CN106140913B - 扁管加工设备以及扁管加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种扁管加工设备和扁管方法。扁管加工设备包括至少一对辊，所述至少一对辊布置成在所述至少一对辊之间限定变形通道，并且当所述至少一对辊相对地旋转时线材沿第一方向通过所述变形通道。至少一对辊配置成能够在旋转的同时在第一方向的横向方向上来回平移，使得在所述至少一对辊之间的扁管沿所述横向方向上被弯曲变形。

Description

扁管加工设备以及扁管加工方法

技术领域

本发明涉及扁管加工设备和扁管加工方法。

背景技术

随着政府和用户不断的对节能环保提出更高的要求，在有限的空间范围内系统的能效被要求不断提升，越来越需要更高性能的换热器。按现有的技术只能通过增大换热器的换热面积来达到提高性能目标，例如可以增大换热器中流体流过的管道，这些管道可以与管道周围的空气交换热，从而将流体的热传递至环境中降低流体的热。为了更加有效地传递流体的热，管道被制造得具有更大的体积，更大的长度，更大的厚度，这样管道与空气接触面积可以增大，从而提高热交换的效率。然而这大大增加了制造及安装成本，并且管道的体积、长度等收到空间的限制。制造者们都在研究在现有的技术上如何改进产品结构，希望能在有限的安装空间里提高效率，降低成本。传统的扁管加工方法形成的是直的扁管，需要新的加工方法制造满足例如提高热交换需要的扁管。

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于提供一种扁管，其能够在有限的空间内延长扁管与流体和周围空气接触的有效长度，提高热交换的效率。

本发明的目的在于提供一种扁管加工设备和扁管加工方法，适于大批量生产的波浪形扁管，例如波浪形扁管，并且效率高，扁管的变形控制方便。

根据本发明一方面的扁管加工设备，包括至少一对辊，所述至少一对辊布置成在所述至少一对辊之间限定变形通道，并且当所述至少一对辊相对地旋转时扁管沿第一方向通过所述变形通道，其中所述至少一对辊配置成能够在旋转的同时在第一方向的横向方向上来回平移，使得在所述至少一对辊之间的扁管沿所述横向方向上被弯曲变形。

根据本发明一方面的扁管加工方法，使用包括至少一对辊的加工设备加工扁管，所述加工方法包括步骤：使用具有至少一对辊的加工设备使得至少一对辊相对地布置并沿相反方向旋转，在所述至少一对辊之间沿第一方向进料扁管，同时使得所述至少一对辊沿与第一方向垂直的第二方向来回平移，形成波浪形扁管。

附图说明

图1示出本发明的一个实施例的包括一对辊的加工设备，其中图1(a)、1(b)、1(c)、1(d)示出该对辊位于多种位置的情形；

图2示出本发明的一个实施例的包括多对辊的加工设备，其中示出该多对辊位于多种位置的情形；

图3示出本发明的一个实施例的包括多对辊的加工设备，其中该多对辊设置成整体移动以接触(图3a)和不接触扁管(图3b)。

具体实施方式

现在对本发明的实施例提供详细参考，其范例在附图中说明，图中相同的数字全部代表相同的元件。为解释本发明下述实施例将参考附图被描述。

根据本发明的第一实施例，一种加工设备10，包括至少一对辊21、22，所述至少一对辊布置成在所述至少一对辊之间限定变形通道，并且当所述至少一对辊相对地旋转时扁管L沿第一方向通过所述变形通道。图1中示出第一方向。

在根据本发明的一个实施例中，加工设备10可以包括一对辊21、22。该一对辊在它们之间限定变形通道，变形通道沿第一方向。当一对辊旋转的时候，扁管沿第一方向通过所述变形通道。此处，扁管的长度方向沿第一方向。一对辊之间的辊表面间距等于或稍小于扁管的宽度，应该知道扁管的宽度是相对于扁管的长度方向或纵向方向而言的横向上的跨度。由此，两个相对布置并且反向地旋转的辊将与扁管直接接触，并且辊对扁管可以施加压力，在存在压力的情况下，辊的反向旋转可以驱动扁管通过变形通道，如图1(a)所示。在本发明的实施例中，扁管可以通过其他驱动机构驱动通过变形通道，而不是在辊的摩擦力的驱动下移动。

根据本发明的实施例，该一对辊在旋转的同时(此时扁管沿第一方向移动)，还沿第一方向的横向方向来回平移。在如图1(b)和(c)所示的加工设备中，一对辊21、22左右平移。由于辊的横向移动，扁管L被辊施加力变形，当辊左右移动时，扁管被变形为波浪形。现有技术中扁管都是直的，现有技术的加工设备不能够制造波浪形扁管。

根据本发明的实施例，加工设备的至少一对辊的半径不大于将要弯曲的扁管的弯曲半径。辊的半径小于波浪形扁管的弯曲部W的半径是有利的，这样通过选择辊的半径和辊的横向平移速度可以调整波浪形扁管的弯曲部W的半径。

根据本发明的实施例，加工设备的至少一对辊是可拆卸的，通过选择辊的大小调整波浪形扁管的弯曲部的尺寸和形状。

根据本发明的实施例，扁管的弯曲部W可以由圆弧构成，例如如图1(b)所示，弯曲部的半径可以指的是圆弧的直径，弯曲部的角度可以指的是圆弧跨度对应的角度。

当辊沿横向平移的幅度大，弯曲部的横向幅度或跨度就大，弯曲部的半径就大。

根据本发明的一个实施例，加工设备的一对辊反向地旋转，并且辊不作横向移动，此时扁管被形成有直线部分Z，如图1(d)所示。这样，形成的扁管包括波浪形的弯曲部，同时还包括弯曲部。

根据本发明的一个实施例，加工设备10可以包括多对辊，如图2所示。多对辊协同运动可以共同加工扁管的弯曲部W。

根据本发明的一个实施例，加工设备包括多对半径较小的辊，如图2(b)和2(c)所示。这些辊可以布置成构成两排，并且每一对辊都可以沿第一方向的横向方向平移，通过设置不同的参数，这些辊可以使得扁管形成预定半径的弯曲部。

根据本发明的一个实施例，辊的挤压还可以调整扁管的宽度。例如，在成型的扁管进一步通过辊变形时，可以通过辊之间的变形通道的宽度调整扁管的宽度。这样通过辊的加工，可以形成想要的波浪形并且具有预定宽度的扁管。根据本发明的加工设备可以连续变形扁管。

根据本发明的加工设备的辊可以在旋转时驱动扁管进料，这样辊的旋转速度与扁管的进料速度大体相同。当辊沿第一方向的横向方向平移时，扁管具有波浪形外形轮廓，当辊停止横向平移时，扁管是线性形，仅宽度被进一步调整。因而，根据本发明的加工设备可以加工具有弯曲部和直线部的扁管。具有弯曲部和直线部的扁管是有利的，可以通过直线部插入集流管。在连续加工中，具有直线部的扁管可以在直线部切断。

根据本发明的实施例的加工设备，包括卷料开卷装置，其用于对展开卷料和切断卷料。卷料可以例如是板胚卷，例如钢板卷，铝板卷等。

根据本发明的实施例的加工设备，可以包括整形装置，用于对展开的胚料整形，例如平整胚料以备进一步加工成型。

根据本发明的实施例的加工设备，包括加热装置，例如加热炉。将胚料加热升温至胚料易于变形或流动的温度是有利的。例如将胚料升温至等于或高于胚料易于变形或流动的温度可以使得进一步加工变形胚料的阻力变小，因而加工用的辊收到的损伤减小，辊的寿命得以延长；并且，胚料中形成裂纹的机会大大减小；由于胚料的温度高易于变形，因而可以容易地加工至预定尺寸，胚料的尺寸控制更加准确，成型效果好。

根据本发明的实施例的加工设备，包括成型装置，用于对扁管胚料成型，例如成型为扁管。例如当扁管胚料被加热至预定高温之后，利用成型装置对扁管胚料成型。

根据本发明的实施例的加工设备，多对辊可以布置在成型装置下游，这样成型的扁管可以不经过冷却直接通过多对辊弯曲变形。例如扁管在成型装置出口端出来，此时扁管的温度仍然较高，例如扁管此时仍然可以处于材料易于变形或流动的温度，扁管进入多对辊之间，辊旋转并同时沿扁管的横向平移，扁管被变形弯曲，并且扁管的宽度被成对的辊进一步修整。由于扁管此时易于变形，因而此时的变形难度低，扁管的管壁内不易出现裂纹，加工精度得以提高，并且成材率提高。

根据本发明的实施例，加工设备还可以包括冷却装置、喷锌装置等其他进一步处理和精加工装置，例如矫正装置。冷却装置和和喷锌装置，用于冷却加工形成的波浪形扁管并对扁管喷锌处理。冷却过程中，材料可能会因为收缩变形，矫正装置可用于矫正成型的扁管。

根据本发明的实施例，加工设备包括多对辊，如图3所示。多对辊构成两排，在图中变形通道左边的辊构成一排，右边的辊构成一排，左右两排辊整体横向移动，在两排辊之间形成变形通道。

根据本发明的实施例，加工设备的多对辊中设置第一对辊，该第一对辊第一对辊用于将扁管引入变形通道中，并且该第一对辊在扁管变形过程中横向位置固定，如图3(b)中的辊321和322。当其他辊321’、322’接触并挤压扁管的时候，该第一对辊321和322可以接触并挤压扁管；当其他辊分离，不接触扁管的时候，该第一对辊保持接触并挤压扁管。当没有附加的驱动线材的装置时，该第一对辊可以作为驱动辊。该第一对辊可以用作引导辊。

根据本发明的实施例，加工设备包括控制装置，所述控制装置配置成控制所述至少一对辊的每一对辊的旋转速度和在所述横向方向上的平移速度，以便获得具有弯曲部的波浪形扁管。

根据本发明的实施例，控制装置还控制所述至少一对辊的旋转速度和在所述横向方向的平移速度，使得波浪形扁管除弯曲部以外还包括直线部分。

根据本发明的实施例，控制装置配置成控制所述至少一对辊相互协作地连续操作以形成不同形状的具有不同弯曲部的波浪形扁管。

根据本发明的实施例，控制装置还控制所述至少一对辊使得所述至少一对辊相互离开以便扁管在不接触辊的情况下通过变形通道，从而形成直线部分。

根据本发明的实施例，控制装置还控制其他操作，例如加热、冷却、矫正、喷锌等。

根据本发明的实施例，其中所述至少一对辊是可拆卸的，通过选择辊的大小调整波浪形扁管的尺寸和形状。

根据本发明的实施例，加工方法使用包括至少一对辊的加工设备加工扁管，所述加工方法包括步骤：使用具有至少一对辊的加工设备使得至少一对辊相对地布置并沿相反方向旋转，在所述至少一对辊之间沿第一方向进料扁管，同时使得所述至少一对辊沿与第一方向垂直的第二方向来回平移，形成波浪形扁管。

在本发明的一个实施例中，至少一对辊配置成每一对辊能够独立操作，包括每一对辊的旋转和每一对辊的横向移动速度，如图2所示。

在本发明的一个实施例中，所述至少一对辊配置成两排辊的阵列，所述两排辊的阵列之间形成变形通道，并且两排辊的阵列能够各自整体地横向移动，如图3所示。

在本发明的一个实施例中，加工方法包括控制所述至少一对辊的旋转速度和在所述横向方向的平移速度，使得波浪形扁管除弯曲部以外还包括直线部分。

在本发明的一个实施例中，加工方法包括控制所述至少一对辊的每一对辊的旋转速度和在所述横向方向上的平移速度，以便获得具有弯曲部的波浪形扁管。

在本发明的一个实施例中，加工方法包括控制所述至少一对辊的旋转速度和在所述横向方向的平移速度，使得波浪形扁管除弯曲部以外还包括直线部分。

根据本发明优选的实施例，加工方法还包括步骤：在加工扁管之前加热用于形成扁管的扁管胚料至大体等于或高于扁管胚料易于变形或流动的温度。

加工方法还包括步骤：使用加工设备将用于形成扁管的扁管胚料加工成型为所需扁管。优选地，使用加工设备将已经加热至易于变形或流动的温度的扁管胚料加工成型为所需扁管。例如，对胚料加热升温，在预定温度条件下，将板材加工为扁管。

根据本发明的实施例，加工方法包括：在加热扁管胚料之前，清洗扁管胚料。

根据本发明的实施例，加工方法包括卷料开卷步骤、整形步骤、加热步骤、成型步骤、形成波浪形扁管步骤、矫正或整形步骤。

卷料开卷步骤：将成卷的胚料展开。由于展开的扁管胚料会由于弹性变形，因此需要整形。整形后的扁管进一步加热升温至预定温度，使得材料易于变形或流动。对处于高温的胚料加工成型为扁管。接下来通过多对相对布置且反向旋转的辊进一步对成型扁管加工，例如进一步对扁管加工，辊在扁管的横向方向上来回周期平移，扁管被弯曲为波浪形。由于扁管仍然处于易于变形或流动的温度条件，因而辊对扁管施加的力大大减小，即仅需要较小的力就可以弯曲扁管，扁管内部形成裂纹的机会也大大减小。随后对变形为波浪形扁管冷却，进一步整形矫正。还可以对扁管喷锌处理。

尽管已经参考本发明的典型实施例，具体示出和描述了本发明，但本领域普通技术人员应当理解，在不脱离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对这些实施例进行形式和细节上的多种改变。

Claims (19)

1.一种扁管加工设备，包括至少一对辊，所述至少一对辊布置成在所述至少一对辊之间限定变形通道，并且当所述至少一对辊相对地旋转时扁管沿第一方向通过所述变形通道，

其中所述至少一对辊配置成能够在旋转的同时沿与第一方向垂直的横向方向上来回平移，使得在所述至少一对辊之间的扁管沿所述横向方向被弯曲变形。

2.如权利要求1所述的扁管加工设备，所述至少一对辊配置成每一对辊能够独立操作，包括每一对辊的旋转和每一对辊的横向移动速度。

3.如权利要求1所述的扁管加工设备，所述至少一对辊配置成两排辊的阵列，所述两排辊的阵列之间形成变形通道，并且两排辊的阵列能够各自整体地横向移动。

4.如权利要求1所述的扁管加工设备，所述至少一对辊的半径不大于将要弯曲的扁管的弯曲半径。

5.如权利要求1所述的扁管加工设备，还包括控制装置，所述控制装置配置成控制所述至少一对辊的每一对辊的旋转速度和在所述横向方向上的平移速度，以便获得具有弯曲部的波浪形扁管。

6.如权利要求5所述的扁管加工设备，控制装置还控制所述至少一对辊的旋转速度和在所述横向方向的平移速度，使得波浪形扁管除弯曲部以外还包括直线部分。

7.如权利要求5所述的扁管加工设备，控制装置配置成控制所述至少一对辊相互协作地连续操作以形成不同形状的具有不同弯曲部的波浪形扁管。

8.如权利要求5所述的扁管加工设备，控制装置还控制所述至少一对辊使得所述至少一对辊相互离开以便扁管在不接触辊的情况下通过变形通道，从而形成直线部分。

9.如权利要求1所述的扁管加工设备，其中所述至少一对辊是可拆卸的，通过选择辊的大小调整波浪形扁管的弯曲部的尺寸和形状。

10.如权利要求1所述的扁管加工设备，还包括矫正装置，用于矫正波浪形扁管的尺寸。

11.如权利要求1所述的扁管加工设备，还包括加热装置，用于加热扁管坯料使得扁管坯料的温度等于或高于扁管坯料易于变形或流动的温度。

12.如权利要求1所述的扁管加工设备，其中所述至少一对辊中的第一对辊用于将扁管引入变形通道中，并且该第一对辊在扁管变形过程中横向位置固定。

13.一种扁管加工方法，使用包括至少一对辊的加工设备加工扁管，所述加工方法包括步骤：

使用具有至少一对辊的加工设备使得至少一对辊相对地布置并沿相反方向旋转，在所述至少一对辊之间沿第一方向进料扁管，同时使得所述至少一对辊沿与第一方向垂直的横向方向来回平移，形成波浪形扁管。

14.如权利要求13所述的扁管加工方法，其中，所述至少一对辊配置成每一对辊能够独立操作，包括每一对辊的旋转和每一对辊的横向移动速度。

15.如权利要求13所述的扁管加工方法，其中，所述至少一对辊配置成两排辊的阵列，所述两排辊的阵列之间形成变形通道，并且两排辊的阵列能够各自整体地横向移动。

16.如权利要求13所述的扁管加工方法，其中，还包括步骤：控制所述至少一对辊的旋转速度和在所述横向方向的平移速度，使得波浪形扁管除弯曲部以外还包括直线部分。

17.如权利要求13所述的扁管加工方法，其中，还包括步骤：控制所述至少一对辊的每一对辊的旋转速度和在所述横向方向上的平移速度，以便获得具有弯曲部的波浪形扁管。

18.如权利要求13所述的扁管加工方法，还包括步骤：

在变形扁管之前加热用于形成扁管的扁管坯料至等于或高于扁管坯料易于变形或流动的温度。

19.如权利要求13所述的扁管加工方法，还包括步骤：

对波浪形扁管的尺寸进行矫正。