CN110523795A - 一种凹坑管快速成型挤压机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种凹坑管快速成型挤压机，由支撑系统，机架系统，动力系统，挤压系统，导向系统，夹紧系构成。机架系统顶端中部通过螺栓紧固连接有支撑系统，支撑系统通过螺栓紧固连接有动力系统，动力系统通过销轴连接有挤压系统，挤压系统左右两端面分别设计有夹紧系统，支撑系统左右两端面分别螺栓紧固连接有导向系统。工作时，动力系统为挤压系统提供驱动力，使挤压系统在导向系统的导向作用下沿径向位移，从而使压头挤压光管并形成凹坑管。与现有技术相比，本发发明的挤压板采用T形槽原理，在更换压头或调节挤压间距时不用拆除其余组件就能调节挤压参数；且本发明采用多组压头同时挤压光管，因而凹坑传热管生产成本低、加工制成效率高。

Description

一种凹坑管快速成型挤压机

技术领域

本发明涉及传热管加工成型领域，特别涉及一种凹坑管快速成型挤压机。

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。而凹坑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。

凹坑传热管作为一种新型高效强化传热管，具有如下特点：1）当流体流经凹坑管段时，由于边界层的分离效果，流体在凹坑后形成横向涡流，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）由于凹坑传热管的缩放冲刷作用，使得管内外抗污垢性能优越；3）凹坑传热管由于凹坑的作用，使凹坑传热管的抗热应力能较普通光管强；3）由于凹坑管凹坑的布置形式，可减小流体压力损失，进而可选用小功率泵；5）凹坑传热管由于凹坑的作用，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，采用凹坑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，但目前适用于凹坑传热管的挤压成型装置较少。

但近年来，国内也公开了部分凹坑管制造装置，如：专利号“CN2017106146693” 公布 一种冲压式工业高效管成型台，该装置冲压一次光管，只能在光管上下两面形成对称的两列凹坑，不能在同一截面形成多个凹坑。专利号“CN2017106146640” 公布一种多液缸式凹坑传热管挤压成型装置，该装置调整凹坑间距时，需要大拆装置后再更换挤压板，因而凹坑间距参数调整操作复杂。专利号“CN201710614666X” 公布一种交错式丁胞传热管挤压成型装置，该装置只能一次形成6个凹坑（即一个节距），因而生产效率底，生产成本高。专利号“CN2017106146585” 公布一种楔式凹坑传热管挤压成型装置，该装置同样存在凹坑间距调整不便的问题。

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凹坑管快速成型挤压机，该装置通过改变冲头和挤压板的结构参数，从而可使光管快速成型为凹坑管，且挤压机不用大拆就能轻松地调节凹坑深度、凹坑间距、凹坑形状及凹坑大小。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种凹坑管快速成型挤压机，由支撑系统1，机架系统2，动力系统3，挤压系统4，导向系统5，夹紧系统6构成，其特征为：机架系统2顶端中部通过螺栓紧固连接有支撑系统1，支撑系统1外表面通过螺栓紧固连接有动力系统3，动力系统3通过销轴连接有挤压系统4，挤压系统4左右两端面分别设计有夹紧系统6，夹紧系统6的夹爪62内接触有凹坑管；支撑系统1左右两端面分别螺栓紧固连接有导向系统5；

所述支撑系统1包括支撑筒11；支撑筒11呈厚壁圆筒状，支撑筒11的外表面设计有2~18个均布的沉头孔12，沉头孔12的盲孔端面设计有均布的螺栓孔，螺栓穿过螺栓孔将动力系统3紧固于支撑筒11外表面；沉头孔12通孔内有动力系统3的活塞杆穿过；支撑筒11端面分别设计有均布的定位孔和螺栓孔，定位销穿过定位孔使导向系统5定位于支撑筒11端面并通过螺栓形成紧固连接；支撑筒11外表面端部设计有4处削边缺口13，削边缺口13底面设计有螺纹孔，螺栓穿过螺纹孔将支撑筒11紧固于机架系统2。

所述机架系统2包括垫板21、水平板22、立柱23、横梁24、扶正板25；所述垫板21呈矩形，垫板21的顶部焊接有水平板22；所述水平板22呈长板状，水平板22的顶部四个角落分别焊接有立柱23；所述立柱23呈长方体状，立柱23的顶部设计有螺纹孔；所述横梁24中部设计有圆弧缺口26，圆弧缺口26的半径与支撑筒11的外圆半径相等；横梁24两端上表面设计有通孔；横梁24两端上表面接触有扶正板25，所述扶正板25呈L形，扶正板25的长板端部设计有四个通孔，螺栓穿过通孔将扶正板25紧固于支撑筒11的削边缺口13处；扶正板25的短板设计有两个通孔，螺栓分别穿过扶正板25通孔、横梁24通孔和立柱23的螺纹孔使扶正板25将横梁24压紧在立柱23的上表面并形成螺栓紧固连接。

所述动力系统3包括液压缸31；所述液压缸31的个数与沉头孔12的个数相等，液压缸31的端盖与沉头孔12的盲孔表面接触并形成螺栓紧固连接；液压缸31的活塞杆穿过沉头孔12的通孔并与挤压系统4形成销轴连接。

所述挤压系统4包括连接板41、挤压板42、压头43；所述连接板41呈长方体状，连接板41的顶部两侧分别设计有双耳环44，销轴穿过连接板41的双耳环44与液压缸31的活塞杆并形成销轴连接；连接板41的下表面设计有贯通的T形槽45，T形槽45内安装有可沿轴向抽出的挤压板42，且连接板41与挤压板42形成滑动配合；所述挤压板42呈T形块状，挤压板42顶部安装于连接板41内，挤压板42底面设计有阶梯孔，阶梯孔内安装有压头43，压头与光管接触7所述导向系统5包括导向圆盘51；所述导向圆盘51呈圆板状，导向圆盘51内部设计有均布的缺口导向槽52，导向槽52与导向槽52之间相交，导向槽52与连接板41的个数相等；导向槽52内安装有连接板41且形成滑动配合；导向圆盘51端面设计有均布的定位孔和通孔，螺栓穿过通孔将导向圆盘51紧固于支撑筒11端面；导向圆盘51端面设计有夹紧系统6。

所述夹紧系统6包括夹紧气缸61、夹爪62、固定座63；所述夹爪62呈V形，V形夹爪62内夹紧有凹坑管，夹紧气缸61的活塞杆与夹爪62形成螺纹紧固里连接；夹紧气缸61与固定座63的侧面成螺栓紧固连接；固定座63的底面通过螺栓固定于生产线上。

与现有技术比较，本发明的有益效果是：1、本发明调整凹坑间距或更换压头时，无需拆卸其余部件，仅沿轴向抽出挤压板就可更换压头或调整凹坑挤压间距； 2、本发明改变冲头的形状、大小、挤压深度可得挤压形成不同结构参数的凹坑传热管；3、本发明左右前后两端安装有夹紧系统，可以防止压头在挤压光管过程中，光管发生晃动，从而影响凹坑管生产质量；4、本发明能一次性在光管表面挤压形成多个凹坑，从而提高凹坑传热管的加工制造速度，且成型凹坑的大小、形状、间距、深度、直线度等一致性好，满足凹坑管在工业中的使用要求；5、凹坑管生产线中使用本发明后，能极大提高凹坑管生产制造速度，降低凹坑管生产制造成本。

附图说明

图1为本发明整体三维示意图。

图2为本发明的凹坑管生产线中的位置。

图3为支撑系统三维示意图。

图4为机架系统三维示意图。

图5为动力系统与挤压系统的连接示意图。

图6为挤压系统三维示意图。

图7为挤压系统分解示意图。

图8为挤压系统的左视图。

图9为导向系统三维示意图。

图10为夹紧系统三维示意图。

图11为夹紧系统夹紧光管时的三维示意图。

图中：

1.支撑系统，11.支撑筒，12沉头孔，13.削边缺口。

2.机架系统，21.垫板，22.水平板，23.立柱，24.横梁，25.扶正板，26.圆弧缺口。

3.动力系统，31.液压缸。

4.挤压系统，41.连接板，42.挤压板，43.压头，44.双耳环，45.T形槽。

5.导向系统，51.导向圆盘，52.导向槽。

6.夹紧系统，61.夹紧气缸，62.夹爪；63.固定座。

7.光管。

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， 一种凹坑管快速成型挤压机，由动力系统3，支撑系统1，机架系统2，挤压系统4，导向系统5，夹紧系统6构成。其装配关系为：机架系统2顶端中部通过螺栓紧固连接有支撑系统1，支撑系统1外表面通过螺栓紧固连接有动力系统3，动力系统3通过销轴连接有挤压系统4，挤压系统4左右两端面分别设计有夹紧系统6，夹紧系统6的夹爪62内接触有凹坑管；支撑系统1左右两端面分别螺栓紧固连接有导向系统5。工作原理为：1挤压前：光管进入挤压机的中心，光管达到预定位置后，位于挤压机前后两端的夹紧系统6的夹爪62夹紧光管，从而防止光管在挤压过程中发生晃动或挤压偏移；2挤压时：首先启动液压泵使动力系统3的液压缸31的进油腔充油，从而推动活塞杆沿径向移动，从而使液压缸31的活塞杆带动挤压系统4挤压光管并形成凹坑管；挤压系统4运动到指定位置后，液压缸31进油腔停止充油，出油腔开始充油，从而使挤压系统恢复到原始位置；3挤压后：夹紧系统6松开凹坑管，从而使凹坑传热管向前移动一段距离，进而为光管的第二次挤压做准备；4凹坑调节参数：当需要调节挤压凹坑的深度、大小、形状时，可沿轴向抽出挤压板42并更换上相应的压头43即可，从而实现参数调节。当需要调节挤压凹坑的挤压间距时，可沿轴向抽出挤压板42并更换相应的挤压板42即可，从而实现挤压间距的调节。

参照图3，支撑系统1用于安装其余零部件，并承载液压缸31的反作用力。支撑系统1包括支撑筒11。支撑筒11呈厚壁圆筒状，支撑筒11的外表面靠端部设计有12个均布的沉头孔12，沉头孔12用于安装动力系统3。沉头孔12的盲孔端面设计有8个均布的螺栓孔，螺栓穿过螺栓孔将动力系统3的端盖固紧固于支撑筒11外表面，从而使动力系统3与支撑筒11形成螺栓紧固连接，并使支撑筒11承载液压缸31的反作用力。每个沉头孔12通孔内均有动力系统3的活塞杆穿过。支撑筒11两端面分别设计有均布的定位孔和螺纹孔，定位孔内装配有定位销，定位销用于确定导向系统5的位置，以便于安装导向系统5，并使导向系统5与挤压系统4较好地形成滑动配合。支撑筒11端面螺纹孔内拧有螺栓，螺栓用于使导向系统5与支撑筒11形成螺栓紧固连接。撑筒外表面端部设计有4处削边缺口13，每处削边缺口13分别与扶正板25接触；削边缺口13底面设计有4个均布的螺纹孔，螺栓穿过螺纹孔将支撑筒11紧固于机架系统2。

参照图4，机架系统2用于承载挤压机主体的重力，并为液压系统的安装提供空间。机架系统2包括垫板21、水平板22、立柱23、横梁24、扶正板25。垫板21呈矩形，垫板21的中央设计有圆孔，圆孔用于安装脚轮，以方便挤压机的搬运；垫板21的顶部焊接有水平板22，水平板22为立柱23的安装提供位置；水平板22呈长板状，水平板22的顶部四个角落分别焊接有立柱23；立柱23呈长方体状，立柱23的顶部设计有螺纹孔，螺纹孔用于连接横梁24和扶正板25。横梁24中部设计有圆弧缺口26，圆弧缺口26的半径与支撑筒11的外圆半径相等，从而防止支撑筒11的水平滚动。横梁24两端上表面设计有通孔。横梁24两端上表面接触有扶正板25，扶正板25用于紧固支撑筒11，并防止支撑筒11发生位移；扶正板25呈L形，扶正板25的长板端部设计有四个通孔，螺栓穿过通孔将扶正板25紧固于支撑筒11的削边缺口13处；扶正板25的短板设计有两个通孔，螺栓分别穿过扶正板25通孔、横梁24通孔和立柱23的螺纹孔使螺栓分别穿过扶正板25通孔、横梁24通孔和立柱23的螺纹孔使扶正板25将横梁24压紧在立柱23的上表面并形成螺栓紧固连接。

参照图5，动力系统3为挤压系统4提供动力，并驱使挤压系统4挤压光管。动力系统3包括液压缸31。液压缸31的个数为12个，同沉头孔12的个数相同。液压缸31的端盖与沉头孔12的盲孔端面接触并形成螺栓紧固连接，从而使支撑筒11承载液压缸31反作用力。液压缸31的活塞杆穿过头孔12的通孔并与挤压系统4形成销轴连接。

参照图6~图8，挤压系统4与光管接触，从而使光管受压成型为凹坑管。挤压系统4包括连接板41、挤压板42、压头43。连接板41呈长方体状，连接板41的顶部两侧分别设计有双耳环44，双耳环44用于与液压缸31的活塞杆连接，并形成销轴连接，从而传递液压缸31的动力；连接板41的下表面设计有贯通的T形槽45，T形槽45内安装有可沿轴向抽出的挤压板42，当需要调整压头43参数或凹坑挤压间距时，无需拆卸其余部件，仅沿轴向抽出挤压板42就可更换压头43或调整凹坑挤压间距。挤压板42呈T形块状，挤压板42顶部安装于连接板41的T形槽45内，并可沿轴向抽出，从而便于更换压头43或调整凹坑挤压间距；挤压板42底面设计有阶梯孔，阶梯孔内安装有压头43。压头43用于挤压光管形成凹坑管。

参照图9，导向系统5限制挤压系统4的运动，并为挤压系统4提供运动导向。导向系统5包括导向圆盘51。导向圆盘51呈圆板状，导向圆盘51内部设计有均布的缺口导向槽52，导向槽52与导向槽52之间相交；连接板41的两端分别安装于导向槽52内并形成滑动配合，且导向槽52的个数于连接板41的个数相等，从而限制连接44仅沿径向运动。导向圆盘51端面设计有均布的定位孔和通孔，定位孔用于确定导向圆盘51安装在支撑筒11端面的位置；而通孔内有螺栓穿过，从而将导向圆盘51紧固于支撑筒11端面。

参照图10~图11，夹紧系统6位于挤压机的前后两端，用于夹紧凹坑管，从而防止凹坑管在成型过程中发生晃动或挤压偏移。夹紧系统6包括夹紧气缸61、夹爪62、固定座63。夹爪62呈V形，V形夹爪62内夹紧有光管7，从而防止光管晃动或挤压偏移。夹紧气缸61的活塞杆与夹爪62形成螺纹紧固里连接。夹紧气缸61与固定座63的侧面成螺栓紧固连接；固定座63的底面通过螺栓固定于生产线上。

Claims (6)

1.一种凹坑管快速成型挤压机，由支撑系统（1），机架系统（2），动力系统（3），挤压系统（4），导向系统（5），夹紧系统（6）构成，其特征为：机架系统（2）顶端中部通过螺栓紧固连接有支撑系统（1），支撑系统（1）外表面通过螺栓紧固连接有动力系统（3），动力系统（3）通过销轴连接有挤压系统（4），挤压系统（4）左右两端面分别设计有夹紧系统（6），夹紧系统（6）的夹爪（62）内接触有凹坑管；支撑系统（1）左右两端面分别螺栓紧固连接有导向系统（5）；

所述支撑系统（1）包括支撑筒（11）；支撑筒（11）呈厚壁圆筒状，支撑筒（11）的外表面设计有2~18个均布的沉头孔（12），沉头孔（12）的盲孔端面设计有均布的螺栓孔，螺栓穿过螺栓孔将动力系统（3）紧固于支撑筒（11）外表面；沉头孔（12）通孔内有动力系统（3）的活塞杆穿过；支撑筒（11）端面分别设计有均布的定位孔和螺栓孔，定位销穿过定位孔使导向系统（5）定位于支撑筒（11）端面并通过螺栓形成紧固连接；支撑筒（11）外表面端部设计有4处削边缺口（13），削边缺口（13）底面设计有螺纹孔，螺栓穿过螺纹孔将支撑筒（11）紧固于机架系统（2）。

2.根据权利要求1所述的一种凹坑管快速成型挤压机，其特征在于：所述机架系统（2）包括垫板（21）、水平板（22）、立柱（23）、横梁（24）、扶正板（25）；所述垫板（21）呈矩形，垫板（21）的顶部焊接有水平板（22）；所述水平板（22）呈长板状，水平板（22）的顶部四个角落分别焊接有立柱（23）；所述立柱（23）呈长方体状，立柱（23）的顶部设计有螺纹孔；所述横梁（24）中部设计有圆弧缺口（26），圆弧缺口（26）的半径与支撑筒（11）的外圆半径相等；横梁（24）两端上表面设计有通孔；横梁（24）两端上表面接触有扶正板（25），所述扶正板（25）呈L形，扶正板（25）的长板端部设计有四个通孔，螺栓穿过通孔将扶正板（25）紧固于支撑筒（11）的削边缺口（13）处；扶正板（25）的短板设计有两个通孔，螺栓分别穿过扶正板（25）通孔、横梁（24）通孔和立柱（23）的螺纹孔使扶正板（25）将横梁（24）压紧在立柱（23）的上表面并形成螺栓紧固连接。

3.根据权利要求1所述的一种凹坑管快速成型挤压机，其特征在于：所述动力系统（3）包括液压缸（31）；所述液压缸（31）的个数与沉头孔（12）的个数相等，液压缸（31）的端盖与沉头孔（12）的盲孔表面接触并形成螺栓紧固连接；液压缸（31）的活塞杆穿过沉头孔（12）的通孔并与挤压系统（4）形成销轴连接。

4.根据权利要求1所述的一种凹坑管快速成型挤压机：所述挤压系统（4）包括连接板（41）、挤压板（42）、压头（43）；所述连接板（41）呈长方体状，连接板（41）的顶部两侧分别设计有双耳环（44），销轴穿过连接板（41）的双耳环（44）与液压缸（31）的活塞杆并形成销轴连接；连接板（41）的下表面设计有贯通的T形槽（45），T形槽（45）内安装有可沿轴向抽出的挤压板（42），且连接板（41）与挤压板（42）形成滑动配合；所述挤压板（42）呈T形块状，挤压板（42）顶部安装于连接板（41）内，挤压板（42）底面设计有阶梯孔，阶梯孔内安装有压头（43），压头与光管接触（7）。

5.根据权利要求1所述的一种凹坑管快速成型挤压机，其特征在于：所述导向系统（5）包括导向圆盘（51）；所述导向圆盘（51）呈圆板状，导向圆盘（51）内部设计有均布的缺口导向槽（52），导向槽（52）与导向槽（52）之间相交，导向槽（52）与连接板（41）的个数相等；导向槽（52）内安装有连接板（41）且形成滑动配合；导向圆盘（51）端面设计有均布的定位孔和通孔，螺栓穿过通孔将导向圆盘（51）紧固于支撑筒（11）端面；导向圆盘（51）端面设计有夹紧系统（6）。

6.根据权利要求1所述的一种凹坑管快速成型挤压机，其特征在于：所述夹紧系统（6）包括夹紧气缸（61）、夹爪（62）、固定座（63）；所述夹爪（62）呈V形，V形夹爪（62）内夹紧有凹坑管，夹紧气缸（61）的活塞杆与夹爪（62）形成螺纹紧固里连接；夹紧气缸（61）与固定座（63）的侧面成螺栓紧固连接；固定座（63）的底面通过螺栓固定于生产线上。