CN105945529A - 扰流带加工工艺 - Google Patents

Abstract

本专利申请属于换热器设备技术领域，扰流带加工工艺，包括裁边处理——预热处理——压切片材预制线——扭转处理——反向扭转处理——风冷定型——终裁切，本加工工艺采用预制线来规范了扰流单元的长度，成品扰流带的扰流单元长度相同，扰流带安装在管束后，使得管束内不同位置的流体受到的扰流力度相同，换热更加均匀；其次，本方案取消了传统的旋转拉伸装置，避免发生传统旋转拉伸方式造成的片材被扭断的情况；再次，由于压切片材预制线时形成了截面，最终片材整体的表面积增加，使得成型后的扰流带在经过风冷机构时，与冷风的接触面积更大，提高了扰流带的冷却效果。

Description

扰流带加工工艺

技术领域

本发明属于换热器设备技术领域。

背景技术

管式换热器，它是最典型的间壁式换热器，它在工业上的应用有着悠久的历史，而且至今仍在所有换热器中占据主导地位。管式换热器主要有壳体、管束、管板和封头等部分组成，壳体多呈圆形，内部装有平行的管束，管束两端固定于端板上。管束内转动连接有螺旋纽带（又称麻花铁、扰流带、螺旋扁钢等），螺旋纽带主要用于提高热交换效率。当流体进入换热管内时，螺旋纽带使得使得流体进入紊流状态，打破管壁滞留层，增大了流体与换热管管壁的接触面积（即提高了换热效率），且紊乱的流体可对管壁污垢进行冲刷。

现有的螺旋纽带的加工设备包括压辊机、切边机、固定辊、烘烤装置、旋转拉伸装置、自动切割机、风冷装置等，加工时薄钢片材从压辊机输送至切边机，切边机将薄钢切成符合规定宽度的片材，片材经过固定辊后进入烘烤装置，对片材进行热处理，经过热处理的片材再经过旋转拉伸装置（即片材一端固定，另一端被旋转拉伸装置带动旋转）形成螺旋纽带，再经过自动切割机切断（即切成规定长度的螺旋纽带）后经风冷装置定型冷却。

这种螺旋纽带加工工艺的的缺点在于：1、旋转拉伸装置带动旋转时，片材的螺距形成受旋转拉伸装置转速、转次、片材输送速度等因素影响，最终形成的螺旋纽带的若干螺距（作用等同于下文所称的扰流单元）不完全相同，这样的螺旋纽带安装在管束内后，管束内不同位置流体受到的扰流力度不同，导致换热不均匀；或者旋转拉伸装置设置不合理，转次过多时会使得片材被拧断；2、切断螺旋纽带时，自动切割机沿螺旋纽带的横截面方向进给切刀，切刀容易破坏螺旋纽带的螺旋形状，造成废品。

发明内容

本发明意在提供一种可保证扰流单元长度相同、切断时不会破坏扰流单元形状的扰流带加工工艺。

扰流带加工工艺，包括如下步骤：

a) 裁边处理：片材运输至切边机构，第一切割轮、第二切割轮沿片材长度方向切割片材，形成符合规定宽度的片材；

b)预热处理：片材经过热处理机构，片材沿上导热辊和下导热辊之间加热缝隙穿过，片材上、下面分别与上导热辊、下导热辊接触，片材被加热；

c) 压切片材预制线：片材再经过预制线裁切机构，伸缩气缸输出端向下伸出，第一裁切刀、第二裁切刀、第三裁切刀、第四裁切刀在片材上压切出4条预制线，若干预制线将片材分成若干相互连接的扰流单元，压切完成后，伸缩气缸的输出轴向上回缩；

d)扭转处理：片材的扰流单元穿入夹持块内侧的凹槽内，主动齿轮逆时针转动30°，则带动从动齿轮转动，从动齿轮则带动夹持块转动，夹持块带动扰流单元逆时针旋转，该扰流单元扭转；扰流单元继续前进，当该扰流单元完全脱离凹槽后，主动齿轮顺时针转动，带动从动齿轮恢复原位；

e) 反向扭转处理：片材的下一个扰流单元穿入凹槽内，主动齿轮顺时针转动30°，使得该扰流单元扭转方向与上一个扰流单元扭转方向相反；如此重复，最终形成每个扰流单元均扭转、相邻扰流单元的扭向相反的扰流带；

f)风冷定型：扰流带再经过风冷管，风冷管内的冷风对扰流带进行风冷定型；

g)终裁切：沿扰流带的位于同一宽度线上的两条预制线A方向切割，从而完成扰流带的切段，切段后的扰流带长度即为规定长度的扰流带。

有益效果：动力机构控制裁切刀下移压切片材形成预制线，由于同组内的两个裁切刀互不接触，所以同组两个裁切刀压切两条预制线并不连通，另外，裁切刀均与片材输送方向垂直，同组内两个裁切刀压切出的两条预制线位于同一直线上且与片材输送方向垂直；而且两组裁切刀压切出来的预制线之间的距离即为扰流单元的长度，每个扰流单元包括4条预制线。夹持块的凹槽卡住片材的扰流单元的边缘，齿轮机构(即主动齿轮和从动齿轮整体结构)带动夹持块旋转，使得扰流单元扭转。

首先，本方案采用预制线来规范了扰流单元的长度，成品扰流带的扰流单元长度相同，扰流带安装在管束后，使得管束内不同位置的流体受到的扰流力度相同，换热更加均匀；其次，本方案取消了传统的旋转拉伸装置，避免发生传统旋转拉伸方式造成的片材被扭断的情况，本方案采用夹持块对扰流单元进行限位和扭转，单个扰流单元的扭转不影响片材的其余部位，通过控制齿轮机构的运动方式即可以控制扰流单元的扭转角度和扭转方向；再次， 由于压切片材预制线时形成了截面，最终片材整体的表面积增加，使得成型后的扰流带在经过风冷机构时，与冷风的接触面积更大，提高了扰流带的冷却效果；最后，在最终切断扰流带时，采用人工或自动切割机从预制线处进行切割，由于相邻扰流单元的连接部较窄，切割工作量较小，切割的效率相比传统的方式也有很大的提高，且切割过程中不会破坏扰流单元的形状。

附图说明

图1为本发明实施例扰流带加工工艺使用的设备结构示意图；

图2为本发明实施例扰流带加工工艺使用的设备结构示意图；

图3为带有预制线A的片材示意图；

图4为扰流带成品示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：切边机构1、第一底座11、第一切割轮12、第二切割轮13；热处理机构2、第二底座21、上导热辊22、下导热辊23；预制线裁切机构3、第三底座31、横梁32、伸缩气缸33、预制线裁切刀34、第一裁切刀341、第二裁切刀342、第三裁切刀343、第四裁切刀344；扭转机构4、左转动环41、右转动环42、夹持块43、凹槽44、主动齿轮45、从动齿轮46；风冷机构5、风冷管51、连通管52、预制线A、扰流单元B。

扰流带加工工艺使用的设备基本如附图1、图2所示：根据片材输送方向依次分为切边机构1、热处理机构2、预制线裁切机构3、扭转机构4、风冷机构5。

切边机构1包括U形的第一底座11、左切边电机和右切边电机，底座的左竖向部和右竖向部上均分别通过滚珠轴承安装有左刀轴、右刀轴，左刀轴与左切边电机输出轴通过连联轴器连接，右刀轴与右切边电机输出轴通过联轴器连接。左刀轴自由端焊接有第一切割轮12，右刀轴自由端焊接有第二切割轮13，第一切割轮12、第二切割轮13之间的距离等于扰流带的规定宽度，第一切割轮12、第二切割轮13均为锯齿轮。

热处理机构2包括U形的第二底座21，该底座的左竖向部和右竖向部之间通过滚珠轴承连接有上导热辊22和下导热辊23，上导热辊22与下导热辊23位于同一竖向上，上导热辊22与下导热辊23之间形成供片材通过的加热缝隙，该加热缝隙的竖向宽度等于扰流带的厚度。上导热辊22和下导热辊23的内部设有导热油腔，导热油腔内通入100℃～150℃的导热油。

预制线裁切机构3和扭转机构4均安装在第三底座31上，该第三底座31包括底板、以及焊接在底板上的四根竖向柱，以及焊接在竖向柱顶端的横梁32。横梁32上安装有伸缩气缸33，该伸缩气缸33的输出端连接有预制线裁切刀34，底板与预制线裁切刀34相对的位置焊接有裁切台，该裁切台的顶面与下导热辊23的辊面最高处齐平。预制线裁切刀34由左裁切部、右裁切部构成，其中左裁切部由第一裁切刀341、第二裁切刀构成342，第一裁切刀341、第二裁切刀342均与片材前进方向垂直，第一裁切刀341、第二裁切刀342之间的距离为2cm；其中右裁切部由第三裁切刀343、第四裁切刀344构成，第三裁切刀343、第四裁切刀344均与片材前进方向垂直，第三裁切刀343、第四裁切刀344之间的距离为2cm。

扭转机构4包括焊接在底板上的左支架、右支架，左支架开有左圆孔，左圆孔内通过滚珠轴承安装有左转动环41，右支架上开有与左圆孔相对的右圆孔，右圆孔内通过滚珠轴承安装有右转动环42，左转动环41的环口与右裁切部相对。左转动环41与右转动环42之间通过螺栓固定有两个平行的夹持块43，夹持块43与片材运输方向平行；两个夹持块43的内侧面（即两个夹持块43的相对面）开有于片材运输方向平行的凹槽44，该凹槽44槽宽与片材厚度相同，两个夹持块43的凹槽44之间距离等于片材的宽度。横梁32在左转动环41与右转动环42之间焊接有齿轮安装板，该齿轮安装板上安装有主动齿轮45，该主动齿轮45与横梁32上安装的驱动电机输出轴键连接。从动齿轮46为半齿轮，该从动齿轮46的弧形的半齿面与主动齿轮45啮合，该从动齿轮46的非齿面与两个夹持块43焊接。主动齿轮45转动带动从动齿轮46转动，从动齿轮46则带动与其焊接的夹持块43转动，与夹持块43螺栓连接的左转动环41和右转动环42则同步转动。

风冷机构5包括焊接在底板上的圆筒状的风冷管51，该风冷管51管壁上开有进风口，该进风口与冷风机输出口通过连通管52连接，该风冷管51的管口与右转动环42的环口相对。

本实施例扰流带加工工艺，包括如下步骤：

a) 裁边处理：片材运输时依次沿切边机构1、热处理机构2、预制线裁切机构3、扭转机构4、风冷机构5前进；当片材运输至切边机构1，第一切割轮12、第二切割轮13沿片材长度方向切割片材，形成符合规定宽度的片材；

b)预热处理：片材经过热处理机构2，片材沿上导热辊22和下导热辊23之间加热缝隙穿过，片材上、下面分别与上导热辊22、下导热辊23接触，片材被加热；

c) 压切片材预制线：片材再经过预制线裁切机构3，伸缩气缸33的输出端向下伸出，第一裁切刀341、第二裁切刀342、第三裁切刀343、第四裁切刀344在片材上压切出4条预制线A，带有预制线A的片材如图3所示；若干预制线A将片材分成若干相互连接的扰流单元B，压切完成后，伸缩气缸33的输出轴向上回缩；

d)扭转处理：片材的扰流单元B穿入夹持块43内侧的凹槽44内（此时凹槽44与片材运输方向平行），主动齿轮45逆时针转动30°，则带动从动齿轮46转动，从动齿轮46则带动夹持块43转动，夹持块43带动扰流单元B逆时针旋转，该扰流单元B扭转；该扰流单元B继续前进，当扰流单元B完全脱离凹槽44后，主动齿轮45顺时针转动，带动从动齿轮46恢复原位（即此时凹槽44与片材运输方向平行）；

e) 反向扭转处理：下一个扰流单元B再次穿入凹槽44内，主动齿轮45顺时针转动30°，使得该扰流单元B扭转方向与上一个扰流单元B扭转方向相反；如此重复，最终形成每个扰流单元B均扭转、相邻扰流单元B的扭向相反的扰流带；

f)风冷定型：扰流带再经过风冷管51，风冷管51内的冷风对扰流带进行风冷定型；

g)终裁切：沿扰流带的位于同一宽度线上的两条预制线A方向切割，从而完成扰流带的切段，切段后的扰流带长度即为规定长度的扰流带，扰流带成品如图4所示。

本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (1)

1.扰流带加工工艺，包括如下步骤：

a)裁边处理：片材运输至切边机构，第一切割轮、第二切割轮沿片材长度方向切割片材，形成符合规定宽度的片材；

b)预热处理：片材经过热处理机构，片材沿上导热辊和下导热辊之间加热缝隙穿过，片材上、下面分别与上导热辊、下导热辊接触，片材被加热；

c)压切片材预制线：片材再经过预制线裁切机构，伸缩气缸输出端向下伸出，第一裁切刀、第二裁切刀、第三裁切刀、第四裁切刀在片材上压切出4条预制线，若干预制线将片材分成若干相互连接的扰流单元，压切完成后，伸缩气缸的输出轴向上回缩；

d)扭转处理：片材的扰流单元穿入夹持块内侧的凹槽内，主动齿轮逆时针转动30°，则带动从动齿轮转动，从动齿轮则带动夹持块转动，夹持块带动扰流单元逆时针旋转，该扰流单元扭转；扰流单元继续前进，当该扰流单元完全脱离凹槽后，主动齿轮顺时针转动，带动从动齿轮恢复原位；

e)反向扭转处理：片材的下一个扰流单元穿入凹槽内，主动齿轮顺时针转动30°，使得该扰流单元扭转方向与上一个扰流单元扭转方向相反；如此重复，最终形成每个扰流单元均扭转、相邻扰流单元的扭向相反的扰流带；

f)风冷定型：扰流带再经过风冷管，风冷管内的冷风对扰流带进行风冷定型；

g)终裁切：沿扰流带的位于同一宽度线上的两条预制线A方向切割，从而完成扰流带的切段，切段后的扰流带长度即为规定长度的扰流带。