弯板7和第二折弯板8上，防止换热器沿纵向A移动。为了适用于不同尺寸的换热器，第二定位块5沿纵向A分别在第一折弯板7和第二折弯板8上可移动，例如第二定位块5上设有纵向长孔，第二定位块5通过穿过纵向长孔的螺栓固定在第一折弯板7和第二折弯板8上，松开螺栓，就可以沿纵向A移动第二定位块5。可选地，也可以采取第一定位块4沿纵向A可移动，第二定位块5固定不动，或第一定位块4和第二定位块5都可以沿纵向A可移动。
下面简单描述根据本发明实施例的换热器折弯设备的操作和使用。
如图1和9所示，将组装和焊接后的换热器放置到第一折弯板7和第二折弯板8上，通过第一定位块4和第二定位块5在纵向A上定位换热器。此时，下芯轴3的上多个下凹槽31分别从下面容纳和卡持换热器的多个扁管300的无翅片段302，换言之，扁管300的无翅片段302分别插入到多个下凹槽31内。在上下方向上向下移动上芯轴2，从而上凹槽21从上面容纳和卡持扁管300的无翅片段302，换言之，扁管300的无翅片段302插入到多个上凹槽内。
由此，上下对应的一个上凹槽21和一个下凹槽31从上面和下面容纳和卡持一个扁管300。接下来，沿纵向A移动下芯轴3，由此将多个扁管300的无翅片段302同时扭转。在扭转无翅片段302的同时或者将无翅片段302扭转到预定角度后，启动翻转机构11，向上翻转第一折弯板7和第二折弯板8，此时上芯轴2压住扁管300的无翅片段302，由此在无翅片段302处折弯换热器。如果无翅片段302的中心与下芯轴3的轴线一致，则在无翅片段302的中心处折弯换热器。
根据本发明实施例的折弯设备，可以在组装和焊接后，同时一次性地扭转换热器的无翅片段，并且可以在扭转的同时或扭转后折弯换热器，由此保证了折弯尺寸的一致性和折弯后换热器整体的平稳性，提高了生产效率，使得折弯换热器能够大规模工业化生产。
下面参考图8-10描述利用根据本发明实施例的折弯设备制造折弯式微通道换热器的方法。
如图8和9所示，首先，沿上下方向将多个扁管300平行且间隔开设置，例如可以将多个扁管300放置到支架上。接下来，将每个扁管300的两端分别与第一集流管100和第二集流管200连接以便扁管300内的通道连通第一集流管100和第二集流管200。然后，将翅片400设置在相邻的扁管300之间且每个扁管300均留有未设置翅片400的无翅片段302，由于换热器从无翅片段302处折弯，因此无翅片段302也可以称为折弯段。组装好后，将第一集流管100、第二集流管200、扁管300、和翅片400焊接在一起，从而得到如图10所示的组装和焊接后的换热器。
接下来，将换热器放置到根据本发明实施例的折弯设备上，上芯轴2的上凹槽21和下芯轴3的下凹槽31分别从上面和下面卡持住每个扁管300的无翅片段302，沿纵向A相对移动上芯轴2和下芯轴3，从而将多个扁管300的无翅片段302一次同时扭转，利用上芯轴2压住扁管300的无翅片段302，通过翻转第一折弯板7和第二折弯板8使得低第一集流管100和第二集流管200以及扁管300的平直段301向上翻转，从而在无翅片段302处折弯扁管300，得到折弯的换热器，如图10所示。
在本发明的一些实施例中，扁管300的无翅片段302的扭转和折弯可以同时进行，可选地，也可以先将扁管的无翅片段302同时一次性扭转，然后再折弯无翅片段302。
根据本发明实施例的折弯式微通道换热器的制造方法，折弯后的换热器的折弯尺寸一致性好，折弯处扁管无损伤，稳定性好，可以实现大规模生产，单个产品有效换热面积最大化。
可以理解的是，虽然上面以微通道换热器为例进行描述，但是本发明并不限于此。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种换热器折弯设备，其特征在于，包括：
机架；
上芯轴和下芯轴，所述上芯轴沿机架的纵向安装在机架上且上芯轴的外周面上形成有沿所述纵向排列的、开口朝向下的多个上凹槽，所述下芯轴沿所述纵向安装在所述机架上且下芯轴的外周面上形成有沿所述纵向排列的、开口朝向上的多个下凹槽，所述多个下凹槽与多个上凹槽在上下方向上一一对齐以从上下方向卡持换热器扁管，其中所述上芯轴和下芯轴中的至少一个可移动以扭转换热器的扁管；和
第一和第二折弯板，所述第一和第二折弯板分别设置在机架的横向两侧且可翻转。
2.根据权利要求1所述的换热器折弯设备，其特征在于，所述上芯轴和下芯轴中的至少一个沿上下方向和所述纵向可移动。
3.根据权利要求1所述的换热器折弯设备，其特征在于，所述下芯轴沿所述纵向可移动且所述上芯轴沿上下方向可移动。
4.根据权利要求3所述的换热器折弯设备，其特征在于，所述上芯轴由液压缸或气缸驱动沿上下上方移动。
5.根据权利要求1所述的换热器折弯设备，其特征在于，所述第一和第二折弯板在机架的横向上相对于下芯轴的轴线对称设置。
6.根据权利要求1所述的换热器折弯设备，其特征在于，进一步包括第一和第二定位块，所述第一和第二定位块沿纵向设置在所述第一折弯板以及第二折弯板的上表面上，其中所述第二定位块沿所述纵向可移动。
7.根据权利要求1所述的换热器折弯设备，其特征在于，进一步包括翻转驱动机构，所述翻转驱动机构安装在所述机架上且与第一和第二折弯板相连以驱动第一和第二折弯板翻转。
8.一种折弯式换热器的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
沿上下方向将多个扁管平行且间隔开设置；
将每个扁管的两端分别与第一和第二集流管连接以便扁管内的通道连通第一和第二集流管；
将翅片设置在相邻的扁管之间且每个扁管均留有未设置翅片的无翅片段；
将第一集流管、第二集流管、扁管、和翅片焊接在一起；
将多个扁管的无翅片段同时扭转；和
在无翅片段处将多个扁管折弯，
其中无翅片段的扭转和扁管的折弯是利用如权利要求1-7中任一项所述的换热器折弯设备进行的。
9.根据权利要求8所述的折弯式换热器的制造方法，其特征在于，其中扁管的扭转和折弯同时进行。
10.根据权利要求9所述的折弯式换热器的制造方法，其特征在于，其中先扭转扁管、然后再折弯扁管。
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