CN106311877B - 一种凹坑传热管滚压成型装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种凹坑传热管滚压成型装置，该装置包括：拉杆传动轴外套有稳定管，稳定管外套有光管、光管位于主滚轮与副滚轮之间，主滚轮和副滚轮外表面螺纹连接有半球压头或椭球压头。工作时，主滚轮和拉杆传动轴反向转动，拉杆传动轴与副滚轮同向转动，使压头压入光管，光管经过压头的滚压后形成凹坑。与现有技术相比，本发明通过改变滚轮外表面不同螺纹孔的布置、并控制压头高度、形状、数目，控制转轴转速，即可得不同凹坑深度、不同凹坑曲率、不同凹坑间距、不同凹坑排列方式的各类凹坑传热管，进而实现凹坑传热管的挤压成型，且能降低凹坑传热管的加工成本、简化凹坑传热管的加工装备的目的。

Description

一种凹坑传热管滚压成型装置

技术领域

本发明涉及传热管加工成型领域，特别涉及一种凹坑传热管滚压成型装置。

背景技术

传热是一种非常普遍的自然现象，是动力、核能、电子、交通、制冷、化工、石油、航空航天等工业中的常见过程。而换热器在上述各工业中占据关键地位，换热器不仅是保证整个工程设备正常运转的不可缺少部件，而且在金属消耗、动力消耗和资本投资等方面，都在整个工程中占有重要份额，以电厂为例，如果将锅炉也作为换热设备，则换热器的资本投资约占电厂总投资的70％；在石油化工中，换热器的投资在总投资的50％；此外，由于世界上煤、石油、天然气等资源日益减小，提高换热器能源利用率，减少能源浪费也势在必行，此可见，换热器的合理设计对于节约资源、材料、能约和空间而言是十分重要的。而开发高性能换热器最主要方法的就是采用强化传热技术。强化传热技术就是力求换热器在单位时间内、单位面积上传递的热量更多，其主要措施就是采用各种强化型高效传热管。

凹坑传热管作为一种新型高效强化传热管，具有如下特点：1)当流体流经凹坑管段时，由于边界层的分离效果，流体在凹坑后形成横向涡流，涡流一旦形成就向管中心移动并逐渐扩大，形成涡流，涡流增大了边界层内流体的混合作业用，可以大大提高传热系数；2)由于凹坑传热管的缩放冲刷作用，使得管内外抗污垢性能优越；3)凹坑传热管由于凹坑的作用，使凹坑传热管的抗热应力能较普通光管强；4)由于凹坑管凹坑的布置形式，可减小流体压力损失，进而可选用小功率泵；5)凹坑传热管由于凹坑的作用，使传热面积增大，且增强了流体的湍流。因此，在相同换热量条件下，采用凹坑传热管能减小换热器所占空间体积、并减轻重量。

国内外公开的传热管加工制造装置较多，如：专利号“03819282.9”公布一种传热管以及用于制造该传热管的方法及工具，该工具不用从管内表面上出去金属就能形成凹起，因此消除了废屑；专利号“200910246558.7”公布了传热管及制造方法，该制造方法通过轧制在传热管外侧形成螺旋整体外肋条；专利号“201410498001.3”公布了一种核电蒸发器传热管成型弯管机的弯管装置，该弯管装置利用辅助装置对钢管进行定位，可确保钢管两端的水平度可以保证，然后利用活动的弯曲轮模靠近辅助推动装置实现弯管，这样弯曲后的钢管的水平度和垂直度可满足要求。

然而，虽然目前有多种传热管加工制造装置，但目前没有任何一种传热管加工成型装置能够加工凹坑传热管，且能实现凹坑传热管的凹坑深度、凹坑间距、凹坑形状、凹坑曲率可调、可控，且既能加工直线凹坑管、又能加工螺旋凹坑管的凹坑传热管加工成型装置。

发明内容

为了克服现有传热管成型装备的上述缺点，本发明的目的在于提供一种凹坑传热管滚压成型装置，该装置能加工制造不同凹坑深度、不同凹坑曲率、不同凹坑间距，单排直线凹坑管、多排直线凹坑管，单排螺旋凹坑管、多排螺旋凹坑管，单排斜椭圆凹坑管，多排斜椭圆凹坑管。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种凹坑传热管滚压成型装置，是由光管1、主滚轮2、副滚轮3、拉杆传动轴4、拉杆螺母10，稳定管11、球形压头35、轴承21、轴承座22、轴承座盖板23构成，其特征为：拉杆传动轴外套有稳定管11，稳定管11外套有光管1、光管1位于主滚轮2与副滚轮3之间，主滚轮2和副滚轮3外表面螺纹连接有球形压头35；所述光管1与稳定管11长度相等，光管1与稳定管11左端面紧固有拉杆螺母10，右端面设有拉杆传动轴4定位台阶；主滚轮2 左端设有左阶梯轴，左阶梯轴与动力系统连接，主滚动轮右端设有右阶梯轴，右阶梯轴外套有轴承21，轴承21安放于轴承座22内，轴承座22呈空心正方，轴承座22安放于支持座内，支撑座上表面设有螺纹孔20，轴承座盖板23通过盖板螺栓24紧固于支撑座上表面；所述主滚轮2外表面沿轴向设有1～12排螺纹孔20，螺纹孔20沿轴向呈直线均匀分布；螺纹孔20 内连接有球形压头35；球形压头35顶部设有半圆球36，半圆球36下端面设有四方台阶37，四方台阶37下端面设有螺纹杆38；所述主滚轮2和拉杆传动轴4反向转动，拉杆传动轴4 与副滚轮3同向转动；副滚轮3外表面螺纹孔20的分布形式与主滚轮2螺纹孔20的分布形式相互交错；所述主滚轮2外表面螺纹孔20的直线布孔方式可更换为另一种形式，即螺纹孔 20沿轴向螺旋均匀分布；所述球形压头35可以更换为另一种形式，即椭球压头39，椭球压头39顶部设有半椭球40，半椭球40端面的长轴与短轴 之比为1～3；半椭球40下端面设有四方台阶37，四方台阶37下端面设有螺纹杆38；半椭球40端面的长轴与主滚轮2中心轴线角呈0°～180°夹角。

本发明的有益效果是：1、本发明所述的一种凹坑传热管滚压成型装置，采用滚压成型使光管形成凹坑，能提凹坑传热管的高加工效率；2、采用本发明装置，通过改变挤压头的布局和挤压头，可加工单排、多排、直线排列、螺旋排列、圆形、椭圆形的各类凹坑传热管，3、本发明的主滚轮的阶梯轴外套有轴承，轴承装于轴承座，能很方便的更换不同的主滚轮。

附图说明

图1为本发明的结构主视图。

图2为本发明的B-B截面视图。

图3为本发明的光管安装示意图。

图4为本发明的主滚轮安装主视图。

图5为本发明的主滚轮安装俯视图。

图6为本发明的主滚轮C-C截面视图。

图7为本发明的轴承座示意图。

图8为本发明的主滚轮单排直线布孔示意图。

图9为本发明的主滚轮单排螺旋布孔示意图。

图10为本发明的主滚轮双排直线布孔示意图。

图11为本发明的主滚轮双排螺旋布孔示意图。

图12为本发明的球形压头示意图。

图13为本发明的长轴与短轴之比为1.2:1时椭球压头示意图。

图14为本发明的长轴与短轴之比为3:1时椭球压头示意图。

图15为本发明的多排直线圆形凹坑管成型示意图。

图16为本发明的多排螺旋线圆形凹坑管成型示意图。

图17为本发明的多排直线椭圆形凹坑管成型示意图。

图18为本发明的多排螺旋线椭圆形凹坑管成型示意图。

图19为本发明的多排螺旋线斜椭圆凹坑管成型示意图。

图中，1.光管，2.主滚轮，3.副滚轮，4.拉杆传动轴，10.拉杆螺母，11.稳定管，12.螺纹拉杆，20.螺纹孔，21.轴承，22.轴承座，23.轴承座盖板，24.盖板螺栓，25.单排直线，26.单排螺旋，27.双排直线错位，28.双排螺旋错位，35.球形压头，36.半圆球，37.四方台阶，38. 螺纹杆，39.椭球压头，40.半椭球，41.半椭球端面，50.多排直线圆形凹坑管，51.多排螺旋线圆形凹坑管，52.多排直线椭圆凹坑管，53多排螺旋线椭圆凹坑管，54多排螺旋斜椭圆凹坑管。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细叙述。

参照图1～图2，一种凹坑传热管滚压成型装置，拉杆传动轴4外套有稳定管11，稳定管 11外套有光管1、光管1位于主滚轮2与副滚轮3之间，主滚轮2和副滚轮3外表面螺纹连接有球形压头35，且主滚轮2和副滚轮3的球形压头35呈交错分布；主滚轮2和拉杆传动轴4反向转动，拉杆传动轴4与副滚轮3同向转动，这样设置转动方向便于保证光管1的最终成型效果。

参照图3，拉杆传动轴4外套有稳定管11，稳定管11外套有光管1。拉杆传动轴4左端设置阶梯轴，阶梯轴上设置有螺纹；拉杆传动轴4右端设置有台阶。光管1通过拉杆传动轴 4上左端的拉杆螺母10和右端的台阶实现固定。光管1内部设置有稳定管11，用于防止光管 1受拉杆螺母10过大的轴向压力而发生失稳。

参照图4～图7，主滚轮2的右端套有轴承。主滚轮2左、右端设置有阶梯轴，左端阶梯轴与动力系统连接，右端阶梯轴外套有轴承21、轴承21安装于轴承座22内、轴承座22呈内圆外方形，轴承座22安放于滚轮支撑座内，轴承座22上端面有轴承座盖板23、轴承座盖板23通过盖板螺栓24紧固于滚轮支撑座上端面。更换主滚轮2时，首先，解除主滚轮2左端阶梯轴与动力系统的连接，其次，只需拧开盖板螺栓24，移开轴承座盖板23，将主滚轮2、轴承21、轴承座22沿径向取出，即完成主滚轮2的拆换；主滚轮2移除后，将新的主滚轮2、轴承21、轴承座22沿径向装入支撑座，然后，盖上轴承座盖板23、拧紧盖板螺栓24，最后，将主滚轮2与动力系统连接，即可完成整个主滚轮2的更换。

参照图4～图10，主滚轮2外表面布置有螺纹孔20，螺纹孔20的布置形式有：单排直线 25，单排螺旋26，双排直线错位27，双排螺旋错位28，此外，螺纹孔20的布孔方式还可以采用多排直线错位、多排螺旋错位。使用本装置，通过改变主滚轮2外表面螺纹孔20的布孔形式，即可得到：单排直线圆形凹坑管、双排直线圆形凹坑管、多排直线圆形凹坑管50；单排螺旋线圆形凹坑管、双排螺旋线圆形凹坑管、多排螺旋线圆形凹坑管51；多排螺旋线椭圆凹坑管53，多排螺旋斜椭圆凹坑管54。

参照图12，球形压头35顶部设有半圆球36，半圆球36下端面设有四方台阶37，四方台阶37下端面设有螺纹杆38；球形压头35采用螺纹连接方式紧固于主滚轮2的螺纹孔20内。设置四方台阶37的目的在于方便拧动螺纹杆38，便于对球形压头35进行更换。使用球形压头35，可使将普通光管1加工成型为凹坑传热管。

参照图13～图14，球形压头35可更换为椭球压头39，椭球压头39顶部设有半椭球40，半椭球40下端面设有四方台阶37，四方台阶37下端面设有螺纹杆38。半椭球端面41椭圆长轴与短轴之比为1～3，采用不同的短轴与长轴比率，可得到不同曲率的凹坑。椭球压头39安装时，其半椭球40的长轴与主滚轮2中心轴线呈0°～180°夹角，并控制椭球压头39安装数目，光管经滚压后，即可得到单排直椭圆凹坑管，多排直线椭圆凹坑管52；单排螺旋椭圆凹坑管，多排螺旋椭圆凹坑管53；单排斜椭圆凹坑管，双排斜椭圆凹坑管，多排斜椭圆凹坑管54。

参照图15～图19，使用本装置，通过控制压头高度、形状、数目、直线安装连接、螺旋安装连接、夹角安装连接、错位安装连接，以及主滚轮2、副滚轮3、拉杆传动轴4的转速，即可得不同凹坑深度、不同凹坑曲率、不同凹坑间距的凹坑传热管。其加工凹坑管的类型有：单排直线圆形凹坑管、双排直线圆形凹坑管、多排直线圆形凹坑管50；单排螺旋圆形凹坑管、双排螺旋圆形凹坑管、多排螺旋线圆形凹坑管51；单排直线椭圆凹坑管、双排直线椭圆凹坑管，多排直线椭圆凹坑管52；单排螺旋线椭圆凹坑管、双排螺旋线椭圆凹坑管、多排螺旋线椭圆凹坑管53；单排螺旋斜椭圆凹坑管，双排螺旋斜椭圆凹坑管，多排螺旋斜椭圆凹坑管54。

Claims (1)

1.一种凹坑传热管滚压成型装置，是由光管(1)、主滚轮(2)、副滚轮(3)、拉杆传动轴(4)、拉杆螺母(10)，稳定管(11)、球形压头(35)、轴承(21)、轴承座(22)、轴承座盖板(23)构成，其特征为：拉杆传动轴(4)外套有稳定管(11)，稳定管(11)外套有光管(1)、光管(1)位于主滚轮(2)与副滚轮(3)之间，主滚轮(2)和副滚轮(3)外表面螺纹连接有球形压头(35)；

所述光管(1)与稳定管(11)长度相等，光管(1)与稳定管(11)左端面紧固有拉杆螺母(10)，右端面设有拉杆传动轴(4)定位台阶；主滚轮(2)左端设有左阶梯轴，左阶梯轴与动力系统连接，主滚动轮右端设有右阶梯轴，右阶梯轴外套有轴承(21)，轴承(21)安放于轴承座(22)内，轴承座(22)呈空心正方，轴承座(22)安放于支持座内，支撑座上表面设有螺纹孔(20)，轴承座盖板(23)通过盖板螺栓(24)紧固于支撑座上表面；

所述主滚轮(2)外表面沿轴向设有1～12排螺纹孔(20)，螺纹孔(20)沿轴向呈直线均匀分布；螺纹孔(20)内连接有球形压头(35)；球形压头(35)顶部设有半圆球(36)，半圆球(36)下端面设有四方台阶(37)，四方台阶(37)下端面设有螺纹杆(38)；

所述主滚轮(2)和拉杆传动轴(4)反向转动，拉杆传动轴(4)与副滚轮(3)同向转动；副滚轮(3)外表面螺纹孔(20)的分布形式与主滚轮(2)螺纹孔(20)的分布形式相互交错；

所述主滚轮(2)外表面螺纹孔(20)的直线布孔方式可更换为另一种形式，即螺纹孔(20)沿轴向螺旋均匀分布；

所述球形压头(35)可以更换为另一种形式，即椭球压头(39)，椭球压头(39)顶部设有半椭球(40)，半椭球(40)端面椭圆的长轴与短轴之比为1～3；半椭球(40)下端面设有四方台阶(37)，四方台阶(37)下端面设有螺纹杆(38)；半椭球(40)端面的长轴与主滚轮(2)中心轴线角呈0°～180°夹角。