CN115635266B - 一种换热器管束自动穿管机及其穿管方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及换热器加工领域，尤其是涉及一种换热器管束自动穿管机及其穿管方法，一种换热器管束自动穿管机，包括移动架和设置于移动架上的操作台，移动架用于驱动操作台的水平移动和上下移动，操作台上设置有多个隔板，多个隔板并列设置，相邻两个隔板之间形成有用于放置换热管的隔间；还包括校准板，校准板上设置有多个激光发射器，各个激光发射器和换热器折流板的各个板孔对应；操作台上设置有用于推出隔间中换热管的推板和用于驱动推板的驱动结构一；隔间靠近推板的一端设置有激光接收器，激光接收器设置于隔间的中心线上且与操作台的台面高度等于换热管的半径；本申请具有提高穿管效率的效果。

Description

一种换热器管束自动穿管机及其穿管方法

技术领域

本申请涉及换热器加工领域，尤其是涉及一种换热器管束自动穿管机及其穿管方法。

背景技术

换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。换热器在化工、石油、动力、食品及其它许多工业生产中占有重要地位，其在化工生产中换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等，应用广泛。

换热器的常见类型包括管式换热器、浮头式换热器、U型管式换热器，管式换热器包括壳体和设置于壳体中的折流板，折流板可以根据实际需求设置为不同的形状，折流板既可以提高传热效果，还起到支撑管束的作用，折流板上开设有多个板孔，每个板孔中均安装有换热管，换热管的两端固定在管板上。

针对上述相关技术，发明人认为在将换热管安装于折流板上时，先排齐一排换热管，然后在换热管靠近折流板的一端安装导向头，使导向头对齐板孔，再驱动换热管移动，当换热管穿过板孔后，需要将导向头拆卸下来。在每次安装前都需要安装导向头，安装完成后需要拆卸导向头，导致穿管效率差。

发明内容

为了提高穿管效率，本申请提供一种换热器管束自动穿管机。

第一方面，本申请提供的一种换热器管束自动穿管机，采用如下的技术方案：

一种换热器管束自动穿管机，包括移动架和设置于所述移动架上的操作台，所述移动架用于驱动所述操作台的水平移动和上下移动，所述操作台上设置有多个隔板，多个所述隔板并列设置，相邻两个隔板之间形成有用于放置换热管的隔间；

还包括校准板，所述校准板上设置有多个激光发射器，各个所述激光发射器和换热器折流板的各个板孔对应；

所述操作台上设置有用于推出所述隔间中换热管的推板和用于驱动所述推板的驱动结构一；

所述隔间靠近所述推板的一端设置有激光接收器，所述激光接收器设置于所述隔间的中心线上且与所述操作台的台面高度等于换热管的半径。

通过采用上述技术方案，在向板孔中插接换热管时，先将校准板安装于换热器远离操作台的一侧面，使校准板上的多个激光发射器对准板孔的中心点，然后开启激光发射器，通过移动架调节操作台的位置，当激光接收器能够接收到激光发射器发射的激光，则说明隔间和板孔对齐，然后将换热管安装于板孔上，驱动结构一驱动推板移动，推板同时将多个换热管推入折流板的某一排板孔中，然后重复上述操作，将换热管逐排插入板孔中；在本申请中通过校准板、激光发射器和激光接收器的设置，便于使隔间对齐板孔，对比现有技术来说，无需使用导向头，节约拆装导向头的时间，提高穿管的效率。

可选的，相邻两个隔板之间设置有用于调节所述隔间大小的剪叉机构；所述剪叉机构在所述隔板上的两个端部分别为铰接端和滑动端，所述隔板两侧面上的所述铰接端相对应设置，所述隔板两侧面上的所述滑动端相对应设置；

所述隔板上开设有竖槽，所述竖槽中滑动连接有滑动块，同一所述隔板上的两所述滑动端均与所述滑动块铰接；其中一个所述隔间内设置有用于驱动所述隔板移动的驱动结构二；所述剪叉机构的中心处设置有激光接收器。

所述隔间靠近所述推板的一端设置有升降座，所述升降座设置于所述剪叉机构的中心，所述激光接收器设置于所述升降座上。

通过采用上述技术方案，在实际生产过程中需要生产不同型号的换热器，不同型号的换热器中的换热管的直径存在差异，为了提高本申请的实用性，在对不同型号的换热管进行插管时，先根据换热管的直径调节隔间的大小，驱动结构二驱动隔板移动，剪叉机构的滑动端滑动，带动相邻的剪叉机构的滑动端滑动，通过剪叉机构的设置，只需设置一个驱动结构二即可同时驱动所有的隔板，并且所有的隔间大小相等。

将隔间调节好之后，调节激光接收器的高度，使激光接收器和操作台台面之间的距离等于换热管的半径，然后再启动激光发射器，移动架驱动操作台移动，当激光接收器接收到激光后，此时隔间和板孔对齐；

在每个隔间内放入换热管，驱动结构一驱动推板移动，使当前一排换热管推入折流板上的某一列板孔中；然后通过移动架调节操作台的位置，重复上述操作，将下一排换热管推入折流板上的另一排板孔中，直至折流板的全部孔板均装上换热管。

可选的，所述驱动结构二包括双头气缸，所述双头气缸固定连接于所述操作台上，所述双头气缸两端的活塞杆分别固定连接于相邻两所述隔板上。

通过采用上述技术方案，在驱动隔板移动时，双头气缸的两个活塞杆同时驱动隔板互相远离。

可选的，所述隔板底部固定连接有滑块，所述操作台上开设有供所述滑块滑动的导槽。

通过采用上述技术方案，滑块和导槽的配合用于定位隔板，减小隔板在移动时位置出现偏移的可能性。

可选的，所述操作台上设置有下料组件，所述下料组件包括下料盒和用于驱动所述下料盒沿隔板布置方向移动的驱动结构三。

通过采用上述技术方案，在将换热管放入隔间内时，驱动结构三驱动下料盒移动，下料盒将换热管逐个放入隔间中，下料组件的设置无需人工下料，节约人力。

可选的，所述驱动结构三包括导轨和移动小车，所述导轨沿所述隔板并列方向架设于所述操作台上，所述移动小车可移动连接于所述导轨上，所述下料盒可升降连接于所述移动小车上。

通过采用上述技术方案，在下料时，先调节下料盒的高度，使下料盒的底面抵接隔板的顶面，然后移动小车沿导轨移动，带动下料盒移动，下料盒中的换热管逐个进入隔间中。

第二方面，本申请提供的一种一种换热器管束自动穿管方法，采用如下的技术方案：

一种换热器管束自动穿管方法，所述方法包括以下步骤：

S1：先将换热器放在所述操作台一端远离推板的一端，然后将所述校准板放置于换热管远离所述操作台的一端，使所述校准板上的所述激光发射器和换热管上板孔的中心点对齐；

S2：开启所述激光发射器，通过所述移动架调节所述操作台的位置，当所述激光接收器接收到所述激光发射器时，说明所述隔间对齐所述板孔；

S3：在每个隔间内放入换热管，所述驱动结构一驱动所述推板移动，将当前一排换热管推入折流板上的某一列板孔中；

S4：通过所述移动架调节所述操作台的位置，重复S2至S3的操作，将下一排换热管推入折流板上的另一排板孔中，直至折流板的全部孔板均装上换热管。

通过采用上述技术方案，该穿管方法无需使用导向头，利用激光发射器和激光接收器对隔间进行定位，间接的对换热管进行定位，加快换热管的穿管速率。

可选的，一种换热器管束自动穿管方法，所述方法包括以下步骤：

S1：先将换热器放在所述操作台一端远离推板的一端，然后将所述校准板放置于换热管远离所述操作台的一端，使所述校准板上的所述激光发射器和换热管上板孔的中心点对齐；

S2：根据换热管的直径，所述驱动结构二驱动所述隔板移动，所述剪叉机构的所述滑动端发生滑动，对所述隔间的大小进行调节，使隔间的大小与换热管的直径匹配，调节激光接收器在升降座上的位置，使激光接收器与操作台之间的高度等于换热管的半径；

S3：开启所述激光发射器，通过所述移动架调节所述操作台的位置，当所述激光接收器接收到所述激光发射器时，说明所述隔间对齐所述板孔；

S4：在每个隔间内放入换热管，所述驱动结构一驱动所述推板移动，将当前一排换热管推入折流板上的某一列板孔中；

S5：通过所述移动架调节所述操作台的位置，重复S2至S4的操作，将下一排换热管推入折流板上的另一排板孔中，直至折流板的全部孔板均装上换热管。

通过采用上述技术方案，通过剪叉机构的设置，设置一个驱动结构二即可同时驱动所有的隔板移动，并且能够保持所有隔间大小一致；通过剪叉机构和升降台的配合，便于调节激光接收器的位置。

综上所述，本申请包括以下有益技术效果：

1.通过校准板、激光发射器和激光接收器的设置，在穿管前便于校准隔间和板孔，无需拆装导向头，提高穿管效率；

2.通过剪叉机构的设置，设置一个双向气缸即可同时驱动所有的隔板移动，并且能够保持所有隔间大小一致；

3.通过剪叉机构和升降座的设置，便于调节激光接收器的位置。

附图说明

图1是本申请实施例一种换热器管束自动穿管机的结构示意图；

图2是本申请实施例中有关校准板的局部结构示意图；

图3是本申请实施例中有关剪叉机构和隔板的局部结构示意图；

图4是本申请实施例中有关剪叉机构的放大结构示意图；

图5是本申请实施例中有关下料盒的剖面结构示意图。

附图标记说明：

1、壳体；2、折流板；3、板孔；4、移动架；5、操作台；6、校准板；7、隔板；8、隔间；9、剪叉机构；10、推板；11、连接套；12、激光发射器；13、铰接端；14、滑动端；15、升降台；16、滑槽；17、连接块；18、凹槽；19、激光接收器；20、双头气缸；21、下料盒；22、底板；23、丝杆一；24、丝杆螺母一；25、电机一；26、导轨；27、移动小车；28、升降杆；29、滑块；30、升降座；31、丝杆二；32、丝杆螺母二；33、导槽；34、滑动块；35、竖槽；36、换热管；。

具体实施方式

以下结合附图1-5对本申请作进一步详细说明。

参照图1，目前常用的列管式换热器包括壳体1、折流板2和多根换热管36，折流板2固定连接于壳体1内，折流板2上开设有多个供换热管36插接的板孔3，板孔3设置设置有多排，上下相邻两排板孔3错开设置。

本申请实施例公开一种换热器管束自动穿管机，参照图1，包括移动架4、设置于移动架4上的操作台5和校准板6，移动架4用于驱动操作台5的水平移动和上下移动，操作台5上设置有多个隔板7，多个隔板7并列设置，隔板7可沿其排列方向滑动；相邻两个隔板7之间形成有用于放置换热管36的隔间8，在本申请中隔间8设置为五个，在实际生产过程中可以根据实际生产需要设置；相邻两个隔板7质之间设置有用于调节所述隔间8大小的剪叉机构9；操作台5上设置有用于下料的下料组件、用于推出隔间8中换热管36的推板10、用于驱动推板10移动的驱动结构一和用于驱动隔板7移动的驱动结构二；换热器的壳体1放置于操作台5远离推板10的一侧。

参照图1，隔板7底板22固定连接有滑块29，操作台5上开设有供滑块29滑动的导槽33；隔板7的顶面呈弧形凸面设置。

参照图2，在本申请实施例中，校准板6上固定连接有连接套11，连接套11和换热器壳体1适配，校准板6靠近连接套11的一侧面上设置有多个激光发射器12，各个激光发射器12和换热器折流板2上的各个板孔3对应设置，校准板6在加工时采用与折流板2相同的工艺，折流板2根据换热管36的需求定位各个点进行打孔，根据折流板2的定位点在校准板6上进行定位，然后在校准板6的各个定位处安装激光器发射器；根据不同型号的换热器，校准板6对应设置有多个；在使用校准板6时，将连接套11套设于换热器的壳体1上，然后转动校准板6使激光发射器12对齐各个板孔3的圆心。

参照图3和图4，剪叉机构9设置在隔板7远离换热管36的一端，隔板7上的两个端部分别为铰接端13和滑动端14，铰接端13铰接于隔板7的底部，隔板7上开设有竖槽35，竖槽35中滑动连接有滑动块34，设置于同一隔板7上的两个滑动端14均与滑块29铰接；隔板7两侧面上的铰接端13对应设置，隔板7两侧面上的滑动端14对应设置。

参照图3和图4，剪叉机构9的中点上沿竖直方向设置有升降台15，隔板7上沿竖直方向开设有滑槽16，滑槽16呈T型槽设置，剪叉机构9的中点上固定连接有连接块17，连接块17可在滑槽16中滑动，操作台5上开设有供升降台15滑动的凹槽18；升降台15远离连接块17的一侧面沿竖直方向滑动连接有激光接收器19；驱动结构二包括双头气缸20，双头气缸20固定连接于操作台5上，双头气缸20两端的活塞杆分别固定连接于相邻两所述隔板7上。

不同型号的换热器中使用的换热管36的型号不一样，进行穿管操作前，可以根据不同的换热管36对隔间8的大小进行调节，使换热管36在隔间8中无法滚动，在双头气缸20推动相邻两隔板7互相远离时（或者拉动两隔板7互相靠近时），剪叉机构9同时张开（或者收拢），从而使各个隔间8的大小一致；同时设置一个双头气缸20即可以使控制所有隔间8。剪叉机构9张开或者收拢时剪叉机构9的中点会上下移动，升降台15通过连接块17和滑槽16连接于剪叉机构9的中点上，在剪叉机构9的中点发生上下移动时，连接块17在滑槽16中上下移动，使升降台15始终在凹槽18中。

参照图4，下料组件包括下料盒21和用于驱动下料盒21沿隔板7布置方向移动的驱动结构三，下料盒21的顶面呈敞口设置，便于将换热管36放入下料盒21中；下料盒21底面滑动连接有底板22，下料盒21上设置有丝杆一23、丝杆螺母一24和用于驱动丝杆一23转动的电机一25，丝杆沿隔板7布置方向设置且转动连接于下料盒21上，丝杆螺母一24螺纹连接于丝杆一23上，底板22固定连接于丝杆螺母一24上。

参照图1，操作台5上设置有支架，驱动结构三包括导轨26和移动小车27，导轨26架设于支架上，移动小车27可移动连接于导轨26上，下料盒21通过升降杆28可升降连接于移动小车27上，在本申请实施例中移动小车27设置为四个，升降杆28对应设置为四个，四个升降杆28分别固定连接于下料盒21的四角位置上。

将多根换热管36放置于下料盒21中后，升降杆28驱动下料盒21上升，直至下料盒21的底板22的高度等于隔板7的高度，然后电机驱动丝杆一23转动，丝杆螺母一24移动带动底板22移动，下料盒21底面的开口略大于换热管36的直径时，电机停止驱动，移动小车27沿导轨26移动，使每个隔间8中进入一个换热管36。

因为折流板2上每排板孔3的孔数存在差异，若对折流板2上的某排板孔3完成穿管操作后，对下一排板孔3进行穿管时，根据该排板孔3的孔数，通过控制下料盒21的移动距离控制投入隔间8的换热管36，使换热管36和板孔3的孔数一致，移动架4驱动操作台5移动，当激光接收器19接收到激光信号后，说明隔间8和板孔3对齐。

参照图1，推板10沿穿管方向滑动连接于操作台5上，驱动结构一包括升降座30、丝杆二31、丝杆螺母二32和用于驱动丝杆二31转动的电机二（图中未示意），升降座30固定连接于操作台5上，丝杆二31沿穿管方向转动连接于升降座30上，丝杆螺母二32螺纹连接于升降座30上，推板10固定连接于丝杆螺母二32上，推板10两侧均设置有一组驱动结构一。

本申请实施例还公开了一种换热器管束自动穿管方法。该方法包括如下步骤：

S1：先将换热器的壳体1放在操作台5一端远离推板10的一端，然后将校准板6放置于换热管36远离操作台5的一端，使校准板6上的激光发射器12和换热管36上板孔3的中心点对齐；

S2：根据换热管36的直径，双头气缸20驱动隔板7移动，剪叉机构9的滑动端14发生滑动，对隔间8的大小进行调节，使隔间8的大小与换热管36的直径匹配，调节激光接收器19在升降座30上的位置，使激光接收器19与操作台5之间的高度等于换热管36的半径；

S3：开启激光发射器12，通过移动架4调节操作台5的位置，当激光接收器19接收到激光发射器12时，说明隔间8对齐板孔3；

S4：升降杆28驱动下料盒21上升，直至下料盒21的底板22的高度等于隔板7的高度，然后电机驱动丝杆一23转动，丝杆螺母一24移动带动底板22移动，下料盒21底面的开口略大于换热管36的直径时，电机停止驱动，移动小车27沿导轨26移动，使每个隔间8中进入一个换热管36，驱动结构一驱动推板10移动，将当前一排换热管36推入折流板2上的某一列板孔3中；

S5：通过移动架4调节操作台5的位置，重复S2至S4的操作，将下一排换热管36推入折流板2上的另一排板孔3中，直至折流板2的全部孔板均装上换热管36。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种换热器管束自动穿管机，其特征在于：包括移动架(4)和设置于所述移动架(4)上的操作台(5)，所述移动架(4)用于驱动所述操作台(5)的水平移动和上下移动，所述操作台(5)上设置有多个隔板(7)，多个所述隔板(7)并列设置，相邻两个隔板(7)之间形成有用于放置换热管(36)的隔间(8)；

还包括校准板(6)，所述校准板(6)上设置有多个激光发射器(12)，各个所述激光发射器(12)和换热器折流板(2)的各个板孔(3)对应；

所述操作台(5)上设置有用于推出所述隔间(8)中换热管(36)的推板(10)和用于驱动所述推板(10)的驱动结构一；

所述隔间(8)靠近所述推板(10)的一端设置有激光接收器(19)，所述激光接收器(19)设置于所述隔间(8)的中心线上且与所述操作台(5)的台面高度等于换热管(36)的半径。

2.根据权利要求1所述的一种换热器管束自动穿管机，其特征在于：相邻两个隔板(7)之间设置有用于调节所述隔间(8)大小的剪叉机构(9)；所述剪叉机构(9)在所述隔板(7)上的两个端部分别为铰接端(13)和滑动端(14)，所述隔板(7)两侧面上的所述铰接端(13)相对应设置，所述隔板(7)两侧面上的所述滑动端(14)相对应设置；

所述隔板(7)上开设有竖槽(35)，所述竖槽(35)中滑动连接有滑动块(34)，同一所述隔板(7)上的两所述滑动端(14)均与所述滑动块(34)铰接；其中一个所述隔间(8)内设置有用于驱动所述隔板(7)移动的驱动结构二；所述剪叉机构(9)的中心处设置有激光接收器(19)；

所述隔间(8)靠近所述推板(10)的一端设置有升降座(30)，所述升降座(30)设置于所述剪叉机构(9)的中心，所述激光接收器(19)设置于所述升降座(30)上。

3.根据权利要求2所述的一种换热器管束自动穿管机，其特征在于：所述驱动结构二包括双头气缸(20)，所述双头气缸(20)固定连接于所述操作台(5)上，所述双头气缸(20)两端的活塞杆分别固定连接于相邻两所述隔板(7)上。

4.根据权利要求1所述的一种换热器管束自动穿管机，其特征在于：所述隔板(7)底部固定连接有滑块(29)，所述操作台(5)上开设有供所述滑块(29)滑动的导槽(33)。

5.根据权利要求1所述的一种换热器管束自动穿管机，其特征在于：所述操作台(5)上设置有下料组件，所述下料组件包括下料盒(21)和用于驱动所述下料盒(21)沿隔板(7)布置方向移动的驱动结构三。

6.根据权利要求5所述的一种换热器管束自动穿管机，其特征在于：所述驱动结构三包括导轨(26)和移动小车(27)，所述导轨(26)沿所述隔板(7)并列方向架设于所述操作台(5)上，所述移动小车(27)可移动连接于所述导轨(26)上，所述下料盒(21)可升降连接于所述移动小车(27)上。

7.一种换热器管束自动穿管方法，其特征在于：采用权利要求1至6任意一项所述的换热器自动穿管机，所述方法包括以下步骤：

S1：先将换热器放在所述操作台(5)一端远离推板(10)的一端，然后将所述校准板(6)放置于换热管(36)远离所述操作台(5)的一端，使所述校准板(6)上的所述激光发射器(12)和换热管(36)上板孔(3)的中心点对齐；

S2：开启所述激光发射器(12)，通过所述移动架(4)调节所述操作台(5)的位置，当所述激光接收器(19)接收到所述激光发射器(12)时，说明所述隔间(8)对齐所述板孔(3)；

S3：在每个隔间(8)内放入换热管(36)，所述驱动结构一驱动所述推板(10)移动，将当前一排换热管(36)推入折流板(2)上的某一列板孔(3)中；

S4：通过所述移动架(4)调节所述操作台(5)的位置，重复S2至S3的操作，将下一排换热管(36)推入折流板(2)上的另一排板孔(3)中，直至折流板(2)的全部孔板均装上换热管(36)。

8.一种换热器管束自动穿管方法，其特征在于：采用权利要求2至3任意一项所述的换热器自动穿管机，所述方法包括以下步骤：

S1：先将换热器放在所述操作台(5)一端远离推板(10)的一端，然后将所述校准板(6)放置于换热管(36)远离所述操作台(5)的一端，使所述校准板(6)上的所述激光发射器(12)和换热管(36)上板孔(3)的中心点对齐；

S2：根据换热管(36)的直径，所述驱动结构二驱动所述隔板(7)移动，所述剪叉机构(9)的所述滑动端(14)发生滑动，对所述隔间(8)的大小进行调节，使隔间(8)的大小与换热管(36)的直径匹配，调节激光接收器(19)在升降座(30)上的位置，使激光接收器(19)与操作台(5)之间的高度等于换热管(36)的半径；

S3：开启所述激光发射器(12)，通过所述移动架(4)调节所述操作台(5)的位置，当所述激光接收器(19)接收到所述激光发射器(12)时，说明所述隔间(8)对齐所述板孔(3)；

S4：在每个隔间(8)内放入换热管(36)，所述驱动结构一驱动所述推板(10)移动，将当前一排换热管(36)推入折流板(2)上的某一列板孔(3)中；

S5：通过所述移动架(4)调节所述操作台(5)的位置，重复S2至S4的操作，将下一排换热管(36)推入折流板(2)上的另一排板孔(3)中，直至折流板(2)的全部孔板均装上换热管(36)。