CN105642772A - 一种换热器中管与连接板的固定方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及换热器领域，特别是一种换热器中管与连接板的固定方法。本发明提供一种换热器中管与连接板的固定方法，包括:A、调整弹性体施力部与拉力支撑部之间的间距；B、将金属的连接板套装在管外；C、将金属的管套装在胀杆外；D、拉动所述胀杆对弹性体施加压力，使弹性体膨胀所述管；E、焊接密封所述管与所述连接板。在本发明的换热器中管与连接板的固定方法中，调整弹性体施力部与拉力支撑部之间的间距，控制弹性体膨胀管的大小，有效的控制管与连接板之间的间隙。

Description

一种换热器中管与连接板的固定方法

技术领域

本发明涉及换热器领域，特别是一种换热器中管与连接板的固定方法。

背景技术

换热器（heatexchanger），是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。换热器在化工、石油、动力、食品及其它许多工业生产中占有重要地位，其在化工生产中换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等，应用广泛。

换热器可分为有管的换热器和无管的换热器。在有管的换热器中：管用于给热流体或冷流体二者之一提供流通通道。管的两个端部中至少流体进入端需要与流体容器密封的连接。管与连接板密封连接固定，管通常采用导热性好的金属管，如成本低的铁管，导热性好的铜管，耐腐蚀的不锈钢管。

在管壳式换热器中管的两端与带有冲孔或钻孔的金属制连接板钎焊实现密封固定。管穿过连接板，连接板在管开口一侧的表面为连接板的外表面，连接板背向管开口的一面为连接板的内表面。管与孔之间的间隙会对管与连接板的焊接强度产生较大的影响。为了提高焊接强度控制管与孔之间的间隙，采用锥形杆对管的端口扩口处理，管的端口呈喇叭形。

冲孔可一次成形多个间距小的孔。冲裁形成的孔的断面包括塌角a，剪切面，断裂面，毛刺。

塌角：该区域的形成是当凸模刃口压入材料时，刃口附近的材料产生弯曲和伸长变形，材料被拉入间隙的结果；剪切面：该区域发生在塑形变形阶段，当刃口切入材料后，材料与凸、凹模切刃的侧表面挤压而形成的光亮垂直的断面。

断裂面：该区域是在断裂阶段形成。是由刃口附近的微裂纹在拉应力作用下不断扩展而形成的撕裂面，其断面粗糙，具有金属本色，且略带有斜度。断裂面c高度通常占全断面即连接板厚度的1/2-1/3；毛刺：毛刺的形成是由于在塑性变形阶段后期，凸模和凹模的刃口切入被加工板料一定深度时，刃口正面材料被压缩，刃尖部分是高静水压应力状态，使裂纹的起点不会在刃尖处发生，而是在模具侧面距刃尖不远的地方发生，在拉应力的作用下，裂纹加长，材料断裂而产生毛刺，裂纹的产生点和刃口尖的距离成为毛刺的高度。

授权公告号CN3170543B公开了一种胀管装置，包括胀头拉杆座、胀接座、胀头组件、固定板和液压缸连接板，其特征在于所述的胀头组件包括多个胀头拉杆，所述的胀头拉杆的上端设置在所述的胀头拉杆座上，每个胀头拉杆上依次套装胀杆衬套、弹性胀套和导向螺母；所述的胀杆衬套固定在所述胀接座的底部通孔内，所述的胀接座上部通过所述的固定板连接到液压缸的缸体；所述的胀头拉杆座通过液压缸连接板连接到液压缸拉杆。该发明结构简单，操作方便，同时对产品零件尺寸精度要求低，生产效率高，可单端胀接也可两端同时胀接，可作直接贴胀胀管工艺应用，也可作焊前预胀工艺应用。

现有的换热器中管与连接板的固定方法存在以下不足：弹性体的径向变形量不容易调整；尤其是在弹性体在使用一段时间后，弹性体疲劳，弹性体的泊松比会产生变化，无法有效的控制管与连接板的间隙。

发明内容

本发明目的在于提供一种换热器中管与连接板的固定方法，可以有效的控制管与连接板的间隙。

为达上述优点，本发明提供一种换热器中管与连接板的固定方法，包括:

A、调整弹性体施力部与拉力支撑部之间的间距；

B、将金属的连接板套装在管外；

C、将金属的管套装在胀杆外；

D、拉动所述胀杆对弹性体施加压力，使弹性体膨胀所述管；

E、焊接密封所述管与所述连接板。

在本发明的换热器中管与连接板的固定方法的一个实施例中，所述步骤B和步骤C互换。

在本发明的换热器中管与连接板的固定方法的一个实施例中，所述步骤C包括，所述管的管口与所述拉力支撑部接触。

在本发明的换热器中管与连接板的固定方法的一个实施例中，所述弹性体为聚氨酯弹性体或橡胶弹性体。

在本发明的换热器中管与连接板的固定方法的一个实施例中，所述胀杆的背向固定端一端设有引导部，所述引导部与所述施力部一体成型，所述引导部用于引导所述弹性体插入所述管。

在本发明的换热器中管与连接板的固定方法的一个实施例中，所述施力部在背向所述胀杆的固定端的一侧设有转动部，所述转动部设有若干与所述胀杆的轴线平行的侧面。

在本发明的换热器中管与连接板的固定方法的一个实施例中，所述管为圆管，所述弹性体的截面为圆环形。

在本发明的换热器中管与连接板的固定方法的一个实施例中，所述步骤D之前还包括调整所述拉力支撑部在所述管轴线方向位置的步骤。

在本发明的换热器中管与连接板的固定方法的一个实施例中，所述拉动部为中空结构，第一活塞杆可以插入所述拉动部内部，所述第一活塞杆的背向第一升级部主体的一端套装有螺帽。

在本发明的换热器中管与连接板的固定方法的一个实施例中，所述胀杆的固定端与拉动部螺纹连接固定和/或所述拉动部与活塞杆螺纹连接固定。

在本发明的换热器中管与连接板的固定方法中，调整弹性体施力部与拉力支撑部之间的间距，控制弹性体膨胀管的大小，有效的控制管与连接板之间的间隙。

附图说明

图1所示为本发明第一实施例换热器中管与连接板的固定方法所采用的换热器管与连接板的固定装置的结构示意图；

图2所示为图1的胀杆的结构示意图；

图3所示为图1的第一升降部的结构示意图；

图4所示为本发明第二实施例固定装置的胀杆的结构示意图；

图5所示为本发明第三实施例固定装置结构示意图；

图6所示为本发明第四实施例固定装置结构示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明。

图1所示为本发明换热器中管与连接板的固定方法所采用的换热器管与连接板的固定装置的结构示意图；请参见图1，本实施例的换热器管与连接板的固定装置20，以下简称固定装置20。固定装置20用于膨胀减小换热器中金属的管控制管与套装在管外的金属的连接板之间的间隙，金属的管可采用如成本低的铁管，导热性好的铜管，耐腐蚀的不锈钢管，铝管，其截面可以是圆形，椭圆形，多边形或异形结构。

管用于在换热器工作使为温度较高的热流体或温度较低的冷流体提供通道。热流体和冷流体可以是气体也可以是液体。

连接板由金属制成，如铜、铁、铝、不锈钢。连接板在管口部1一侧的表面为连接板的外表面，连接板背向管口部1的一面为连接板的内表面。连接板可以是流体容器的一部分，板式换热器的主片。

连接板可以设置在管的一端或两端。连接板上开设有一个或多个的贯通的孔，孔为冲孔或钻孔。若孔为冲孔，孔的孔壁包括塌角、剪切面、断裂面。塌角、剪切面、断裂面自管口部朝凸起部方向依次排列。在本发明的其他实施例中塌角、剪切面、断裂面自凸起部朝管口部方向依次排列。虽然在本发明中冲孔形成的毛刺已被去除，在本发明的其他实施例中也可以不去除毛刺。

固定装置20包括机架200、胀杆21、拉动部22、第一升降部23、第二升降部24。胀杆21的一端与拉动部22连接固定；拉动部22与第一升降部23、胀杆21的一端的连接固定；第一升降部23与拉动部22、机架200连接固定；第二升降部24与机架200。

机架200自胀杆21向上包括:上拉力支撑部210、上第一升降部固定板230、第二升降部固定板240；自胀杆21向下包括:下拉力支撑部210a、下第一升降部固定板240a。拉力支撑部210、上第一升降部固定板230、第二升降部固定板240、下拉力支撑部210a、下第一升降部固定板230a均与硬质的杆体或管体连接，如套装在杆体或管体外，杆体或管体优选的与管轴线平行。

上拉力支撑部210和上第一升降部固定板230可以在机架200的杆体或管体轴线方向移动。第二升降部固定板240与杆体或管体固定连接。上拉力支撑部210和上第一升降部固定板230之间设有用于限制二者间距的硬杆或硬管。下拉力支撑部210a、下第一升降部固定板230a与杆体或管体连接固定。限距部为管形结构时可以套装在杆体或管体外。拉力支撑部上开始有通孔。

在本发明的其他实施例中，拉力支撑部和\或第一升降部与硬管或硬管连接固定；拉力支撑部和第一升降部均不与硬管或硬管；在下拉力支撑部和\或下第一升降部固定板直接下拉力支撑部和\或下第一升降部固定板可以在机架的杆体或管体轴线方向移动。

图2所示为图1的固定装置的结构示意图。请参见图2，拉力支撑部的背向胀杆21固定端的一面可以设置用于定位连接板的定位凸起。在其他实施例中也可以不设置定位凸起。胀杆21的数量可以为多个也可以是单根，胀杆21可以在管的两端或一端设置。胀杆21自管拉力支撑部方向依次设有引导部211、转动部212、弹性体施力部213、弹性体214、胀杆主体215、胀杆固定端216。引导部211或转动部212可以有一定的长度，该长度用于更好控制管轴线与胀杆轴线的角度，引导部211或转动部212的长度越长轴线与胀杆轴线角度越小。管轴线与胀杆轴线的角度越小，管膨胀的越均匀，效果越好。

引导部211为锥形结构，引导部211用于引导弹性体214插入管内。转动部212至少开设有一个与胀杆轴线平行的侧面，以方便通过扳手转动胀杆固定端216的螺纹。弹性体施力部213用于对弹性体214施加压力，使弹性体214发生径向变形。弹性体214为聚氨酯弹性体或橡胶弹性体，弹性体214为套设在胀杆主体215外的筒形结构。弹性体214的

引导部211、转动部212、弹性体施力部213、弹性体214可以根据管的截面形状相适应的调整，弹性体214无法穿过拉力支撑部。胀杆主体215穿过拉力支撑部的通孔。胀杆固定端216为外设有螺纹的杆，胀杆固定端216与拉动部22通过螺纹连接固定。在本发明第一实施例中第二升降部的活塞杆可以拉动第一升降部固定板在杆体或管体上移动，带动拉杆以及拉板，使上下胀杆之间的间距变化，这样就可以将管的两端同时插入胀杆后膨胀管。

拉动部22为空心的板或块状结构。拉动部22的一侧与胀杆通过螺纹连接固定。

图3所示为图1的第一升降部的结构示意图，请一并参见图3，第一升降部23包括第一升降部主体和第一活塞杆231，第一活塞杆231可以插入拉动部22内部，第一活塞杆231背向第一活塞杆231的端部套装有螺帽。第一升降部23可以是气缸也可以是液压缸。第一升降部主体可控制第一活塞杆231拉动拉动部22。第一升降部主体与第一升降部固定板连接固定。

第二升降部24包括第二升降部主体，第二活塞杆241。第二升降部24可以是气压缸也可以是液压缸。第二活塞杆241与第一升降部固定板连接固定，第二升降部主体与第二升降部固定板连接固定。优选的第一活塞杆231，第二活塞杆241的轴线为同一条直线，第一活塞杆231，第二活塞杆241与杆体或管体平行。

图4所示为本发明第二实施例固定装置的胀杆的结构示意图；请参见图4，本实施例的结构和原理与第一实施例的结构和原理相似，二者的区别在于：

拉力支撑部230的为带有孔的板，拉力支撑部230的靠近连接板的一侧设有用于控制管的管口与连接板的距离的限位凸起2301。该限位凸起2301控制管口与连接板的距离，使管穿过连接板的部分受弹性体挤压膨胀后的形状为增大形。管口与连接板外表面的距离会影响管的管口至连接板外表面部分的膨胀后的形状。当管口与连接板的距离小于或等于胀杆的弹性体的长度的一半减去连接板厚度的一半时，管口为增大形。

本实施例的固定装置的其他部分与其他实施例相同，在此不再重复赘述。

图5所示为本发明第三实施例固定装置结构示意图，请参见图5，本实施例的结构和原理与第一实施例的结构和原理相似，二者的区别在于：

本实施例的固定装置20包括机架200、胀杆21、拉动部22、第一升降部23、第二升降部24。

本实施例的固定装置的其他部分与其他实施例相同，在此不再重复赘述。

图6所示为本发明第四实施例固定装置结构示意图，请参见图5，本实施例的结构和原理与第一实施例的结构和原理相似，二者的区别在于：

本实施例的固定装置20包括机架200、胀杆21、拉动部22、第一升降部23。

本实施例的固定装置的其他部分与其他实施例相同，在此不再重复赘述。

拉力支撑部230的为带有孔的板，拉力支撑部230的靠近连接板的一侧设有用于控制管的管口与连接板的距离。

本实施例的固定装置的其他部分与其他实施例相同，在此不再重复赘述。

根据本发明的上述实施例，本领域技术人员可以理解以下方案同样能够实现本发明的目的：

在本发明的其他实施例中可以不设置引导部211和/或转动部212；

在本发明的其他实施例中胀杆固定端215可以直接与第一活塞杆231通过螺纹连接，该螺纹用于调整胀杆21与第一活塞杆231的相对位置；

在本发明的其他实施例中在弹性体214与拉力支撑部之间设有胀杆衬套，弹性体214无法穿过拉力支撑部；

在本发明的其他实施例中第一活塞杆231与拉动部通过螺纹连接固定；

在本发明的其他实施例中胀杆固定端216与拉动部22不通过螺纹连接固定或第一活塞杆231与拉动部22不通过螺纹连接固定，该螺纹用于调整第一活塞杆231与拉动部22的相对位置；

在本发明的其他实施例中，拉板22为实心的板，拉板22相对的两面开设有分别用于连接胀杆和第一活塞杆的螺孔，该螺孔用于调整连接胀杆和第一活塞杆的相对位置；

在本发明的其他实施例中，胀杆21与第一活塞杆231或拉动部22固定连接，胀杆主体215的靠近弹性体施力部213的端部为外设螺纹的圆杆，弹性体施力部213与该端部通过螺纹连接，该螺纹用于调整弹性体施力部213与胀杆主体215的相对位置；

在本发明的其他实施例中，第二升降部与第二升降部固定板通过螺纹固定，该螺纹可以调整第二升降部与第二升降部固定板的相对位置；

在本发明的其他实施例中，第一升降部与第一升降部固定板通过螺纹固定，该螺纹可以调整第一升降部与第一升降部固定板的相对位置；

在本发明的其他实施例中，第一升降部与第二活塞杆通过螺纹固定，该螺纹可以调整第一升降部与第二活塞杆的相对位置。

在本发明的其他实施例中，第一升降部固定板与拉板的最小距离可以调整，限制第一升降部固定板与拉板最小距离的限距杆优选端部带有螺纹的圆杆，限距杆的两端与第一升降部固定板与拉板通过螺纹连接固定，限距杆的两端的螺纹可以调整第一升降部固定板与拉板的相对位置。

在本发明的其他实施例中，可以仅对管的一端进行膨胀；

在本发明的其他实施例中，弹性体施力部支撑部上设有凸起，该凸起用于控制管的管口与连接板直接的距离，这样的优点在于：可以控制管口超过连接板的距离；可以控制管口膨胀后的形状为增大形结构；可以防止连接板与管口平齐，达不到预定的管膨胀效果；当同时膨胀多个管时可以使管口之间相互平齐、整体成形均匀，为后续的自动化焊接提供保证；

在本发明的其他实施例中，固定装置可以根据需要旋转放置；

在本发明的其他实施例中，管可以是直管也可以是弯管。

本发明的一个实施例中可以按以下步骤固定换热器中管与连接板：

A、调整弹性体施力部与拉力支撑部之间的间距；

B、将金属的连接板套装在管外；

C、将金属的管套装在胀杆外；

D、拉动所述胀杆对弹性体施加压力，使弹性体膨胀所述管；

E、焊接密封所述管与所述连接板。

具体的步骤A可以采取以下一个或多个方案：

通过转动转动部调整弹性体施力部与拉力支撑部之间的间距。

通过转动第一活塞杆螺帽调整弹性体施力部与拉力支撑部之间的间距；

通过转动弹性体施力部213调整弹性体施力部与拉力支撑部之间的间距；

调整第一活塞杆231与拉动部22的相对位置调整弹性体施力部与拉力支撑部之间的间距；

调整弹性体施力部213与胀杆主体215的相对位置调整弹性体施力部与拉力支撑部之间的间距；

调整第二升降部与第二升降部固定板的相对位置调整弹性体施力部与拉力支撑部之间的间距；

调整第一升降部与第一升降部固定板的相对位置调整弹性体施力部与拉力支撑部之间的间距。

调整第一升降部固定板与拉板的最小距离调整弹性体施力部与拉力支撑部之间的间距。

在本发明的其他实施例中，第一升降部与第二活塞杆通过螺纹固定，该螺纹用于可以调整位置第一升降部与第二活塞杆的相对位置。

步骤C可以包括将管的管口与拉力支撑部接触的步骤。

步骤D之前还包括调整所述拉力支撑部在所述管轴线方向位置的步骤。

本发明的一个实施例中可以按以下步骤固定换热器中管与连接板：

A、调整弹性体施力部与拉力支撑部之间的间距；

C、将金属的管套装在胀杆外；

B、将金属的连接板套装在管外；

D、拉动所述胀杆对弹性体施加压力，使弹性体膨胀所述管；

E、焊接密封所述管与所述连接板。

步骤C可以包括将管的管口与拉力支撑部接触的步骤。

步骤D之前还包括调整所述拉力支撑部在所述管轴线方向位置的步骤。

管、孔的孔壁的间隙可根据管和连接板的材料、焊接方法调整弹性体的变形量调整。如管和连接板均由不锈钢制成，采用镍基材料钎焊时，间隙最好在0.1mm~0.3mm。

第一升降部的活塞杆行程不需要调整时，在管膨胀前通过调整弹性体施力部和拉力支撑部的间距控制调整弹性体受压时的轴向变形，控制管的膨胀程度。

综上，本发明的换热器中管与连接板的固定方法至少具有以下的优点:

在本发明的换热器中管与连接板的固定方法中，调整弹性体施力部与拉力支撑部之间的间距，控制弹性体膨胀管的大小，有效的控制管与连接板之间的间隙。

在本发明的换热器中管与连接板的固定方法的一个实施例中，胀杆的数量为多个，可以通过转动胀杆，调整胀杆与拉板固定处的胀杆固定端，可以根据情况分别对不同胀杆进行调整。

在本发明的换热器中管与连接板的固定方法的一个实施例中，第二升降部的活塞杆可以拉动第一升降部固定板在杆体或管体上移动，带动拉杆以及拉板，使上下胀杆之间的间距变化，这样就可以将管的两端同时插入胀杆后膨胀管。

在本发明的一种换热器中管与连接板的固定方法的一个实施例中，控制连接板与管的管口的距离还可以控制管膨胀后的形状，管与连接板上通孔的间隙。

在本发明的换热器中管与连接板的固定方法的一个实施例中，弹性体施力部支撑部上设有凸起，该凸起用于控制管的管口与连接板直接的距离，这样的优点在于：可以控制管口超过连接板的距离；可以控制管口膨胀后的形状为增大形结构；可以防止连接板与管口平齐，达不到预定的管膨胀效果；当同时膨胀多个管时可以使管口之间相互平齐、整体成形均匀，为后续的自动化焊接提供保证。管口与连接板外表面的距离会影响管的管口至连接板外表面部分的膨胀后的形状。当管口与连接板的距离小于或等于胀杆的弹性体的长度的一半减去连接板厚度的一半时，管口为增大形。

以上，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化和修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种换热器中管与连接板的固定方法，包括:

A、调整弹性体施力部与拉力支撑部之间的间距；

B、将金属的连接板套装在管外；

C、将金属的管套装在胀杆外；

D、拉动所述胀杆对弹性体施加压力，使弹性体膨胀所述管；

E、焊接密封所述管与所述连接板。

2.根据权利要求1所述的换热器中管与连接板的固定方法，其特征在于：所述步骤B和步骤C互换。

3.根据权利要求1所述的换热器中管与连接板的固定方法，其特征在于：所述步骤C包括，所述管的管口与所述拉力支撑部接触。

4.根据权利要求1所述的换热器中管与连接板的固定方法，其特征在于：所述弹性体为聚氨酯弹性体或橡胶弹性体。

5.根据权利要求1所述的换热器中管与连接板的固定方法，其特征在于：所述胀杆的背向固定端一端设有引导部，所述引导部与所述施力部一体成型，所述引导部用于引导所述弹性体插入所述管。

6.根据权利要求1所述的换热器中管与连接板的固定方法，其特征在于：所述施力部在背向所述胀杆的固定端的一侧设有转动部，所述转动部设有若干与所述胀杆的轴线平行的侧面。

7.根据权利要求1所述的换热器中管与连接板的固定方法，其特征在于：所述步骤D包括所述拉力支撑部设有用于控制连接板与所述管管口之间距离的凸起。

8.根据权利要求1所述的换热器中管与连接板的固定方法，其特征在于：所述步骤D之前还包括移动所述拉力支撑部在所述管轴线方向的位置，使所述胀杆插入所述管的步骤。

9.根据权利要求1至8任一所述的换热器中管与连接板的固定方法，其特征在于：所述拉动部为中空结构，第一活塞杆插入所述拉动部内部，所述第一活塞杆的背向第一升降部主体的一端套装有螺帽。

10.根据权利要求1至8任一所述的换热器中管与连接板的固定方法，其特征在于：所述胀杆的固定端与拉动部螺纹连接和/或所述拉动部与活塞杆螺纹连接。