CN110548788A - 一种辅助双层管弯曲成形的填充介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种辅助双层管弯曲成形的填充介质，所述填充介质由条状高分子材料和石蜡构成，所述填充介质填充于双层管之间的间隙中，双层管的内管和外管之间间隙设置有若干条状高分子材料，并用石蜡均匀填充于内管和外管之间的间隙，所述条状高分子材料的长度大于双层管弯曲段总长度，所述条状高分子材料的高度等于内管和外管之间的间隙距离。本发明的填充介质可有效提高双层管弯曲成形的成形率，同时填充介质可以多次使用，降低了双管弯曲成形的成本。

Description

一种辅助双层管弯曲成形的填充介质

技术领域

本发明涉及管材弯曲加工技术领域，尤其涉及一种双层管协同弯曲成形过程，辅助双层管弯曲成形的填充介质。

背景技术

高性能轻量化高功效整体多弯管路构件在航空航天等领域有着重要的作用，主要用于燃油、环控等系统。双层管的结构是由两个不同直径的管件同轴嵌套。双层管弯曲成形是指，内外管同轴，且在弯曲段绕弯圆心重合、中心线具有相等的半径。双层管相对于传统的单层管件，具有防漏防爆以及隔热等优点，安全性和稳定性更佳，大大提高了管路系统的使用性能。然而，由于双壁间隙的存在，使得双层管弯曲过程中弯曲力无法从外管直接传递到内管，极易使内外管过度变形甚至发生贴合，间隙得不到保证，且产生成形缺陷。因此，需要在内外管间添加具有一定刚度和抗压能力的填充介质辅助其弯曲成形。考虑到双壁间隙管件的服役条件，填充介质还应具备优异的物理化学性能。由此可见，填充介质对双壁间隙结构的弯曲成形过程以及管路的使用性能都起着至关重要的作用。

在公告号为CN101804429A的发明专利中公开了一种在双壁间隙中加入专用固态填充物的弯曲工艺。该方法在双壁间隙中加入低熔点合金球，其直径小于两管间隙，弯曲成形完成后，加热融化填充介质并将其排出。该方法使用低熔点金属球作为填充介质，存在对管壁的支撑不够均匀、金属球制造较为复杂、弯曲过程复杂等问题；加热熔化填充介质并将其排出后，双壁间隙中没有支撑，同轴度得不到保证。

在公告号为CN1583311A的发明专利中同样提出了一种在双壁间隙中加入低熔点合金固态填充物的弯曲工艺。与前一种方法不同的是，该方法先将低熔点合金融化，再灌入双壁间隙中，冷却凝固为固态后将双层管弯曲成形，再整体加热将填充介质溶解排出，且其内管管壁需为异形表面，具有若干凹坑。该方法虽也能保证双层管弯曲过程中填充介质对间隙的支撑，但依然存在过程复杂、制造周期长、填充介质熔化排出后同轴度得不到保证等问题，且其需要内管管壁具有凹坑，这可能影响到双层管的弯曲成形质量，尤其对于薄壁管件，凹坑制造也存在一定的困难。

在公告号为CN106216462A的发明专利中也提出了一种在双壁间隙中加入金属球的弯曲工艺。该金属球的直径需小于双壁间隙的三分之一，且还需在双壁间隙中加入润滑液并设有保压装置，弯曲成形后将金属球和润滑液排出。该方法虽能完成双层管的弯曲成形，但装置和工序较为复杂，压力、金属球直径、润滑液等都是双层管弯曲成形质量的影响因素，协同调控较为困难。

在公告号为CN102434729A的发明专利中提出使用带孔的金属泡沫作为填充介质的双层管弯曲成形方法。该方法在双层管成形后填充介质无需取出，且成形过程前后均不需加热，但带孔的金属泡沫作为填充介质也存在对管壁的支撑力不均匀，力学性能得不到保证等，弯曲成形后填充介质不取出也增加了管件重量。

在公告号为CN105618532A的发明专利中提供了一种间隙支撑单元、间隙支撑工装和弯曲成形方法。该弯曲成形方法由支撑块保证双壁间隙、内管内部采用内部支撑工装、双壁间隙中采用间隙支撑工装作为支撑工装，弯曲时起支撑作用，成形结束后，内部支撑工装和间隙支撑工装可取出，仅支撑块保留在双壁间隙中。该间隙支撑单元为一串连接的多个弧形通州支撑条，间隙支撑单元能够弯曲。该方法对支撑工装的要求较高，使用的支撑工装材料须具有较大的支撑强度，且对于小口径的双层管，其支撑条制造较为困难。

在公告号为CN107511643A的发明专利中提出了一种双壁不锈钢管弯曲方法。该方法在非弯曲段的双壁间隙内加入支撑粘块，并采用由底部向上反重力向双壁间隙中加压注蜡的方式避免气泡产生，并使用螺栓和螺纹嘴在双壁间隙两端进行封堵，然后进行弯曲，成形后将所填蜡熔化排出。该加工方法过程较为复杂，需要在内外管上开孔和拧螺纹来连接封堵，工序较多；反重力加压注蜡装置复杂；且仅在非弯曲段有支撑粘块，蜡熔化排出后弯曲段的双壁间隙中没有支撑，容易造成双层管变形易位等缺陷。

发明内容

基于上述技术问题，本发明的目的是提供了一种辅助双层管弯曲成形的填充介质。

本发明的填充介质由条状高分子材料和石蜡构成，所述填充介质填充于双层管之间的间隙中，所述双层管之间的间隙中设置有若干条状高分子材料，并用石蜡均匀填充内管和外管之间的间隙，条状高分子材料长度方向与双层管轴向方向平行，多个条状高分子材料沿双层管周向均匀分布。所述条状高分子材料的长度大于双层管弯曲段总长度，所述条状高分子材料的高度等于内管和外管之间的间隙距离。

优选的，所述条状高分子材料选用聚四氟乙烯、聚氯乙烯材料中的一种。

优选的，所述条状高分子材料的结构为轴向通孔型、外圆槽型、内圆槽型、外梯形槽型、内梯形槽型、内外双梯形槽型中一种，如图2-图7所示。

优选的，所述石蜡为液态石蜡。

优选的，所述液态石蜡采用漏斗将其灌装到双管间隙中，所述漏斗的外径等于双层管外管内径，且所述漏斗下缘壁厚小于双管间隙。

优选的，所述液态石蜡采用漏斗进行灌装到双管间隙前，需将双层管的一端采用胀紧套进行封堵，将液态石蜡从未封堵的一端灌装到双管间隙中，待石蜡灌装完全后，并将液态石蜡进行冷却凝固，再将双层管的另一端采用胀紧套进行封堵。使用胀紧套同时可以保证内外管的同心度。

进一步优选的，所述双层管的内管长度长于外管，防止液态石蜡流入内管中。

进一步优选的，所述双层管中用塞子封住内管，防止液态石蜡流入内管中，所述塞子为弹性材料，所述塞子可选择橡胶材料。

优选的，所述石蜡可替换为低熔点合金。

本发明的填充介质填充到双层管内外管之间的间隙后，封堵上双层管的两端，将其置于数控弯管机上进行弯曲成形，内管内部有芯模支撑。弯曲完成后去掉两端的胀紧套，加热双层管使石蜡变为液态流出，条状高分子材料留在双壁间隙内不取出。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明的填充介质应用于双层管弯曲成形，可有效提高弯曲成形的成形率，填充介质提供支撑的同时不增加过多的质量，以及填充介质可以多次使用，降低了双管弯曲成形的成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为填充本发明填充介质后的双层管的截面；

序号说明：1为内管，2为外管，3为条状高分子材料，4为石蜡

图2为轴向通孔型条状高分子材料结构示意图；

图3为外圆槽型条状高分子材料结构示意图；

图4为内圆槽型条状高分子材料结构示意图；

图5为外梯形槽型条状高分子材料结构示意图；

图6为内梯形槽型条状高分子材料结构示意图；

图7为内外双梯形槽型条状高分子材料结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明。

实施例1

一种辅助双层管弯曲成形的填充介质，是由条状高分子材料3和石蜡4构成，所述填充介质填充于双层管之间的间隙中，双层管的内管1和外管2之间间隙设置有若干条状高分子材料3，并用石蜡4均匀填充内管1和外管2之间的间隙，所述条状高分子材料3的长度大于双层管弯曲段总长度，所述条状高分子材料3的高度等于内管1和外管2之间的间隙距离，所述条状高分子材料3选用聚四氟乙烯材料制成，所述条状高分子材料3为轴向通孔型，如图2所示。

所述石蜡4为液态石蜡，采用漏斗将其灌装到双层管间隙中，所述漏斗的外径等于双层管外管内径，且所述漏斗下缘壁厚小于双管间隙。所述液态石蜡采用漏斗灌装到双管间隙中，需将双层管的一端采用胀紧套进行封堵，将液态石蜡从未封堵的一端灌装到双管间隙中，待石蜡灌装完全后，将液态石蜡进行冷却凝固，再将双层管的另一端采用胀紧套进行封堵。

所述填充介质应用于内管长度长于外管的双层管。

将填充有本发明填充介质的双层管置于数控弯管机上进行弯曲成形，内管内部有芯模支撑。弯曲完成后去掉两端的胀紧套，加热双层管使石蜡变为液态流出，条状高分子材料留在双壁间隙内不取出。由于条状高分子材料密度小质量轻，且以条状留在管中，不过增加过多的质量，同时使得其具有较好的支撑作用，提高了双层管弯曲成形的效率，内外管的畸变率变化范围都在4％左右。

实施例2

一种辅助双层管弯曲成形的填充介质，是由条状高分子材料3和石蜡4构成，所述填充介质填充于双层管之间的间隙中，双层管的内管1和外管2之间间隙中设置有若干条状高分子材料3，并用石蜡4均匀填充内管1和外管2之间的间隙，所述条状高分子材料3的长度大于双层管弯曲段总长度，所述条状高分子材料3的高度等于内管1和外管2之间的间隙距离，所述条状高分子材料3选用聚氯乙烯材料制成，所述条状高分子材料3为外圆槽型，如图3所示。

所述石蜡4为液态石蜡，采用漏斗将其灌装到双层管间隙中，所述漏斗的外径等于双层管外管内径，且所述漏斗下缘壁厚小于双管间隙。所述液态石蜡采用漏斗进行灌装到双管间隙中，需将双层管的一端采用胀紧套进行封堵，将液态石蜡从未封堵的一端灌装到双管间隙中，待石蜡灌装完全后，并将液态石蜡进行冷却凝固，再将双层管的另一端采用胀紧套进行封堵。

所述填充介质应用于采用橡胶塞子将内管密封的双层铝合金管中，对其进行弯曲成形。将填充有本发明填充介质的双层管置于数控弯管机上进行弯曲成形，内管内部有芯模支撑。弯曲完成后去掉两端的胀紧套，加热双层管使石蜡变为液态流出，条状高分子材料留在双壁间隙内不取出。由于条状高分子材料密度小质量轻，且以条状留在管中，不过增加过多的质量，同时使得其具有较好的支撑作用，提高了双层管弯曲成形的效率，外管截面畸变率最大为4.87％，内管截面畸变率最大为3.94％。

实施例3

根据实施例1的技术方案，采用如图4结构的内圆槽型条状高分子材料替换实施例1中的轴向通孔型条状高分子材料对双层铝合金管进行填充使用，该双层管的外管截面畸变率最大为5.26％，内管截面畸变率最大为4.24％。

实施例4

根据实施例1的技术方案，采用如图5结构的外梯形槽型条状高分子材料替换实施例1中的轴向通孔型条状高分子材料对双层铝合金管进行填充使用，该双层管的外管截面畸变率最大为6.64％，内管截面畸变率最大为5.20％。

实施例5

根据实施例1的技术方案，采用如图6结构的内梯形槽型条状高分子材料替换实施例1中的轴向通孔型条状高分子材料对双层铝合金管进行填充使用，该双层管的外管截面畸变率最大为5.58％，内管截面畸变为4.39％。

实施例6

根据实施例1的技术方案，采用如图6结构的内外双梯形槽型条状高分子材料替换实施例1中的轴向通孔型条状高分子材料对双层铝合金管进行填充使用，该双层管的外管截面畸变率最大值为5.03％，内管截面畸变率最大值为3.81％。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种辅助双层管弯曲成形的填充介质，其特征在于，所述填充介质由条状高分子材料和石蜡构成，所述填充介质填充于双层管之间的间隙中，所述双层管之间的间隙中设置有若干条状高分子材料，并用石蜡均匀填充内管和外管之间的间隙，所述条状高分子材料的长度大于双层管弯曲段总长度，所述条状高分子材料的高度等于内管和外管之间的间隙距离。

2.根据权利要求1所述的辅助双层管弯曲成形的填充介质，其特征在于，所述条状高分子材料选用聚四氟乙烯、聚氯乙烯材料中的一种。

3.根据权利要求1所述的辅助双层管弯曲成形的填充介质，其特征在于，所述条状高分子材料的结构为轴向通孔型、外圆槽型、内圆槽型、外梯形槽型、内梯形槽型、内外双梯形槽型中一种。

4.根据权利要求1所述的辅助双层管弯曲成形的填充介质，其特征在于，所述石蜡为液态石蜡。

5.根据权利要求4所述的辅助双层管弯曲成形的填充介质，其特征在于，所述液态石蜡采用漏斗将其灌装到双管间隙中，所述漏斗的外径等于双层管外管内径，且所述漏斗下缘壁厚小于双管间隙。

6.根据权利要求5所述的辅助双层管弯曲成形的填充介质，其特征在于，所述液态石蜡采用漏斗进行灌装到双管间隙前，需将双层管的一端采用胀紧套进行封堵，将液态石蜡从未封堵的一端灌装到双管间隙中，待石蜡灌装完全后，并将液态石蜡进行冷却凝固，再将双层管的另一端采用胀紧套进行封堵。

7.根据权利要求6所述的辅助双层管弯曲成形的填充介质，其特征在于，所述双层管的内管长度长于外管。

8.根据权利要求6所述的辅助双层管弯曲成形的填充介质，其特征在于，所述双层管中用塞子封住内管，所述塞子为弹性材料。

9.根据权利要求8所述的辅助双层管弯曲成形的填充介质，其特征在于，所述塞子为橡胶材料。

10.根据权利要求1所述的辅助双层管弯曲成形的填充介质，其特征在于，所述石蜡可替换为低熔点合金。