CN101927425B

CN101927425B - 一种大型换热器换热板的连续制造方法与生产线

Info

Publication number: CN101927425B
Application number: CN2009101784551A
Authority: CN
Inventors: 洪紫林
Original assignee: Guangdong Chungchak Heavy Industry Co Ltd
Current assignee: Guangdong Chungchak Heavy Industry Co Ltd
Priority date: 2009-10-10
Filing date: 2009-10-10
Publication date: 2011-12-14
Anticipated expiration: 2029-10-10
Also published as: CN101927425A

Abstract

本发明涉及一种大型换热器换热板的连续制造方法与生产线，该方法的主要步骤是，首先通过放卷装置将两卷薄金属板抽出后贴合成双板片，并以焊接速度拉动双板片至多头焊接装置；随后由所述多头焊接装置根据设定在双板片上焊出多条连续叠焊道；再用加压膨胀装置向焊接得到的双板片中充入高压液体，使其膨胀形成换热通道。本发明的方法以两卷薄金属卷板为原料连续进行生产，所制造的换热板面积大大增加，而且生产效率显著提高。该生产线包括放卷装置、多头焊接装置、剪切装置和加压膨胀装置，生产效率高，突破了换热板制造的长度限制，非常适合大面积换热板的制造。

Description

一种大型换热器换热板的连续制造方法与生产线

技术领域

本发明涉及一种大型换热器换热板的连续制造方法与生产线，该换热板可以是全密封式或板管式，属于换热器技术领域。

背景技术

近年来由于石油、化工、电力、冶金等领域的技术快速进步，其生产装置随之不断地向大型、节能的方向发展。换热器作为其中重要的一种工业设备，应用需求标准的提高更是对其提出了大型节能的要求。目前，板壳式、板式、螺旋板式换热器是节能效果很好的新型换热器，但由于现有的技术限制，制造工艺很复杂，使得这些新型换热器不能得到广泛应用，尤其是对于大型的换热器而言。换热板是换热器的关键部件，在大型换热器中需要采用大面积的换热板。换热板的质量和大小，直接影响换热器的换热效率和规格。现有的换热板制作方法是先用冲压模具将薄金属平板压成有凹凸槽的板片，然后将两张板片用焊接方法连接。这种方法需要采用压制模具和液压机装置制造，其形式为用平板制成的单板片换热板。不同规格的换热板需要不同规格的模具，制造大面积的换热板需要很大的模具和液压机。另外，在焊接时每道焊缝要分开焊接，生产效率低，而且很难控制焊接变形，使得制造大面积换热板非常困难。因此，现有换热板的面积通常比较小，不能用于制造大型的换热器。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述问题，本发明的一个目的是提供一种大型换热器换热板的连续制造方法。

本发明的另一个目的是提供一种大型换热器换热板的连续制造生产线。

根据本发明的一方面，提供了一种大型换热器换热板的连续制造方法，包括如下步骤：

(a)通过放卷装置将两卷薄金属板抽出后贴合成双板片，并以焊接速度拉动双板片至多头焊接装置；

(b)由所述多头焊接装置根据设定在双板片上焊出多条连续叠焊道；

(c)将焊接得到的双板片按照所需长度进行分切，并通过加压膨胀装置向其中充入高压液体，使其膨胀形成换热通道。

根据本发明的一种实施方式，所述放卷装置包括卷板支架、放料器、导向器、贴合机、点焊机和整平机；所述放料器安装在所述卷板支架上，所述导向器固定于所述卷板支架的前侧，所述贴合机置于所述卷板支架之后，所述点焊机安装于所述贴合机的上方，所述整平机布置于所述贴合机之后。

根据本发明的另一种实施方式，还包括对形成换热通道的双板片进行热处理的工序。

根据本发明的另一方面，还提供了一种大型换热器换热板的连续制造生产线，所述生产线包括依次连接的放卷装置、多头焊接装置、剪切装置和加压膨胀装置；

所述放卷装置包括卷板支架、放料器、导向器、贴合机、点焊机和整平机；所述放料器安装在所述卷板支架上，所述导向器固定于所述卷板支架的前侧，所述贴合机置于所述卷板支架之后，所述点焊机安装于所述贴合机的上方，所述整平机布置于所述贴合机之后。

根据本发明的一种实施方式，所述焊机选自高频焊机、氩弧焊机或激光焊机。

根据本发明的另一种实施方式，所述生产线还包括热处理装置，所述热处理装置连接于所述加压膨胀装置之后。

根据本发明的另一种实施方式，所述生产线还包括精整校平机，所述精整校平机连接于所述多头焊接装置和所述剪切装置之间。

本发明方法的有益技术效果在于，与现有的用两件平板单件制作换热板的方法相比，本发明的方法以两卷薄金属卷板为原料连续进行生产，所制造的换热板面积大大增加，而且生产效率显著提高。比如，现有的换热板长度不超过20米，而采用本发明的方法，换热板的重量可达30吨以上，长度可超过1000米。同时，该方法将金属卷板的开卷、贴合、焊接、加压膨胀、分切等换热板制造工序整合在一条生产线上完成，改变了现有的单件分工序的制造模式，显著提高了生产效率。

本发明的生产线通过所述放卷装置将两卷金属板连续拉出并贴合，经焊接处理后，再将焊接后的双金属卷板片充压膨胀来连续地生产换热板。与现有的换热板生产线相比，该生产线无需使用压制模具和液压机装置，从而突破了换热板制造的长度限制，非常适合用于大面积换热板的制造，可为制造大型的节能换热器提供关健部件。此外，本发明将双金属卷板的连续拉出、焊接、分切和充压膨胀等工序整合在一条生产线中完成，实现了大型换热板的连续化生产，使生产效率显著高，并降低了生产成本。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1-1和图1-2是根据本发明的生产线一个实施例的示意图；

图1a是图1-1中X区域的局部放大图；

图2是根据本发明的方法制造的全密封式换热板横剖视图；

图2a是图2的A-A剖视图；

图2a-1是图2a中Y区域的局部放大图；

图2b是图2的C-C剖视图；

图2c是图2中换热板的端视图；

图3是图2中的换热板沿两端切开后的横剖视图；以及

图3a是图3中换热板的端视图。

附图标记：

1放卷装置；2多头焊接装置；3精整校平机；4剪切装置；5加热膨胀装置；6热处理装置；11、12卷板支架；13、14放料器；14-1板片牵引机构；15导向器；16贴合机；17电焊机；18整平机；61、62金属卷板；21板片张紧调平机构；22多头焊机；23焊接高度跟踪器；24送气系统；25焊接气体保护罩。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行详细说明，这种描述是为了解释本发明，以使本领域的技术人员更好地理解本发明，而不能解释为对本发明的限制。另外，需要指出的是，本文所述及的“卷板支架的前侧”定义为远离卷板支架且朝向金属卷板前进方向的一侧。

在图1-1和图1-2所示根据本发明的生产线的一个实施例中，该生产线由放卷装置1、多头焊接装置2、精整校平机3、剪切装置4、加压膨胀装置5和热处理装置6组成，这些装置之间依次通过滚道连接在一起。当然，本领域的技术人员应当明白，这里所述的滚道连接仅作为一种优选的方式，具体的连接手段并不限于此，例如，也可以采用滑板等连接形式。

在本生产线包括的以上各装置中，所述放卷装置1由卷板支架11和12、放料器13和14、导向器15、贴合机16、点焊机17和整平机18组成。卷板支架11和12装有垂直和水平调整结构，整个支架可作水平及垂直方向移动，用于调整两卷板的板中心线及水平高度，以适应不同宽度和不同直径的板卷，卷板支架具有动力机构，可以顺时针或逆时针转动，用于收放金属卷板61和62以便将两片卷板对齐，两卷板支架的收放卷能力均可达15吨以上；所述放料器13和14分别安装在卷板支架11和12上，放料器13可将板头拉出至固定于卷板支架12前侧的导向器15；放料器14除了能拉出板头外，还装有板片牵引机构14-1，可将卷板62拉至卷板61上方以使两卷板重叠；所述导向器15为可水平摆动的滑板，用于引导板片前进的角度；所述贴合机16具有夹紧对齐机构，可将两卷板的端头对齐；所述点焊机17安装于贴合机16的上方，用于将两卷板在该贴合机上点焊成双卷板，可以采用高频焊机、氩弧焊机或激光焊机；所述整平机18布置于贴合机16之后，可消除从贴合机16输送的卷板点焊后的局部变形，在调速电机驱动下可拉动双板片以设定的焊接速度移动。

所述多头焊接装置2布置在整平机18之后，由板片张紧调平机构21、多头焊机22、焊接高度跟踪器23、送气系统24及焊接气体保护罩25组成，多头焊机22、焊接高度跟踪器23、送气系统24位于焊接气体保护罩25内，如图1a中所示。所述板片张紧调平机构21前后设有张紧压辊，下面装有下顶辊，张紧压辊向下压紧板片可将焊接位置的板片拉紧，下顶辊向上顶板片时可调平焊接位置并可消除板片之间的间隙，以利于焊接；所述多头焊机22安装在张紧调平机构21的上方，有两个以上焊枪头，枪头可在计算机系统控制下作水平运动，可根据需要同时焊出多条各种轨迹的焊道，多头焊机22优选高频焊机、氩弧焊机或激光焊机；所述焊接高度跟踪器23可保证焊枪与板片之间的距离；所述送气系统24可按焊接要求输送焊接保护气体；所述焊接保护罩25将板片焊接区罩住，焊接保护气体充满保护罩以保证焊接质量，该保护罩下沿是耐温的密封胶条，可起到密封作用又可让板片通过。现有的薄板叠焊使用的是单焊枪，本生产线的焊接装置使用了多头设计，枪头的间距及焊接轨迹可根据换热板通道的尺寸进行要求调整，并配置了特殊的气体保护系统，可在双板片上同时焊出多道叠焊焊道，并能满足不同金属的焊接要求。

在多头焊接装置2后设置的精整校平机3用于消除由焊接引起的板片变形。

加压膨胀装置5由加压系统及防变形压床组成，可输出使板片膨胀形成换热通道的高压液体，防变形压床上下床面之间的距离由液压装置调整，在上下床面上用数控机床加工出与焊缝同样布置的凹凸槽。当向板片加压时，防变形压床的上下床面将板片压紧，从而可有效地控制板片变形。双板片在加压膨胀时如没有防变形设备，会发生较大变形，板片的面积越大越容易发生变形。本生产线在加压膨胀装置中设置了防变形压床，能有效控制板片的变形。

热处理装置6用于消除板片在焊接和加压膨胀时产生的应力，为控制板片在热处理时的变形，本装置设计了专门的板片固定机构。该固定机构为多层的夹具，可在板片热处理时同时固定多块板片，以控制板片变形。

在根据本发明的制造方法的一个实施例中，采用上述生产线制造大型换热板，首先，将两卷薄金属板61和62分别装上卷板支架12和11，用垂直和水平调整机构将两卷板调至所需的位置，通过放料器14将卷板61拉出，同时通过放料器13将卷板62拉出，放料器14中的板片牵引机构14-1将卷板62拉至卷板61的上方，使两块板重叠，继续由放料器13和14将两块板同时拉至导向器15，并对齐端部；接着贴合机16将两卷板端部压紧，再通过点焊机17进行点焊，可以采用高频焊机、氩弧焊机或激光焊机，两卷板此时被贴合成双卷板，随后放料器13和14将双卷板送至整平机18，板片得到平整并消除了点焊时的变形。此时，放料器13和14停止动作，由整平机18将板片移动速度调整至焊接速度，并将板片送至多头焊接装置2。

接着，调整多头焊接装置2中的张紧调平机构21，由该机构前后的压辊向下压紧板片，下顶辊向上调平板片并消除板片之间的间隙，焊枪与板片之间的距离通过高度跟踪器进行23调整。送气系统24启动，保护气体充满保护罩25，在多头焊机22的控制系统上设定焊道的水平运动轨迹，板片在整平机18的连续拉动下由焊枪进行焊接，多头焊机22优选高频焊机、氩弧焊机或激光焊机。由于焊接后的板片会存在一定程度的变形，因此，进一步地待焊接完成后，使其通过精整校平机3进行精整校平处理。继之，通过剪切装置4按照需要的尺寸对板片进行分切。

随后，分切后的板片被送至加压膨胀装置5，防变形压床的上下床面将焊缝压紧，再由加压系统加压，从而使板片膨胀形成换热通道。

容易理解的是，不同的焊缝形状可以得到不同形状的换热通道。因此，可以根据需要设置具体焊缝形状，以得到所需的通道结构。例如，可将焊缝设置成直焊缝，这样便得到如图2、2a、2b、2c和2a-1所示两端封闭的密封式换热板，该换热板的换热通道呈平行排列的椭圆管状。也可将板片的两端切开制成如图3及3a所示两端开放的板管式换热板。

最后，对有热处理要求的换热板送至热处理装置5，用多层夹具固定然后进行热处理。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神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，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims

1.一种大型换热器换热板的连续制造方法，包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述放卷装置包括卷板支架、放料器、导向器、贴合机、点焊机和整平机；所述放料器安装在所述卷板支架上，所述导向器固定于所述卷板支架的前侧，所述贴合机置于所述卷板支架之后，所述点焊机安装于所述贴合机的上方，所述整平机布置于所述贴合机之后。

3.如权利要求1或2所述的方法，其中，还包括对形成换热通道的双板片进行热处理的工序。

4.如权利要求1所述的方法，其中，在焊接工艺中使用的焊机为高频焊机、氩弧焊机或激光焊机。

5.一种大型换热器换热板的连续制造生产线，其中，所述生产线包括依次连接的放卷装置、多头焊接装置、剪切装置和加压膨胀装置；

6.如权利要求5所述的生产线，其中，所述放卷装置、多头焊接装置、剪切装置和加压膨胀装置之间依次通过滚道连接。

7.如权利要求5所述的生产线，其中，在焊接工艺中使用的焊机为高频焊机、氩弧焊机或激光焊机。

8.如权利要求5所述的生产线，其中，所述生产线还包括热处理装置，所述热处理装置连接于所述加压膨胀装置之后。

9.如权利要求5所述的生产线，其中，所述生产线还包括精整校平机，所述精整校平机连接于所述多头焊接装置和所述剪切装置之间。

10.如权利要求8或9所述的生产线，其中，所述连接采用的是滚道连接方式。