CN107159732B - 一种楔式丁胞传热管挤压成型装置 - Google Patents

一种楔式丁胞传热管挤压成型装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种楔式丁胞传热管挤压成型装置，由液压系统、压头系统、导向系统、支撑系统构成，其特征为：液压系统右端与支撑系统螺栓连接，液压系统左端与压头系统螺栓连接，压头系统安装于导向系统内，导向系统左端与支撑系统螺栓连接。工作时：液压系统为压头系统提供驱动力，驱使整体活塞轴向移动，在导向系统的导向作用下，压头系统将整体活塞的轴向移动转化为冲头的径向移动，并驱使压头系统挤压光管形成丁胞传热管。与现有技术相比，本发明采用多组压头挤压光管，冲头径向运动同步性高，挤压得到的丁胞结构参数较为一致，并通过控制压头高度、形状、数目等结构参数，可制造不同结构参数的丁胞传热管，且加工制造效率高，生产成本低。

Description

一种楔式丁胞传热管挤压成型装置
技术领域
本发明涉及传热管加工成型领域，特别涉及一种楔式丁胞传热管挤压成型装置。
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不可缺少的部件，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、天然气等不可再生资源的日益减少，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、减少金属材的料消耗是十分重要的。传热管的换热性能对换热器的换热性能其决定性作用，是换热器的核心工作元件，因此提高换热管的换热性能就能极大的改善换热器的热能利用率，从而减少资源、金属材料的消耗。为提高换热管的性能，常采用强化传热技术；所谓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。现有的强化传热技术包括开发各类型的强化传热管，如缩放管、波纹管、螺旋槽纹管，及其他类型强化传热管。而丁胞传热管是国内外近期兴起的一种高效传热管，其具有很多特点。
丁胞传热管作为一种新型高效强化传热管，具有如下特点：1）当流体流经丁胞管段时，由于边界层的分离效果，流体在丁胞后形成横向涡流，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）由于丁胞传热管的缩放冲刷作用，使得管内外抗污垢性能优越；3）丁胞传热管由于丁胞的作用，使丁胞传热管的抗热应力能较普通光管强；4）由于丁胞管丁胞的布置形式，可减小流体压力损失，进而可选用小功率泵；5）丁胞传热管由于丁胞的作用，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，采用丁胞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，但目前适用于丁胞传热管的挤压成型装置较少，且占用空间位置较大，丁胞结构参数不一致。
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楔式丁胞传热管挤压成型装置，该装置通过改变冲头外形，可以挤压形成不同结构参数的丁胞传热管。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种楔式丁胞传热管挤压成型装置，由液压系统1、压头系统2、导向系统3、支撑系统4构成，其特征为：液压系统1右端与支撑系统4螺栓连接，液压系统1左端与压头系统2螺栓连接，压头系统2安装于导向系统3内，导向系统3左端与支撑系统4螺栓连接；
所述液压系统1包括整体活塞11、法兰端盖12、缸筒13、焊接端盖14；所述缸筒13呈圆筒状，缸筒13的左端螺栓连接有法兰端盖12，缸筒13的右端焊接有焊接端盖14，缸筒13的内表面配合安装有整体活塞11；
所述法兰端盖12呈空心阶梯轴状，法兰端盖12的大轴端面设计有通孔，螺栓穿过通孔将法兰端盖12端紧固于缸筒13的左端面，法兰端盖12小轴的外圆柱表面设计有外密封沟槽，外密封沟槽内安装有外密封圈，外密封圈与缸筒13的内表面接触；法兰端盖12小轴的内圆柱表面设计有内密封沟槽，内密封沟槽内安装有内密封圈，内密封圈与整体活塞11接触；
所述焊接端盖14呈空心阶梯轴状，焊接端盖14的大轴端面设计有螺纹孔，螺栓穿过螺纹孔将焊接端盖14紧固于支撑系统4端面，焊接端盖14的小轴外表面套有整体活塞11；
所述整体活塞11由活塞法兰盘15和活塞段16构成，活塞法兰盘15端面设计有通孔，螺栓穿过通孔将整体活塞11与压头系统2连接在一起；活塞段16的内外圆柱表面设计有内外沟槽，内沟槽18内安装有内密封圈，外沟槽17内安装有外密封圈，外密封圈与缸筒13的内表面接触，内密封圈与焊接端盖14的小轴外表面接触。
一种楔式丁胞传热管挤压成型装置，所述压头系统2包括上楔块21、下楔块22、冲头25；所述上楔块21的楔面与下楔块22的楔面接触，冲头25安装于下楔块22内，下楔块22安装于导向系统3内；
所述上楔块21左端面设计有螺纹孔24，螺栓穿过螺纹孔24将上楔块21紧固于整体活塞11端面，上楔块21的下端表面设计有楔面；所述下楔块22的上表面设计有楔面，楔面与上楔块21的楔面接触，下楔块22的左右两端中部设计有矩形凸耳23，矩形凸耳23与压簧的上端接触。
一种楔式丁胞传热管挤压成型装置，所述导向系统3包括导向锥31、压簧；所述导向锥31呈圆锥状，导向锥31的中部沿周向均匀设计有矩形凹槽33，矩形凹槽33内安装有下楔块22，矩形凹槽33低面设计有矩形台阶32，矩形台阶32与压簧的下端接触；导向锥31的左端面设计有螺纹孔，螺栓穿过螺纹孔将导向锥31紧固于支撑系统4端面。
与现有技术比较，本发明的有益效果是：1、本发明所述的一种丁胞传热管液压式挤压成型装置，采用多个液压缸为多个冲头提供挤压力，因此，可以一次性在光管表面挤压形成多个丁胞，从而提高丁胞传热管的加工制造速度；2、本发明采用一支油缸为冲头提供挤压力，因此冲头的径向运动同步性好，挤压得到的丁胞结构参数一致性；3、本发明结构简单，加工便利。
附图说明
图1为本发明整体全剖示意图。
图2为本发明的三维示意图。
图3为本发明的三维剖视示意图
图4为本发明液压系统平面示意图。
图5为本发明液压系统三维剖视图。
图6为液压系统的法兰端盖三维剖视图。
图7为液压系统的焊接端盖三维剖视图。
图8为液压系统的整体活塞三维剖视图。
图9为液压系统与上楔块的连接示意图。
图10为上楔块与整体活塞的连接示意图。
图11为压头系统与整体活塞的连接示意图。
图12为上楔块与下楔块的安装示意图。
图13为压头系统的三维剖视图。
图14为导向锥的三维剖视图一。
图15为导向锥的三维剖视图二。
图中，1.液压系统，2.压头系统，3.导向系统，4.支撑系统；11.整体活塞，12.法兰端盖，13.缸筒，14.焊接端盖，15.活塞法兰盘，16.活塞段，17.外沟槽，18.内沟槽；21.上楔块，22.下楔块，23.矩形凸耳，24.螺纹孔，25.冲头；31.导向锥，32.矩形台阶，33.矩形凹槽。
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3，一种楔式丁胞传热管挤压成型装置，由液压系统1、压头系统2、导向系统3、支撑系统4构成。液压系统1右端与支撑系统4螺栓连接，液压系统1左端与压头系统2螺栓连接，压头系统2安装于导向系统3内，导向系统3左端与支撑系统4螺栓连接。其工作原理为：液压系统1为压头系统2提供驱动力，驱使压头径向移动，从而使压头挤压光管形成丁胞传热管。
参照图4~图5，液压系统1为压头提供驱动力，驱使压头挤压光管。液压系统1包括整体活塞11、法兰端盖12、缸筒13、焊接端盖14。缸筒13呈圆筒状，圆筒的外表面设计有进油口、出油口；缸筒13的左端面设计有圆形通孔，螺栓穿过圆形通孔将法兰端盖12紧固于缸筒13端面；缸筒13的右端焊接有焊接端盖14；缸筒13的内表面配合安装有整体活塞11。
参照图6，法兰端盖12用于封闭缸筒13左端面。法兰端盖12呈空心阶梯轴状，法兰端盖12的大轴端面设计有通孔，螺栓穿过通孔将法兰端盖12端紧固于缸筒13的左端面。法兰端盖12小轴的外圆柱表面设计有外密封沟槽，外密封沟槽内安装有外密封圈，外密封圈与缸筒13的内表面接触。外密封圈用于密封缸筒13。法兰端盖12小轴的内圆柱表面设计有内密封沟槽，内密封沟槽内安装有内密封圈，内密封圈与整体活塞11接触。内密封圈用于密封整体活塞11。
参照图7，焊接端盖14用于封闭缸筒13的右端面和内部表面。焊接端盖14呈空心阶梯轴状，焊接端盖14的大轴端面设计有螺纹孔，螺栓穿过螺纹孔将焊接端盖14紧固于支撑系统4端面。焊接端盖14的小轴外表面套有整体活塞11，从而封闭缸筒13的内部表面。
参照图8，整体活塞11用于连接液压系统1与压头系统2，从而将液压系统1的液压力转化为压头系统2的驱动力。整体活塞11由活塞法兰盘15和活塞段16构成；活塞法兰盘15端面设计有通孔，螺栓穿过通孔将整体活塞11与压头系统2连接在一起，从而将液压系统1的驱动力传递给压头系统2。活塞段16的内外圆柱表面设计有内外沟槽，内沟槽内安装有内密封圈，内密封圈与焊接端盖14的小轴外表面接触，从而使整体活塞11与焊接端盖14形成动密封；外沟槽内安装有外密封圈，外密封圈与缸筒13的内表面接触，从而使整体活塞11与缸筒13形成动密封。
参照图9~图12，压头系统2将整体活塞11的轴向移动，转化为冲头25的径移动，从而使冲头25挤压光管，并通过改变冲头25的形状、大小挤压深度，从而可得到不同结构参数的丁胞传热管。压头系统2包括上楔块21、下楔块22、冲头25。上楔块21的底部楔面与下楔块22的顶部楔面滑动接触，冲头25安装于下楔块22内，下楔块22安装于导向系统3的矩形凹槽33内。
参照图9~12，上楔块21左端面设计有螺纹孔，螺栓穿过螺纹孔将上楔块21紧固于整体活塞11端面，上楔块21的底部表面设计有楔面，上楔块21的底部楔面与下楔块22的顶部楔面接触，从而将整体活塞11的轴向移动，改变为下楔块22的径向移动。下楔块22的顶部表面设计有楔面，顶部楔面与上楔块21的楔面接触，下楔块22的左右两端中部设计有矩形凸耳23，矩形凸耳23上端表面与压簧的上端接触，压簧用于使冲头25系统再挤压光管后恢复到原始位置。下楔块22的下表面设计有盲孔，盲孔用于安装冲头25。
参照图13~图15，导向系统3用于安装冲头25系统，并为冲头25系统的下楔块22的径向移动提供导向。导向系统3包括导向锥31、压簧。导向锥31呈圆锥状，导向锥31的中部沿周向均匀设计有矩形凹槽33，矩形凹槽33内安装有下楔块22。矩形凹槽33低面设计有矩形台阶32，矩形台阶32与压簧的下端接触。导向锥31的左端面设计有螺纹孔，螺栓穿过螺纹孔将导向锥31紧固于支撑系统4端面。
参照图1，支撑系统4用于安装导向系统3和液压系统1。
与现有技术相比，本发明采用多组压头挤压光管，并通过控制压头高度、形状、数目等结构参数，从而可制造不同结构参数的丁胞传热管；冲头25径向运动同步性高，挤压得到的丁胞结构参数较为一致，且加工制造效率高，生产成本低。

Claims (2)

1.一种楔式丁胞传热管挤压成型装置，由液压系统（1）、压头系统（2）、导向系统（3）、支撑系统（4）构成，其特征为：液压系统（1）右端与支撑系统（4）螺栓连接，液压系统（1）左端与压头系统（2）螺栓连接，压头系统（2）安装于导向系统（3）内，导向系统（3）左端与支撑系统（4）螺栓连接；
所述液压系统（1）包括整体活塞（11）、法兰端盖（12）、缸筒（13）、焊接端盖（14）；所述缸筒（13）呈圆筒状，缸筒（13）的左端螺栓连接有法兰端盖（12），缸筒（13）的右端焊接有焊接端盖（14），缸筒（13）的内表面配合安装有整体活塞（11）；
所述法兰端盖（12）呈空心阶梯轴状，法兰端盖（12）的大轴端面设计有通孔，螺栓穿过通孔将法兰端盖（12）端紧固于缸筒（13）的左端面，法兰端盖（12）小轴的外圆柱表面设计有外密封沟槽，外密封沟槽内安装有外密封圈，外密封圈与缸筒（13）的内表面接触；法兰端盖（12）小轴的内圆柱表面设计有内密封沟槽，内密封沟槽内安装有内密封圈，内密封圈与整体活塞（11）接触；
所述焊接端盖（14）呈空心阶梯轴状，焊接端盖（14）的大轴端面设计有螺纹孔，螺栓穿过螺纹孔将焊接端盖（14）紧固于支撑系统（4）端面，焊接端盖（14）的小轴外表面套有整体活塞（11）；
所述整体活塞（11）由活塞法兰盘（15）和活塞段（16）构成，活塞法兰盘（15）端面设计有通孔，螺栓穿过通孔将整体活塞（11）与压头系统（2）连接在一起；活塞段（16）的内外圆柱表面设计有内外沟槽，内沟槽（18）内安装有内密封圈，外沟槽（17）内安装有外密封圈，外密封圈与缸筒（13）的内表面接触，内密封圈与焊接端盖（14）的小轴外表面接触；
所述压头系统（2）包括上楔块（21）、下楔块（22）、冲头（25）；所述上楔块（21）的底部楔面与下楔块（22）的顶部楔面相互接触，冲头（25）安装于下楔块（22）内，下楔块（22）安装于导向系统（3）的矩形凹槽（33）内；
所述上楔块（21）左端面设计有螺纹孔（24），螺栓穿过螺纹孔（24）将上楔块（21）紧固于整体活塞（11）端面，上楔块（21）的底部表面设计有楔面；所述下楔块（22）的顶部表面设计有楔面，下楔块（22）的顶部楔面与上楔块（21）的底部楔面滑动接触；下楔块（22）的左右两端中部设计有矩形凸耳（23），矩形凸耳（23）与压簧的上端接触。
2.根据权利要求1所述的一种楔式丁胞传热管挤压成型装置，所述导向系统（3）包括导向锥（31）、压簧；所述导向锥（31）呈圆锥状，导向锥（31）的中部沿周向均匀设计有矩形凹槽（33），矩形凹槽（33）内安装有下楔块（22），矩形凹槽（33）底面设计有矩形台阶（32），矩形台阶（32）的上表面与压簧的下端接触；导向锥（31）的左端面设计有螺纹孔，螺栓穿过螺纹孔将导向锥（31）紧固于支撑系统（4）端面。
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