CN107218834A - 新型毛细管网栅结构及其加工工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型毛细管网栅结构，包括：多根毛细管；相对设置以将各毛细管连接构成毛细管网栅的干管；其中，各所述干管上分别设置有与毛细管相配合的连接部，所述连接部通过第一金属空心管进而与毛细管连接，以构成毛细管网栅本体。本发明提供一种新型毛细管网栅结构，其能够通过在预制干管上设置带分支结构形式的连接部，通过第一金属空心管将连接部与毛细管相结合，以将现有的插焊方式改为对焊，并通过增加的空心管，以保证焊接后水流通道的通畅性，空心管同时也在一定程度上加强了毛细管焊接部位的强度，其焊接工艺可以采用小型化设备完成。本发明还提供一种毛细管网栅的加工方法。

Description

新型毛细管网栅结构及其加工工艺
技术领域
本发明涉及一种应用于建筑、农业、能源、工业情况下使用的网栅结构。更具体地说，本发明涉及一种应用于建筑、农业、能源、工业情况下使用的新型毛细管网栅结构及其加工工艺。
背景技术
塑料毛细管为目前在建筑节能领域收到广泛关注的一个技术。该技术由德国引进中国十余年，目前在建筑节能方面得到普遍认可。其制造工艺也已引进国内十余年。该制造工艺的核心技术为将粗细不同的塑料管进行焊接连接，使其形成类似席子形状的网栅。网栅内部的管道要求保证通透，从而可以允许水流或其他液体流通，从而携带热能并通过网栅释放到环境中去。同时焊点必须保证足够的牢固，避免在施工和使用中出现脱落，以致引起水患。
目前的焊接技术基本上分为两种：一是如图1所示，在粗管(干管)上采用钻孔方式开孔，再通过热熔方式将细管(毛细管)对准开孔部位焊接上去，形成网栅。其焊接节点为平焊，其焊接部分如标记A所示(干管、毛细管各自熔化后再对接，待其冷却定型)；二是如图2所示，以注塑方式预制带有分支的干管，其分支内部通透。再以插接方式将分支焊接到毛细管上，其焊接节点为插焊，其焊接部分如标记B所示(干管分支的内部及毛细管的外部各自熔化后再插接，待其冷却定型)。
上述两种焊接工艺均追求焊接速度，即考虑在大型设备上一次性焊接多个焊点。其优势在于批量焊接，同时也带来了加工规格固定、灵活性差的缺点，具体来说，现有2种方式各自的问题和缺点如下：方式1的问题在于节点的可靠度受到节点形状的影响较大。由于采用熔接方式，必须将粗细管接触部分充分熔开，再通过互相压紧方式使其融合成一体。理想的熔接应当是两边的材料达到分子级的融合，但这就要求熔化程度较高，结合过程其熔化的材料发生高度流动接触。而该过程很容易导致材料溢出，从而堵塞水流通道；如采用针孔定位方式保证水流通道，又会出现干扰流动性，使得材料相互融合度下降，形成虚焊；方式2的问题在于插接方式需要两侧的毛细管有粗细之分，从而限制了毛细管的管径。同时插接也未能避免部分熔化材料溢出，堵塞水流通道。而且目前在方式2中也未考虑采用针孔定位，水流通道的形成完全靠材料自行流动，其内部水流通道存在局部狭窄的问题。
如上所述，两种工艺采用的批量焊接方式都有产品规格固定，生产环节不够灵活的问题。由于现有焊接工艺要求以大型设备批量生产，对于现场需求的适应性较低。经常出现或者不得不等到精确地现场数据整理出来才能开工生产，以致延误工期，或预测规格赶工，却在现场发现尺寸差异过大无法使用，不得不重新制造，同样延误工期的情况。同时，对于现场临时需要特殊规格的网栅需求，则较难给予满足。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
本发明还有一个目的是提供一种新型毛细管网栅结构，其能够通过在预制干管上设置带分支结构形式的连接部，通过第一金属空心管将连接部与毛细管相结合，以将现有的插焊方式改为对焊，并通过增加的空心管，以保证焊接后水流通道的通畅性，空心管同时也在一定程度上加强了毛细管焊接部位的强度，其焊接工艺可以采用小型化设备完成。
本发明还有一个目的是提供一种毛细管网栅的加工方法，其通过改变焊接方法，使得手持式焊接设备能够满足现场可能需要的网栅修复需求，避免原来出现的现场损坏后只能丢弃的损失；采用新型焊接技术后，批量制作的质量得以大幅度提高，由于空心管及堆焊方式保证了内部通透和外部牢固性，使得该产品技术在质量上令人放心。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种新型毛细管网栅结构，包括：
多根毛细管；
相对设置以将各毛细管连接构成毛细管网栅的干管；
其中，各所述干管上分别设置有与毛细管相配合的连接部，所述连接部通过第一金属空心管进而与毛细管连接，以构成毛细管网栅本体。
优选的是，其中，各所述连接部均被配置为从干管延伸出的支管。
优选的是，其中，所述支管的外径及内径大小被配置为与毛细管一致，所述第一金属空心管的外径被配置为小于支管及毛细管的内径。
优选的是，其中，所述支管的延伸长度被配置为3-8个毛细管外径，所述第一金属空心管的长度被配置为5-15个毛细管管径。
优选的是，其中，所述第一金属空心管的中部具有一限定支管及毛细管安装位置的凸缘，且所述第一金属空心管两端在与支管、毛细管配合的位置处设置有第一收缩部。
优选的是，其中，所述连接部被配置为在干管注塑过程中植入的第二金属空心管，所述第二金属空心管的长度被配置为3-8个毛细管管径，所述第二金属空心管的外径被配置为小于毛细管的内径。
优选的是，其中，所述第二金属空心管在与干管配合的一端被配置为敞开的喇叭状，所述第二金属空心管在与毛细管配合的一端配置有第二收缩部。
优选的是，其中，所述干管与第二金属空心管结合处的外壁上设置有锥形结构的凸出部。
本发明的目的可通过一种加工所述毛细管网栅的方法来实现，包括：
将支管及毛细管的端部分别熔化2～3个毛细管管径；
将第一金属空心管的两端分别插入熔化后的支管及毛细管端部；
在焊接部位扣上一个对熔接后外形进行定型的模具；
相对压紧支管及毛细管以使熔化未成型端部充满定型用的模具；
冷却模具并在焊接部位成型后打开模具，完成毛细管与干管的焊接以构成毛细管网栅本体。
本发明的目的可通过另一种加工所述毛细管网栅的方法来实现，包括：
对干管上的凸出部进行熔化，同时将毛细管的端部熔化2～3个毛细管管径；
将第二金属空心管插入熔化后的毛细管的一端；
在焊接部位扣上一个对熔接后外形进行定型的模具；
相对压紧支管及毛细管以使熔化后的凸出部充满定型用的模具；
冷却模具并在焊接部位成型后打开模具，完成毛细管与干管的焊接以构成毛细管网栅本体。
本发明至少包括以下有益效果：其一，本发明能够通过在预制干管上设置带分支结构形式的连接部，并通过第一金属空心管将连接部与毛细管相结合，以将现有的插焊方式改为对焊，并通过增加的连接空心管，以保证焊接后水流通道的通畅性，空心管同时也在一定程度上加强了毛细管焊接部位的强度，其焊接工艺可以采用小型化设备完成。
其二，本发明通过对金属空心管的结构限定，以使其拼接容易，同时通过在空心管上设置凸缘，对其干管及毛细管的深入位置进行限定，以使其后面的焊接过程中产品的稳定性更好，产品率更高。
其三，本发明通过在干管中预埋空心管，且对空心管与干管一端设置为喇叭状，以使其焊接后的水流通道的通畅性有保证，进而保证产品的质量。
其四，本发明还提供一种毛细管网栅的加工方法，其简化毛细管网栅制造工艺，使得低成本的网栅制造设备得以实现，进而可以再现场量身定做，同时减少制造和运输成本；手持式焊接设备能够满足现场可能需要的网栅修复需求，避免原来出现的现场损坏后只能丢弃的损失；采用新型焊接技术后，批量制作的质量得以大幅度提高，由于空心管及堆焊方式保证了内部通透和外部牢固性，使得该产品技术在质量上令人放心；采用新型焊接工艺后可以设想柔性加工能力：即在厂内采用大型自动化设备完成一端的焊接，而将另一端留在现场以量身定做方式完成。这样将不再需要预先盲目预测网栅规格预制，或耗时等待精确数据用于生产而耽误工期。一端大规模生产用于库存可以减少无谓的制造成本，而另一端的焊接则采用简易工地小型设备根据实际规格现场焊接完成，从而达到最佳的现场适配尺寸。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为现有技术方式一中喇叭口式热熔接口的连接结构图；
图2为现有技术方式二中改进型承插式接口的连接结构图；
图3为本发明的一个实施例中新型毛细管网栅结构的连接结构示意图；
图4为本发明的一个实施例中新型毛细管网栅结构熔接后的结构示意图；
图5为本发明的另一个实施例中第一金属空心管的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
图3-4示出了根据本发明的一种新型毛细管网栅结构，包括：
多根毛细管1；
相对设置以将各毛细管连接构成毛细管网栅的干管2；
其中，各所述干管上分别设置有与毛细管相配合的连接部3，所述连接部通过第一金属空心管4进而与毛细管连接，以构成毛细管网栅本体。采用这种方案通过在预制干管上设置带分支结构形式的连接部，并通过第一金属空心管将连接部与毛细管相结合，以将现有的插焊方式改为对焊，并通过增加的连接空心管，以保证焊接后水流通道的通畅性，空心管同时也在一定程度上加强了毛细管焊接部位的强度，其焊接工艺可以采用小型化设备完成，具有可实施效果好，可操作性强，产品结构稳定性好的有利之处。并且，这种方式只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。在实施本发明时，可以根据使用者需求进行适当的替换和/或修改。
在另一种实例中，各所述连接部均被配置为从干管延伸出的支管。采用这种方案是提供连接部的其中一种配置方式，具有可实施效果好，可操作性强的有利之处。并且，这种方式只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。在实施本发明时，可以根据使用者需求进行适当的替换和/或修改。
在另一种实例中，所述支管的外径及内径大小被配置为与毛细管一致，所述第一金属空心管的外径被配置为小于支管及毛细管的内径，空心管的外径略小于毛细管内径，使其能在稍有阻力的情况下插入毛细管以及干管上的支管内，采用这种方案具有可实施效果好，可操作性强的有利之处。并且，这种方式只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。在实施本发明时，可以根据使用者需求进行适当的替换和/或修改。
在另一种实例中，所述支管的延伸长度被配置为3-8个毛细管外径，所述第一金属空心管的长度被配置为5-15个毛细管管径，其长度优选的设置为约为10个毛细管管径。采用这种方案保证毛细管及支管焊接后的强度的同时，便于后期的运输和加工，具有可实施效果好，稳定性好，可操作性强的有利之处。并且，这种方式只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。在实施本发明时，可以根据使用者需求进行适当的替换和/或修改。
如图5所示，在另一种实例中，所述第一金属空心管的中部具有一限定支管及毛细管安装位置的凸缘5，空心管的中部有通过机械加工挤压而成的凸缘，作为由两端插入毛细管时的限位。同时也在该部分诱导熔化材料向上挤出，并与对面部分材料相互融合，且所述第一金属空心管两端在与支管、毛细管配合的位置处设置有第一收缩部，空心管的端部稍有收缩，便于插入毛细管及支管的内腔。采用这种方案具有可实施效果好，可操作性强，稳定性好，产品物理结构强的有利之处。并且，这种方式只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。在实施本发明时，可以根据使用者需求进行适当的替换和/或修改。
在另一种实例中，所述连接部被配置为在干管注塑过程中植入的第二金属空心管，在注塑制作干管过程中采用植入金属空心管方式代替支管，以保证其强度，所述第二金属空心管的长度被配置为3-8个毛细管管径，所述第二金属空心管的外径被配置为小于毛细管的内径，空心管的外径略小于毛细管内径，使其能在稍有阻力的情况下插入毛细管，采用这种方案具有可实施效果好，可操作性强的有利之处。并且，这种方式只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。在实施本发明时，可以根据使用者需求进行适当的替换和/或修改。
在另一种实例中，所述第二金属空心管在与干管配合的一端被配置为敞开的喇叭状(未示出)，喇叭形位于干管内壁的表面，形成水流进入毛细管的喇叭形入口，以使水流通道更加通畅，所述第二金属空心管在与毛细管配合的一端配置有第二收缩部，其作用在于便于其插入毛细管中。采用这种方案通过喇叭形位于干管内壁的表面，形成水流进入毛细管的喇叭形入口，以使其产品物理结构更趋近使用需要，而空心管的端部稍有收缩，便于插入毛细管内腔，具有可实施效果好，可操作性强，稳定性好的有利之处。并且，这种方式只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。在实施本发明时，可以根据使用者需求进行适当的替换和/或修改。
在另一种实例中，所述干管与第二金属空心管结合处的外壁上设置有锥形结构的凸出部(未示出)。采用这种方案在干管与空心管的结合部在注塑时有意识形成外壁部分的锥形堆料，便于在后续焊接时熔化对焊，具有可实施效果好，可操作性强，稳定性好的有利之处。并且，这种方式只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。在实施本发明时，可以根据使用者需求进行适当的替换和/或修改。
如图4所示，本发明的目的可通过一种加工所述毛细管网栅的方法来实现，包括：将支管及毛细管的端部分别熔化2～3个毛细管管径；
将第一金属空心管的两端分别插入熔化后的支管及毛细管端部；
在焊接部位扣上一个对熔接后外形进行定型的模具；
相对压紧支管及毛细管以使熔化未成型端部充满定型用的模具；
冷却模具并在焊接部位成型后打开模具，完成毛细管与干管的焊接以构成毛细管网栅本体。采用这种方案焊接完成后的焊点如图4中标记6中的熔接部分所示，其焊点为一个较为完美的卵子形，两端材料充分融合，肉眼无法辨别焊缝，整个焊接部分表面光滑没有褶皱，其通过在方式1和2的基础上进行改进，通过嵌入空心管后对焊的方式完成网栅制作，从而在保证焊接质量的前提下、尽量提高水流通道的通透性，采用了带分支形式的预制干管，其焊接工艺可以采用小型化设备完成，从而得以简化焊接方式，甚至简化到手持式设备，从而达到可以在现场根据环境形状制造的程度，具有可实施效果好，可操作性强的，稳定性好，便于生产和运输的有利之处。并且，这种方式只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。在实施本发明时，可以根据使用者需求进行适当的替换和/或修改。
本发明的目的可通过另一种加工所述毛细管网栅的方法来实现，包括：
对干管上的凸出部进行熔化，其主要为熔化干管根部锥形堆料部分，以在后期进行对焊，同时将毛细管的端部熔化2～3个毛细管管径；
将第二金属空心管插入熔化后的毛细管的一端；
在焊接部位扣上一个对熔接后外形进行定型的模具；
相对压紧支管及毛细管以使熔化后的凸出部充满定型用的模具；
冷却模具并在焊接部位成型后打开模具，完成毛细管与干管的焊接以构成毛细管网栅本体。采用这种方案焊接完成后的焊点为一个较为完美的锥形，两端材料充分融合，肉眼无法辨别焊缝，整个焊接部分表面光滑没有褶皱，其是对方式2的改进，通过预留空心管，以及其上的喇叭状设计，使得其焊接后内部的水流通道流畅，并通过凸出总的设计，使得其对焊后的效果更好，具有可实施效果好，可操作性强，稳定性好的有利之处。并且，这种方式只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。在实施本发明时，可以根据使用者需求进行适当的替换和/或修改。
毛细管焊接技术是毛细管作为新型换热材料得到推广的基础。只有可靠高效的而又灵活的焊接技术才能保障该节能技术的大面积推广。而目前的技术由于过于复杂、设备过于昂贵，并且技术支持过于依赖国外而影响了国内的推广。同时由于中国的地域广阔，运输成本高昂，而毛细管产品的成品体积过大，进一步推高了产品的单价，使得该产品的节能优势无法有效体现。解决毛细管的高质量高效率低成本制造是该技术得到接受和推广的关键。
这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本发明的说明的。对本发明的新型毛细管网栅结构及其加工工艺的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (10)

1.一种新型毛细管网栅结构，其特征在于，包括：
多根毛细管；
相对设置以将各毛细管连接构成毛细管网栅的干管；
其中，各所述干管上分别设置有与毛细管相配合的连接部，所述连接部通过第一金属空心管进而与毛细管连接，以构成毛细管网栅本体。
2.如权利要求1所述的一种新型毛细管网栅结构，其特征在于，各所述连接部均被配置为从干管延伸出的支管。
3.如权利要求2所述的一种新型毛细管网栅结构，其特征在于，所述支管的外径及内径大小被配置为与毛细管一致，所述第一金属空心管的外径被配置为小于支管及毛细管的内径。
4.如权利要求2所述的一种新型毛细管网栅结构，其特征在于，所述支管的延伸长度被配置为3-8个毛细管外径，所述第一金属空心管的长度被配置为5-15个毛细管管径。
5.如权利要求2所述的一种新型毛细管网栅结构，其特征在于，所述第一金属空心管的中部具有一限定支管及毛细管安装位置的凸缘，且所述第一金属空心管两端在与支管、毛细管配合的位置处设置有第一收缩部。
6.如权利要求1所述的一种新型毛细管网栅结构，其特征在于，所述连接部被配置为在干管注塑过程中植入的第二金属空心管，所述第二金属空心管的长度被配置为3-8个毛细管管径，所述第二金属空心管的外径被配置为小于毛细管的内径。
7.如权利要求6所述的一种新型毛细管网栅结构，其特征在于，所述第二金属空心管在与干管配合的一端被配置为敞开的喇叭状，所述第二金属空心管在与毛细管配合的一端配置有第二收缩部。
8.如权利要求6所述的一种新型毛细管网栅结构，其特征在于，所述干管与第二金属空心管结合处的外壁上设置有锥形结构的凸出部。
9.一种加工如权利要求1-5任一项所述毛细管网栅的方法，其特征在于，包括：
将支管及毛细管的端部分别熔化2～3个毛细管管径；
将第一金属空心管的两端分别插入熔化后的支管及毛细管端部；
在焊接部位扣上一个对熔接后外形进行定型的模具；
相对压紧支管及毛细管以使熔化未成型端部充满定型用的模具；
冷却模具并在焊接部位成型后打开模具，完成毛细管与干管的焊接以构成毛细管网栅本体。
10.一种加工如权利要求6-8任一项所述毛细管网栅的方法，其特征在于，包括：
对干管上的凸出部进行熔化，同时将毛细管的端部熔化2～3个毛细管管径；
将第二金属空心管插入熔化后的毛细管的一端；
在焊接部位扣上一个对熔接后外形进行定型的模具；
相对压紧支管及毛细管以使熔化后的凸出部充满定型用的模具；
冷却模具并在焊接部位成型后打开模具，完成毛细管与干管的焊接以构成毛细管网栅本体。
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