CN104548632A - 带开窗的管状布膜器及其加工方法和设备 - Google Patents

Abstract

一种带开窗的管状布膜器及其加工方法和加工设备，布膜器包括带开口的管状布膜器本体和对应设置于所述开口处的窗页；所述布膜器本体的管壁上设有贯通长度方向的间隙，所述开口沿布膜器本体管壁周向分布；所述窗页一侧与所述布膜器本体管壁连接，其余部分朝向所述布膜器本体内部。本发明的布膜器能更好地适应于降膜蒸发器中的换热管，满足降膜蒸发器性能要求和使用要求；布膜器结构简单，采用模具生产制造，模具使用周期长，能进行批量生产，既能保证产品的质量合格率，又能保证生产效率。

Description

带开窗的管状布膜器及其加工方法和设备

技术领域

本发明涉及机械加工领域，尤其涉及带开窗的管状布膜器及其加工方法和加工设备。

背景技术

目前国内市场上降膜蒸发器用的布膜器多为螺旋槽沟式布膜器、锥体式布膜器六槽式布膜器等，这些布膜器虽然也能满足工业使用要求，但是由于其结构较复杂，很难成批量的生产、制造。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种能批量生产降膜蒸发器用带开窗的管状布膜器及其加工方法和加工设备，保证布膜器满足工业使用要求。

为解决上述技术问题，本发明提出一种带开窗的管状布膜器，包括带开口的管状布膜器本体和对应设置于所述开口处的窗页；所述布膜器本体的管壁上设有贯通长度方向的间隙，所述开口沿布膜器本体管壁周向分布；所述窗页一侧与所述布膜器本体管壁连接，其余部分朝向所述布膜器本体内部。

其中，所述间隙为2mm~5mm。

其中，所述布膜器本体管壁上还设有定位凸台，所述定位凸台位于所述布膜器本体的中截面上。

本发明还提供一种带开窗的管状布膜器的加工方法，包括步骤：

S10：采用冲压模冲裁出毛坯件，并在所述毛坯件的预定位置压制开窗，形成带开口的毛坯件本体和位于开口处突出于毛坯件本体的窗页，所述窗页的一侧连接所述毛坯件本体；所述毛坯件本体为平片状，其外形尺寸为所述管状布膜器平面展开的尺寸；

S20：采用成型模将毛坯件本体两端进行折弯形成圆弧，折弯方向为最终卷圆方向；

S30：采用成型模对毛坯件本体中部进行反向折弯形成圆弧，并使两端折弯处圆弧进一步向中部延伸折弯，两端折弯处与中部折弯处平滑过渡整体构成波纹状；

S40：采用成型模对中部折弯处按最终卷圆方向进行卷圆成形，卷圆后中部形成圆弧；

S50：将步骤S40得到的构件按照预定直径进行包圆成形，使毛坯件本体两端相互靠近，毛坯件本体整体构成管状的布膜器本体，窗页朝向布膜器本体内部，原毛坯件本体的两端之间具有间隙。

其中，步骤S20中两端折弯处圆弧半径为12mm~25mm，两端折弯处圆心角各为35°~70°；步骤S30中两端延伸折弯后折弯处圆心角各为110°~155°，中部折弯处圆弧半径为12 mm~25mm，中部折弯处圆心角为70°~110°；步骤S40中中部圆弧半径为12 mm~25mm，圆心角为35°~70°。

其中，步骤S50中成形后所述毛坯件本体两端之间的间隙为2mm~5mm。

其中，在步骤S10中，还在所述毛坯件上压制定位凸台。

本发明还提供一种带开窗的管状布膜器的加工设备，包括依次排布的落料模、冲压模、第一成型模、第二成型模、第三成型模和第四成型模；落料模包括落料凹模和相配合的落料凸模，所述落料凹模模腔尺寸与所述管状布膜器平面展开尺寸相当；冲压模包括相配合的冲压凹模和冲压凸模，所述冲压凹模模腔底部设有容置槽，所述冲压凸模上设有对应于所述容置槽的压料凸块，所述容置槽一侧壁为斜面；所述容置槽位置与所述管状布膜器预定开窗位置相适配；第一成型模包括相配合的第一凹模和第一凸模，所述第一凹模模腔的纵截面轮廓线由直线段和分别从直线段两端向外延伸的两段圆弧段构成；所述第一凸模上设有用以容置所述管状布膜器上开窗的第一让位槽；第二成型模包括相配合的第二凹模和第二凸模，所述第二凹模模腔的纵截面轮廓线为由三段圆弧过渡相接的波纹形，其中两端圆弧的凸伸方向与第一成型模中圆弧段凸伸方向相同，且两端圆弧的圆心角大于第一成型模中圆弧段的圆心角，中部圆弧的凸伸方向与两端圆弧的凸伸方向相反；所述第二凸模上设有用以容置所述管状布膜器上开窗的第二让位槽；第三成型模包括相配合的第三凹模和第三凸模，所述第三凹模模腔纵截面为圆弧形，圆弧凸伸方向与所述第二成型模中两端圆弧的凸伸方向相同；所述第三凸模上设有用以容置所述管状布膜器上开窗的第三让位槽；第四成型模包括下模、上模和位于下模与上模之间的芯棒，所述下模和上模分别设有半圆形模腔，两者组合构成圆形模腔，所述芯棒位于所述圆形模腔内，所述芯棒周向长度大于所述管状布膜器的平面展开宽度，所述芯棒表面设有用以容置所述管状布膜器上开窗的第四让位槽。

其中，所述第一成型模中圆弧段半径为12mm~25mm，圆心角各为35°~70°；所述第二成型模中两端圆弧半径为12mm~25mm，圆心角各为110°~155°，所述中部圆弧半径为12 mm~25mm，圆心角为70°~110°；所述第三成型模中圆弧半径为12 mm~25mm，圆心角为35°~70°。

其中，所述芯棒的周向长度比所述管状布膜器平面展开宽度大2mm~5mm。

其中，所述冲压凹模上还设有用于压制定位凸台的冲压块，所述冲压凸模上设有与所述冲压块对应的凹槽。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明的布膜器能更好地适应于降膜蒸发器中的换热管，满足降膜蒸发器性能要求和使用要求；相比与现有的螺旋槽沟式布膜器、锥体式布膜器六槽式布膜器等，本发明的布膜器结构简单，可以采用模具生产制造，模具使用周期长，能进行批量生产，既能保证产品的质量合格率，又能保证生产效率。 

附图说明

图1为本发明带开窗的管状布膜器一实施例的结构示意图。

图2为本发明图1的俯视示意图。

图3为本发明带开窗的管状布膜器的使用状态图。

图4为本发明加工方法的流程图。

图5至图7为采用本发明加工方法加工的产品过程件。

图8为本发明加工设备中落料模的结构示意图。

图9为本发明加工设备中冲压模的结构示意图。

图10为本发明图9中冲压凹模的结构示意图。

图11为本发明加工设备中第一成型模的结构示意图。

图12为本发明加工设备中第二成型模的结构示意图。

图13为本发明加工设备中第三成型模的结构示意图。

图14为本发明加工设备中第四成型模的结构示意图。

其中，附图标记说明如下：1、布膜器；11、布膜器本体；111、开口；112、间隙；12、窗页；13、定位凸台；2、换热管；11a、毛坯件本体；113a~116a、圆弧；3、落料模；31、落料凹模；32、落料凸模；4、冲压模；41、冲压凹模；411、容置槽；412、冲压块；42、冲压凸模；5、第一成型模；51、第一凹模；511、直线段；512、圆弧段；52、第一凸模；6、第二成型模；61、第二凹模；611、两端圆弧；612、中部圆弧；62、第二凸模；7、第三成型模；71、第三凹模；72、第三凸模；8、第四成型模；81、下模；82、上模；83、芯棒。

具体实施方式

为了进一步说明本发明的原理和结构，现结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明。

参阅图1和图2，本发明首先提供一种带开窗的管状的布膜器1，包括带开口111的管状布膜器本体11和对应设置于开口111处的窗页12；布膜器本体11管壁上设有贯通长度方向的间隙112，该间隙112较优地控制在2mm~5mm。所述开口111设置有多个，沿布膜器本体11管壁周向均匀分布；开口111为冲压而成，原开口处的管壁即构成了窗页12，窗页12一侧与布膜器本体11管壁连接，其余部分朝向布膜器本体11内部。开口111的形状可以灵活设置，开口的数量可以根据实际需要而设置。

参阅图3，本发明的布膜器1主要应用于降膜蒸发器中，布膜器1的下端插入换热管2的上端管口中，布膜器1上的开口111作为液体的进口；液体经开口111进入布膜器本体11内部，在窗页12和重力的双重作用下旋转下降，形成完整的均匀液膜，最后流入换热管2内，以强化蒸发换热效率。由于布膜器本体11上具有贯通长度方向的间隙112，布膜器外圆周具有调整的空间，可以适应一定内径范围的换热管，避免出现布膜器1与换热管2贴合不严实或两者无法安装的情况。而布膜器1插入换热管2内后，布膜器1被换热管2内壁压缩，间隙112可以控制在1mm以内，该间隙不会影响到液膜的流动。进一步地，布膜器本体11管壁上还设有定位凸台13，该定位凸台13设有多个，位于布膜器本体11的中截面上，即定位凸台13距离布膜器本体11一端部的距离为布膜器本体11总长度的一半，该定位凸台13的设置可控制布膜器1插入换热管2的深度。

参阅图4，本发明还提供上述带开窗的管状布膜器的加工方法，该加工方法包括步骤：

S10：采用冲压模冲裁出毛坯件，并在所述毛坯件的预定位置压制开窗，形成带开口的毛坯件本体和位于开口处突出于毛坯件本体的窗页，所述窗页的一侧连接所述毛坯件本体；所述毛坯件本体为平片状，其外形尺寸为所述管状布膜器平面展开的尺寸。本步骤中，冲裁出毛坯件和在毛坯件上压制开窗可以是由两个冲压模分别进行，也可以是在同一个冲压模上直接加工而成。但无论实际采用哪种方式，该步骤通过冲压模进行冲裁下料及压制开窗，可以保证所有产品用料尺寸的一致性，以及保证窗页高度、宽度、开口间隙尺寸一致，开口分布角度均匀。对于需要压制定位凸台的布膜器产品，在该步骤中，压制开窗时还同时压制定位凸台。

S20：采用成型模将毛坯件本体11a两端进行折弯形成圆弧113a，折弯方向为最终卷圆方向；该步骤所加工出的产品过程件如图5所示，两端圆弧113a的折弯方向与窗页12的朝向相同，两端折弯处圆弧半径较优地保证在12mm~25mm，圆心角各为35°~70°。该步骤对两端预先折弯，防止在最终成圆后两端圆度不足。

S30：采用成型模对毛坯件本体中部进行反向折弯形成圆弧，并使两端折弯处进一步向中部延伸折弯，两端折弯处与中部折弯处平滑过渡整体构成波纹状；该步骤所加工出的产品过程件如图6所示，关键技术在卷圆范围，保证两端延伸折弯后折弯处圆弧114a圆心角各为110°~155°，圆弧114a半径与步骤S30中相同，中部折弯处圆弧115a半径为12 mm~25mm，圆心角为70°~110°。该步骤给毛坯件本体中部一个反向弯曲应力，以进行预先补偿，当最终成圆后，即可消除整体弯曲应力。

S40：采用成型模对中部折弯处按最终卷圆方向进行卷圆成形，卷圆后中部形成圆弧116a；该步骤所加工出的产品过程件如图7所示，卷圆尺寸为本步骤的关键技术，保证中部圆弧116a半径为12 mm~25mm，圆心角为35°~70°。中部形成圆弧的过程中和了步骤S40中的弯曲应力。

S50：将步骤S40得到的构件按照预定直径进行包圆成形，使毛坯件本体两端相互靠近，毛坯件本体11a整体构成管状的布膜器本体11，窗页12朝向布膜器本体11内部，原毛坯件本体11a的两端之间具有间隙，该间隙即成为布膜器本体11上贯通长度方向的间隙112，间隙较优地控制在2mm~5mm。该步骤所形成的产品即为图1和图2所示的布膜器产品。

参阅图8至图14，本发明还提供用以实现上述加工方法的加工设备，包括依工艺顺序排布的落料模3、冲压模4、第一成型模5、第二成型模6、第三成型模7和第四成型模8。

参阅图8，落料模3包括落料凹模31和相配合的落料凸模32，落料凹模31模腔尺寸与预定尺寸的管状布膜器平面展开尺寸相当。该落料模从类型上也属于冲压模，通过冲裁加工从原料板材上冲切出预定尺寸的毛坯料。

参阅图9和图10，冲压模4包括相配合的冲压凹模41和冲压凸模42，冲压凹模41模腔底部设有容置槽411，冲压凸模42上设有对应于容置槽411的压料凸块（未示出），容置槽411一侧壁为斜面；容置槽411位置与管状布膜器预定开窗位置相适配。容置槽的形状可以保证冲压后的材料仍然有一侧连接于本体上。冲压凹模41上还可以设有用于压制定位凸台的冲压块412，冲压凸模42上设有与冲压块412对应的凹槽（未示出），这样可以同时压制开窗和定位凸台。

参阅图11，第一成型模5包括相配合的第一凹模51和第一凸模52，第一凹模51模腔的纵截面轮廓线由直线段511和分别从直线段511两端向外延伸的两段圆弧段512构成，其中，圆弧段512半径为12mm~25mm，圆心角各为35°~70°；第一凸模52上还设有用以容置所述管状布膜器上开窗的第一让位槽。

参阅图12，第二成型模6包括相配合的第二凹模61和第二凸模62，第二凹模61模腔的纵截面轮廓线为由三段圆弧过渡相接的波纹形，其中两端圆弧611的凸伸方向与第一成型模5中圆弧段512凸伸方向相同，且两端圆弧611的圆心角大于第一成型模5中圆弧段512的圆心角，中部圆弧612的凸伸方向与两端圆弧611的凸伸方向相反；两端圆弧611半径为12mm~25mm，圆心角各为110°~155°，中部圆弧612半径为12 mm~25mm，圆心角为70°~110°；第二凸模62上设有用以容置所述管状布膜器上开窗的第二让位槽。

参阅图13，第三成型模7包括相配合的第三凹模71和第三凸模72，第三凹模71模腔纵截面为圆弧形，圆弧半径为12 mm~25mm，圆心角为35°~70°，圆弧凸伸方向与第二成型模6中两端圆弧611的凸伸方向相同；第三凸模72上设有用以容置所述管状布膜器上开窗的第三让位槽。

参阅图14，第四成型模8包括下模81、上模82和位于下模81与上模82之间的芯棒83，下模81和上模82分别设有半圆形模腔，两者组合构成圆形模腔，芯棒83位于圆形模腔内，芯棒83表面设有用以容置所述管状布膜器上开窗的第四让位槽。芯棒83的周向长度大于布膜器平面展开宽度，以使得卷圆成型后的布膜器具有周向间隙，较优地，芯棒83的周向长度比管状布膜器平面展开宽度大2mm~5mm，从而控制布膜器上间隙为2mm~5mm。

通过本发明的加工设备可实现连续加工产品，应用模具装置进行加工，单日产量可达到1500~2000个。落料模使用周期可达生产200000个，成型模使用周期可达生产500000个。

以上仅为本发明的较佳可行实施例，并非限制本发明的保护范围，凡运用本发明说明书及附图内容所作出的等效结构变化，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (11)

1.一种带开窗的管状布膜器，其特征在于，包括带开口的管状布膜器本体和对应设置于所述开口处的窗页；所述布膜器本体的管壁上设有贯通长度方向的间隙，所述开口沿布膜器本体管壁周向分布；所述窗页一侧与所述布膜器本体管壁连接，其余部分朝向所述布膜器本体内部。

2.根据权利要求1所述的带开窗的管状布膜器，其特征在于：所述间隙为2mm~5mm。

3.根据权利要求1所述的带开窗的管状布膜器，其特征在于：所述布膜器本体管壁上还设有定位凸台，所述定位凸台位于所述布膜器本体的中截面上。

4.一种带开窗的管状布膜器的加工方法，其特征在于，包括步骤：

S10：采用冲压模冲裁出毛坯件，并在所述毛坯件的预定位置压制开窗，形成带开口的毛坯件本体和位于开口处突出于毛坯件本体的窗页，所述窗页的一侧连接所述毛坯件本体；所述毛坯件本体为平片状，其外形尺寸为所述管状布膜器平面展开的尺寸；

S20：采用成型模将毛坯件本体两端进行折弯形成圆弧，折弯方向为最终卷圆方向；

S30：采用成型模对毛坯件本体中部进行反向折弯形成圆弧，并使两端折弯处圆弧进一步向中部延伸折弯，两端折弯处与中部折弯处平滑过渡整体构成波纹状；

S40：采用成型模对中部折弯处按最终卷圆方向进行卷圆成形，卷圆后中部形成圆弧；

S50：将步骤S40得到的构件按照预定直径进行包圆成形，使毛坯件本体两端相互靠近，毛坯件本体整体构成管状的布膜器本体，窗页朝向布膜器本体内部，原毛坯件本体的两端之间具有间隙。

5.根据权利要求4所述的带开窗的管状布膜器的加工方法，其特征在于：

步骤S20中两端折弯处圆弧半径为12mm~25mm，两端折弯处圆心角各为35°~70°；

步骤S30中两端延伸折弯后折弯处圆心角各为110°~155°，中部折弯处圆弧半径为12 mm~25mm，中部折弯处圆心角为70°~110°；

步骤S40中中部圆弧半径为12 mm~25mm，圆心角为35°~70°。

6.根据权利要求4所述的带开窗的管状布膜器的加工方法，其特征在于：

步骤S50中成形后所述毛坯件本体两端之间的间隙为2mm~5mm。

7.根据权利要求4所述的带开窗的管状布膜器的加工方法，其特征在于：在步骤S10中，还在所述毛坯件上压制定位凸台。

8.一种带开窗的管状布膜器的加工设备，其特征在于，包括：

落料模，包括落料凹模和相配合的落料凸模，所述落料凹模模腔尺寸与所述管状布膜器平面展开尺寸相当；

冲压模，位于所述落料模之后，包括相配合的冲压凹模和冲压凸模，所述冲压凹模模腔底部设有容置槽，所述冲压凸模上设有对应于所述容置槽的压料凸块，所述容置槽一侧壁为斜面；所述容置槽位置与所述管状布膜器预定开窗位置相适配；

第一成型模，位于所述冲压模之后，包括相配合的第一凹模和第一凸模，所述第一凹模模腔的纵截面轮廓线由直线段和分别从直线段两端向外延伸的两段圆弧段构成；所述第一凸模上设有用以容置所述管状布膜器上开窗的第一让位槽；

第二成型模，位于所述第一成型模之后，包括相配合的第二凹模和第二凸模，所述第二凹模模腔的纵截面轮廓线为由三段圆弧过渡相接的波纹形，其中两端圆弧的凸伸方向与第一成型模中圆弧段凸伸方向相同，且两端圆弧的圆心角大于第一成型模中圆弧段的圆心角，中部圆弧的凸伸方向与两端圆弧的凸伸方向相反；所述第二凸模上设有用以容置所述管状布膜器上开窗的第二让位槽；

第三成型模，位于所述第二成型模之后，包括相配合的第三凹模和第三凸模，所述第三凹模模腔纵截面为圆弧形，圆弧凸伸方向与所述第二成型模中两端圆弧的凸伸方向相同；所述第三凸模上设有用以容置所述管状布膜器上开窗的第三让位槽；

第四成型模，位于所述第三成型模之后，包括下模、上模和位于下模与上模之间的芯棒，所述下模和上模分别设有半圆形模腔，两者组合构成圆形模腔，所述芯棒位于所述圆形模腔内，所述芯棒周向长度大于所述管状布膜器的平面展开宽度，所述芯棒表面设有用以容置所述管状布膜器上开窗的第四让位槽。

9.根据权利要求8所述的带开窗的管状布膜器的加工设备，其特征在于：所述第一成型模中圆弧段半径为12mm~25mm，圆心角各为35°~70°；所述第二成型模中两端圆弧半径为12mm~25mm，圆心角各为110°~155°，所述中部圆弧半径为12 mm~25mm，圆心角为70°~110°；所述第三成型模中圆弧半径为12 mm~25mm，圆心角为35°~70°。

10.根据权利要求8所述的带开窗的管状布膜器的加工设备，其特征在于：所述芯棒的周向长度比所述管状布膜器平面展开宽度大2mm~5mm。

11.根据权利要求8所述的带开窗的管状布膜器的加工设备，其特征在于，所述冲压凹模上还设有用于压制定位凸台的冲压块，所述冲压凸模上设有与所述冲压块对应的凹槽。