CN101954431B - 用于换热器的组装的杆保持器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于组装翅片和管换热器的扩张杆保持器。该扩张杆保持器包括：第一板，其具有贯通的第一孔；以及环，其位于所述第一孔内，所述环具有贯通的第二孔。所述第一孔和所述第二孔被构造成接收扩张杆的渐缩端部，所述扩张杆具有接近所述渐缩端部的环形槽。偏压部件位于所述第一孔内且在所述环与所述第一孔的壁之间。所述偏压部件被构造成沿第一方向朝向所述第一孔的相对壁偏压所述环，并且使所述环偏压到所述环形槽中。本发明还公开了一种制造扩张杆保持器的方法，以及用于制造换热器的管扩张器系统。
Description
技术领域
本发明总体涉及管扩张机，更具体地，本发明涉及用于锁定和释放用于换热器的管扩张机杆的装置。
背景技术
在换热器的制造中，普遍使用的一种方法是以松配合将翅片组装在管上，然后使管扩张，以便与翅片形成紧配合，从而将组件永久地锁定在一起。这还在管和翅片之间提供良好的换热。
通常，扩张机设有框架，该框架在一端处具有用于保持松散地组装的管和翅片的组装夹具或套件，在另一端处具有由动力推动的冲头(header)或压头(ram)。安装在由动力推动的压头上的是与夹具或套件中的管对准的多个扩张机杆。杆的端部形成有扩张端部或锥形体(bullet)，其尺寸形成为当压头向前时沿着管运动，并且将管扩张成与翅片中的开口形成紧配合。
将扩张机杆固定到由动力推动的冲头上的一种常用方法是将杆插入到冲头的所选的孔中并且使杆旋转180°，该杆具有在杆靠近上渐缩端部的一侧中铣削成的半槽。因此，插入或移除杆以便转换为不同的换热器样式需要各个杆被扭转和移除，或者将各个杆插入和扭转以便将其固定到冲头中。所有这些重复扭转运动都由手完成，通常导致已知为腕骨综合症的重复受压伤害(RSI)，并且还需要额外的制造时间和工作，从而增加了制造成本。
因此，需要用于在冲头中固定和移除扩张机杆而不会产生RSI情况的装置和方法。
发明内容
本公开的一个方面提供一种用于翅片和管换热器的组装的扩张杆保持器。在一个实施例中，扩张杆保持器包括：第一板，其具有贯通的第一孔；以及环，其位于所述第一孔内，所述环具有贯通的第二孔。所述第一孔和所述第二孔被构造成接收扩张杆的渐缩端部，所述扩张杆具有接近所述渐缩端部的环形槽。偏压部件位于所述第一孔内且在所述环与所述第一孔的壁之间。所述偏压部件被构造成沿第一方向朝向所述第一孔的相对壁偏压所述环，并且使所述环偏压到所述环形槽中。本发明还公开了一种制造扩张杆保持器的方法，以及用于制造换热器的管扩张机系统。
附图说明
现在参考以下结合附图的说明，其中：
图1示出了如本文所述的用于翅片和管换热器的组装的扩张杆保持器的一个实施例；
图2示出了具有多个贯通的第一孔的第一板的一个实施例；
图3A示出了被构造成与图1的扩张杆保持器相配合的扩张杆的渐缩端部的一个实施例；
图3B示出了图1的扩张杆保持器的环的一个实施例；
图4示出了具有锁定就位的扩张杆的第一板和第二板的一部分；
图5A示出了采用根据本发明原理构造的用于制造换热器的杆保持器的机械管扩张机的一个实施例；以及
图5B是机械管扩张机的一部分的放大图，其中元件定向在第一位置中。
具体实施方式
图1示出了如本文所述的用于翅片和管换热器的组装的扩张杆保持器100的一个实施例。该扩张杆保持器100包括第一板110、第二板120和平移机构130。该第一板110包括多个贯通的孔111以及第一舌部112和第二舌部113。该多个孔111可以布置成重复用于换热器族(未示出)的通常截面的样式。例如，如图所示的多个孔111布置成36个孔形成的行与37个孔形成的行交替排列的四个偏移行，即36个孔、37个孔、36个孔和37个孔。确切的数量是不重要的，编排设计也是不重要的，只要该样式大到足以容纳要在同样数量的翅片中扩张的管的数量，而最终形成换热器。所示的第一板110包括互锁为拼图块形式的六个局部板110a-110f。然而，第一板110不必由六个或任何其它数量的局部板构成，而是可以构成为一个部件。图中所示的实施例便于以尺寸适中的工具进行制造。较大的制造工具的可用性使得能够将第一板110制造为一个部件。
第二板120在上表面122中包括腔体121，第一板110位于该腔体121中。在优选的实施例中，腔体121可以是具有长度lr的槽口，该长度lr比第一板的长度lfp长。第二板120还可以包括多个安装孔123，以便安装到机械管扩张机的压头(未示出)上。在优选的实施例中，腔体121的深度基本上等于第一板110的厚度，使得第一板110和第二板120的上表面基本上共面。
在另一个实施例中，扩张杆保持器100可以包括平移机构130，该平移机构130操作地联接到第一板110和第二板120上。该平移机构130被构造成提供用于使第一板110相对于第二板120移动的机械力。在一个实施例中，该平移机构130可包括致动器131、附接支架132、第一舌部支架133、第二舌部支架134和连杆135。该平移机构130通过附接支架132在第二板120的边缘124处联接至该第二板120。平移机构130还通过第一舌部支架133和第二舌部支架134在第一舌部112和第二舌部113处联接至第一板110。连杆135联接第一舌部支架133和第二舌部支架134，以便精确地调节第一舌部112和第二舌部113之间的距离，使得第一板110在滑动操作期间保持为平的。在一个实施例中，连杆135可以具有如松紧螺杆(turnbuckle)中那样的螺纹，也就是在一端上具有左手螺纹，在另一端上具有右手螺纹，使得沿一个方向旋转连杆135会缩短第一舌部112和第二舌部113之间的距离，并且使第一板110相对于第二板120向右移动，而沿着相反的方向旋转连杆135会延长第一舌部112和第二舌部113之间的距离，从而使第一板110沿相反的方向移动。然而，在另一个实施例中，致动器131可以是沿期望的方向推、拉连杆135的液压操作的装置。在又一个实施例中，致动器可以简单地是用杆适当地操作的手柄，该手柄允许在沿着适当的方向移动或偏压手柄时第一板110沿着适当的方向移动。下面说明平移机构130的其它实施例的例子。
图2示出了第一板110的一个实施例，该第一板110具有多个贯通的第一孔111。通过第一孔111可以看到第二板120的一部分以及第二板的孔230，扩张杆235的端部可以插入穿过该孔230。在优选的实施例中，第一孔111沿着第一板110的长度伸长，以便提供第一孔111形成的相邻的行之间的最佳间距。位于各个第一孔111内的是环210和偏压部件220，如图所示。偏压部件220由在压缩时能够施加力的弹性材料构成。例如，在有利的实施例中，偏压部件220可以由在压缩时能够施加力的橡胶或类似弹性材料构成。
在一个实施例中，环210和偏压部件220基本上与第一板110共面。然而，在其它的实施例中，环210和偏压部件220的上表面可以位于第一板110的上表面之下。在一个实施例中，环210和偏压部件220的厚度基本上等于第一板110的厚度。然而，在其它的实施例中，环210和偏压部件220的厚度可以比第一板110薄。
环210具有贯通的中心第二孔215。中心第二孔215具有直径da。环210还可以具有斜面部分217，该斜面部分217作为中心第二孔215的内壁的一部分。偏压部件220位于第一孔111内且在第一孔111的一个壁211与相关的环210之间。大致如图2所示，偏压部件220被构造成沿着第一方向朝向第一孔111的相对壁212偏压环210，并且朝向扩张杆235的环形槽315(参见图3A)偏压环210，大致如图2所示。
图3A示出了被构造成与图1的扩张杆保持器100配合的扩张杆235的渐缩端部310的一个实施例。该扩张杆235具有直径dr。端部310是渐缩的，以便使到扩张杆保持器100中的插入简单化。在渐缩端部310末端，扩张杆235具有为完全杆直径dr的区域313。在区域313的端部处接近渐缩端部310的是环形槽315。扩张杆235的直径dr稍小于中心第二孔的直径da，从而使得渐缩端部310能够轻易地穿过该中心第二孔。在优选的实施例中，腔体121的长度与第一板110的长度之间的差基本上等于环形槽315的深度dg。这种尺寸关系允许第一板110相对于第二板120精确地运动，从而允许通过环210与偏压部件220配合而将扩张杆235配合地固定就位，以及通过使用平移机构130(图1)而将扩张杆235从第一板110上移除。
图3B示出了环210的有利实施例。环210的厚度和截面与环形槽315相配合，以便将扩张杆235保持在扩张杆保持器100(图1)中。如图3B的实施例所示，环210还可以包括斜面部分217，该斜面部分217有助于将渐缩端部310引导插入到第一板110和环210的相应的孔111和215中。
图4示出了第一板110和第二板120的一部分，其中一个扩张杆235被锁定就位。可以看到，渐缩端部310和为完全杆直径dr的区域313示为延伸到第一板110之上。在由偏压部件220施加的力下由环210将扩张杆235保持就位。
现在同时参考图2、3A、3B和4，概括来说，扩张杆235的渐缩端部310插入穿过第二板210的孔230，同时穿过环的第二孔215和第一板110的第一孔111。当渐缩端部310接触环210的斜面部分217时，环210朝向所述一个壁211滑动并且被弹性偏压部件220抵住。在一个实施例中，弹性偏压部件220为弓形弹性部件，该弓形弹性部件包括具有合适的压缩和弹性特征的橡胶段。当扩张杆235进一步插入时，区域313与内壁215平滑地接触，因此，扩张杆235处于第二板的孔230和环210的中心。扩张杆235的进一步插入导致环210滑入到环形槽315中，从而将扩张杆235锁定在扩张杆保持器100中。对形成用于期望换热器的翅片和管布置所需要的各个扩张杆重复这个插入过程。
当扩张杆布置不再适合于正在生产的翅片和管换热器时，也就是需要新的扩张杆235的布置或者因为某些其它的原因需要替换杆时，借助平移机构130来释放扩张杆235。现在回过去参考图1，上面提到第二板120中的腔体的长度lr长于第一板110的长度lfp。这个长度差允许第一板110在腔体121中沿着第二板120小范围地运动。应当注意到，在一个实施例中，第二板120固定至将在下面说明的液压压头，该液压压头施加必要的力，以便使得扩张杆235穿过管，从而将管扩张为与翅片接触。
平移机构130使得第一板110在腔体121中相对于第二板120移动，以便将扩张杆235从在第一板110中的环210中释放。在优选的实施例中，平移机构130是液压操作的平移机构。液压操作的平移机构是其中液压压力被用来引起第一板110和第二板120之间的相对运动的平移机构。当扩张杆235被环210保持时，第一板110通过偏压部件220向图1中的左侧移动。当液压压力施加给液压致动器131时，液压压力引起第一舌部支架133、连杆135和第二舌部支架134相对于附接到第二板120上的固定附接支架132一致地向图1中的右侧移动。第一舌部支架133和第二舌部支架134的运动引起第一舌部112和第二舌部113以及第一板110相对于第二板120向右平移。
一旦第一板110已经向右平移，那么弹性偏压部件220在所述一个壁211和环210之间压缩，并且第二孔215与第二板的孔230对准，由此允许从扩张杆保持器100中竖直地抽出扩张杆235。在释放致动器131中的液压压力时，由于偏压部件220施加的力，使得环210将在第一孔111中向左移动。
在可选的实施例中，平移机构130可以是机械平移机构。机械平移机构使用一个或多个机械装置，例如杠杆、螺杆或其它本领域技术人员公知的简单机械装置，以便使第一板110在腔体121中移动。在又一个可选的实施例中，平移机构130可以是电气平移机构。电气平移机构的例子可以是应用至合适材料的电磁场，该合适材料也就是钢、铁、铁磁体等，该合适材料联接至第一舌部支架133和第二舌部支架134，以便使第一板110在腔体121中移动。
图5A和5B示出了采用根据本发明原理构造的用于制造换热器的杆保持器的机械管扩张机500以及机械管扩张机的一部分的放大图，其中元件定向在第一位置中。该机械管扩张机500包括直立框架510，该直立框架510具有定向在其下端部530附近的基板520，该基板520具有常规结构540，该常规结构540用于保持在基板520上组装多个翅片F和同样多的管T，该翅片F松散地堆叠在管T上并且由前述结构540支撑。
压头驱动缸550在直立框架510的上端部560附近安装在直立框架510上。压头驱动550具有伸长的压头555，该压头555的纵向轴线竖直地延伸。压头555的下端部固定至压力板570，压力板570上承载多个扩张机杆580，该多个扩张机杆580固定在根据本发明原理构造的杆保持器590中。扩张机杆580具有平行的轴线并且每个轴线都与管T中所选的一个管的轴线对准。每个扩张机杆580都在其下端部处具有扩大的管扩张末端583。当压头驱动缸550被触发时，压头555往复地驱动压力板570。任何与杆保持器590连接的扩张机杆580也将被往复地驱动到对准的管T中，使得扩大的管扩张末端583将扩张该管T，从而变得与之前松散地堆叠在前述管T上的翅片固定地接合。扩大的管扩张末端583在本领域中还已知为扩张机锥形体(expander bullet)。如图所示，扩张机杆580延伸穿过引导板573和575。竖直引导杆579被设置成用于引导压力板570和机械管扩张机500的其它往复部分的竖直往复运动。当需要改变扩张机杆580的数量、间距或布置时，从杆保持器590释放扩张机杆580，如上所述。杆保持器590释放扩张机杆580的操作可以通过控制面板、借助将液压压力引导至致动器来实现，如上所述。然后将杆580的新的布置插入到杆保持器590中。
本文中公开的发明可适于与各种不同的机械管扩张机一起使用，其中美国专利5,220,722、5,353,496和6,176,006中公开的机械管扩张机是代表性的例子。前述三个专利中的公开内容通过参考而并入本文。
从而，已经说明了用于翅片和管换热器的组装的杆保持器。该杆保持器的特征在于容易插入杆和确实地保持住杆，以及当需要重新构造时方便地释放杆。
本申请所涉及的领域中的技术人员将会理解，可以对所述的实施例进行其它的和进一步的增加、删除、替换和修改。
Claims (7)
1.一种用于翅片和管换热器的组装的扩张杆保持器，包括：
第一板，其具有贯通的第一孔；
环，其位于所述第一孔内，所述环具有贯通的第二孔，所述第一孔和所述第二孔被构造成接收扩张杆的渐缩端部，所述扩张杆具有接近所述渐缩端部的环形槽；
第二板，所述第二板在其表面中具有腔体，所述腔体被构造成在所述腔体中接收所述第一板，并且所述腔体具有贯通的第三孔；以及
偏压部件，其位于所述第一孔内且在所述环与所述第一孔的壁之间，所述偏压部件被构造成沿第一方向朝向所述第一孔的相对壁偏压所述环，并且使所述环偏压到所述环形槽中。
2.根据权利要求1所述的扩张杆保持器，还包括平移机构，所述平移机构具有联接到所述第一板上的第一端部和联接到所述第二板上的第二端部，并且所述平移机构被构造成沿着与所述第一方向相反的第二方向使所述第一板相对于所述第二板移动。
3.根据权利要求1所述的扩张杆保持器，其中，所述偏压部件是弓形弹性部件。
4.一种制造用于翅片和管换热器的组装的扩张杆保持器的方法，包括：
提供第一板，所述第一板具有贯通的第一孔；
提供第二板，所述第二板在其表面中具有腔体，所述腔体被构造成在所述腔体中接收所述第一板；
将环定位在所述第一孔内并且与所述第一板共面，将所述环构造成具有贯通的第二孔，以便接收穿过所述环的扩张杆的端部，所述扩张杆具有接近所述端部的环形槽；以及
将偏压部件放置在所述第一孔内且在所述环与所述第一孔的壁之间，并且将所述偏压部件构造成沿第一方向朝向所述第一孔的相对壁偏压所述环，并且使所述环偏压到所述环形槽中。
5.根据权利要求4所述的方法，还包括：将平移机构的第一端部联接到所述第一板上，以及将所述平移机构的第二端部联接到所述第二板上，并且进一步将所述平移机构构造成沿着与所述第一方向相反的第二方向使所述第一板相对于所述第二板移动。
6.一种用于制造翅片和管换热器的机械管扩张机系统，包括：
直立框架，其具有上端部和下端部；
压头驱动缸，其安装在所述直立框架上的所述上端部附近；
扩张杆保持器，其能够联接至所述压头驱动缸，所述扩张杆保持器具有：
第一板，其具有贯通的第一孔；
第二板，所述第二板在其表面中具有腔体，所述腔体被构造成在所述腔体中接收所述第一板，并且所述腔体的长度比所述第一板的长度长；
环，其位于所述第一孔内，所述环具有贯通的第二孔，并且所述环被构造成接收穿过所述环的扩张杆的端部，所述扩张杆具有接近所述端部的环形槽；以及
偏压部件，其位于所述第一孔内且在所述环与所述第一孔的壁之间，所述偏压部件被构造成沿第一方向朝向所述第一孔的相对壁偏压所述环，并且使所述环偏压到所述环形槽中；以及
基板，其位于所述下端部附近，所述基板上具有管和翅片支撑结构。
7.根据权利要求6所述的系统，还包括平移机构，所述平移机构具有联接到所述第一板上的第一端部和联接到所述第二板上的第二端部，并且所述平移机构被构造成沿着与所述第一方向相反的第二方向使所述第一板相对于所述第二板移动。
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