CN109047422A - 一种细长形同侧进出口螺旋盘管的弯制装置及其弯制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种细长形同侧进出口螺旋盘管的弯制装置及其弯制方法，所述弯制装置包括具有旋转功能的主机(1)，还包括芯轴(2)与端盖(3)，其中，芯轴(2)的一端与主机(1)固定连接，芯轴(2)的另一端与端盖(3)连接，所述弯制装置能够使得待弯制钢管在芯轴(2)外壁弯制成同侧进出口的螺旋盘管(4)；所述端盖(3)用于对待弯制钢管的一端进行固定；所述弯制装置还包括可调支撑组件(7)，其用于弯制过程中对钢管的待弯制部分进行支撑和导向。本发明的弯制装置结构简单，制造成本低，使用方便，本发明所提供的弯制方法操作简单，便于应用。

Description

一种细长形同侧进出口螺旋盘管的弯制装置及其弯制方法

技术领域

本发明涉及一种核电二、三级设备及石化容器设备中常见的螺旋盘管状换热器装置，具体涉及一种细长形同侧进出口螺旋盘管的弯制装置及其弯制方法。

背景技术

螺旋盘管式换热管作为核电二、三级设备及石化容器设备中常见的换热器主体，在设备运行中发挥着重要的作用。此类螺旋盘管的规格范围广，从钢管直径、弯制半径、总长度等方面各不相同，大多都需要专业厂家提供的专用设备进行弯制成形。但是对于一些细长形同侧进出口螺旋盘管，想直接购买或者利用专用设备进行弯制，成本将很高，而且比较困难；此处所谓的细长形同侧进出口螺旋盘管指螺旋盘管直径≤0.3m，长度≤1.5m，进出口管端分布在同一侧，而且进口端的直管穿过螺旋盘管的内部，如图1所示。很多螺旋盘管设备并不能解决同侧进出口螺旋盘管的弯制问题。

例如专利CN103212613A提供了一种螺旋盘管机，包括弯管机，可将直管加工成曲管，该弯管机具有弯曲半径调整机构，可控制盘管直径；顶轮装置，与弯管机配合，从轴向顶住弯管机弯出的曲管，使得曲管发生轴向倾斜，成为螺旋状盘管，通过调整顶轮装置与弯管机的轴向相对位置，控制曲管轴向倾斜的角度，使得螺距符合要求；盘管支架，用于支撑盘管；解决的是进出口为两端的大型盘管的弯制问题，却不能解决本发明中同侧进出口螺旋盘管的弯制问题。

而对发明人来说，如何利用厂内已有的设备，并根据产品特点，研究并设计出一种细长形同侧进出口螺旋盘管的弯制装置及其弯制方法来降低产品制造成本，实现技术的突破和创新，是亟待研究和解决的一个问题。

发明内容

为了克服上述问题，本发明人做了锐意研究，设计出一种细长形同侧进出口螺旋盘管的弯制装置及其弯制方法，可充分利用制造厂厂内常用的小型焊接用变位机(可提供旋转功能)或卧式车床完成弯制过程，即本发明通过设置内部为中空结构和外壁设置有螺旋槽的芯轴2以及设置有螺旋槽31的端盖3，其中，芯轴2一端与具有旋转功能的主机1连接，芯轴2另一端与端盖3连接，且端盖3的螺旋槽31与芯轴2的螺旋槽21衔接并圆滑过渡，同时螺旋槽31与螺旋盘管4的螺旋过渡段41相吻合，以及通过设置可调支撑组件7，其能够对待弯钢管进行支撑和导向，从而达到将钢管在芯轴2的螺旋槽上弯制成同侧进出口螺旋盘管4的目的，本发明的弯制装置结构简单，制造成本低，使用方便，本发明所提供的弯制方法操作简单，大大降低了成本，从而完成了本发明。

具体来说，本发明的目的在于提供以下方面：

1)一种同侧进出口螺旋盘管的弯制装置，所述弯制装置包括具有旋转功能的主机1，所述弯制装置还包括芯轴2与端盖3，其中，芯轴2的一端与主机1固定连接，芯轴2的另一端与端盖3连接。

其中，待弯制钢管在芯轴2外壁可弯制成螺旋盘管4，

优选所述芯轴2为中空结构，芯轴2外壁沿圆周方向设置有螺旋槽21，螺旋槽21的螺旋尺寸与螺旋盘管4的螺旋尺寸相对应。

其中，所述端盖3一端插入芯轴2内部，端盖3另一端沿圆周方向上设置有螺旋槽31；

所述螺旋槽31与芯轴2的螺旋槽21衔接并圆滑过渡；且所述螺旋槽31与螺旋盘管4的螺旋过渡段41相吻合；

优选地，所述螺旋槽31下端的左右两侧分别设置有螺孔32。

其中，所述端盖3沿轴线方向设置有切口33，所述切口33与端盖3的螺旋槽31相连通；切口33内沿长度方向设置有凹槽331，其用于卡住螺旋盘管4的进口端42的直管。

其中，所述弯制装置还包括压板5，其上设置有螺孔，压板5通过螺钉6与端盖3的螺孔32压紧螺旋过渡段41，并将螺旋过渡段41固定于端盖3的螺旋槽31内，优选地，压板5上设置有圆弧槽。

所述弯制装置还包括可调支撑组件7，其用于弯制过程中对钢管的待弯制部分进行支撑和导向；所述可调支撑组件7包括两个可调连接杆71，以及与两个连接杆同时垂直相连的支撑轴72。

2)一种同侧进出口螺旋盘管的弯制方法，所述弯制方法包括以下步骤：

步骤1：连接好弯制装置；

步骤2：将待弯制钢管弯制出螺旋过渡段41及进口端41；并将带有螺旋过渡段41的钢管安装固定于步骤1的弯制装置上；

步骤3：将步骤2的待弯制钢管用步骤1的弯制装置进行弯制。

本发明提供的一种细长形同侧进出口螺旋盘管的弯制装置及其弯制方法所具有的有益效果包括：

(1)根据本发明提供的弯制装置能够用于弯制细长形同侧进出口的螺旋盘管；

(2)根据本发明提供的弯制装置结构简单，制造成本低，使用方便；

(3)根据本发明提供的弯制装置充分利用制造厂内的现有设备，提高了设备的利用率的同时并提高了产品的制造效率；

(4)根据本发明提供的弯制方法操作方便，效率高，降低了生产成本；

(5)根据本发明提供的弯制方法可以制造生产不同规格的细长形同侧进出口螺旋盘管，使用范围广。

附图说明

图1示出细长形同侧进出口螺旋盘管示意图；

图2示出本发明优选的实施方式中弯制装置的正面结构示意图；

图3示出本发明优选的实施方式中弯制装置的侧面结构示意图；

图4示出端盖主视图；

图5示出端盖的侧视图；

图6示出端盖的立体线条图；

图7示出芯轴和端盖的连接放大图。

附图标号说明：

1-主机；

2-芯轴

21-螺旋槽

3-端盖

31-螺旋槽

32-螺孔

33-切口

331-凹槽

332-工艺孔

4-螺旋盘管

41-螺旋过渡段

42-进口端

43-出口端

5-压板

6-螺钉

7-可调支撑组件

71-可调连接杆

72-支撑轴

73-滚轮

具体实施方式

下面通过附图和实施例对本发明进一步详细说明。通过这些说明，本发明的特点和优点将变得更为清楚明确。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

如果直接购买一些细长形同侧进出口螺旋盘管(作为核电二、三级设备及石化容器设备中常见的换热管)，成本将很高；而对制造厂来说，正如背景技术中所述，如何利用厂内已有的设备，并根据产品特点，选择更为适宜的制造方案来制造出此类螺旋盘管，并降低产品制造成本，实现技术创新，是亟待解决的问题。此处所谓的细长形同侧进出口螺旋盘管指螺旋盘管直径≤0.3m，长度≤1.5m，进出口管端分布在同一侧。如图1所示的同侧进出口的螺旋盘管4，特别地指出，包括螺旋过渡段41，进口端42，出口端43。

本发明人根据同侧进出口螺旋盘管的特点，进行了大量的研究，在利用现有材料以及现有设备的基础上设计出一种细长形同侧进出口螺旋盘管的弯制装置及其弯制方法。

根据本发明提供的一种同侧进出口螺旋盘管的弯制装置，如图2和图3所示，所述弯制装置能够将钢管弯制为同侧进出口的螺旋盘管4，所述弯制装置包括具有旋转功能的主机1，所述弯制装置还包括芯轴2与端盖3，其中，芯轴2的一端与主机1固定连接，芯轴2的另一端与端盖3连接，所述弯制装置能够使得待弯制钢管在芯轴2外壁弯制成螺旋盘管4。

在一种优选的实施方式中，如图2和图7所示，所述芯轴2为中空结构，芯轴2外壁沿圆周方向设置有螺旋槽21，螺旋槽21的螺旋尺寸与螺旋盘管4的螺旋尺寸相对应。端盖3一端能够插入芯轴2，且待弯制钢管一端能够插入端盖3内。

本发明人发现，芯轴2外壁的螺旋槽21的槽型R尺寸、弯曲半径取值应根据产品(即螺旋盘管4)材质，在计算回弹量后进行确定，同时整个芯轴的外径值确定时应考虑产品弯成之后的去除方便性，芯轴外径值应不大于产品理论内径值；

钢管折弯和压圆工艺中最难解决的问题之一就是回弹问题；影响钢管回弹的变形因素主要有3个，即钢管的壁厚、材质和弯曲半径，钢管越厚、材料越软、半径越小则回弹越小；反之就越大。所以，本发明中要根据钢管材质、壁厚以及弯曲半径等计算回弹量，多次实验之后，得到相对准确的回弹量，做出具有满足要求的设置有螺旋槽的芯轴。

在一种优选的实施方式中，如图4和图7所示，所述端盖3一端插入芯轴2内部，所述端盖3另一端沿圆周方向上设置有螺旋槽31，所述螺旋槽31与芯轴2的螺旋槽21衔接并圆滑过渡；且所述端盖3的螺旋槽31与螺旋盘管4的螺旋过渡段41相吻合；优选地，所述螺旋槽31下端的左右两侧分别设置有螺孔32。

本发明人发现，端盖3用于对螺旋盘管4的螺旋过渡段41定位，即在端盖3上加工出与螺旋盘管4的螺旋过渡段41吻合的空间螺旋形槽31，在钢管弯制前，要对进入的螺旋过渡段41进行定位，防止弯制过程中钢管起弯位置(即螺旋过渡段41)的窜动或移动，以便更好地进行弯制。

本发明中，端盖3与芯轴2应进行装配固定，端盖3上的螺旋槽31和芯轴2上的螺旋槽应衔接顺畅，圆滑过渡，避免对产品螺旋盘管(即换热管)表面造成划伤。按上述要求将端盖和芯轴套装在一起后，将两者相接处可实施焊接区焊接固定即可，同时焊接位置应选取在不影响螺旋盘管弯制的地方。

参照图5和图6所示，所述端盖3沿轴线方向设置有切口33，所述切口33与端盖3的螺旋槽31相连通；切口33内设置有凹槽331，所述凹槽331刚好能够卡住钢管(即进口端42的直管)，切口33和凹槽331的长度与端盖3的长度相等。所述凹槽331用于将进口端42的直管卡住，防止在钢管的弯制过程中钢管移动，以利于更好地弯制细长形同侧进出口螺旋盘管4。

参照图5和图6所示，任选设置有工艺孔332，有工艺孔332方便安装和拆除端盖。

在进一步优选的实施方式中，如图2和图7所示，所述弯制装置还包括压板5，其上设置有螺孔，压板5通过螺钉6与端盖3的螺孔32压紧螺旋过渡段41，并将螺旋过渡段41固定于端盖3的螺旋槽31内。优选地，压板5上设置有圆弧槽用于固定螺旋过渡段41；

本发明人发现，所述弯制装置中利用带有螺孔的压板5，可将螺旋过渡段41压紧固定在端盖3上，防止在弯制过程中起弯位置(即螺旋过渡段41)的移动或窜动，更优选地，压板5上加工出圆弧槽防止将螺旋过渡段41的部分压扁。

在一种优选的实施方式中，所述弯制装置还包括可调支撑组件7，用于弯制过程中对钢管待弯部分进行支撑和导向；所述可调支撑组件7包括两个可调连接杆71，以及与两个连接杆71同时垂直相连的支撑轴72。

所述可调支撑组件7还包括设置在支撑轴72上的滚轮73，其能够沿支撑轴72滑动，并能够对钢管的待弯部分进行导向。

本发明中，两个可调连接杆71的高度可以调节，并能够调整支撑轴72轴线与芯轴2轴线平行。

本发明中，通过调整支撑轴的高度至合理的位置，可使滚轮73提供出将待弯制钢管压入芯轴2的螺旋槽21内的力，在芯轴2随主机1(如变位机，或卧式车床)旋转的过程中，缓缓将待弯制钢管盘进芯轴2的螺旋槽。

另一方面，本发明还提供一种同侧进出口螺旋盘管的弯制方法，优选采用上述所述的弯制装置进行弯制，所述弯制方法包括以下步骤：

步骤1：连接好弯制装置；

步骤2：将待弯制钢管预先弯制出螺旋过渡段41及进口端41；并将带有螺旋过渡段41的钢管安装固定于步骤1的弯制装置上；

步骤3：将步骤2的待弯制钢管用步骤1的弯制装置进行弯制。

具体地，

步骤1中，将芯轴2一端与主机1(如变位机)固定连接，芯轴2另一端与端盖3固定连接或焊接固定；并使得端盖3的螺旋槽31与芯轴2上的螺旋槽衔接并圆滑过渡；

将可调连接杆组件8置于芯轴2正下方，并调节支撑轴72的轴线与芯轴2轴线平行。

当然，步骤1中，首先要根据所要制造的螺旋盘管4的尺寸，并根据回弹量的计算，制作出满足要求的具有螺旋槽的芯轴2、端盖3以及压板5。

需要说明的是，根据不同材质和规格的钢管(即待弯制成螺旋盘管的钢管)，由于回弹量的不同，需进行试验，在弯制圈数上进行验证，以确定准确的回弹量，确保弯制后经过回弹，所得到的螺旋盘管正好为满足要求的产品。

步骤2中，将待弯制钢管预先弯制出螺旋过渡段41及进口端41；螺旋过渡段41属于弯头类结构，可在常规弯管机设备或手工弯管机上进行弯制，并可依据端盖上的螺旋槽进行检验，进行局部调整，直至能够与端盖上的螺旋槽31吻合。

将螺旋盘管4的进口端42的直管插入端盖3的凹槽331内，同时将螺旋过渡段41置于螺旋槽31内，且通过螺钉6将压板5与端盖3连接，并固定螺旋过渡段41；

调节支撑轴72与滚轮73的高度，使得滚轮73能够对钢管的待弯部分进行导向。

步骤3中，启动主机1，使用低速旋转功能，缓缓将钢管盘到芯轴2的螺旋槽中；弯制结束，从弯制装置上取下螺旋盘管；

旋转时，速度要慢，确保钢管缓缓进入螺旋槽即可，对转速没有特殊要求。

取下弯制好的螺旋盘管后，螺旋盘管的出口端43仍旧需要其他工具弯制成与螺旋盘管的进口端42同方向，螺旋盘管的出口端43亦属于弯头类结构，可在常规弯管机设备或手工弯管机上进行弯制，弯制成与螺旋盘管的进口端42同方向，即二者平行。至此，细长形进出口同侧螺旋盘管制造完毕。

取下时，松开压板，待螺旋盘管完全回弹后，缓慢将其从芯轴上移出，尽量不要将螺旋盘管与芯轴接触，避免划伤产品表面。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前”“后”“左”“右”等指示的方位或位置关系为基于本发明工作状态下的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

以上结合了优选的实施方式对本发明进行了说明，不过这些实施方式仅是范例性的，仅起到说明性的作用。在此基础上，可以对本发明进行多种替换和改进，这些均落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种同侧进出口螺旋盘管的弯制装置，所述弯制装置包括具有旋转功能的主机(1)，其特征在于，所述弯制装置还包括芯轴(2)与端盖(3)，其中，芯轴(2)的一端与主机(1)固定连接，芯轴(2)的另一端与端盖(3)连接。

2.根据权利要求1所述的弯制装置，其特征在于，待弯制钢管在芯轴(2)外壁可弯制成螺旋盘管(4)，

优选所述芯轴(2)为中空结构，芯轴(2)外壁沿圆周方向设置有螺旋槽(21)，螺旋槽(21)的螺旋尺寸与螺旋盘管(4)的螺旋尺寸相对应。

3.根据权利要求1所述的弯制装置，其特征在于，所述端盖(3)一端插入芯轴(2)内部，端盖(3)另一端沿圆周方向设置有螺旋槽(31)；

所述螺旋槽(31)与芯轴(2)的螺旋槽(21)衔接并圆滑过渡；且所述螺旋槽(31)与螺旋盘管(4)的螺旋过渡段(41)相吻合；

优选地，所述螺旋槽(31)下端的左右两侧分别设置有螺孔(32)。

4.根据权利要求3所述的弯制装置，其特征在于，

所述端盖(3)沿轴线方向设置有切口(33)，所述切口(33)与端盖(3)的螺旋槽(31)相连通；切口(33)内沿长度方向设置有凹槽(331)，其用于卡住螺旋盘管(4)的进口端(42)的直管。

5.根据权利要求1至4之一所述的弯制装置，其特征在于，所述弯制装置还包括压板(5)，其上设置有螺孔，压板(5)通过螺钉(6)与端盖(3)的螺孔(32)压紧螺旋过渡段(41)，并将螺旋过渡段(41)固定于端盖(3)的螺旋槽(31)内；优选地，压板(5)上设置有圆弧槽。

6.根据权利要求1至5之一所述的弯制装置，其特征在于，所述弯制装置还包括可调支撑组件(7)，其用于弯制过程中对钢管的待弯制部分进行支撑和导向；所述可调支撑组件(7)包括两个可调连接杆(71)，以及与两个连接杆同时垂直相连的支撑轴(72)。

7.根据权利要求6所述的弯制装置，其特征在于，所述可调支撑组件(7)还包括设置在支撑轴(72)上的滚轮(73)，其能够沿支撑轴(72)轴线滑动，并能够对钢管的待弯制部分进行导向。

8.一种同侧进出口螺旋盘管的弯制方法，优选采用权利要求1至7之一所述弯制装置进行弯制，其特征在于，所述弯制方法包括以下步骤：

步骤1：连接好弯制装置；

步骤2：将待弯制钢管弯制出螺旋过渡段(41)及进口端(42)；并将带有螺旋过渡段(41)的钢管安装固定于步骤1的弯制装置上；

步骤3：将步骤2的待弯制钢管用步骤1的弯制装置进行弯制。

9.根据权利要求8所述的弯制方法，其特征在于，步骤1中，将芯轴(2)一端与主机(1)固定连接，芯轴(2)另一端与端盖(3)固定连接或焊接固定，并使得端盖(3)的螺旋槽(31)与芯轴(2)上的螺旋槽衔接并圆滑过渡；

将可调支撑组件(7)置于芯轴(2)正下方，并调节支撑轴(72)与芯轴(2)平行。

10.根据权利要求8所述的弯制方法，其特征在于，

步骤2中，将螺旋盘管(4)的进口端(42)直管插入端盖(3)凹槽(331)内，同时将螺旋过渡段(41)置于螺旋槽(31)内，且通过螺钉(6)将压板(5)与端盖(3)连接，并固定螺旋过渡段(41)；

调节滚轮(73)的高度，使得滚轮(73)能够对钢管的待弯部分进行导向；

步骤3中，启动主机(1)，使用低速旋转功能，将待弯制钢管盘到芯轴(2)的螺旋槽(21)中；弯制结束，从弯制装置上取下螺旋盘管(4)。