CN107309316B - 一种液压式丁胞传热管挤压成型装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种液压式丁胞传热管挤压成型装置，由液压系统、支撑系统、导向系统、压头系统和管子处理系统构成。液压系统通过螺栓与支撑系统的外表面紧固连接，支撑系统左右两端通过螺栓与导向系统紧固连接，液压系统与压头系统销轴连接，管子处理系统位于压头系统中间。工作前，管子处理系统将光管移动到压头系统中心，并随后有爪夹紧管光管，从而防止光管转动；工作时，液压系统为压头系统提供驱动力，使压头系统在导向系统的导向作用下沿径向位移，从而冲头挤压光管形成丁胞管。与现有技术相比，本发明采用多组压头挤压光管，并改变压头结构参数和安装间距，可得到不同结构参数的丁胞传热管，且丁胞传热管生产成本低、加工制成效率高。

Description

一种液压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，特别涉及一种液压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；3)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“200910236558.7”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“201310398001.3”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，且所挤压成型出丁胞的间距、深度、大小、形状不能调整。
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液压式丁胞传热管挤压成型装置，该装置通过改变冲头结构参数、以及安装间距，从而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：
一种液压式丁胞传热管挤压成型装置，由液压系统1、支撑系统2、导向系统3、压头系统4和管子处理系统5构成，其特征为：液压系统1通过螺栓与支撑系统2的外表面紧固连接，支撑系统2左右两端通过螺栓与导向系统3紧固连接，液压系统1与压头系统4销轴连接，管子处理系统5位于压头系统4中间；
所述液压系统1包括焊接端盖11、活塞12、活塞杆13、缸筒14和法兰端盖15；液压系统1的法兰端盖15通过螺栓安装于支撑板外表面；液压系统1的活塞杆13穿过支撑板与压头系统4形成销轴连接；
上支撑板21呈长板状，上支撑板21的中心位置设计有活塞孔25，活塞孔25内有活塞杆13穿过；活塞孔25周向设计有连接通孔26，螺栓穿过连接通孔26将液压系统1紧固于上支撑板21的外表面；上支撑板21左、右两端面设计有支撑板螺纹孔27，螺栓穿过支撑板螺纹孔27与导向系统3形成螺栓紧固连接；上支撑板21、下支撑板22、前支撑板23、后支撑板24均与导向系统3螺栓连接；下支撑板22、前支撑板23、后支撑板24具有和上支撑板21相同的结构。
所述导向系统3包括左导向板31，右导向板33；左导向板31呈正方形板状，正方形板的中心位置的设计有通孔，通孔内有光管51穿过；左导向板31的径向均布有矩形导向槽34，压板通过凸耳连接于导向系统4的矩形导向槽34中；进一步，该液压式丁胞传热管挤压成型装置还包括压头系统；矩形导向槽34左右两侧设置导向板螺纹孔32，螺栓穿过导向板螺纹孔32与支撑系统2形成螺栓紧固连接。
所述压头系统4包括上压板41、下压板42、前压板43、后压板44、冲头45、冲头螺母46；所述上压板41呈弧柱状，上压板41的外表中部两侧设计有平面，平面中部开有小矩形沟槽47，小矩形沟槽47内配合安装有冲头45的螺纹杆部分；上压板41的内表面中部两侧开有大矩形沟槽48，大矩形沟槽48内配合安装有冲头45的圆形台阶部分；上压板41上表面中部设计有圆形双耳环49，圆形双耳环49中心设计有通孔，销轴穿过圆形双耳环49将活塞杆13与上压板41连接在一起；上压板41左右两端面设计有矩形凸耳50，矩形凸耳50安装于导向系统3的矩形导向槽34内。
所述管子处理系统5包括左滚轮52、右滚轮53、气动夹爪54；光管51位于左滚轮52、右滚轮53中间；左滚轮52周向设计有圆弧凹槽，圆弧凹槽内安装有光管51；左滚轮52的右侧安装有气动夹爪54，气动夹爪54内夹紧有光管51。
与现有技术比较，本发明的有益效果是：1、本发明采用多个冲头同时挤压光管，且采用气动夹紧，因此，可保证所挤压出的每列丁胞位于同一直线上，还能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、改变冲头的形状、大小、挤压深度及安装间距，可得挤压形成不同结构参数的丁胞传热管；3、采用滚轮送入光管，可提高装置的自动化程度。
附图说明
图1为本发明半剖示意图。
图2为本发明三维示意图。
图3为本发明的支撑面板系统示意图。
图4为支撑面板系统和导向系统内部示意图。
图5为下支撑板示意图。
图6为左导向板示意图。
图7为液压系统与支撑系统的连接示意图。
图8为液压系统与上支撑板连接示意图。
图9为液压系统与压头系统连接示意图。
图10为压头系统三维示意图。
图11为压头系统左视图。
图12为上压板三维示意图。
图13为管子处理系统三维示意图。
图14为滚轮夹紧光管时的示意图。
图中：
1.液压系统，11.焊接端盖，12.活塞，13.活塞杆，14.缸筒，15.法兰端盖
2.支撑系统，21.上支撑板，22.下支撑板，23.前支撑板，24.后支撑板，25.活塞孔，26.连接通孔，27.支撑板螺纹孔；
3.导向系统.31.左导向板，32.导向板螺纹孔，33，右导向板，34.矩形导向槽；
4.压头系统，41.上压板，42.下压板，43.前压板，44.后压板，45.冲头，46.冲头螺母，47小矩形沟槽，48.大矩形沟槽；49.圆形双环，50.矩形凸耳；
5.管子处理系统，51.光管，52.左滚轮，53.右滚轮，54.气动夹爪；
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6，一种液压式丁胞传热管挤压成型装置，由液压系统1、支撑系统2、导向系统3、压头系统4和管子处理系统5构成。液压系统1通过螺栓与支撑系统2的外表面紧固连接，支撑系统2左右两端通过螺栓与导向系统3紧固连接，液压系统1与压头系统4销轴连接，管子处理系统5位于压头系统4中间。工作原理为：1)挤压前：光管51在管子处理系统5左滚轮52和右滚轮53的滚动摩擦作用下进入挤压成型装置的中心，光管51达到预定位置后，管子处理系统5的气动卡爪夹紧光管51；2)挤压时：气动卡爪夹紧光管51后，启动液压泵使液压系统1进油腔充油，从而推动活塞杆13沿径向移动；活塞杆13与压头系统4销轴连接，同时，在导向系统3的导向作用下，活塞杆13驱动压头系统4也沿径向移动，从而使冲头45挤压光管51；压头系统4运动到指定位置后，进油腔停止充油，出油腔开始冲油，从而使压头系统4恢复到原始位置；3)挤压后：压头系统4恢复到原始位置后，气功夹爪松开光管51，左滚轮52、右滚轮53滚动，从而使丁胞传热管向前移动一段距离，为光管51的第二次挤压做准备。通过改变冲头45的形状、大小、安装间距和活塞杆13的运动距离，从而可得到不同形状、大小、间距和深度的丁胞传热管。
参照图1，图7～图9，液压系统1的作用为压头系统4提供驱动力，驱使压头挤压光管51。液压系统11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上端焊接有缸筒14；缸筒14内安装有活塞12，活塞12内安装有活塞杆13，活塞杆13上端设计有单耳环，单耳环上端与压头系统44的双耳环形成销轴连接；缸筒14上端内安装有法兰端盖15，法兰端盖15采用螺栓与支撑板形成螺栓固定连接。
参照图2～图8，支撑系统2的作用充当机架作用，为液压系统1和导向系统3的安装提供安装位置，并承载压头系统4和液压系统1的重力和反作用力。支撑系统2包括上支撑板21、下支撑板22、前支撑板23、后支撑板24，上述的支撑板大小、形状一致。上支撑板21呈长板状，长板的中心位置设计有活塞孔25，活塞孔25用于液压系统1的活塞杆13穿过；活塞孔25周向设计有连接通孔26，螺栓穿过连接通孔26将液压系统1紧固于支撑板的外表面；支撑板的左、右两端面设计有支撑板螺纹孔27，螺栓穿过支撑板螺纹孔27与导向系统3形成螺栓紧固连接。上支撑板21、下支撑板22、前支撑板23、后支撑板24均与导向系统3螺栓连接。
参照图6，导向系统3为压头系统4的径向运动提供导向。所述导向系统3包括左导向板31，右导向板33，上述导向板的大小、形状一致。左导向板31呈正方形板状，正方形板的中心位置的设计有通孔，通孔用于光管51的穿过；通孔的轴向均布有四道矩形导向槽34，矩形导向槽34内配合安装有压板的矩形凸耳50，从而使压头系统4的上压板41、下压板42、前压板43、后压板44在导向系统3的作用下只能沿径向移动，并承载前压板43和后压板44的重力载荷，从而防止活塞杆13在前压板43和后压板44的重力作用下发生弯曲。左导向板31的矩形导向槽34左右两侧设置有导向板螺纹孔32，导向板螺纹孔32用于与连接支撑系统2形成螺栓连接。
参照图10～图12，冲头系统用于挤压光管51，并通过改变冲头45的形状、大小、间距、挤压深度，从而可得到不同结构参数的丁胞传热管。所述压头系统4包括上压板41、下压板42、前压板43、后压板44、冲头45、冲头螺母46。上压板41、下压板42、前压板43、后压板44形状、大小一致。上压板41呈弧柱状，弧柱的外表中部两侧设计有平面，平面便于冲头螺母46的安装与拧紧；压板平面的中部开有小矩形沟槽47，小矩形沟槽47内配合安装有冲头45的螺纹杆部分，小矩形沟槽47用于调整冲头45的安装间距；压板弧柱的内表面中部两侧开有大矩形沟槽48，大矩形沟槽48内配合安装有冲头45的圆形台阶部分，圆形台阶用于承载冲头45的反作用力。上压板41上表面中部设计有圆形双耳环49，园形双耳环中心设计有通孔，销轴穿过圆形双耳环49将活塞杆13于上压板41连接在一起；上压板41左右两端面设计有矩形凸耳50，矩形凸耳50安装于导向系统3的矩形导向槽34内，从而使导向系统3为上压板41的径向位移提供导向。
参照图13～图14，管子处理系统5用于输送光管51，并工作时夹紧光管51。管子处理系统5包括光管51、左滚轮52、右滚轮53、气动夹爪54。光管51位于左滚轮52、右滚轮53中间，且左滚轮52、右滚轮53形状、大小一致。左滚轮52周向设计有圆弧凹槽，圆弧凹槽内安装有光管51，当左滚轮52、右滚轮53滚动时，可使光管51在滚动摩擦力的作用下沿轴向移动，从而实现光管51送入的自动化。左滚轮52的右侧安装有气动夹爪54，气动夹爪54用于夹紧光管51，从而防止光管51的转动，使后续的挤压成型的丁胞与上次挤压出的丁胞在同一直线上。

Claims (4)

1.一种液压式丁胞传热管挤压成型装置，由液压系统(1)、支撑系统(2)、导向系统(3)、压头系统(4)和管子处理系统(5)构成，其特征为：液压系统(1)通过螺栓与支撑系统(2)的外表面紧固连接，支撑系统(2)左右两端通过螺栓与导向系统(3)紧固连接，液压系统(1)与压头系统(4)销轴连接，管子处理系统(5)位于压头系统(4)中间；
所述液压系统(1)包括焊接端盖(11)、活塞(12)、活塞杆(13)、缸筒(14)和法兰端盖(15)；液压系统(1)的法兰端盖(15)通过螺栓安装于支撑板外表面；液压系统(1)的活塞杆(13)穿过支撑板与压头系统(4)形成销轴连接；
所述支撑系统(2)包括上支撑板(21)、下支撑板(22)、前支撑板(23)、后支撑板(24)；上支撑板(21)呈长板状，上支撑板(21)的中心位置设计有活塞孔(25)，活塞孔(25)内有活塞杆(13)穿过；活塞孔(25)周向设计有连接通孔(26)，螺栓穿过连接通孔(26)将液压系统(1)紧固于上支撑板(21)的外表面；上支撑板(21)左、右两端面设计有支撑板螺纹孔(27)，螺栓穿过支撑板螺纹孔(27)与导向系统(3)形成螺栓紧固连接；上支撑板(21)、下支撑板(22)、前支撑板(23)、后支撑板(24)均与导向系统(3)螺栓连接；下支撑板(22)、前支撑板(23)、后支撑板(24)具有和上支撑板(21)相同的结构。
2.根据权利要求1所述的一种液压式丁胞传热管挤压成型装置，其特征在于：所述导向系统(3)包括左导向板(31)，右导向板(33)；左导向板(31)呈正方形板状，正方形板的中心位置设计有通孔，通孔内有光管(51)穿过；左导向板(31)的径向均布有矩形导向槽(34)，压板通过凸耳连接于导向系统(4)的矩形导向槽(34)中；进一步，该液压式丁胞传热管挤压成型装置还包括压头系统(4)；矩形导向槽(34)左右两侧设置导向板螺纹孔(32)，螺栓穿过导向板螺纹孔(32)与支撑系统(2)形成螺栓紧固连接。
3.根据权利要求1所述的一种液压式丁胞传热管挤压成型装置，其特征在于：所述压头系统(4)包括上压板(41)、下压板(42)、前压板(43)、后压板(44)、冲头(45)、冲头螺母(46)；所述上压板(41)呈弧柱状，上压板(41)的外表中部两侧设计有平面，平面中部开有小矩形沟槽(47)，小矩形沟槽(47)内配合安装有冲头(45)的螺纹杆部分；上压板(41)的内表面中部两侧开有大矩形沟槽(48)，大矩形沟槽(48)内配合安装有冲头(45)的圆形台阶部分；上压板(41)上表面中部设计有圆形双耳环(49)，圆形双耳环(49)中心设计有通孔，销轴穿过圆形双耳环(49)将活塞杆(13)与上压板(41)连接在一起；上压板(41)左右两端面设计有矩形凸耳(50)，矩形凸耳(50)安装于导向系统(3)的矩形导向槽(34)内。
4.根据权利要求1所述的一种液压式丁胞传热管挤压成型装置，其特征在于：所述管子处理系统(5)包括左滚轮(52)、右滚轮(53)、气动夹爪(54)；光管(51)位于左滚轮(52)、右滚轮(53)中间；左滚轮(52)周向设计有圆弧凹槽，圆弧凹槽内安装有光管(51)；左滚轮(52)的右侧安装有气动夹爪(54)，气动夹爪(54)内夹紧有光管(51)。
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