CN103277611A - 一种大口径散热器金属管总成及其生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大口径散热器金属管总成及其生产工艺，该总成主要包括金属管体、异径橡胶软管、密封注塑环和管支架。其生产工艺包括按组分选取异径橡胶软管的胶料、胶料焜炼、挤出内管橡胶层、针织纤维线增强层后挤出外管橡胶层、半成品胶管硫化得到异径橡胶软管、金属管体和异径橡胶软管压模注塑密封对接、焊接管支架得到本总成产品。本发明工艺简单、装配容易，内外径尺寸稳定，承压能力强，刚柔兼并，具有耐高温，耐热油，耐老化的性能，能满足纳科工程机械车型进气系统的散热装配需要。

Description

一种大口径散热器金属管总成及其生产工艺

技术领域

本发明涉及工程机械配件领域，特别是由金属管和橡胶管两种不同材质组合配装的一种散热器管，具体地说是一种大口径散热器金属管总成及其生产工艺。

背景技术

工程机械是替代人们体力劳动的一种机具，它的发展伴随着工业技术的进步，也推动着人类文明的进步。工程机械归属于建筑机械，为专用设备，主要包括土方机械、混凝土机械、装载机械和起重机械四大类。工程机械的运行主要是通过发动机的工作来完成的，为了提高发动机的工作性能，保证发动机能时刻具有最佳的输出功率，发动机中的各种管件如进气通道、散热管等都必须满足内部流体介质流速的需要。现有技术中，由于发动机的内部空间有限，各种管件的空间形状及走向复杂，再加上橡胶软管具有制造成本低、耐高温，耐热油和耐老化的特性且易于成型，因此目前许多管件都采用橡胶软管替代，但是对于大口径的发动机散热器管来说，鉴于其长度大，形状复杂如果完全采用橡胶材料替代话，其强度又略显不够，并且在长时间的颠簸使用中还可能造成管件变形或内管孔堵塞等现象。所以合理的设计大口径的散热器管，才能够保证其在使用时的质量和性能，满足工程机械发动机的使用要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状，而提供耐高温、耐老化、承压能力强且刚柔兼并的一种大口径散热器金属管总成及其生产工艺。该金属管总成生产工艺简单、制造成本低、安装使用方便，能满足纳科工程机械系列车型进气系统冷却的装配需求。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种大口径散热器金属管总成，包括金属管体，金属管体至少成型有五个空间走向段，并且两相邻的空间走向段间均连接有弧形的圆滑过渡段，金属管体的前端头制有连接公头，金属管体的尾端口套接连通有异径橡胶软管，该异径橡胶软管与尾端口相连的外周面环绕有密封注塑环；异径橡胶软管和金属管体固定相组配构成一种具有复杂空间形态的大口径散热管体，金属管体上焊接有管支架。

为优化上述技术方案，采取的措施还包括：

上述的金属管体具有五个空间走向段和四个圆滑过渡段，第一空间走向段的前端头制有连接公头，第一空间走向段与第二空间走向段间连接有第一圆滑过渡段，第二空间走向段与第三空间走向段间连接有第二圆滑过渡段，第三空间走向段与第四空间走向段间连接有第三圆滑过渡段，第四空间走向段与第五空间走向段间连接有第四圆滑过渡段，异径橡胶软管连通在第五空间走向段的尾端口。

上述的第二空间走向段、第三空间走向段和第四空间走向段的外周面上均焊接有管支架。

上述的异径橡胶软管的两端均具有扩径形成的扩径端头。

上述的异径橡胶软管由内向外依次包括内管橡胶层、纤维线增强层和外管橡胶层,纤维线增强层为针织机在内管橡胶层上纺织的芳纶线层。

本发明还提供了一种大口径散热器金属管总成的生产工艺，该工艺依次包括下列步骤：

a)、按下列组分选取异径橡胶软管内管橡胶层和外管橡胶层的胶料，上述的内管橡胶层和外管橡胶层的以重量份作为计量单位构成物质组分如下：

丁腈橡胶                            50重量份

氯丁橡胶                            50重量份

硫璜硫化剂                          4.8重量份

交联剂TAIC                         2.2重量份

防老剂RD                             2重量份

补强剂550                           55重量份

补强剂660                           34重量份

增塑剂2250                          12重量份

硬脂酸                               2重量份

粘合剂A                              5重量份

合  计：                            217重量份

b)、将上述组分的胶料送入密炼机混炼，并将混炼后的胶料进行快检试验，指定指标参数来控制胶料的门尼粘度、焦烧时间；

c)、将上述快检后的混炼胶料放入直型机头的120挤出机挤出内管橡胶层，使用激光测径仪检测尺寸；

d)、选择20针数的针织机在挤出的内管橡胶层上编织纤维线增强层，得到半成品的内管坯，然后采用90挤出机用T型机头在半成品的内管坯上直接挤出外管橡胶层，得到半成品胶管；

e)、将上述半成品胶管切断，送入硫化罐硫化后，经胶管洗涤得到异径橡胶软管；

f)、将上述的异径橡胶软管与金属管体对接后套入密封注塑环，采用模压注射密封得到一体的大口径散热管体；

g)、在上述的大口径散热管体上焊接管支架，经气密性试验后得到本总成产品。

上述的步骤a中的胶料采用逆向混合的方法，采用15RPM～20RPM的转子转速，冷却水的进水温度控制在20℃以下，混炼后的出胶温度为50℃～70℃，可以允许填料和助剂在转子的机械作用下先行混合，硫化剂最后加入。

上述的步骤c中直型机头的机头温度为75℃、喂料口的温度为50℃。

上述的步骤d中针织机的节距为3mm -5mm, T型机头的机头温度为80℃、喂料口的温度为55℃。

上述的步骤e中硫化罐硫化时间为20分钟。

与现有技术相比，本发明采用压模注塑工艺将钢性的金属管体和柔性的异径橡胶软管组合配装成一体构成了一种大口径的发动机进气系统的散热水管总成，不仅满足了该类散热管的钢性要求，同时兼有橡胶管的柔性。金属管体和异径橡胶软管组合成具有复杂空间形态的管体结构，即保证了管体内流体介质的流动性好，同时还使发动机的整体装配空间更加合理，减少了传统管件连接接头多，密封性差的问题，大大提高了整机的装配速度，节约了人们的劳动时间。本发明工艺简单、制造容易且成本低廉，具有耐高温，耐热油，耐老化和抗爆性能强的特点，能满足发动机散热的需求。

附图说明

图1是本发明实施例的立体组装结构示意图；

图2是图1中异径橡胶软管断面剖视结构图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细描述。

图1至图2所示为本发明的结构示意图。

其中的附图标记为：空间走向段A、第一空间走向段A1、第二空间走向段A2、第三空间走向段A3、第四空间走向段A4、第五空间走向段A5、圆滑过渡段B、第一圆滑过渡段B1、第二圆滑过渡段B2、第三圆滑过渡段B3、第四圆滑过渡段B4、金属管体1、连接公头11、异径橡胶软管2、内管橡胶层2a、纤维线增强层2b、外管橡胶层2c、扩径端头21、密封注塑环3、管支架4。

如图1至图2所示，本发明的一种大口径散热器金属管总成，包括金属管体1，金属管体1至少成型有五个空间走向段A，并且两相邻的空间走向段A间均连接有弧形的圆滑过渡段B，金属管体1的前端头制有连接公头11，金属管体1的尾端口套接连通有异径橡胶软管2，该异径橡胶软管2与尾端口相连的外周面环绕有密封注塑环3，异径橡胶软管2和金属管体1固定相组配构成一种具有复杂空间形态的大口径散热管体，金属管体1上焊接有管支架4。本发明为应用于纳科工程机械中工程机械系列车型进气系统的一种散热水管，传统技术中该类散热水管有完全采用金属管或橡胶管的，完全采用金属管虽然散热性能好，但是制造成本高，管件间连接密封性差，特别是在长期颠簸使用中容易出现断裂现象。而完全采用橡胶管虽然优点很多，但钢性又不足，特别是当管体较长时容易因颤动与其它管件发生干涉摩擦，造成管体的磨损。本发明将钢性的金属管体1和柔性的异径橡胶软管2组装后通过塑料注射密封固定相连，保证了二者连接的密封性，同时使本产品刚柔兼并不仅满足了工程机械车型复杂空间的安装需求，又保证了产品的使用寿命。本发明装配容易，安装方便，内外径尺寸稳定，具有耐高温，耐热油，耐老化和抗爆性能强的特点，能满足发动机散热的需求。

实施例中如图1所示，金属管体1共成型有五个具有一定长度的空间走向段A和四个较短的圆滑过渡段B，第一空间走向段A1的前端头制有连接公头11，第一空间走向段A1与第二空间走向段A2间连接有第一圆滑过渡段B1，第二空间走向段A2与第三空间走向段A3间连接有第二圆滑过渡段B2，第三空间走向段A3与第四空间走向段A4间连接有第三圆滑过渡段B3，第四空间走向段A4与第五空间走向段A5间连接有第四圆滑过渡段B4，上述的异径橡胶软管2连通在第五空间走向段A5的尾端口。每一空间走向段A均具有不同的走向形状和长度，圆滑过渡段B则使两相邻的空间走向段A过渡连接更加顺畅，以保证减少管壁对流体造成的阻力。

由于本产品的长度较大且空间形态复杂，为了提高管体的稳定性实施例中，第二空间走向段A2、第三空间走向段A3和第四空间走向段A4的外周面上均焊接有管支架4。

实施例中本发明的异径橡胶软管2的两端均具有扩径形成的扩径端头21。扩径端头21能够保证管体连接后内径尺寸的一致性，避免了连接处内口径的变化带来的缺陷。

如图2所示，本发明的异径橡胶软管2由内向外依次包括内管橡胶层2a、纤维线增强层2b和外管橡胶层2c,纤维线增强层2b为针织机在内管橡胶层2a上纺织的芳纶线层。本发明的纤维线增强层2b是芳纶线层。采用这种材料作为增强层，是充分发挥芳纶线的强度高、伸长率小、脉冲性能好的特性，能使进气系统的水管的承压强度更高。

本发明还提供了一种大口径散热器金属管总成的生产工艺，该工艺依次包括下列步骤：

a)、按下列组分选取异径橡胶软管内管橡胶层和外管橡胶层的胶料，所述的内管橡胶层和外管橡胶层的以重量份作为计量单位构成物质组分如下：

丁腈橡胶                            50重量份

氯丁橡胶                            50重量份

硫璜硫化剂                          4.8重量份

交联剂TAIC                         2.2重量份

防老剂RD                             2重量份

补强剂550                           55重量份

补强剂660                           34重量份

增塑剂2250                          12重量份

硬脂酸                               2重量份

粘合剂A                              5重量份

合  计：                            217重量份

b)、将上述组分的胶料送入密炼机混炼，并将混炼后的胶料进行快检试验，指定指标参数来控制胶料的门尼粘度、焦烧时间；

c)、将上述快检后的混炼胶料放入直型机头的120挤出机挤出内管橡胶层，使用激光测径仪检测尺寸；

d)、选择20针数的针织机在挤出的内管橡胶层上编织纤维线增强层，得到半成品的内管坯，然后采用90挤出机用T型机头在半成品的内管坯上直接挤出外管橡胶层，得到半成品胶管；

e)、将上述半成品胶管切断，送入硫化罐硫化后，经胶管洗涤得到异径橡胶软管；

f)、将上述的异径橡胶软管与金属管体对接后套入密封注塑环，采用模压注射密封得到一体的大口径散热管体；

g)、在上述的大口径散热管体上焊接管支架，经气密性试验后得到本总成产品。

上述的步骤a中的胶料采用逆向混合的方法，采用15RPM～20RPM的转子转速，冷却水的进水温度控制在20℃以下，混炼后的出胶温度为50℃～70℃，可以允许填料和助剂在转子的机械作用下先行混合，硫化剂最后加入。

上述的步骤c中直型机头的机头温度为75℃、喂料口的温度为50℃。

上述的步骤d中针织机的节距为3mm -5mm, T型机头的机头温度为80℃、喂料口的温度为55℃。

上述的步骤e中硫化罐硫化时间为20分钟。

本发明采用上述的生产工艺，具有以下优点：

1、不仅生产工艺简单，同时又保证了产品的内、外径尺寸稳定，总成产品注射后密封性能好，成本低、质量高。

2、胶料采用逆向混合的方法混合，是防止胶料过热焦烧。可以允许填料和助剂在转子的机械作用下先行混合，这样不会造成温度的上升。硫璜硫化剂最后加入，是延长混炼时间来获得最佳的混炼效果。这样，密炼后的胶料才能具有良好的压缩应力释放性能，在多种油液中经过较长时间使用后保持良好的渗透性。

3、胶管硫化模具采用两端戴帽，模具变形小，使用寿命长，减少了两端料头，提高了生产效率，降低了废品率，节约了成本。

Claims (10)

1.一种大口径散热器金属管总成，包括金属管体(1)，其特征是：所述的金属管体(1)至少成型有五个空间走向段(A)，并且两相邻的空间走向段(A)间均连接有弧形的圆滑过渡段(B)，所述金属管体(1)的前端头制有连接公头(11)，所述金属管体(1)的尾端口套接连通有异径橡胶软管(2)，该异径橡胶软管(2)与尾端口相连的外周面环绕有密封注塑环(3)，所述的异径橡胶软管(2)和金属管体(1)固定相组配构成一种具有复杂空间形态的大口径散热管体，所述的金属管体(1)上焊接有管支架(4)。

2.根据权利要求1所述的一种大口径散热器金属管总成，其特征是：所述的金属管体(1)具有五个空间走向段(A)和四个圆滑过渡段(B)，所述的第一空间走向段(A1)的前端头制有连接公头(11)，所述的第一空间走向段(A1)与第二空间走向段(A2)间连接有第一圆滑过渡段(B1)，所述的第二空间走向段(A2)与第三空间走向段(A3)间连接有第二圆滑过渡段(B2)，所述的第三空间走向段(A3)与第四空间走向段(A4)间连接有第三圆滑过渡段(B3)，所述的第四空间走向段(A4)与第五空间走向段(A5)间连接有第四圆滑过渡段(B4)，所述的异径橡胶软管(2)连通在第五空间走向段(A5)的尾端口。

3.根据权利要求2所述的一种大口径散热器金属管总成，其特征是：所述的第二空间走向段(A2)、第三空间走向段(A3)和第四空间走向段(A4)的外周面上均焊接有管支架(4)。

4.根据权利要求3所述的一种大口径散热器金属管总成，其特征是：所述的异径橡胶软管(2)的两端均具有扩径形成的扩径端头(21)。

5.根据权利要求4所述的一种大口径散热器金属管总成，其特征是：所述的异径橡胶软管(2)由内向外依次包括内管橡胶层(2a)、纤维线增强层(2b)和外管橡胶层(2c),所述的纤维线增强层(2b)为针织机在内管橡胶层(2a)上纺织的芳纶线层。

6.制备权利要求1所述的一种大口径散热器金属管总成的生产工艺，其特征是：依次包括下列步骤：

a)、按下列组分选取异径橡胶软管内管橡胶层和外管橡胶层的胶料，所述的内管橡胶层和外管橡胶层的以重量份作为计量单位构成物质组分如下：

丁腈橡胶                            50重量份

氯丁橡胶                            50重量份

硫璜硫化剂                          4.8重量份

交联剂TAIC                         2.2重量份

防老剂RD                             2重量份

补强剂550                           55重量份

补强剂660                           34重量份

增塑剂2250                          12重量份

硬脂酸                               2重量份

粘合剂A                              5重量份

合  计：                            217重量份

b)、将上述组分的胶料送入密炼机混炼，并将混炼后的胶料进行快检试验，指定指标参数来控制胶料的门尼粘度、焦烧时间；

c)、将上述快检后的混炼胶料放入直型机头的120挤出机挤出内管橡胶层，使用激光测径仪检测尺寸；

d)、选择20针数的针织机在挤出的内管橡胶层上编织纤维线增强层，得到半成品的内管坯，然后采用90挤出机用T型机头在半成品的内管坯上直接挤出外管橡胶层，得到半成品胶管；

e)、将上述半成品胶管切断，送入硫化罐硫化后，经胶管洗涤得到异径橡胶软管；

f)、将上述的异径橡胶软管与金属管体对接后套入密封注塑环，采用模压注射密封得到一体的大口径散热管体；

g)、在上述的大口径散热管体上焊接管支架，经气密性试验后得到本总成产品。

7.根据权利要求6所述的一种大口径散热器金属管总成的生产工艺，其特征是：所述的步骤a中的胶料采用逆向混合的方法，采用15RPM～20RPM的转子转速，冷却水的进水温度控制在20℃以下，混炼后的出胶温度为50℃～70℃，可以允许填料和助剂在转子的机械作用下先行混合，硫化剂最后加入。

8.根据权利要求7所述的一种大口径散热器金属管总成的生产工艺，其特征是：所述的步骤c中直型机头的机头温度为75℃、喂料口的温度为50℃。

9.根据权利要求8所述的一种大口径散热器金属管总成的生产工艺，其特征是：所述的步骤d中针织机的节距为3mm -5mm, T型机头的机头温度为80℃、喂料口的温度为55℃。

10.根据权利要求9所述的一种大口径散热器金属管总成的生产工艺，其特征是：所述的步骤e中硫化罐硫化时间为20分钟。

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