CN107214226B - 一种丁胞传热管电磁加热式挤压成型装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种丁胞传热管电磁加热式挤压成型装置，该装置包括由液压系统、支撑系统、复位系统、压头系统、加热系统构成。其特征为：支撑系统螺栓连接有液压系统；液压系统下侧通过销轴连接有压头系统；压头系统与液压系统之间安装有复位系统；压头系统右侧安装有加热系统。工作前：由加热系统对光管进行加热处理，使光管软化。挤压时：由液压缸为压头系统提供驱动力，压头系统带动多个冲头同时挤压光管。挤压后：由复位系统的拉簧使压头系统恢复到原始状态，从而形成丁胞传热管。与现有技术相比，本发明采用多组压头挤压软化后的光管，使挤压力和残余应力减小，塑性成型极限增加，从而提高丁胞管的加工制造效率，降低生产成本和加工难度。

Description

一种丁胞传热管电磁加热式挤压成型装置

技术领域

本发明涉及传热管加工成型领域，特别涉及一种丁胞传热管电磁加热式挤压成型装置。

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，但适用于丁胞传热管的挤压成型装置较少，且多为冷挤压成型。由于丁胞传热管冷挤压成型具有如下缺点：所需挤压成型力大、塑性成型极限较小、塑性流动不均匀和挤压后残余应力较大，因此，急需一种新型的挤压成型装置用于解决上述问题。

发明内容

本发明的目的：为了减小挤压成型力和挤压后的残余应力，使塑性流动不均匀，增大塑性成型极限，特提供对光管加热处理后再挤压成型的一种丁胞传热管电磁加热式挤压成型装置。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种丁胞传热管电磁加热式挤压成型装置，由液压系统1、支撑系统2、复位系统3、压头系统4、加热系统5构成，用于一次性在光管53表面挤压成形多个丁胞；其特征为：支撑系统2螺栓连接有液压系统1；液压系统1下侧通过销轴连接有压头系统4；压头系统4与液压系统1之间安装有复位系统3；压头系统4右侧安装有加热系统5；

所述液压系统1由工程液压油缸构成，包括焊接端盖11、活塞12、活塞杆13、缸筒14、法兰端盖15；工程液压油缸采用螺栓与上支撑板21紧固；所述复位系统3包括拉簧，拉簧上端与支撑板21的上拉环24连接，拉簧的下端与上压板41的下拉环44连接；

所述支撑系统2包括上支撑板21、下支撑板25；上支撑板21呈长板状，长板的中间位置设计有一个圆形液压安装孔22，液压安装孔22沿周向均匀分布有通孔23，螺栓穿过通孔23紧固有液压系统1的法兰端盖15；上支撑板21的左右两侧设计有导向孔，导向孔内导向柱；上支撑板21的下表面左右两侧焊接有上拉环24，上拉环24上悬挂有拉簧；上支撑板21与下支撑板25对称；

所述压头系统4包括上压板41、下压板48、冲头47、导向柱；上压板41呈空心半圆柱状，上压板41外表面中部设计有一对双耳环42，双耳环42通过销轴与活塞杆13的单耳环形成销轴连接；双耳环42与双耳环42之间设计有下拉环44，下拉环44通过拉簧连接有上支撑板21；上压板41半圆柱外表面两侧焊接有导向柱；上压板41内表面均匀分布有三列盲孔43，盲孔43内配合安装有冲头47；上压板41半圆柱的端面设计有圆形引导孔46，引导孔46内安装有引导销；上压板41与下压板48对称；

所述加热系统5位于支撑系统2右侧，加热系统5由高温电缆51、磁性钢管52、绝热层54构成；所述磁性钢管52外包裹有绝热层54，绝热层54外套缠绕有高温电缆51。

与现有技术比较，本发明的有益效果是：1）将光管材料加热到一定的温度后，所需的挤压成型力较小、光管的贴模性较好；2）将光管材料加热到一定的温度后，从而使光管具有优良的塑性流动特点，可对各类型金属进行挤压成形；3）可以避免冷挤压形成的残余应力；4）本发明采用多个冲头同时挤压光管，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；5）改变冲头的排列方式、冲头的形成及结构参数，可以挤压形成不同结构参数的丁胞传热管。

附图说明

图1为本发明总装示意图。

图2为本发明的总装左视图。

图3为电磁加热系统示意图。

图4为液压系统的示意图。

图5为液压系统的安装示意图。

图6为支撑系统与压头系统三维示意图。

图7为支撑系统与压头系统二维示意图。

图8为上支撑板三维示意图。

图9为下压板与光管的装配三维示意图

图10为下压板与冲头的装配三维示意图。

图11为上压板三维示意图。

图中，1.液压系统，2.支撑系统，3.复位系统，4.压头系统，5.加热系统，11.焊接端盖，12.活塞，13.活塞杆，14.缸筒，15.法兰端盖；21.上支撑板，22.液压安装孔，23.通孔，24.上拉环；25.下支撑板；41.上压板，42.双耳环，43.盲孔，44.下拉环；46.引导孔，47.冲头，48.下压板；51.高温电缆，52.磁性钢管，53.光管，54.绝热层。

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2，一种丁胞传热管电磁加热式挤压成型装置，由液压系统1、支撑系统2、复位系统3、压头系统4、加热系统5构成，用于一次性在光管53表面挤压成形多个丁胞。支撑系统2螺栓连接有液压系统1。液压系统1下侧通过销轴连接有压头系统4。压头系统4与液压系统1之间安装有复位系统3。压头系统4右侧安装有加热系统5。本装置的工作原理为：挤压成型前，加热系统5首先对光管53加热，使光管53软化，再将软化后的光管53送入压头系统4；挤压时，由液压系统1为压头系统4提供驱动力，同时，压头系统4通过导向柱和导向销进行导向；挤压后，液压系统1卸载，压头系统4在复位系统3的作用下恢复到原始状态。

参照图3，加热系统5用于加热光管53，使光管53软化，从而减小挤压成型力和挤压后的残余应力，使塑性流动不均匀，增大塑性成型极限。加热系统5位于支撑系统2的右侧，加热系统5由高温电缆51、磁性钢管52、绝热层54构成。光管53位于磁性钢管52中心，磁性钢管52外包裹有绝热层54，绝热层54外套缠绕有高温电缆51，从而形成电磁加热系统5使光管53软化。绝热层54用于隔绝磁性钢管52的温度，从而防止高温电缆51热损坏。

参照图4~图5，液压系统1为压头系统4提供挤压驱动力。液压系统1包括焊接端盖11、活塞12、活塞杆13、缸筒14、法兰端盖15。焊接端盖11下端通过焊接连接有缸筒14。缸筒14内安装有活塞12，活塞12外设置有动密封圈，密封圈用于使活塞12与缸筒14形成动密封；活塞12内安装有静密封圈，静密封圈内安装有活塞杆13，静密封圈用于使活塞12与活塞杆13形成静密封。活塞杆13下端设计有单耳环，单耳环用于连接上压板41。缸筒14的下端内表面配合安装有法兰端盖15，法兰端盖15用于密闭缸筒14的下端开口，同时起到将液压系统1通过螺栓紧固于支撑面板系统的作用。

参照图6~图8，支撑系统2充当机架作用，用于安装液压系统1，以及承载液压系统1及压头系统4的反作用力。所述支撑系统2包括上支撑板21、下支撑板25。上支撑板21呈长板状，长板的中间位置设计有一个圆形液压安装孔22，液压安装孔22用于活塞杆13穿过。液压安装孔22的周向均匀分布有六个通孔23，通孔23用于螺栓穿过从而使液压系统1紧固于上支撑板21。上支撑板21的左右两侧设计有导向孔，导向孔内有导向柱，导向柱为压头系统4的提供导向。上支撑板21的下表面左右两侧焊接有上拉环24，上拉环24上悬挂有拉簧。上压板41和下压板48为对称设计。

参照图1，弹簧系统起到使压头系统4复位到原始状态的作用。弹簧系统包括拉簧。拉簧上端与上支撑板21的上拉环24连接；拉簧的下端与上压板41的下拉环44连接，从而使上压板41复位到挤压前的状态。

参照图9~图11，压头系统4包括上压板41、下压板48、冲头47和导向轴组成。上压板41呈空心半圆柱状，上压板41外表面中部设计有一对双耳环42，双耳环42通过销轴与活塞杆13的单耳环形成销轴连接。双耳环42左右两侧设计有下拉环44，下拉环44连接有拉簧。上压板41外表面两侧焊接有导向柱，导向柱用于引导压头系统4沿径向移动。上压板41半圆柱的内表面均匀分布有三列盲孔43，盲孔43内配合安装有冲头47；上压板41半圆柱的端面设计有圆形引导孔46，引导孔46内安装有引导销，引导销用于引导上压板41和上压板48。

与现有技术相比，本发明对光管53加热处理后再挤压成型，从而为了减小挤压成型力和挤压后的残余应力，使塑性流动不均匀，增大光管53的塑性成型极限。从而提高了加工制造效率，降低了生产成本。

Claims (1)

1.一种丁胞传热管电磁加热式挤压成型装置，由液压系统（1）、支撑系统（2）、复位系统（3）、压头系统（4）、加热系统（5）构成，用于一次性在光管（53）表面挤压成形多个丁胞，其特征为：支撑系统（2）螺栓连接有液压系统（1）；液压系统（1）下侧通过销轴连接有压头系统（4）；压头系统（4）与液压系统（1）之间安装有复位系统（3）；压头系统（4）右侧安装有加热系统（5）；

所述支撑系统（2）包括上支撑板（21）、下支撑板（25）；上支撑板（21）呈长板状，上支撑板（21）的中间位置设计有一个圆形液压安装孔（22），液压安装孔（22）沿周向均匀分布有通孔（23），螺栓穿过通孔（23）紧固有液压系统（1）的法兰端盖（15）；上支撑板（21）的左右两侧设计有导向孔，导向孔内有导向柱；上支撑板（21）的下表面左右两侧焊接有上拉环（24），上拉环（24）上悬挂有拉簧；上支撑板（21）与下支撑板（25）对称；

所述液压系统（1）由工程液压油缸构成，包括焊接端盖（11）、活塞（12）、活塞杆（13）、缸筒（14）、法兰端盖（15）；工程液压油缸采用螺栓与上支撑板（21）紧固；所述复位系统（3）包括拉簧，拉簧上端与上支撑板（21）的上拉环（24）连接，拉簧的下端与上压板（41）的下拉环（44）连接；

所述压头系统（4）包括上压板（41）、冲头（47）、下压板（48）和引导销；上压板（41）呈空心半圆柱状，上压板（41）的外表面中部设计有一对双耳环（42），双耳环（42）通过销轴与活塞杆（13）的单耳环形成销轴连接；双耳环（42）的左右两侧设计有下拉环（44），下拉环（44）通过拉簧连接有上支撑板（21）；下拉环（44）的外侧焊接有导向柱；上压板（41）的内表面均匀分布有三列盲孔（43），盲孔（43）内配合安装有冲头（47）；上压板（41）半圆柱的端面设计有圆形引导孔（46），引导孔（46）内安装有引导销；上压板（41）与下压板（48）对称；

所述加热系统（5）位于支撑系统（2）右侧，加热系统（5）由高温电缆（51）、磁性钢管（52）、绝热层（54）构成；所述磁性钢管（52）外包裹有绝热层（54），绝热层（54）外套缠绕有高温电缆（51）。