CN102679641A - 一种毛细管网用集合管 - Google Patents

Abstract

本发明针对现有技术中毛细管网用集合管在制造毛细管网时需要挤压焊接，致使毛细管网的承压能力低的不足，提供一种毛细管网用集合管，它包括集合管本体，沿所述的集合管本体的轴向间隔设置有多个管接头，所述管接头与所述集合管本体通过分叉孔固定连通，在所述管接头的自由端内设置有承口所述承口与所述细管通过焊接同轴固定连接，采用本发明结构的毛细管网用集合管制造的毛细管网承压能力强，使用中不易破裂。

Description

一种毛细管网用集合管

技术领域

本发明涉及一种用于毛细管网的集合管。 

背景技术

如图1-3所示，毛细管网由导热的、耐腐蚀且可焊接的塑料管制成。毛细管网用于空调设备中，是调温介质流通的管道。它由集合管、垂直设置在两侧集合管间连通两侧集合管的若干细管组成，集合管和细管是分开的部件，需将两部件组装在一起形成毛细管网。 

目前普遍使用的集合管呈长笛子状，也就是在管状的集合管本体的侧壁上，沿集合管本体的轴向设置一排被称为分叉孔的小孔。该分叉孔的内径与细管的外径相当。在制造毛细管网时，细管的两端分别对接对应侧集合管的相应分叉孔，由焊接设备将集合管的焊接区域和细管焊接区域熔化后通过挤压模具将集合管和细管挤压焊接在一起。毛细管网中，不仅集合管本体的管径和细管的管径细，且细管的管径远小于集合管本体的管径，例如外径为4.3mm的细管通常与外径为20mm的集合管配合焊接形成毛细管网。在焊接细管与集合管时，细管与集合管通过分叉孔焊接在一起，得到的毛细管网，其细管与集合管间需具有一定的垂直度，这样才能保证毛细管网的质量。但由于集合管是带有孔的秃管，将细管焊接在集合管上时，只能采用先熔化后挤压焊接的方法，将细管挤压到集合管上。在挤压焊接前，细管的焊接区和集合管的焊接区均需要加热到熔化状态，才能将细管与集合管挤压到一起，所以焊接时不仅操作难度大，且焊接后得到的毛细管网，由于焊接过程中，焊接区的材料经熔化后产生流动，不仅堵塞分叉孔，且焊接区的壁厚不均匀，尤其在细管与集合管的连接处形成应力集中区，细管与集合管的连接处易开裂，造成毛细管网整体的承压能力低，长期工作压力只有4×10⁵Pa，限制了毛细管网在高层建筑中的使用。 

例如在DE 19725326C2中描述了一种用于制造毛细管网的制造方法。在该方法中，加热细管，使得细管端部的内径变大，通过变大的内径，能够防止 在焊接时管道横截面的减少，采用此种方法由于机械应力的存在，在安装毛细管网时，细管和集合管的管连接处易损坏，这样的损坏会导致泄漏。 

为克服现有技术的上述缺点，申请号为20071030203406、优先权为DE[31]102006061995.1、公开号为CN101219577A的中国发明专利申请，公开了一种毛细管网的焊接方法，它在焊接前分别加热集合管和细管的待焊接部位，在焊接过程中在分叉孔内设置散热块，在焊接过程中在过渡区域中模制预定外轮廓，此方法虽然能防止分叉孔的变形，但是加热细管，细管端部的内径变大导致壁厚变薄使得耐压强度降低，而且由于在集合管的轴向上设置有多个分叉孔，使得在焊接过程中集合管变形，无法保证在焊接过程中集合管与细管垂直，从而无法保证所有分叉孔同细管能同时一次焊接成功，降低焊接质量和效率，而且散热器和加热元件设置在一起，将导致无法散热，同样影响焊接质量。 

为解决上述两种焊接方法的不足，申请号为201010190025.4、名称为“一种塑料管网的焊接方法及焊接设备”的中国发明专利申请，公开了一种毛细管网的焊接方法和设备，它是在焊接时，在集合管内设置成孔顶针衬条，成孔顶针条的针状突起伸入到分叉孔内，并用定位衬条定位成孔顶针衬条，而后用加热元件同时加热细管的端部和分叉孔周围的环形焊接区，通过自带挤压模具的输送夹具将所述细管端部沿集合管的径向与所述集合管的环形焊接区通过挤压焊接在一起，同时用挤压模具模制预定的外轮廓。这种方法虽然解决了一次焊接的技术问题，但仍存在着焊接部位管壁薄，焊接时细管焊接区需完全熔化，细管易老化，焊接连接处易泄漏的技术问题。 

上述毛细管网存在的问题，主要是集合管的结构不合理而造成的。因为笛管状的集合管，其分叉孔为设置在管壁上的小孔，集合管壁很薄，通常在2.0mm，与同样壁很薄的细管焊接时，只能采用模具挤压焊接才能焊接在一起。焊接时，需将集合管及细管的连接处的材料完全软化，才能通过挤压的方法将细管与集合管焊接在一起，连接处的材料完全软化且受到挤压，产生流动，焊接后得到的毛细管网，在分叉孔与细管的连接处形成厚壁不均，形成外壁为喇叭形状的连接环，在该喇叭形的连接环周围细管管壁变薄，形成毛细管承压的薄弱位置。得到的毛细管网具有如下缺点：(1)焊接处的细管壁厚薄不均匀，焊 接处容易开裂；(2)材料软化时，大部分焊接部位及周边变薄，毛细管网的整体承压能力降低，易损坏；(3)材料软化时，向分叉孔处流动，分叉孔容易堵塞；(4)这样生产的毛细管网集合管与细管的连接处承压能力低，允许长期工作压力最大只有4×10⁵Pa，限制了毛细管网的应用范围。 

发明内容

本发明的目的是，针对现有技术中集合管及毛细管网的上述不足，提供一种毛细管网用的集合管，使在制作毛细管网时，不采用挤压焊接，就能将集合管与细管焊接在一起，提高毛细管网的承压能力。 

本发明的目的是通过下述技术方案实现的： 

一种毛细管网用集合管，包括集合管本体，沿所述的集合管本体的轴向间隔设置有多个管接头，所述管接头与所述集合管本体通过分叉孔固定连通，在所述管接头的自由端内设置有承口； 

所述承口的孔深B小于所述管接头的管长A； 

所述承口的管壁厚度D大于等于所述集合管本体的管壁厚度； 

所述的集合管本体与所述的管接头呈一体； 

所述集合管通过注塑模具注塑而成； 

所述的集合管本体与所述的管接头为分体式； 

所述的集合管本体上设置有插孔，所述管接头与所述集合管本体的相连接端设置有与所述插孔相匹配的连接柱头及与集合管本体上的连接处相匹配的连接表面，所述的管接头与所述的集合管本体通过所述连接柱头与所述插孔焊接固定连接及所述连接表面与所述的集合管本体的连接处焊接固定连接实现固定连通； 

所述的集合管本体上设置有插孔，所述管接头与所述集合管本体的相连接端设置有与所述插孔相匹配的连接柱头，所述连接柱头插入到所述插孔内并与所述插孔固定连接，所述集合管本体的外表面与所述管接头的连接表面相交固定连接； 

所述的集合管本体为圆管，所述集合管本体一的外表面为圆柱表面。 

采用本发明结构的集合管，由于沿其轴向设置有若干管接头，管接头的固定端通过分叉孔固定连通集合管内部空间，每个管接头的自由端设置有供细管插入的沉孔状的承口，所以焊接集合管与细管时，不需挤压，只需将细管的焊接区及承口加热，就可将细管与集合管牢固地焊接在一起，且焊接时，只需加热承口及细管壁厚的一部分，不需将细管焊接区及管接头焊接区加热到完全熔化状态，可避免材料流动造成的壁厚不均；又因细管与集合管的连接部位是管接头，连接后的管接头处的管壁厚度大于集合管的管壁厚度，使细管与集合管的连接处的承压能力得到了加强，可提高集合管与细管连接处的承压能力，从而整体提高了毛细管网的长期工作压力，由原来的4×10⁵Pa可提高到10×10⁵Pa。 

附图说明

图1为本发明现有技术集合管横截面结构示意图； 

图2为本发明现有技术集合管与细管焊接状态示意图； 

图3为本发明现有技术毛细管网横截面结构示意图； 

图4a为本发明集合管实施例横截面结构示意图； 

图4b为本发明集合管另一实施例横截面结构示意图； 

图4c为图4b的分体结构示意图； 

图5为图4a的侧视图； 

图6为图5的俯视图； 

图7为本发明加热装置实施例结构示意图； 

图8a为本发明加热装置加热集合管及细管状态示意图； 

图8b为本发明输送夹具夹持细管示意图； 

图9为本发明集合管与细管焊接状态示意图； 

图10为本发明毛细管网实施例横截面结构示意图； 

图11为本发明毛细管网实施例外观结构示意图。 

附图标记说明 

1-集合管本体  2-管接头  3-承口  4-分叉孔  6-细管  7-加热柱头8-加热管头  9-细管焊接区  10-管接头焊接区 11-第一夹具  12-加热装置13-输送夹具  14-集合管  15-插孔  16-连接表面  17-连接柱头 

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步的描述： 

如图4a、4b、4c、5和6所示，本发明的集合管14包括集合管本体1、沿集合管本体1轴向设置有与集合管本体1内腔相连通的若干管接头2，管接头通过其内设置的分叉孔4与集合管本体1连通。管接头2的自由端设置有沉孔状的承口3。管接头2与集合管本体1可以是一体的，也可以是分体的。优选管接头2与集合管本体1为一整体。当管接头与集合管本体1为分体时，优选如下结构,管接头2的与集合管本体1的连接端设置有连接柱头17和连接表面16，沿集合管本体1的轴向间隔设置有插孔15，该连接柱头17的外径与插孔15的内径相匹配，该连接表面16和集合管本体1的连接处的表面相匹配；较好为管接头2通过该连接表面与集合管本体1外表面相交，该连接表面16为与集合管本体1相交的相交面，，当集合管本体为圆管时，该连接表面16呈鞍型。优选承口3的管壁厚D大于等于集合管本体1的管壁厚。承口3的孔深B小于管接头的管长A,分叉孔4直径E大于等于细管内径。当集合管为整体式时，可采用注塑模具注塑本结构的集合管。 

当集合管为分体式时，采用注塑模具注塑管接头，分别加热管接头的连接表面、连接柱头及集合管本体的插孔内壁及插孔周围的表面，将连接柱头插入到插孔15内，通过焊接的方式将集合管本体及管接头连接在一起，形成集合管。 

集合管的横截面可以呈圆型、方型、椭圆型、方扁型等，这样与安装环境等相适应。 

优选集合管一端的内径与其另一端的外径相匹配，这样便于两组集合管的连接。当安装时，将一组集合管的一端插入到另一组集合管的相应端的内孔中进行连接。 

当焊接细管与集合管时，同时加热细管焊接区及管接头焊接区的承口3，使焊接区管壁的三分之一深度的壁厚熔化，将细管插入到管接头中，冷却，将细管与集合管焊接在一起，形成毛细管网。 

也可采用专门的焊接设备，采用如下方法焊接细管和集合管，得到毛细管网。 

如图7、8a、8b和9所示，在制造毛细管网时，使用专门的焊接设备将集合管14与细管6焊接在一起。该焊接设备至少包括如下部分：包括加热装置12和输送装置，该输送装置设置有夹持集合管本体1的第一夹具11和夹持细管6的输送夹具13，该输送夹具13设置有夹持细管6的夹持孔，该第一夹具11设置有夹持集合管本体1的集合管本体夹持部件。该加热装置包括分设在该加热装置两端的第一加热元件和第二加热元件，该第一加热元件设置有与管接头2的承口3相匹配的加热柱头7，该第二加热元件设置有供细管伸入的加热管头8，该加热管头8的内径与细管6的外径相等或略小于细管6的外径，加热柱头和加热管头最好同轴设置。 

如图8a和8b所示，焊接时，由第一夹具11夹持集合管14，输送夹具13夹持细管6，细管6的焊接端伸出到输送夹具外一定距离H，形成细管焊接区9，该细管焊接区9的长度H，最好小于管接头承口的孔深B，这样，当焊接时，细管焊接区与管接头焊接区具有一个相熔合的空间，减少焊接过程中管接头的变形。将加热装置12置于集合管14和细管6间，移动第一夹具11，使加热柱头7伸入到管接头2的承口中，并与承口3同轴接触连接，加热柱头7与承口3的接触部位形成管接头的焊接区10。移动输送夹具13，使细管焊接区9伸入加热管头8的内孔中并与加热管头8同轴接触连接，由加热管头8加热细管6的细管焊接区9，由加热柱头7加热管接头焊接区10，加热完毕，移动输送装置，将加热柱头7从管接头2中撤离，将加热管头8从细管焊接区9撤离，再移动输送装置，细管6靠近集合管14，并将细焊接区9插入到管接头2的承口内，将细管与管接头焊接在一起，从而将细管5和集合管14焊接在一齐。这样得到的毛细管网，其集合管与细管间通过管接头连接在一起，得到的毛细管网的细管内壁与集合管内壁光滑连接，细管与集合管本体连接处的壁厚比集合管壁厚更厚，且具有加固的柱形凸台。这样结构的毛细管网，毛细管网的承压能力强，由原来的4×10⁵Pa可增大到10×10⁵Pa，如表1所示。 

采用本发明结构的集合管，由于沿集合管本体的轴向设置有管接头，通过管接头与细管焊接，细管插入到管接头的承口中且二者接触连接，所以焊接管接头和细管时，只需加热管接头承口壁及细管壁的三分之一深度的内壁，这样， 焊接区表面微熔化，细管与集合管的其它部分不受热，细管与集合管不易老化，细管内壁及管接头外壁保持原状，且可缩短加热细管及管接头的时间，加热时间仅为原来的十分之一，节约了能源，提高了效率，由于采用插入式焊接，且提高了成品率。 

表1：本发明专利申请与现有技术中毛细管网的长期工作压力及焊接时间对照表 

注：本表以PP-R毛细管网为例，级别4和使用寿命满足50年的使用条件。 

Claims (9)

1.一种毛细管网用集合管，包括集合管本体(1)，其特征在于，沿所述的集合管本体(1)的轴向间隔设置有多个管接头(2)，所述管接头(2)与所述集合管本体(1)通过分叉孔(4)固定连通，在所述管接头(2)的自由端内设置有承口(3)。

2.如权利要求1所述的一种毛细管网用集合管，其特征在于：所述承口(3)的孔深B小于所述管接头(2)的管长A。

3.如权利要求1所述的一种毛细管网用集合管，其特征在于：所述承口(3)的管壁厚度D大于等于所述集合管本体(1)的管壁厚度。

4.如权利要求1所述的一种毛细管网用集合管，其特征在于：所述的集合管本体(1)与所述的管接头(2)呈一体。

5.如权利要求4所述的一种毛细管网用集合管，其特征在于：所述集合管通过注塑模具注塑而成。

6.如权利要求1所述的一种毛细管网用集合管，其特征在于：所述的集合管本体(1)与所述的管接头(2)为分体式。

7.如权利要求6所述的一种毛细管网用集合管，其特征在于：所述的集合管本体(1)上设置有插孔(15)，所述管接头(2)与所述集合管本体(1)的相连接端设置有与所述插孔(15)相匹配的连接柱头(17)及与集合管本体(1)上的连接处相匹配的连接表面(16)，所述的管接头(2)与所述的集合管本体(1)通过所述连接柱头(17)与所述插孔(15)焊接固定连接及所述连接表面(16)与所述的集合管本体的连接处焊接固定连接实现固定连通。

8.如权利要求7所述的一种毛细管网用集合管，其特征在于：所述的集合管本体(1)上设置有插孔(15)，所述管接头(2)与所述集合管本体(1)的相连接端设置有与所述插孔(15)相匹配的连接柱头(17)，所述连接柱头(17)插入到所述插孔(15)内并与所述插孔(15)固定连接，所述集合管本体(1)的外表面与所述管接头的连接表面(16)相交固定连接。

9.如权利要求8所述的一种毛细管网用集合管，其特征在于：所述的集合管本体(1)为圆管，所述集合管本体一的外表面为圆柱表面。

Images