CN111496498A - 一种管壳式换热器设备用自动穿管束装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种管壳式换热器设备用自动穿管束装置及方法，该装置包括升降平台和固定平台，升降平台上设置有可移动挡板，固定平台上设置有可移动支架；该方法包括步骤一、固定平台上可移动支架的安装；步骤二、换热器管束的吊装；步骤三、换热器筒体的吊装和对中；步骤四、筒体内部制冰；步骤五、穿管束；步骤六、筒体的吊离。本发明结构设计合理，操作方法简单，通过设置升降平台来放置换热器的筒体，并设置固定平台来放置换热器的管束，能够根据需求随时调整筒体的布设高度，可以安全的便利的完成不同尺寸换热器设备的穿管束过程，同时，可移动支架的间距和开口尺寸均能够进行适应性调整，适用范围广泛，整个管束穿设过程自动化程度较高。

Description

一种管壳式换热器设备用自动穿管束装置及方法

技术领域

本发明属于换热器设备加工制造技术领域，具体涉及一种管壳式换热器设备用自动穿管束装置及方法。

背景技术

随着工业技术的迅猛发展和能源战略地位的日益提高，换热器器已越来越引起世界各国的重视，航空、核电、精细化工等领域需要大量的高端换热器，可见各类高端换热器具有广泛的市场应用前景和应用价值。穿管束是管壳式换热器制造中必不可少的一个过程，但是传统穿管束过程中需要将管束吊在空中，工人利用倒链将管束缓慢送入筒体，由于管束被吊在在空中容易晃动，在装配过程中难免管束会与筒体之间发生碰撞影响筒体质量。为保证筒体内壁洁净，通常情况下不会采取润滑措施，因此在管束进去筒体过程中，折流板直接与筒体摩擦，使装配阻力较大，且容易造成内壁划伤。管束长时间的吊装也容易带来安全隐患。此外，整个装配过程需要4～5名工人配合花费2～3小时完成。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种管壳式换热器设备用自动穿管束装置，其结构设计合理，操作方法简单便捷，便于装配，通过设置升降平台来放置换热器的筒体，并设置固定平台来放置换热器的管束，能够根据需求随时调整筒体的布设高度，可以安全的便利的完成不同尺寸换热器设备的穿管束过程，同时，可移动支架的间距和开口尺寸均能够进行适应性调整，适用范围广泛，整个管束穿设过程自动化程度较高，能有效提高工作效率，降低人工成本，减少因装配带来的质量问题，使用效果良好，可以进行多次周转使用，便于推广使用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种管壳式换热器设备用自动穿管束装置，其特征在于：包括相互配合的升降平台和固定平台，所述升降平台上设置有用于推动换热器的筒体移动的可移动挡板，所述可移动挡板滑动安装在升降平台上，所述升降平台上设置有用于驱动可移动挡板平移的挡板驱动机构，所述升降平台上还设置有用于减小筒体与升降平台之间的摩擦力的滚珠矩阵，所述固定平台上设置有多个用于固定换热器的管板和折流板的可移动支架，所述可移动支架为由钢性活动板和两个钢性活动臂构成的U形支架，所述钢性活动板滑动安装在固定平台上，所述钢性活动板的上侧中部安装有一个顶升机构，两个所述钢性活动臂分别滑动安装在钢性活动板的两端上部，所述钢性活动板的底部设置有用于驱动两个钢性活动臂进行平移的活动臂驱动机构。

上述的一种管壳式换热器设备用自动穿管束装置，其特征在于：所述升降平台上设置有两个对可移动挡板进行导向的第一导轨，两个所述第一导轨相互平行，所述固定平台上设置有两个用于对所述可移动支架进行导向的第二导轨，两个所述第二导轨相互平行。

上述的一种管壳式换热器设备用自动穿管束装置，其特征在于：所述升降平台和固定平台均为矩形平台，所述升降平台下部的每个角上均支设有一个可升降支腿，所述固定平台下部的每个角上均设置有一个固定支腿。

上述的一种管壳式换热器设备用自动穿管束装置，其特征在于：所述挡板驱动机构包括驱动电机和两个对称布设在升降平台两侧的链条传动单元，所述链条传动单元包括相互配合的链轮、链条和张紧轮，所述链条传动单元中的链轮和张紧轮分别布设在升降平台的两端，所述驱动电机布设在升降平台上靠近链轮的一端。

上述的一种管壳式换热器设备用自动穿管束装置，其特征在于：所述可移动挡板的两侧均设置有一个供链条安装的耳板，所述链条的一端固定在与其对应的耳板的一侧，所述链条的另一端依次跨过与其对应的链轮和张紧轮后固定在与其对应的耳板的另一侧。

上述的一种管壳式换热器设备用自动穿管束装置，其特征在于：两个所述链轮通过转轴安装在驱动电机的输出轴上，两个所述链轮分别固定安装在转轴的两端，所述转轴的一端固定在驱动电机的输出轴上且其与驱动电机的输出轴呈同轴布设。

上述的一种管壳式换热器设备用自动穿管束装置，其特征在于：所述活动臂驱动机构包括布设在钢性活动板正下方的直线电机，所述钢性活动板的下部设置有供直线电机安装的槽型支架，所述直线电机的定子固定在槽型支架上，所述直线电机的动子铰接连接有两个分别用于驱动两个钢性活动臂移动的推杆。

上述的一种管壳式换热器设备用自动穿管束装置，其特征在于：所述钢性活动板上沿其长度方向开设有供钢性活动臂滑动安装的滑槽，所述钢性活动臂上沿其长度方向开设有供管板和折流板卡装的卡槽，所述卡槽的开口宽度不小于管板和折流板的厚度；所述卡槽内设置有用于调节卡槽开口宽度的磁性垫条。

上述的一种管壳式换热器设备用自动穿管束装置，其特征在于：所述折流板对应的每个所述可移动支架中的一个钢性活动臂上均安装有一个与控制器连接的接近开关，所述管板上安装有一个与控制器连接的接近开关，靠近所述可移动挡板的两个钢性活动臂上分别安装有一个红外发射器，所述筒体上靠近钢性活动臂的一端安装有两个与红外发射器相配合的红外接收器，所述红外接收器与控制器连接。

同时，本发明还公开了一种管壳式换热器设备的自动穿管束的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、固定平台上可移动支架的安装，过程如下：

步骤101、确定可移动支架的数量：根据换热器中管板和折流板的数量确定固定平台上安装的可移动支架的数量，所述可移动支架的数量等于管板和折流板的总数；

步骤102、确定可移动支架的间距：根据管板和与其相邻的折流板、以及相邻两个折流板之间的间距确定可移动支架之间的间距，使得管板和折流板分别对应一个所述可移动支架；

步骤103、安装可移动支架：将多个所述可移动支架依次滑动安装在固定平台上，通过螺栓将所述可移动支架的钢性活动板固定在固定平台上；

步骤104、确定钢性活动臂的卡槽宽度：所述钢性活动臂上沿其长度方向开设有供管板和折流板卡装的卡槽，所述卡槽的开口宽度不小于管板和折流板的厚度，当管板或折流板的厚度小于卡槽的开口宽度时，在与所述管板或折流板对应的钢性活动臂的卡槽内安装磁性垫条，使安装有磁性垫条的卡槽的开口宽度等于所述管板或折流板的厚度；

步骤二、换热器管束的吊装：通过吊具将换热器的管束吊起使管板和折流板依次放在步骤一中已经固定好的多个钢性活动板上，根据管板和折流板的直径，分别调节多个钢性活动板上顶升机构的顶升高度，使得换热器的管束呈水平布设，分别通过多个所述活动臂驱动机构调节多个可移动支架中两个钢性活动臂之间的距离，使得管板和折流板分别卡装在与其对应的两个卡槽中；

步骤三、换热器筒体的吊装和对中，过程如下：

步骤301、换热器筒体的吊装：通过吊具将换热器的筒体吊起并放置在升降平台上的滚珠矩阵上，所述筒体呈水平布设；

步骤302、红外传感器的安装：在靠近筒体的两个钢性活动臂上安装两个红外发射器，两个所述红外发射器的布设高度与换热器的管束中轴线的布设高度相同，在所述筒体上靠近固定平台的一端两侧分别安装两个与红外发射器相配合的红外接收器，所述红外接收器与控制器连接，两个所述红外接收器的布设高度等于筒体中心线的布设高度，两个所述红外接收器之间的距离等于两个所述红外发射器之间的距离；

步骤303、换热器筒体与管束的对中：所述升降平台的下部支设有多个可升降支腿，通过多个可升降支腿调节升降平台的高度，当两个红外传感器的红外接收器均接收到红外发射器发射的信号后，控制器控制多个可升降支腿停止动作，完成换热器筒体与管束的对中；

步骤四、筒体内部制冰：利用超声波雾化器在筒体内壁上均匀喷洒细小的水珠，在筒体外部覆盖隔热棉，在筒体内部喷洒干冰，使筒体内壁上形成均匀密布的小冰珠；

步骤五、穿管束，过程如下：

步骤501、在与折流板对应的每个所述可移动支架中的一个钢性活动臂上均安装有一个与控制器连接的接近开关，在管板上靠近筒体的一侧安装一个接近开关；

步骤502、所述控制器控制所述挡板驱动机构启动，所述挡板驱动机构驱动可移动挡板朝着管束进行移动，可移动挡板推动筒体在滚珠矩阵上朝着管束进行移动，使得筒体依次套设在多个折流板的外部，当筒体碰到管板上安装的接近开关时，筒体停止移动，完成筒体内管束的穿设；

当筒体移动至折流板或管板位置处时，与折流板或管板对应的钢性活动臂上的接近开关将信号传递给控制器，控制器控制活动臂驱动机构将两个钢性活动臂向外移动指定距离，同时控制器控制与两个所述钢性活动臂对应的顶升机构下降指定高度，使所述折流板或管板处于悬空状态，随着筒体的不断移动，所述折流板或管板进入筒体内并在筒体内均匀密布的小冰珠形成的冰层上滑动；

步骤六、筒体的吊离：当步骤五中穿管束完成后，控制器控制所述挡板驱动机构停止运行，当筒体内的温度上升至室温时，操作人员将穿管束后的筒体吊走。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明采用的自动穿管束装置，通过设置升降平台来放置换热器的筒体，并设置固定平台来放置换热器的管束，能够通过调节升降平台的高度来适应不同尺寸筒体的换热器，适用范围广泛。

2、本发明采用的自动穿管束装置，通过在升降平台上设置可移动挡板来推动筒体进行移动，同时通过挡板驱动机构驱动可移动挡板进行移动，能有效提高筒体移动的稳定性，同时能有效提高该装置的自动化程度，减少人力物力的投入，提高管束的穿设效率。

3、本发明采用的自动穿管束装置，通过在升降平台上设置滚珠矩阵，在进行管束的穿设时，能有效减少筒体与升降平台的台面之间的摩擦力，进而能有效提高管束穿设效率。

4、本发明采用的自动穿管束装置，通过在固定平台上设置有多个可移动支架，便于对换热器的管板和折流板进行固定，进而将换热器的管束固定在固定平台上，有助于管束的穿设。

5、本发明采用的自动穿管束装置，通过将可移动支架的钢性活动板滑动安装在固定平台上，能够根据不同换热器结构调整可移动支架的个数和间距，将两个钢性活动臂滑动安装在钢性活动板的两端，能够根据不同管板和折流板的直径调整两个钢性活动臂之间的间距，适用范围广泛。

6、本发明采用的自动穿管束装置，通过在钢性活动板的上侧中部安装有一个顶升机构，当管板和折流板的直径不同时，可以通过顶升机构调节管板和折流板的布设高度，保证管束始终处于水平状态。

7、本发明采用的自动穿管束方法，在管束穿设前，通过红外传感器实现筒体与管束的对中，可以在穿管束之前保证了筒体与管束对中，避免传统人眼观测带来的误差，导致穿管束过程筒体与管束发生碰撞，能有效提高管束的穿设效率和管束的穿设质量，减少人力成本的投入。

8、本发明采用的自动穿管束方法，通过超声波雾化器在筒体内壁上均匀喷洒细小的水珠，并在筒体内部喷洒干冰，使筒体内壁上形成一个冰层，能有效减少筒体与管板、以及筒体与折流板之间的摩擦力，避免装配时筒体与管板或折流板的直接摩擦，极大地降低了装配阻力。

9、本发明采用的自动穿管束方法，装配中在升降平台和固定平台上进行，筒体及管束均不需要长时间吊在空中，极大地降低了安全隐患，此外，在平台上装配筒体与管束不会因吊装产生弯曲，更容易对中装配，也避免了装配时筒体与管束之间的碰撞，减少了转配带来的质量问题。

综上所述，本发明结构设计合理，操作方法简单便捷，便于装配，通过设置升降平台来放置换热器的筒体，并设置固定平台来放置换热器的管束，能够根据需求随时调整筒体的布设高度，可以安全的便利的完成不同尺寸换热器设备的穿管束过程，同时，可移动支架的间距和开口尺寸均能够进行适应性调整，适用范围广泛，整个管束穿设过程自动化程度较高，能有效提高工作效率，降低人工成本，减少因装配带来的质量问题，使用效果良好，可以进行多次周转使用，便于推广使用。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明自动穿管束装置的结构示意图。

图2为图1的俯视图。

图3为本发明活动臂驱动机构的安装结构示意图。

图4为本发明可移动支架与磁性垫条的安装结构示意图。

图5为本发明控制系统的电路原理框图。

图6为本发明方法的流程框图。

附图标记说明:

1—升降平台； 2—可移动挡板； 3—滚珠矩阵；

4—可升降支腿； 5—第一导轨； 6—驱动电机；

7—固定平台； 8—红外接收器； 9—固定支腿；

10—第二导轨； 11—钢性活动板； 11-1—滑槽；

12—钢性活动臂； 12-1—卡槽； 13—直线电机；

14—油缸； 15—磁性垫条； 16—筒体；

17—管板； 18—折流板； 19-1—链轮；

19-2—链条； 19-3—张紧轮； 19-4—转轴；

20—推杆； 21—槽型支架； 22—控制器；

23—接近开关； 24—第一油泵； 25—第二油泵；

26—管束。

具体实施方式

如图1至图5所示，本发明包括相互配合的升降平台1和固定平台7，所述升降平台1上设置有用于推动换热器的筒体16移动的可移动挡板2，所述可移动挡板2滑动安装在升降平台1上，所述升降平台1上设置有用于驱动可移动挡板2平移的挡板驱动机构，所述升降平台1上还设置有用于减小筒体16与升降平台1之间的摩擦力的滚珠矩阵3，所述固定平台7上设置有多个用于固定换热器的管板17和折流板18的可移动支架，所述可移动支架为由钢性活动板11和两个钢性活动臂12构成的U形支架，所述钢性活动板11滑动安装在固定平台7上，所述钢性活动板11的上侧中部安装有一个顶升机构，两个所述钢性活动臂12分别滑动安装在钢性活动板11的两端上部，所述钢性活动板11的底部设置有用于驱动两个钢性活动臂12进行平移的活动臂驱动机构。

实际使用时，通过设置升降平台1来放置换热器的筒体16，并设置固定平台7来放置换热器的管束，能够通过调节升降平台1的高度来适应不同尺寸筒体16的换热器，适用范围广泛。

需要说明的是，通过在升降平台1上设置可移动挡板2来推动筒体16进行移动，同时通过挡板驱动机构驱动可移动挡板2进行移动，能有效提高筒体16移动的稳定性，同时能有效提高该装置的自动化程度，减少人力物力的投入，提高管束的穿设效率。

本实施例中，滚珠矩阵3包括多个嵌装在升降平台1上的圆形滚珠，多个所述圆形滚珠能够在升降平台1上进行自由转动，通过在升降平台1上设置滚珠矩阵3，在进行管束26的穿设时，能有效减少筒体16与升降平台1的台面之间的摩擦力，进而能有效提高管束穿设效率。

实际使用时，通过在固定平台7上设置有多个可移动支架，便于对换热器的管板17和折流板18进行固定，进而将换热器的管束26固定在固定平台7上，有助于管束26的穿设。

需要说明的是，通过将可移动支架的钢性活动板11滑动安装在固定平台7上，能够根据不同换热器结构调整可移动支架的个数和间距，将两个钢性活动臂12滑动安装在钢性活动板11的两端，能够根据不同管板17和折流板18的直径调整两个钢性活动臂12之间的间距，适用范围广泛。

本实施例中，所述顶升机构包括油缸14和控制油缸14伸缩的第一油泵24，油缸14安装在钢性活动板11的上侧中部，第一油泵24与控制器22连接，通过在钢性活动板11上安装有一个油缸14，当管板17和折流板18的直径不同时，可以通过控制油缸14的伸缩来调节管板17和折流板18的布设高度，保证管束26始终处于水平状态。

本实施例中，所述升降平台1上设置有两个对可移动挡板2进行导向的第一导轨5，两个所述第一导轨5相互平行，所述固定平台7上设置有两个用于对所述可移动支架进行导向的第二导轨10，两个所述第二导轨10相互平行。

实际使用时，可移动挡板2的下部开设有两个与第一导轨5相配合的导向槽，使得可移动挡板2能够沿第一导轨5进行滑动，所述可移动支架中钢性活动板11的下部开设有两个与第二导轨10相互配合的导向槽，使得钢性活动板11能够沿着第二导轨10进行滑动；当钢性活动板11滑动到位后，通过螺栓将钢性活动板11固定在固定平台7上。

本实施例中，两个第一导轨5的中线与两个第二导轨10的中线共线。

本实施例中，滚珠矩阵3布设在两个第一导轨5之间。

本实施例中，所述升降平台1和固定平台7均为矩形平台，所述升降平台1下部的每个角上均支设有一个可升降支腿4，所述固定平台7下部的每个角上均设置有一个固定支腿9。

实际使用时，所述可升降支腿4优选的为液压升降柱，通过在升降平台1的下部设置可升降支腿4，能够通过可升降支腿4快速且精确的调节升降平台1的高度。

本实施例中，升降平台1和固定平台7的宽度相同，升降平台1的两侧分别与固定平台7的两侧相平齐，第一导轨5沿升降平台1的长度方向开设，两个第一导轨5对称布设在升降平台1两侧；固定平台7沿固定平台7的长度方向开设，两个第二导轨10对称布设在固定平台7两侧。

本实施例中，四个所述可升降支腿4的升降均通过第二油泵25控制，所述第二油泵25与控制器22连接。

本实施例中，所述挡板驱动机构包括驱动电机6和两个对称布设在升降平台1两侧的链条传动单元，所述链条传动单元包括相互配合的链轮19-1、链条19-2和张紧轮19-3，所述链条传动单元中的链轮19-1和张紧轮19-3分别布设在升降平台1的两端，所述驱动电机6布设在升降平台1上靠近链轮19-1的一端。

实际使用时，所述驱动电机6通过控制器22进行控制，两个链条传动单元均通过同一个驱动电机6驱动，能够保证两个链条传动单元之间的同步传动，进而保证可移动挡板2平稳的移动。

需要说明的是，链条传动无弹性滑动和打滑现象，平均传动比准确，工作可靠，效率高；传递功率大，过载能力强，相同工况下的传动尺寸小；所需张紧力小，作用于轴上的压力小；能在高温、潮湿、多尘、有污染等恶劣环境中工作。

本实施例中，两个链条传动单元分别布设在两个第一导轨5的外侧。

本实施例中，所述可移动挡板2的两侧均设置有一个供链条19-2安装的耳板，所述链条19-2的一端固定在与其对应的耳板的一侧，所述链条19-2的另一端依次跨过与其对应的链轮19-1和张紧轮19-3后固定在与其对应的耳板的另一侧。

实际使用时，链条19-2与链轮19-1相互啮合，链轮19-1与张紧轮19-3分别布设在升降平台1的两端，保证可移动挡板2始终在链轮19-1与张紧轮19-3之间的升降平台1上进行往复移动。

需要说明的是，通过耳板将可移动挡板2与链条19-2固定连接，可以通过链条19-2带动可移动挡板2移动。

本实施例中，两个所述链轮19-1通过转轴19-4安装在驱动电机6的输出轴上，两个所述链轮19-1分别固定安装在转轴19-4的两端，所述转轴19-4的一端固定在驱动电机6的输出轴上且其与驱动电机6的输出轴呈同轴布设。

实际使用时，转轴19-4沿升降平台1的宽度方向布设，转轴19-4布设在升降平台1上远离固定平台7的一端。

本实施例中，升降平台1上设置有两个用于安装转轴19-4的转轴安装座，转轴19-4转动安装在转轴安装座内。

本实施例中，所述活动臂驱动机构包括布设在钢性活动板11正下方的直线电机13，所述直线电机13通过控制器22进行控制，所述钢性活动板11的下部设置有供直线电机13安装的槽型支架21，所述直线电机13的定子固定在槽型支架21上，所述直线电机13的动子铰接连接有两个分别用于驱动两个钢性活动臂12移动的推杆20。

实际使用时，槽型支架21固定在固定平台7的底部，槽型支架21的开口朝上且其开口的两侧上端均与钢性活动板11固定为一体；直线电机13的定子固定在槽型支架21底部中间，直线电机13的动子始终在槽型支架21内进行往复运动。

本实施例中，直线电机13的动子固定有一个供推杆20安装的推杆安装板，两个所述推杆20的下端分别铰接在推杆安装板的两侧，两个所述推杆20的上端斜向上依次穿过固定平台7和钢性活动板11后分别铰接在两个钢性活动臂12的下端，所述固定平台7和钢性活动板11上均开设有供推杆20穿过的条形孔。

实际使用时，当需要减小两个钢性活动臂12之间的距离时，控制直线电机13的动子向下收缩，推杆20拉动两个钢性活动臂12向内移动；当需要增大两个钢性活动臂12之间的距离时，控制直线电机13的动子向上伸出，推杆20推动两个钢性活动臂12向外移动。

本实施例中，所述钢性活动板11上沿其长度方向开设有供钢性活动臂12滑动安装的滑槽11-1，所述钢性活动臂12上沿其长度方向开设有供管板17和折流板18卡装的卡槽12-1，所述卡槽12-1的开口宽度不小于管板17和折流板18的厚度；所述卡槽12-1内设置有用于调节卡槽12-1开口宽度的磁性垫条15。

实际使用时，通过在钢性活动臂12的内侧开设竖向的卡槽12-1，便于对管板17和折流板18进行卡紧和定位。

需要说明的是，卡槽12-1内具有一定的磁性，能够与磁性垫条15紧密贴合，磁性垫条15的长度与卡槽12-1的长度相等，磁性垫条15的宽度等于卡槽12-1的槽深，磁性垫条15的厚度一般为1mm、2mm、5mm或10mm。

本实施例中，所述折流板18对应的每个所述可移动支架中的一个钢性活动臂12上均安装有一个与控制器22连接的接近开关23，所述管板17上安装有一个与控制器22连接的接近开关23，靠近所述可移动挡板2的两个钢性活动臂12上分别安装有一个红外发射器，所述筒体16上靠近钢性活动臂12的一端安装有两个与红外发射器相配合的红外接收器8，所述红外接收器8与控制器22连接。

实际使用时，驱动电机6、红外接收器8、直线电机13、控制器22、第一油泵24和第二油泵25构成本发明自动穿管束装置的控制系统，通过在本发明自动穿管束装置中添加控制系统，能够实现该装置的自动化控制，提高工作效率。

本实施例中，红外发射器和红外接收器8构成一个红外传感器，该红外传感器优选的为型号为欧姆龙E3Z-T81A的光电传感器；控制器22优选的为计算机，所述接近开关23优选的为涡流式接近开关，所述筒体16上设置有与所述涡流式接近开关配合的磁块。

实际使用时，所述红外发射器通电后发出红外信号，红外接收器8安装在信号有效距离接收之内，红外接收器8接收到红外信号后可将信号传递给控制器22。

如图5和图6所示的一种管壳式换热器设备的自动穿管束的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、固定平台上可移动支架的安装，过程如下：

步骤101、确定可移动支架的数量：根据换热器中管板17和折流板18的数量确定固定平台7上安装的可移动支架的数量，所述可移动支架的数量等于管板17和折流板18的总数；

实际使用时，先确定换热器中折流板18和管板17的数量，然后根据折流板18和管板17的数量，在固定平台7上安装相应数量的可移动支架，保证所有的管板17和折流板18均对应有一个可移动支架。

步骤102、确定可移动支架的间距：根据管板17和与其相邻的折流板18、以及相邻两个折流板18之间的间距确定可移动支架之间的间距，使得管板17和折流板18分别对应一个所述可移动支架；

实际使用时，由管束26的一端向另一端依次测量相邻的两个折流板18以及相邻的管板17和折流板18之间的距离，将多个可移动支架按照指定间距安装在固定平台7上。

步骤103、安装可移动支架：将多个所述可移动支架依次滑动安装在固定平台7上，通过螺栓将所述可移动支架的钢性活动板11固定在固定平台7上；

实际使用时，所述可移动支架定位好之后，通过螺栓将钢性活动板11固定在固定平台7上，能够保证可移动支架与固定平台7之间的连接可靠性，防止管束穿设过程中，可移动支架发生移位。

本实施例中，进行可移动支架的固定时，首先将第一个可移动支架沿两个第二导轨10滑动至固定平台7靠近升降平台1的一侧，并通过螺栓将第一个可移动支架与固定平台7进行固定，然后根据步骤102中确定的间距安装其他的可移动支架，每个所述可移动支架的安装方法均相同。

步骤104、确定钢性活动臂的卡槽宽度：所述钢性活动臂12上沿其长度方向开设有供管板17和折流板18卡装的卡槽12-1，所述卡槽12-1的开口宽度不小于管板17和折流板18的厚度，当管板17或折流板18的厚度小于卡槽12-1的开口宽度时，在与所述管板17或折流板18对应的钢性活动臂12的卡槽12-1内安装磁性垫条15，使安装有磁性垫条15的卡槽12-1的开口宽度等于所述管板17或折流板18的厚度；

实际使用时，由于不同的换热器对应的管板17和折流板18的厚度可能存在差异，同时，同一个换热器对应的管板17与折流板18的厚度也可能不一致，因此，需要先根据管板17和折流板18的厚度调节与其对应的卡槽12-1的开口宽度。

步骤二、换热器管束的吊装：通过吊具将换热器的管束26吊起使管板17和折流板18依次放在步骤一中已经固定好的多个钢性活动板11上，根据管板17和折流板18的直径，分别调节多个钢性活动板11上顶升机构的顶升高度，使得换热器的管束26呈水平布设，分别通过多个所述活动臂驱动机构调节多个可移动支架中两个钢性活动臂12之间的距离，使得管板17和折流板18分别卡装在与其对应的两个卡槽12-1中；

实际使用时，通过调节所述活动臂驱动机构中直线电机13的伸缩，来实现对两个钢性活动臂12之间的距离进行调节。

本实施例中，调节多个钢性活动板11上顶升机构的顶升高度时，控制器22控制第一油泵24，使油缸14伸缩来实现顶升机构顶升高度的变化。

步骤三、换热器筒体的吊装和对中，过程如下：

步骤301、换热器筒体的吊装：通过吊具将换热器的筒体16吊起并放置在升降平台1上的滚珠矩阵3上，所述筒体16呈水平布设；

步骤302、红外传感器的安装：在靠近筒体16的两个钢性活动臂12上安装两个红外发射器，两个所述红外发射器的布设高度与换热器的管束26中轴线的布设高度相同，在所述筒体16上靠近固定平台7的一端两侧分别安装两个与红外发射器相配合的红外接收器8，所述红外接收器8与控制器22连接，两个所述红外接收器8的布设高度等于筒体16中心线的布设高度，两个所述红外接收器8之间的距离等于两个所述红外发射器之间的距离；

实际使用时，通过将两个红外发射器安装在靠近升降平台1的两个钢性活动臂12上，将两个红外接收器8安装在筒体16上，便于快速实现筒体16和管束26的对中，能有效提高工作效率；红外发射器安装在钢性活动臂12上靠近筒体16的一侧。

步骤303、换热器筒体与管束的对中：所述升降平台1的下部支设有多个可升降支腿4，通过多个可升降支腿4调节升降平台1的高度，当两个红外传感器8的红外接收器均接收到红外发射器发射的信号后，完成换热器筒体16与管束26的对中；

实际使用时，通过调节升降平台1的高度，当筒体16上安装的两个红外接收器移动至与两个红外发射器同等高度时，红外传感器8可感应到信号并将信号传递给控制器22，此时控制器22控制第二油泵25停止运行，升降平台1的高度调节到位。

步骤四、筒体内部制冰：利用超声波雾化器在筒体16内壁上均匀喷洒细小的水珠，在筒体16外部覆盖隔热棉，在筒体16内部喷洒干冰，使筒体16内壁上形成均匀密布的小冰珠；

实际使用时，通过水珠和干冰在筒体16内壁上形成均匀密布的小冰珠，能够使筒体16的内壁上形成一个冰层，进而能减少筒体16与管板17、以及筒体16与折流板18之间的摩擦力，便于管束26的穿设。

需要说明的是，通过在筒体16外部覆盖隔热棉，能有效对筒体16进行隔温，降低筒体16内的小冰珠熔化速度，为管束26的穿设提供一定的时间。

步骤五、穿管束，过程如下：

步骤501、在与折流板18对应的每个所述可移动支架中的一个钢性活动臂12上均安装有一个与控制器22连接的接近开关23，在管板17上靠近筒体16的一侧安装一个接近开关23；

实际使用时，钢性活动臂12上的接近开关23安装在钢性活动臂12上靠近筒体16的一侧，通过在管板17上、以及与折流板18对应每个所述可移动支架中的一个钢性活动臂12上均安装一个接近开关23，并将接近开关23与控制器22连接，当筒体16向前移动并接触到接近开关23后，接近开关23可以及感应到并将信号传递给控制器22，控制器22收到信号后可控制活动臂驱动机构动作，整个过程不需要人为参与，自动化程度高，能有效提高工作效率。

步骤502、所述控制器22控制所述挡板驱动机构启动，所述挡板驱动机构驱动可移动挡板2朝着管束26进行移动，可移动挡板2推动筒体16在滚珠矩阵3上朝着管束26进行移动，使得筒体16依次套设在多个折流板18的外部，当筒体16碰到管板17上安装的接近开关23时，筒体16停止移动，完成筒体16内管束26的穿设；

当筒体16移动至折流板18或管板17位置处时，与折流板18或管板17对应的钢性活动臂12上的接近开关23将信号传递给控制器22，控制器22控制活动臂驱动机构将两个钢性活动臂12向外移动指定距离，同时控制器22控制与两个所述钢性活动臂12对应的顶升机构下降指定高度，使所述折流板18或管板17处于悬空状态，随着筒体16的不断移动，所述折流板18或管板17进入筒体16内并在筒体16内均匀密布的小冰珠形成的冰层上滑动；

实际使用时，当筒体16移动至折流板18或管板17位置处时，需要保证两个钢性活动臂12向外移动的距离、以及顶升机构下降的高度，能够让筒体16顺利通过，防止钢性活动臂12和顶升机构对筒体16产生一定的阻挡。

本实施例中，进行管束的穿设时，折流板18先进入筒体16内，管板17最后进入筒体16内，折流板18和管板17的总数确定，接近开关23的总数确定，可在控制器22中设定接近开关23的数量，当最后一个接近开关23，即管板17上的接近开关23感应到筒体16的触碰信号后，控制器22控制驱动电机6停止运行，管束的穿设完成。

步骤六、筒体的吊离：当步骤五中穿管束完成后，控制器22控制所述挡板驱动机构停止运行，当筒体16内的温度上升至室温时，操作人员将穿管束26后的筒体16吊走。

实际使用时，控制器22通过控制驱动电机6的启停和正反转来实现对挡板驱动机构的控制。

本实施例中，需要将穿管束26后的筒体16吊走时，首先通过控制器22控制驱动电机6驱动可移动挡板2向远离筒体16的方向运行一端距离，使可移动挡板2与筒体16分离，便于筒体16的吊装。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (10)

1.一种管壳式换热器设备用自动穿管束装置，其特征在于：包括相互配合的升降平台(1)和固定平台(7)，所述升降平台(1)上设置有用于推动换热器的筒体(16)移动的可移动挡板(2)，所述可移动挡板(2)滑动安装在升降平台(1)上，所述升降平台(1)上设置有用于驱动可移动挡板(2)平移的挡板驱动机构，所述升降平台(1)上还设置有用于减小筒体(16)与升降平台(1)之间的摩擦力的滚珠矩阵(3)，所述固定平台(7)上设置有多个用于固定换热器的管板(17)和折流板(18)的可移动支架，所述可移动支架为由钢性活动板(11)和两个钢性活动臂(12)构成的U形支架，所述钢性活动板(11)滑动安装在固定平台(7)上，所述钢性活动板(11)的上侧中部安装有一个顶升机构，两个所述钢性活动臂(12)分别滑动安装在钢性活动板(11)的两端上部，所述钢性活动板(11)的底部设置有用于驱动两个钢性活动臂(12)进行平移的活动臂驱动机构。

2.按照权利要求1所述的一种管壳式换热器设备用自动穿管束装置，其特征在于：所述升降平台(1)上设置有两个对可移动挡板(2)进行导向的第一导轨(5)，两个所述第一导轨(5)相互平行，所述固定平台(7)上设置有两个用于对所述可移动支架进行导向的第二导轨(10)，两个所述第二导轨(10)相互平行。

3.按照权利要求1所述的一种管壳式换热器设备用自动穿管束装置，其特征在于：所述升降平台(1)和固定平台(7)均为矩形平台，所述升降平台(1)下部的每个角上均支设有一个可升降支腿(4)，所述固定平台(7)下部的每个角上均设置有一个固定支腿(9)。

4.按照权利要求1所述的一种管壳式换热器设备用自动穿管束装置，其特征在于：所述挡板驱动机构包括驱动电机(6)和两个对称布设在升降平台(1)两侧的链条传动单元，所述链条传动单元包括相互配合的链轮(19-1)、链条(19-2)和张紧轮(19-3)，所述链条传动单元中的链轮(19-1)和张紧轮(19-3)分别布设在升降平台(1)的两端，所述驱动电机(6)布设在升降平台(1)上靠近链轮(19-1)的一端。

5.按照权利要求4所述的一种管壳式换热器设备用自动穿管束装置，其特征在于：所述可移动挡板(2)的两侧均设置有一个供链条(19-2)安装的耳板，所述链条(19-2)的一端固定在与其对应的耳板的一侧，所述链条(19-2)的另一端依次跨过与其对应的链轮(19-1)和张紧轮(19-3)后固定在与其对应的耳板的另一侧。

6.按照权利要求5所述的一种管壳式换热器设备用自动穿管束装置，其特征在于：两个所述链轮(19-1)通过转轴(19-4)安装在驱动电机(6)的输出轴上，两个所述链轮(19-1)分别固定安装在转轴(19-4)的两端，所述转轴(19-4)的一端固定在驱动电机(6)的输出轴上且其与驱动电机(6)的输出轴呈同轴布设。

7.按照权利要求1所述的一种管壳式换热器设备用自动穿管束装置，其特征在于：所述活动臂驱动机构包括布设在钢性活动板(11)正下方的直线电机(13)，所述钢性活动板(11)的下部设置有供直线电机(13)安装的槽型支架(21)，所述直线电机(13)的定子固定在槽型支架(21)上，所述直线电机(13)的动子铰接连接有两个分别用于驱动两个钢性活动臂(12)移动的推杆(20)。

8.按照权利要求1所述的一种管壳式换热器设备用自动穿管束装置，其特征在于：所述钢性活动板(11)上沿其长度方向开设有供钢性活动臂(12)滑动安装的滑槽(11-1)，所述钢性活动臂(12)上沿其长度方向开设有供管板(17)和折流板(18)卡装的卡槽(12-1)，所述卡槽(12-1)的开口宽度不小于管板(17)和折流板(18)的厚度；所述卡槽(12-1)内设置有用于调节卡槽(12-1)开口宽度的磁性垫条(15)。

9.按照权利要求1所述的一种管壳式换热器设备用自动穿管束装置，其特征在于：所述折流板(18)对应的每个所述可移动支架中的一个钢性活动臂(12)上均安装有一个与控制器(22)连接的接近开关(23)，所述管板(17)上安装有一个与控制器(22)连接的接近开关(23)，靠近所述可移动挡板(2)的两个钢性活动臂(12)上分别安装有一个红外发射器，所述筒体(16)上靠近钢性活动臂(12)的一端安装有两个与红外发射器相配合的红外接收器(8)，所述红外接收器(8)与控制器(22)连接。

10.一种利用如权利要求1所述装置进行管壳式换热器设备的自动穿管束的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、固定平台上可移动支架的安装，过程如下：

步骤101、确定可移动支架的数量：根据换热器中管板(17)和折流板(18)的数量确定固定平台(7)上安装的可移动支架的数量，所述可移动支架的数量等于管板(17)和折流板(18)的总数；

步骤102、确定可移动支架的间距：根据管板(17)和与其相邻的折流板(18)、以及相邻两个折流板(18)之间的间距确定可移动支架之间的间距，使得管板(17)和折流板(18)分别对应一个所述可移动支架；

步骤103、安装可移动支架：将多个所述可移动支架依次滑动安装在固定平台(7)上，通过螺栓将所述可移动支架的钢性活动板(11)固定在固定平台(7)上；

步骤104、确定钢性活动臂的卡槽宽度：所述钢性活动臂(12)上沿其长度方向开设有供管板(17)和折流板(18)卡装的卡槽(12-1)，所述卡槽(12-1)的开口宽度不小于管板(17)和折流板(18)的厚度，当管板(17)或折流板(18)的厚度小于卡槽(12-1)的开口宽度时，在与所述管板(17)或折流板(18)对应的钢性活动臂(12)的卡槽(12-1)内安装磁性垫条(15)，使安装有磁性垫条(15)的卡槽(12-1)的开口宽度等于所述管板(17)或折流板(18)的厚度；

步骤二、换热器管束的吊装：通过吊具将换热器的管束(26)吊起使管板(17)和折流板(18)依次放在步骤一中已经固定好的多个钢性活动板(11)上，根据管板(17)和折流板(18)的直径，分别调节多个钢性活动板(11)上顶升机构的顶升高度，使得换热器的管束(26)呈水平布设，分别通过多个所述活动臂驱动机构调节多个可移动支架中两个钢性活动臂(12)之间的距离，使得管板(17)和折流板(18)分别卡装在与其对应的两个卡槽(12-1)中；

步骤三、换热器筒体的吊装和对中，过程如下：

步骤301、换热器筒体的吊装：通过吊具将换热器的筒体(16)吊起并放置在升降平台(1)上的滚珠矩阵(3)上，所述筒体(16)呈水平布设；

步骤302、红外传感器的安装：在靠近筒体(16)的两个钢性活动臂(12)上安装两个红外发射器，两个所述红外发射器的布设高度与换热器的管束(26)中轴线的布设高度相同，在所述筒体(16)上靠近固定平台(7)的一端两侧分别安装两个与红外发射器相配合的红外接收器(8)，所述红外接收器(8)与控制器(22)连接，两个所述红外接收器(8)的布设高度等于筒体(16)中心线的布设高度，两个所述红外接收器(8)之间的距离等于两个所述红外发射器之间的距离；

步骤303、换热器筒体与管束的对中：所述升降平台(1)的下部支设有多个可升降支腿(4)，通过多个可升降支腿(4)调节升降平台(1)的高度，当两个红外传感器(8)的红外接收器均接收到红外发射器发射的信号后，控制器(22)控制多个可升降支腿(4)停止动作，完成换热器筒体(16)与管束(26)的对中；

步骤四、筒体内部制冰：利用超声波雾化器在筒体(16)内壁上均匀喷洒细小的水珠，在筒体(16)外部覆盖隔热棉，在筒体(16)内部喷洒干冰，使筒体(16)内壁上形成均匀密布的小冰珠；

步骤五、穿管束，过程如下：

步骤501、在与折流板(18)对应的每个所述可移动支架中的一个钢性活动臂(12)上均安装有一个与控制器(22)连接的接近开关(23)，在管板(17)上靠近筒体(16)的一侧安装一个接近开关(23)；

步骤502、所述控制器(22)控制所述挡板驱动机构启动，所述挡板驱动机构驱动可移动挡板(2)朝着管束(26)进行移动，可移动挡板(2)推动筒体(16)在滚珠矩阵(3)上朝着管束(26)进行移动，使得筒体(16)依次套设在多个折流板(18)的外部，当筒体(16)碰到管板(17)上安装的接近开关(23)时，筒体(16)停止移动，完成筒体(16)内管束(26)的穿设；

当筒体(16)移动至折流板(18)或管板(17)位置处时，与折流板(18)或管板(17)对应的钢性活动臂(12)上的接近开关(23)将信号传递给控制器(22)，控制器(22)控制活动臂驱动机构将两个钢性活动臂(12)向外移动指定距离，同时控制器(22)控制与两个所述钢性活动臂(12)对应的顶升机构下降指定高度，使所述折流板(18)或管板(17)处于悬空状态，随着筒体(16)的不断移动，所述折流板(18)或管板(17)进入筒体(16)内并在筒体(16)内均匀密布的小冰珠形成的冰层上滑动；

步骤六、筒体的吊离：当步骤五中穿管束完成后，控制器(22)控制所述挡板驱动机构停止运行，当筒体(16)内的温度上升至室温时，操作人员将穿管束(26)后的筒体(16)吊走。

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