CN111687602A - 一种管壳式换热器用螺旋折流板基板的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种管壳式换热器用螺旋折流板基板的加工方法，属于化工装备领域。一种管壳式换热器用螺旋折流板基板的加工方法，其特征在于：包括以下加工步骤：步骤一：制作圆环板；步骤二：圆环板拉伸成单螺旋片；步骤三：单螺旋片拼接成连续螺旋片；步骤四：连续螺旋片拉伸成螺旋折流板基板。

Description

一种管壳式换热器用螺旋折流板基板的加工方法

技术领域

本发明涉及一种管壳式换热器用螺旋折流板基板的加工方法，属于化工装备领域。

背景技术

一条垂直于轴线的母线绕着轴线作螺旋运动而形成的曲面，称为螺旋面，母线远轴端点决定了螺旋面的外径，母线近轴端点决定了螺旋面的内径，螺旋叶片是有厚度的螺旋面。螺旋输送机（绞龙）是内径较大的螺旋叶片，因为绞龙中间需要焊接轴或管子以获得旋转驱动力；而管壳式换热器内的螺旋折流板是静止的，为了保证布管数量，并减少液体中间短路的流量，保证传热效率，需要内径尽可能小的螺旋折流板。

目前的手段是模具法生产，即先根据目标尺寸的螺旋曲面，利用便于加工的材料制成模具，再将一定尺寸的平板放在模具内通过锻压，形成所需要的螺旋曲面板。

专利号为ZL 2005100430335公开的一种连续螺旋曲面板管壳式换热器的专利中，具体实施方式的加工方法一中提供了一种利用锻压模具制造螺旋板的方法：将一金属材料（铝板或钢板）的圆环片子沿径向裁开，然后将其套入锻压下模具，锻压模具的表面即为一个周期的螺旋曲面。然后将锻压上模具从上方套入锻压下模具，将圆环片子夹在中间，同时可以上紧模具周边的螺栓，将上下模具固定在一起，然后将模具放到锻床上锻压，将金属片子锻压成螺旋片。此种实施方式的最大不足是锻压模具适应能力较差，无法满足多种规格螺旋曲面板的加工。

专利号为ZL 2005100430335公开的一种连续螺旋折流板管壳式换热器的专利中，具体实施方式的加工方法二中提供了一种利用拉片夹具制造螺旋板的方法，此方法需要在圆环片子上裁掉一个小扇形，而且选材时要保证圆环片子的内径、外径都大于成形后的螺旋片的内外径，拉制好的螺旋片需要后续敲打处理，使相邻片子的表面尽量贴合，此种实施方式的最大不足是加工精度差、工序复杂、不确定因素过多，无法保证螺旋板的质量的稳定性，不易实现工业化生产。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种管壳式换热器用螺旋折流板基板的加工方法，该方法能够实现用于管壳式换热器的螺旋折流板基板的加工，得到螺旋曲线较好、内孔尽可能小的螺旋折流板，加工过程简单，工装实施容易。

本发明的技术方案是：一种管壳式换热器用螺旋折流板基板的加工方法，其特征在于：包括以下加工步骤：步骤一：制作圆环板1；步骤二：圆环板1拉伸成单螺旋片2；步骤三： 单螺旋片2拼接成连续螺旋片3；步骤四：连续螺旋片3拉伸成螺旋折流板基板4。圆环板1的材质为金属，内径为1～200mm之间，外径为50～2000mm之间，厚度在1～20mm之间，圆环板1内外径之间切一条缝，或切一个扇形缺口；圆环板1内圆周长大于成型后螺距的0.3倍，小于成型后螺距的3倍。 圆环板1通过单片拉伸夹具拉伸成单螺旋片2，单片拉伸夹具的特征在于：包括底座10、夹持装置支座A11、夹持装置A12、夹持装置B13、夹持装置支座B14；夹持装置A12安装在夹持装置支座A11上，夹持装置B13安装在夹持装置支座B14上；夹持装置A12的钳口和夹持装置B13的钳口之间的夹角在0～270°之间；夹持装置支座A11与夹持支座装置B可产生相对运动，且二者中至少有1个是可移动的，移动的驱动力来源可以是电动、气动、液压、螺纹、齿轮齿条或蜗轮蜗杆；夹持装置A12、夹持装置B13可以控制钳口松开或夹持状态，其动力来源可以是电动、气动、液压、螺纹、齿轮齿条或蜗轮蜗杆。单螺旋片2通过焊接拼接成连续螺旋片3，连续螺旋片3可以直接进行拉伸，或者经过热处理之后再进行拉伸。连续螺旋片3通过整体拉伸夹具拉伸成螺旋折流板基板4，整体拉伸夹具的特征在于：具有同单片拉伸夹具相同的构造。

附图说明

图1是本发明的加工方法方框流程图。

图2是步骤二，即圆环板1拉伸成单螺旋片2的过程示意图。

图3是步骤三，即单螺旋片2拼接成连续螺旋片3的过程示意图。

图4是步骤四，即连续螺旋片3拉伸成螺旋折流板基板4的过程示意图。

图5是单片拉伸夹具的结构示意图。

附图标记：1-圆环板、2-单螺旋片、3-连续螺旋片、4-螺旋折流板基板、10-底座、11-夹持装置支座A、12-夹持装置A、13-夹持装置B、14-夹持装置支座B。

具体实施方式

下面结合附图具体说明该发明的实施方式。

步骤一：制作圆环板1。根据管壳式换热器用螺旋折流板的螺旋外径确定圆环板1的外径，根据管壳式换热器用螺旋折流板的螺距确定圆环板1的内径，根据需求厚度确定圆环板1的板厚，确定以上参数后利用电火花切割、激光切割、无齿锯切割、高压水射流切割、等离子切割等金属切割装备将原料板切割成圆环板1，并沿某一半径线裁开或切掉一个小扇形（剩余圆环板圆心角为90~360度之间）。

步骤二：圆环板1拉伸成单螺旋片2。将圆环板1放在夹持装置A12和夹持装置B13上，钳口端部尽可能靠近圆环板1的内孔，如果圆环板4有切缝，则切缝位于夹持装置A12和夹持装置B13中间，如果圆环板4有扇形缺口，则夹持装置A12和夹持装置B13的钳口角度相应调整，通过控制夹持装置A12和夹持装置B13上的钳口把圆环板4夹紧，此时可以驱动夹持装置支座A11和夹持装置支座B14中的一个运动或两个，使其之间产生相对运动，圆环板1在夹持装置A12和夹持装置B13的相对运动过程中逐渐变形，形成符合需求的单螺旋片2。

步骤三：单螺旋片2拼接成连续螺旋片3。单螺旋片2通过焊接拼接成连续螺旋片3，在拼接处须保证连续螺旋片3拼缝平滑，以利于后续工序中连续螺旋片3的拉伸成型。根据单螺旋片2的原金属材料的性质，可以选择是否对拼接完毕的连续螺旋片3进行焊后热处理。不需要进行热处理的连续螺旋片3直接进行拉伸；对于需要进行焊后热处理的连续螺旋片3在进行了焊后热处理之后再进行拉伸。

步骤四：连续螺旋片3拉伸成螺旋折流板基板4。将连续螺旋片3的最端头的两个切口放在夹持装置上，钳口端部尽可能靠近连续螺旋片3的内孔，通过控制夹持装置的钳口把连续螺旋片3的最端头的两个切口夹紧，再驱动夹持装置支座与夹持装置之间产生相对运动，连续螺旋片3在它们的相对运动过程中逐渐伸长、变形，形成符合需求的螺旋折流板基板4。

已经成型的螺旋折流板基板4是一个具有一定长度的连续螺旋折流板，根据实际的需求，可以整体使用，也可以切割分段后使用，进行后续的开孔操作。

Claims (5)

1.一种管壳式换热器用螺旋折流板基板的加工方法，其特征在于：包括以下加工步骤：步骤一：制作圆环板（1）；步骤二：圆环板（1）拉伸成单螺旋片（2）；步骤三：单螺旋片（2）拼接成连续螺旋片（3）；步骤四：连续螺旋片（3）拉伸成螺旋折流板基板（4）。

2.根据权利要求1所述的一种管壳式换热器用螺旋折流板基板的加工方法，其特征在于：圆环板（1）的材质为金属，内径为1~200mm之间，外径为50~2000mm之间，厚度在1~20mm之间，圆环板（1）内外径之间切一条缝，或切一个扇形缺口；圆环板（1）内圆周长大于成型后螺距的0.3倍，小于成型后螺距的3倍。

3.根据权利要求1所述的一种管壳式换热器用螺旋折流板基板的加工方法，其特征在于：

圆环板（1）通过单片拉伸夹具拉伸成单螺旋片（2），单片拉伸夹具的特征在于：包括底座（10）、夹持装置支座A（11）、夹持装置A（12）、夹持装置B（13）、夹持装置支座B（14）；夹持装置A（12）安装在夹持装置支座A（11）上，夹持装置B（13）安装在夹持装置支座B（14）上；夹持装置A（12）的钳口和夹持装置B（13）的钳口之间的夹角在0~270°之间；夹持装置支座A（11）与夹持支座装置B（14）可产生相对运动，且二者中至少有1个是可移动的，移动的驱动力来源可以是电动、气动、液压、螺纹、齿轮齿条或蜗轮蜗杆；夹持装置A（12）、夹持装置B（13）可以控制钳口松开或夹持状态，其动力来源可以是电动、气动、液压、螺纹、齿轮齿条或蜗轮蜗杆。

4.根据权利要求1所述的一种管壳式换热器用螺旋折流板基板的加工方法，其特征在于：

单螺旋片（2）通过焊接拼接成连续螺旋片（3），连续螺旋片（3）可以直接进行拉伸，或者经过热处理之后再进行拉伸。

5.根据权利要求1所述的一种管壳式换热器用螺旋折流板基板的加工方法，其特征在于：

连续螺旋片（3）通过连续拉伸夹具拉伸成螺旋折流板基板（4），连续拉伸夹具的特征在于：具有同单片拉伸夹具相同或相似的构造。

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