CN103691762A

CN103691762A - 复杂形状双层管制造方法及密封装置

Info

Publication number: CN103691762A
Application number: CN201310720405.8A
Authority: CN
Inventors: 陶杰; 郭训忠; 范敏郁
Original assignee: Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Current assignee: Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Priority date: 2013-12-24
Filing date: 2013-12-24
Publication date: 2014-04-02

Abstract

本发明公开了一种复杂形状双层管制造方法，属于双层管制造技术领域。本发明首先将不同直径的管坯同轴放置并将管坯两端与密封装置焊接并加固后，再进行弯曲变形；其次向内管、内外管间隙中注入高压液体，在内管中以及内外管间隙中同时加压，通过控制两者间的液体压力差，使内外管间隙增大，内管达到所需形状；最后释放高压液体，对内外管间隙抽真空，同时在双层管两端对内外管进行封闭处理，最终获得双层管。本发明通过对内外管间隙进行抽真空隔热，明显减轻隔热管的重量，降低了制造成本，可生产各类复杂形状管件，以适应不同行业的需求。本发明还公开了一种用于上述复杂形状双层管制造的密封装置。

Description

复杂形状双层管制造方法及密封装置

技术领域

本发明涉及一种复杂形状双层管制造方法及密封装置，具体讲是一种具有真空结构的复杂形状双层管制造方法及密封装置，属于双层管制造技术领域。

背景技术

目前，隔热管在航空、航天、汽车、石油化工等领域拥有极大的应用价值，现有的隔热管主要分为两种：(1)、在管材外表面包裹多层保温材料形成隔热管，此种隔热管径向尺寸大、制造成本高、环保性能差且外层的保温材料易于脱落；(2)、在双层金属管内外管间填充保温材料、惰性气体或者保持真空，并在两端密封形成隔热管，该方法目前主要适用于直管制造，但难以用于弯管以及其他异形管的制造。

2010年2月10日，中国发明专利CN200910063685公开了一种真空复合隔热管，该专利采用了在双层管的内外管间隙中放置单独的真空隔热管的方式实现保温。该方法要单独放置的真空隔热管，导致双层管体积增大、重量增加、制造成本加大。同时，此种方法只可用于直管的制造，无法制造复杂形状的双层管件。

发明内容

本发明的目的在于提供一种复杂形状双层管制造方法及密封装置，以解决现有技术双层管体积大、重量大、制造成本高及无法制造成复杂形状的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了的复杂形状双层管制造方法，包括以下步骤：

1)、将内管两端与密封装置焊接并加固；

2)、将内管与密封装置装入外管内，并将密封装置与外管焊接并加固，形成双层管；

3)、对双层管进行弯曲变形，使外管达到所要求的形状；

4)、分别向双层管的内管内、内外管间隙注入高压液体，并进行密封；

5)、对内管中以及内外管间隙中的液体同时加压，通过控制内管与内外管间隙中液体压力差以增大内外管间隙，即对双层管进行差压胀形；

6)、释放双层管内高压液体，切除两端密封装置，并对双层管的内外管间隙抽真空后进行封闭处理，最终得到真空结构的复杂形状双层管。

本发明中，上述步骤3)中双层管弯曲变形步骤为：在压力机上使用压弯模对装配完全的双层管进行压弯变形，使外管形状变为V形。

本发明中，上述步骤3)中双层管弯曲变形步骤为：在推弯机上对装配完全的双层管进行推弯变形，使外管形状变为L形。

本发明中，上述步骤3)中双层管弯曲变形步骤为：在三辊辊弯机对装配完全的双层管进行辊弯变形，使外管形状变为C形。

本发明中，上述步骤4)中注入液体过程为：通过液压缸同时向内管与内外管间隙中注入液体，并在内管与内外管间隙中产生不同的液体压力。

本发明中，上述内外管间隙至少为5mm。

本发明中，上述内管与外管为同种材料或为异种材料。

本发明还提供了一种用于实现复杂形状双层管制造方法的密封装置，其特征在于：所述密封装置上设有供内管插入的凹槽、第一螺孔、第二螺孔，所述第一螺孔穿过凹槽，沿密封装置周向规则分布，用于螺钉拧入以固定内管；第二螺孔沿密封装置周向规则分布，用于螺钉拧入以固定外管；所述密封装置上还设有分别与内管相通的第一导油槽、与内外管间隙相通的第二导油槽。

本发明的有益效果：(1)、本发明对双层管的内外管间隙进行抽真空隔热，明显减轻隔热管的重量，降低了制造成本；(2)、本发明可以将隔热管制成弯管、异形管等各类复杂形状管件，适应不同行业的需求；(3)、本发明制备的双层管真空隔热效果优良，明显优于其他隔热材料，其结构稳定，使用寿命长；(4)、本发明制备工艺简单、生产效率高，具有很高的工程应用价值。

附图说明

图1为本发明具复杂形状双层管制造方法流程图；

图2为原始内管示意图；

图3为原始外管示意图；

图4为密封装置的正视图；

图5为密封装置的剖视图；

图6为双层管材与密封装置装配示意图；

图7为弯曲后双层管截面示意图；

图8为液压胀形后双层管截面示意图；

图中，1-密封装置，2-内管，3-外管，4-内外管间隙，5-凹槽，6-第一螺孔，7-第二螺孔，8-第一导油槽，9-第二导油槽。

具体实施方式

下面结合附图1-8和实施例对本发明作详细介绍。

实施例1

第一步、选择管径为40 mm、长度为500 mm的碳钢管坯作为内管2，如图2所示，将内管2两端与密封装置1焊接结合，并用8个M5螺栓加强内管2与密封装置1的结合；

第二步、将密封装置1与内管2放入另一根管径为50 mm、长度为540 mm的碳钢管坯外管3中，如图3所示，并将外管3两端与密封装置1焊接结合，再用16个M5螺栓加强外管3与密封装置1的结合，如图6所示；

第三步、在压力机上使用压弯模对装配完全的双层管进行压弯变形，直至外管3形状变为V形，如图7所示；

第四步、利用液压缸通过密封装置1上的导油槽8，9分别向内管2、内外管之间间隙4中同时注入高压液体，并进行密封；

第五步、采用液压成形设备对双层管进行差压胀形，对内管(2)中以及内外管间隙(4)中的液体同时加压，通过控制内管2、内外管之间间隙4的液体压力差以增大内外管间隙4（即真空隔热层），间隙至少为5 mm；

第六步、利用密封装置上的导油槽将双层管内的高压液体排出，并切除双层管两端的密封装置1；

第七步、对双层管的内外管间隙4抽真空后进行封闭处理，最终获得带有真空隔热层的V形碳钢双层管，如图8所示。

实施例2

第一步、选择管径为30 mm、长度为600 mm的不锈钢管坯作为内管2，如图2所示，将内管2表面清理后两端与密封装置1采用堆焊实现焊接结合，并用8个M5螺栓加强内管2与密封装置1的结合；

第二步、将密封装置1与内管2放入另一根管径为40 mm、长度为640 mm的不锈钢管坯外管3中，如图3所示，并将外管3两端与密封装置1焊接结合，再用16个M5螺栓加强外管3与密封装置1的结合，如图6所示；

第三步、在推弯机上对装配完全的双层管进行推弯变形，控制推弯速度避免管材破裂，将外管3形状变为L形，推弯完成后内管2与外管3一侧间隙增大、一侧间隙减小；

第五步、采用液压成形设备上对双层管进行差压胀形，对内管(2)中以及内外管间隙(4)中的液体同时加压，通过控制内管2、内外管之间间隙4的液体压力差以增大内外管间隙4（即真空隔热层），间隙至少为5mm；

第七步、对双层管的内外管间隙4抽真空后进行封闭处理，最终获得带有真空隔热层的L形不锈钢双层管。

实施例3

第一步、以防腐蚀性能优良的316不锈钢管坯作为内管2，其管径为40 mm、长度为700 mm，，如图2所示；先清理内管表面，再内管2两端与密封装置焊接结合，同时使用8个M5螺栓加强内管2与密封装置1的结合；

第二步、外管3选用成本较低的碳钢管坯，其管径为50 mm、长度为740 mm。将密封装置1与内管2放入外管3中，如图3所示，并将外管3两端与密封装置1进行焊接结合，再用16个M5螺栓加强外管3与密封装置1的结合，如图6所示；

第三步、采用三辊辊弯机对装配完全的双层管进行辊弯变形，合理控制辊弯速度，使外管达到所需的形状而不破裂，直至外管3形状变为C形；

第五步、采用液压成形设备对双层管进行差压胀形，对内管(2)中以及内外管间隙(4)中的液体同时加压，通过控制内管2与内外管之间间隙4的液体压力差以增大内外管间隙4（即真空隔热层），间隙至少为5 mm；

第六步、利用密封装置上的导油槽将双层管内的高压液体排出，同时在双层管两端各切除45 mm（即密封装置部分）；

第七步、对双层管的内外管间隙4抽真空后进行封闭处理，最终获得带有真空隔热层的C形不锈钢双层管。

如图4、5所示，实施例1-3中的密封装置上设有供内管2插入的凹槽5、第一螺孔6、第二螺孔7，第一螺孔6穿过凹槽5，沿密封装置周向规则分布，用于螺钉拧入以固定内管2，第一螺孔6的数量可根据实际固定需求设定；第二螺孔7沿密封装置周向规则分布，用于螺钉拧入以固定外管3，第二螺孔7的数量可根据实际固定需求设定；密封装置上还设有分别与内管2相通的第一导油槽8、与内外管间隙4相通的第二导油槽9，第一导油槽8和第二导油槽9连接液压缸负责向内管2和内外管间隙4注入高压液体并控制高压液体的气压。

上述实施例中的双层管变形方式还可以为绕弯、滚弯等；双层管变形形状还可以为U形、S形等。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种复杂形状双层管制造方法，其特征在于包括以下步骤：

1)、将内管(2)两端与密封装置(1)焊接并加固；

2)、将内管(2)与密封装置(1)装入外管(3)内，并将密封装置(1)与外管(3)焊接结合并螺栓加固，形成双层管；

3)、对双层管进行弯曲变形，使外管(3)达到所要求的形状；

4)、分别向双层管的内管(2)内、内外管间隙(4)注入液体，并进行密封；

5)、对内管(2)中以及内外管间隙(4)中的液体同时加压，通过控制内管(2)与内外管间隙(4)中液体压力差以增大内外管间隙(4)，即对双层管进行差压胀形；

6)、释放双层管内高压液体，切除两端密封装置(1)，并对双层管的内外管间隙(4)抽真空后进行封闭处理，最终得到真空结构的复杂形状双层管。

2.根据权利要求1所述的复杂形状双层管制造方法，其特征在于所述步骤3)中双层管弯曲变形步骤为：在压力机上使用压弯模对装配完全的双层管进行压弯变形，使外管(3)形状变为V形。

3.根据权利要求1所述的复杂形状双层管制造方法，其特征在于所述步骤3)中双层管弯曲变形步骤为：在推弯机上对装配完全的双层管进行推弯变形，使外管(3)形状变为L形。

4.根据权利要求1所述的复杂形状双层管制造方法，其特征在于所述步骤3)中双层管弯曲变形步骤为：在三辊辊弯机对装配完全的双层管进行辊弯变形，使外管(3)形状变为C形。

5.根据权利要求1所述的复杂形状双层管制造方法，其特征在于所述步骤4)中注入液体过程为：通过液压缸同时向内管(2)与内外管间隙(4)中注入液体，并在内管(2)与内外管间隙(4)中产生不同的液体压力。

6.根据权利要求5所述的复杂形状双层管制造方法，其特征在于：所述内外管间隙(4)至少为5mm。

7.根据权利要求6所述的复杂形状双层管制造方法，其特征在于：所述内管(2)与外管(3)为同种材料或为异种材料。

8.根据权利要求1至7任一项所述用于实现复杂形状双层管制造方法的密封装置，其特征在于：所述密封装置上设有供内管(2)插入的凹槽(5)、第一螺孔(6)、第二螺孔(7)，所述第一螺孔(6)穿过凹槽(5)，沿密封装置周向规则分布，用于螺钉拧入以固定内管(2)；第二螺孔(7)沿密封装置周向规则分布，用于螺钉拧入以固定外管(3)；所述密封装置上还设有分别与内管(2)相通的第一导油槽(8)、与内外管间隙(4)相通的第二导油槽(9)。