CN106152853A - 波浪形扁管、扁管加工设备以及扁管形成方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种扁管和扁管加工设备与方法。扁管具有管壁，通过管壁限定用于流体沿扁管长度方向流动的至少一个流体通道，并且所述扁管管壁的断面具有在长宽两个方向上跨度不相等的形状，其中，所述扁管具有波浪形外形轮廓。加工设备具有辊，辊能够旋转使得扁管在辊之间被变形为波浪形扁管。

Description

波浪形扁管、扁管加工设备以及扁管形成方法

技术领域

本发明涉及波浪形扁管、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。

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或冷媒接触的有效长度以及和周围空气接触的有效长度，提高热交换的效率。

根据本发明一方面的波浪形扁管，具有管壁，通过管壁限定用于流体沿扁管长度方向流动的至少一个流体通道，并且所述扁管的管壁的断面具有在长宽两个方向上跨度不相等的形状，其中，所述扁管具有波浪形外形轮廓。

根据本发明一方面的扁管加工设备，包括多个辊，所述多个辊布置成限定变形通道，并且所述多个辊的旋转能够使得扁管移动通过所述变形通道，在扁管通过所述变形通道期间扁管受到每个辊的沿扁管的行进方向的横向的力从而被辊连续地弯曲。

根据本发明另一方面的扁管加工设备，包括至少一对辊和波浪形轨道，所述至少一对辊布置成各自旋转的同时在波浪形轨道上平移，使得所述至少一对辊的外表面接触扁管时对扁管施加力，通过平移的至少一对辊施加的力使得扁管弯曲并在所述至少一对辊的平移过程实现对扁管的连续加工。

根据本发明还一方面的扁管加工设备，包括至少一对辊和直线形轨道，所述至少一对辊布置成各自旋转的同时在直线形轨道上平移，使得所述至少一对辊的外表面接触扁管时对扁管施加力，通过平移的至少一对辊施加的力使得扁管弯曲并在所述至少一对辊的平移过程实施对扁管的连续加工。

根据本发明又一方面的扁管加工设备，包括至少一对波浪形板，所述至少一对波浪形板限定变形通道。

根据本发明一方面的扁管加工方法，利用上述的加工设备对扁管进行加工，使得管通过扁管加工设备的辊之间。

附图说明

图1示出本发明的一个实施例的波浪形扁管；

图2示出示出本发明的一个实施例的扁管加工设备，其中为了清楚图示各部件将圆柱形辊之间的距离夸大；

图3示出示出本发明的一个实施例的扁管加工设备，其中为了清楚图示各部件将偏心圆柱形辊之间的距离夸大；

图4示出示出本发明的一个实施例的扁管加工设备，其中为了清楚图示各部件将凸轮柱形辊之间的距离夸大；

图5示出示出本发明的一个实施例的扁管加工设备；

图6示出示出本发明的一个实施例的扁管加工设备，包括一对辊和轨道；

图7示出根据本发明的一个实施例的扁管加工设备，包括一对波浪形板。

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，一种波浪形扁管10，如图1所示。波浪形扁管10具有管壁101，管壁101限定至少一个流体通道102用于流体沿扁管长度方向流动。在图1中，流体可以从图中的扁管10上部流向下部，也可以从图中的扁管10下部流向上部。扁管管壁的断面具有在长宽两个方向上跨度不相等的形状，这在本领域是已知的。扁管指的是与圆管和方管不同，扁管的断面可以是椭圆形(相对于圆形)，也可以是长方形(相对于方形)，或其他形式，只要扁管的断面形状是在高度和宽度上不相等，或在长宽两个方向上跨度不相等的形状即可。扁管10具有如图1所示的波浪形外形轮廓。应该说明的是，本文中扁管10的波浪形的形状或轮廓实际上并不是严格的正弦波的形式，任何沿着扁管10延伸方向朝向左、右两个横向弯曲的形式都可以是波浪形，这样的形式都可以使得在相同的纵向间距内扁管10具有更大的实际延伸长度，扁管内延伸的流体通道102比直的扁管长，扁管的表面面积由此增大。

例如，在散热器中，这种波浪形扁管可以比直的扁管或圆管或方形管更有利于热交换，因为在相同的纵向距离的条件下，扁管与空气的接触面积大得多，扁管内的流体与扁管的接触面积增大，有更多的接触机会交换并传递热。

在本发明的一个实施例中,扁管包括至少两个弯曲部，至少两个弯曲部沿扁管长度方向的横向方向反向地延伸。在本发明的一个实施例中,扁管的至少两个弯曲部是完全相同的。

在本发明的一个实施例中,至少两个弯曲部大小不同。例如，在本发明的一个实施例中,至少两个弯曲部的横向跨度不同，或沿扁管长度方向的纵向跨度不同。在本发明的一个实施例中,多个弯曲部各不相同，包括横向跨度不同和纵向跨度不同。此处，横向跨度应该理解为弯曲部在横向方向上延伸的幅度，纵向跨度应该理解为沿扁管长度方向，弯曲部跨过的幅度。

根据本发明的一个实施例，一种扁管加工设备包括多个辊。扁管加工设备的辊布置成两排，在两排辊之间限定变形通道，待加工的工件扁管通过变形通道。换句话说，变形通道由两排辊构成，在变形通道的相对两侧是两排辊。当变形通道的相对侧的辊旋转，本领域技术人员应该知道，相对侧的辊是沿相反方向旋转的，即当一个辊顺时针旋转，这个辊的相对的辊逆时针旋转，这样的一对辊相对地旋转时例如扁管的待加工工件被这一对辊的旋转运动驱使而向前移动。相对的辊的表面之间的间距小于扁管的厚度或宽度。由此，相对的辊对待加工工件将施加压力，当辊与扁管之间存在相对移动时辊与扁管之间必定产生摩擦力。由于摩擦力，旋转的辊驱使扁管运动。

进一步，在扁管通过所述变形通道期间扁管受到每个辊的沿扁管的行进方向的横向的力从而被辊弯曲。

根据本发明的一个实施例的扁管加工设备的多个辊20可以如图2示出的形式布置，多个辊20可以大体布置成两排，两排辊20可以是平行，例如平行于第一方向布置；并且相邻的相对的辊相互错开，也就是说，相对的辊的中心之间的连线与第一方向不垂直。变形通道延伸的方向也大体沿第一方向。换句话说，两排辊20的旋转轴心点的连线是两条平行的直线，两排辊20的旋转轴心点的连线延伸的方向就是第一方向。这两条平行的旋转轴心点的连线之间的距离稍小于或最多等于辊20的半径的两倍加上扁管10的宽度之和，这样的距离设置使得由相互错开的辊20形成的变形通道不允许扁管10毫无阻力地通过变形通道，扁管10是在辊的压力作用下通过变形通道的。

图2示出根据本发明的一个实施例的扁管加工设备的辊的布置以及扁管10通过变形通道的情形，其中为了更清楚示出各部件的形状，图2夸大了各部件之间的间距，在实际操作中辊与扁管是接触的并从两侧挤压扁管10。如图2所示，扁管从辊22、21侧进入变形通道，辊22与扁管10接触并且辊22向扁管施加压力，并且由于辊从扁管10的侧面施加压力至扁管，当辊22、21旋转时扁管10被摩擦力驱动向前移动，同时辊22、21的压力使得扁管10沿压力的方向弯曲。当扁管10被辊22、21驱使继续向前移动时，下一个辊向扁管10施加压力，扁管10再次被辊弯曲。由此，扁管10在与辊22、21之间的摩擦力作用下向前移动，同时被辊22、21挤压连续地变形。通过本发明的扁管加工设备的辊的布置，扁管10被连续地弯曲变形，从而形成波浪形的扁管10。

根据本发明的一个实施例，扁管加工设备的辊20可以是圆柱形辊20，如图2所示，多个圆柱形辊20布置成两排辊阵列，相邻的相对的两个辊相互错开，例如辊22和21错开，即辊22和辊21的旋转轴心的连线与第一方向不垂直。换句话说，在第一方向上，辊21的位置在辊22和辊24之间。由此在两排辊阵列之间形成波浪形变形通道。当一根扁管10通过两排辊的阵列之间的变形通道时，辊阵列中的辊20旋转，扁管10在辊20的驱动下通过变形通道，从而扁管10被变形为波浪形扁管10，其外形与辊阵列形成的波浪形变形通道的形状一致。

根据本发明的一个实施例，扁管加工设备的辊30可以是圆柱形，然而与图2不同的是，辊30的旋转轴心不在圆柱形的中心，而是偏离圆柱形中心，如图3所示。偏心圆柱形辊30可以布置成两排阵列形式，两排阵列偏心圆柱形辊的旋转轴心300在第一方向上沿直线排列。这样，当辊旋转时，与扁管接触的辊的外表面离辊的旋转轴心300之间的距离不断周期变化，此时的偏心圆柱形辊特性与凸轮类似。由于偏心圆柱形辊30的作用表面与辊的旋转轴心300之间的距离不断周期变化，扁管10在偏心圆柱形辊30的作用下与辊的旋转轴心300的距离随之不断周期变化，当扁管10同时沿第一方向移动时，形成波浪形扁管。

根据本发明的一个实施例，扁管加工设备的相邻的一对相对的偏心圆柱形辊在垂直于第一方向的横向方向上可以对准排列，也可以错开排列。

根据本发明的一个实施例，扁管加工设备的辊40可以是凸轮柱，如图4所示。图4中的扁管加工设备与图3中类似，除了辊为凸轮柱形。

根据本发明的一个实施例，扁管加工设备的辊50可以是多头凸轮的形状。在如图5所示的扁管加工设备中，设置一对辊51和52，它们相互配合共同对管作用。在如图5所示的辊50的作用下，管10在辊51和52之间向前移动，并且辊51和52每共同旋转一周管10被弯曲三次。

在根据本发明的其他实施例中，辊可以是根据要形成的弯曲部的形状设置的任何不规则形状的辊中任一种。

根据本发明的一个实施例的扁管加工设备，如图6所示，扁管加工设备包括一对辊60和轨道611、621，其中辊61和62可以分别沿波浪形轨道611、621平移。当辊61和62保持预定速度旋转同时分别沿波浪形轨道611、621平移时，在波浪形轨道611、621之间由一对辊61和62限定一变形通道。在本实施例中，扁管10可以保持固定。替换地，扁管10也可以具有一定的移动速度以配合变形。辊61和62可以是圆柱形辊。辊61和62可以是偏心圆柱形、凸轮柱以及根据要形成的弯曲部的形状设置的任何不规则形状的辊中任一种。

在本发明的其他实施例中，扁管加工设备可以包括多对辊。多对辊分别沿各自的轨道平移对扁管加工。多对辊也是有利的，第一对辊使得例如扁管的工件弯曲变形，随后的一对辊继续对扁管进行加工。考虑实际加工过程中，变形后的扁管会偏离预定的形状，则多对辊中的随后的辊可以继续对已经成形的扁管进一步加工，这样成形的扁管将具有更理想的形状。

在如图6所示的实施例中，扁管加工设备可以包括其他形式的辊，辊的形状、轨道的形状以及辊沿轨道移动的速度可以根据需要设置，以便形成具有预定参数的扁管。

例如，轨道611、621可以是直线轨道同时辊是凸轮柱形辊，当辊沿直线轨道移动同时旋转时，可以加工成形波浪形线材。

根据本发明的一个实施例的扁管加工设备，包括至少一对辊和波浪形轨道，所述至少一对辊布置成各自旋转的同时在波浪形轨道上平移，使得所述至少一对辊的外表面接触扁管时对扁管施加力，通过平移的至少一对辊施加的力使得扁管弯曲并在所述至少一对辊的平移过程实现对工件的连续加工。所述至少一对辊可以是偏心圆柱形、凸轮柱以及根据要形成的弯曲部的形状设置的任何不规则形状的辊中任一种。

根据本发明的一个实施例的扁管加工设备，如图7所示，扁管加工设备包括一对具有波浪形端面的板71和72，所述一对波浪形板71、72限定变形通道。在实际加工时，一对板71、72相对靠近并挤压处于两个波浪形板之间的扁管10，从而一次成形波浪形扁管10。

根据本发明的一个实施例的扁管加工设备，也可以包括多对板，多块板组合一起限定变形通道，从而在实际加工时，多对板相对靠近并挤压处于两个波浪形板之间的扁管，加工形成波浪形扁管。

根据本发明的一个实施例，一种扁管加工方法，包括利用上述扁管加工设备对扁管进行变形加工。

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 (13)

1.一种波浪形扁管，具有管壁，通过管壁限定用于流体沿扁管长度方向流动的至少一个流体通道，所述扁管管壁的断面具有在长宽两个方向上跨度不相等的形状，

其中，所述波浪形扁管具有波浪形外形轮廓。

2.如权利要求1所述的波浪形扁管，所述波浪形扁管包括至少两个弯曲部，所述至少两个弯曲部沿扁管长度方向的横向方向反向地延伸。

3.如权利要求2所述的波浪形扁管，所述至少两个弯曲部相同。

4.如权利要求2所述的波浪形扁管，所述至少两个弯曲部的横向跨度不同。

5.如权利要求2所述的波浪形扁管，所述至少两个弯曲部的沿扁管的长度方向的纵向跨度不同。

6.一种扁管加工设备，包括多个辊，所述多个辊布置成限定变形通道，并且所述多个辊的旋转能够使得扁管移动通过所述变形通道，在扁管通过所述变形通道期间扁管受到每个辊的沿扁管的行进方向的横向的力从而被辊连续地弯曲。

7.一种扁管加工设备，包括至少一对辊和波浪形轨道，所述至少一对辊布置成各自旋转的同时在波浪形轨道上平移，使得所述至少一对辊的外表面接触扁管时对扁管施加力，通过平移的至少一对辊施加的力使得扁管弯曲并在所述至少一对辊的平移过程实现对扁管的连续加工。

8.如权利要求6或7所述的加工设备，所述辊是圆柱形、偏心圆柱形、凸轮柱以及根据要形成的弯曲部的形状设置的任何不规则形状的辊中任一种。

9.一种扁管加工设备，包括至少一对辊和直线形轨道，所述至少一对辊布置成各自旋转的同时在直线形轨道上平移，使得所述至少一对辊的外表面接触扁管时对扁管施加力，通过平移的至少一对辊施加的力使得扁管弯曲并在所述至少一对辊的平移过程实施对扁管的连续加工。

10.如权利要求9所述的扁管加工设备，所述辊是偏心圆柱形、凸轮柱以及根据要形成的弯曲部的形状设置的任何不规则形状的辊中任一种。

11.一种扁管加工设备，包括至少一对具有波浪形端面的板，该对板限定变形通道。

12.如权利要求6至11中任一项所述的扁管加工设备，其中加工后的扁管是如权利要求1至5中任一项所述的波浪形扁管。

13.一种扁管加工方法，利用权利要求6至11中任一项所述的扁管加工设备对扁管进行加工，使得扁管通过扁管加工设备的辊之间。