CN115647429A - 一种管式换热器加工用打孔设备及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及换热器技术领域，特别是涉及一种管式换热器加工用打孔设备及其方法，包括底板和折流板，所述底板上安装有左架板、右架板和后背板，后背板与底板之间安装有支撑立杆，所述折流板位于左架板和右架板之间，所述后背板位于所述左架板一端，后背板上设有中间轨道，所述中间轨道上活动安装有打孔组件，所述打孔组件包括钻头和辅助限位件，所述中间轨道上连接有滑座，钻头活动安装在滑座上，滑座在中间轨道上移动时，调整钻头与折流板的加工端面之间的距离，所述辅助限位件位于钻头一侧，辅助限位件包括后端限位件、顶部弧形板和前端限位件，通过辅助限位件限制所述折流板的位置。

Description

一种管式换热器加工用打孔设备及其方法

技术领域

本发明涉及换热器技术领域，特别是涉及一种管式换热器加工用打孔设备及其方法。

背景技术

管式换热器是应用最广的一种换热器，结构简单、适应高温、高压能力强，传统的管式换热器中，常见的支承结构是折流板，其次，设置折流板的目的是为了增加壳程流体的流速，提高壳程的传热系数，达到提高总传热系数的目的，折流板的形式可分为盘环形折流板、孔式折流板、螺旋折流板等、弓形折流板，且带有孔的折流板，降低换热器壳程的效果更明显，因此加工时会对管式换热器内的折流板先进行打孔。

如一公告号为CN212350483U公开了一种换热器螺旋折流板钻孔工装，包括板材固定台，所述板材固定台内部底部固定安装有板材伸缩柱，且板材伸缩柱顶部固定连接有板材升降台，所述板材升降台顶部转动连接有板材转轴，且板材转轴顶部固定连接有板材存放台，所述板材存放台顶部中央固定连接有板材固定块，所述板材存放台顶部右侧固定连接有右侧固定架，所述板材存放台顶部左侧滑动连接有左侧固定架，且左侧固定架底部固定连接有固定架滚轮，所述固定架滚轮外侧开设有滚轮槽。通过对板材加工台的采用滑轨进行移动加工，而且打孔钻头的横向移动也在加工台滑块的滑动轨道内，从而使得加工轨迹更加准确。

又如一公告号为CN210818481U公开了一种新型换热器折流板金加工工装，包括底部组件、打孔组件和固定组件，所述底部组件包括底座、滑板、滑块和距离杆，所述滑板固定连接于所述底座，所述滑板位于所述底座的上表面；通过设置圆环状所述安装罩可以将折流板收容在其中，随后通过所述固定夹将折流板边沿的各个位置进行夹持，然后通过转动所述球套和所述转球之间的角度，实现所述安装罩位置的变换和折流板同一个平面的不同角度的加工，并通过所述紧固螺栓将所述球套和所述转球之间进行位置的相对固定，再利用所述距离杆、所述提升杆以及所述旋钮杆调节所述钻头的位置，对折流板的同一面进行不同弧度的位置进行平行打孔。

上述折流板加工中，均采用先将折流板固定，再利用改变转轴的角度改变折流板的角度或改变钻头的角度，对折流板进行打孔，此时由于折流板未与安装轴安装，因此钻孔的角度与实际安装的角度会有误差，影响折流板的使用效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种管式换热器加工用打孔设备及其方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种管式换热器加工用打孔设备，包括底板和折流板，所述底板上安装有左架板、右架板和后背板，后背板与底板之间安装有支撑立杆，所述折流板位于左架板和右架板之间，所述后背板位于所述左架板一端，后背板上设有中间轨道，所述中间轨道上活动安装有打孔组件，所述打孔组件包括钻头和辅助限位件，所述中间轨道上连接有滑座，钻头活动安装在滑座上，滑座在中间轨道上移动时，调整钻头与折流板的加工端面之间的距离，所述辅助限位件位于钻头一侧，辅助限位件包括后端限位件、顶部弧形板和前端限位件，通过辅助限位件限制所述折流板的位置。

进一步地，所述滑座上设有凹槽，凹槽内安装有伸缩气缸，伸缩气缸底端安装有移动承载台，伸缩气缸工作时，调整所述钻头与折流板的中心轴线之间的距离，所述移动承载台内设有滑槽，滑槽内连接有电动滑台，所述钻头安装在电动滑台上，电动滑台在滑槽内移动时，调整钻头与所述后背板之间的距离，所述移动承载台位于最上极限位置时，移动承载台的前端面与折流板之间留有间隙，用于折流板的旋转。

进一步地，所述电动滑台上还安装有喷嘴，所述喷嘴连接有冷却水，钻头加工时，喷嘴喷出冷却液对所述钻头进行降温。

进一步地，中间轨道上还连接有液压伸缩杆，所述液压伸缩杆和滑座之间安装有顶板和连接板，通过顶板使所述液压伸缩杆随着滑座在中间轨道上移动，液压伸缩杆一侧安装有挡板，用于阻挡钻头钻孔时飞出的碎屑。

进一步地，所述挡板上对称连接有液压伸缩杆，对称设立的所述液压伸缩杆之间安装有横向连杆，所述横向连杆上设有多个承重板，承重板上安装有定位板，所述承重板和定位板之间的夹角为锐角，用于支撑所述挡板，挡板位于最上极限位置时，挡板的前端面与移动承载台的前端面齐平。

进一步地，所述辅助限位件安装在连接板上，所述连接板上设有第一安装点、第二安装点和第三安装点，所述第一安装点处安装有后端辅助气缸，后端限位件与所述后端辅助气缸连接，加工时，用于对折流板的后侧进行限位，所述第二安装点处安装有中间顶升气缸，顶部弧形板与所述中间顶升气缸连接，用于对折流板的顶端进行限位，所述第三安装点处设有前端辅助气缸，前端限位件与所述前端辅助气缸连接，用于对折流板的前端进行限位。

进一步地，所述后端限位件、顶部弧形板和前端限位件上均设有限位槽，所述限位槽的槽宽等于对应的折流板处的厚度。

进一步地，所述左架板内转动连接有转盘，所述转盘一侧安装有固定安装座，转盘另一侧接有电机，电机驱动转盘旋转，固定安装座随转盘一起旋转，所述固定安装座内安装有自动三爪卡盘，折流板的一端安装在自动三爪卡盘内，所述右架板上安装有移动安装座，移动安装座内安装有自动三爪卡盘，用于固定折流板的另一端，所述底板上设有出废槽和移动轨道，移动轨道位于出废槽两侧，右架板与所述移动轨道滑动连接，所述出废槽的长度等于移动安装座位于最右极限位置时与固定安装座之间的最短距离。

进一步地，所述右架板上设有滑块，后背板上设有辅助滑轨，所述滑块与辅助滑轨滑动连接。

基于上述管式换热器加工用打孔设备，本发明还提出了一种管式换热器加工用打孔设备的方法，包括以下步骤：

步骤一：通过自动三爪卡盘将折流板一端固定在固定安装座上，右架板沿着移动轨道移动，将折流板的另一端置于移动安装座上；

步骤二：电机驱动转盘旋转，将折流板的加工端面旋转至折流板的中心轴的后侧，移动安装座上的自动三爪卡盘抱紧折流板的中心轴；

步骤三：伸缩气缸和液压伸缩杆伸长，伸缩气缸工作调整钻头的Y向的位置，滑座在中间轨道上移动调整钻头的X向的位置，电动滑台在滑槽内移动调整钻头的Z向的位置；

步骤四：钻头钻孔之前，后端辅助气缸、中间顶升气缸和前端辅助气缸分别将后端限位件、顶部弧形板和前端限位件推向折流板，并使后端限位件、顶部弧形板和前端限位件贴紧折流板的加工端面；

步骤五：钻头开始钻孔，钻孔时产生的碎屑掉入出废槽内；

步骤六：一次钻孔完成后，钻头、后端限位件、顶部弧形板、前端限位件和挡板均移动至极限位置，移动安装座上的自动三爪卡盘松开折流板的中心轴，电机驱动转盘旋转，使折流板的旋转，将下一个需要加工的折流板的加工端面移动至中心轴的后侧，并移动滑座，使钻头和挡板位于折流板的断面的两侧；

步骤七：重复上述钻孔动作。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

通过左架板和右架板安装固定折流板，并单独对折流板进行钻孔，避免将多个折流板堆叠打孔时，上、下折流板的位置发生偏差，影响打孔的精度，钻头一侧还安装有挡板，折流板的加工端面位于钻头和挡板之间，通过挡板阻挡钻头加工时产生的飞屑，避免废屑飞溅到相邻的折流板的加工端面上，由于单独对不同的加工端面进行打孔，钻孔一次产生的废屑少，可延长钻头的使用寿命。

右架板设置成可移动式，可以便于折流板的安装和拆卸；

钻头和挡板之间还安装有辅助限位件，通过辅助限位件对打孔过程中的折流板加工端面进行限位，避免打孔时，钻头向折流板的加工端面施加的力导致折流板的加工端面变形，提高折流板的打孔位置的准确度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的主视结构示意图；

图2为本发明的俯视结构示意图；

图3为本发明的辅助限位件的主视结构示意图；

图4为本发明的移动承载板的左视结构示意图；

图5为本发明的连接板的仰视结构示意图；

图6为本发明的后端限位件的剖视结构示意图；

图7为本发明的顶部弧形板的剖视结构示意图；

图8为本发明的前端限位件的剖视结构示意图；

图9为本发明的挡板的左视结构示意图。

附图标记：1、左架板；2、电机；3、转盘；4、固定安装座；5、折流板；6、后背板；7、移动安装座；8、右架板；9、底板；10、出废槽；11、支撑立杆；12、辅助滑轨；13、滑块；14、移动轨道；15、喷嘴；16、电动滑台；17、滑槽；18、承重板；19、定位板；20、横向连杆；21、滑座；22、后端辅助气缸；23、顶板；24、中间顶升气缸；25、连接板；26、液压伸缩杆；27、前端辅助气缸；28、顶部弧形板；29、挡板；30、凹槽；31、伸缩气缸；32、移动承载台；33、钻头；34、后端限位件；35、前端限位件；36、第一安装点；37、第三安装点；38、第二安装点；39、限位槽；40、中间轨道；41、自动三爪卡盘。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

一种管式换热器加工用打孔设备，包括钻头33和折流板5，管式换热器中通过安装带有孔的折流板，实现降低换热器壳程的目的，如图1所示，底板9上安装有左架板1、右架板8和后背板6，折流板5位于左架板1和右架板8之间，后背板6位于左架板1一端，后背板6上设有中间轨道40，后背板6与底板9之间安装有支撑立杆11，保证后背板6的稳定性。

用于对折流板5钻孔的打孔组件安装在中间轨道40上，打孔组件包括钻头33，钻头33可多向移动，以便快速、精准打孔。

钻头33的X向移动，即，钻头33沿着中间轨道40方向移动，如图2和图3所示，中间轨道40上连接有滑座21，钻头33活动安装在滑座21上，滑座21在中间轨道40上移动时，钻头33随着滑座21一起移动，调整钻头33与折流板5的加工端面之间的距离，以便快速钻孔。

滑座21在中间轨道40上移动，还可以调整钻头33的加工位置，以便折流板5旋转后，使钻头33的位置配合下一个需要加工的折流板5的加工端面位置变化。

钻头33的Y向移动，即，钻头33的移动方向平行于左架板1，滑座21上设有凹槽30，凹槽30内安装有伸缩气缸31，伸缩气缸31底端安装有移动承载台32，伸缩气缸31工作时，调整钻头33与折流板5的中心轴线之间的距离，以便对折流板5各处进行打孔。

当移动承载台32位于最上极限位置时，移动承载台32的前端面与折流板5之间留有间隙，避免移动承载台32妨碍折流板5的旋转。

钻头33的Z向移动，即，钻头33的移动方向与后背板6平行，如图4所示，移动承载台32内设有滑槽17，滑槽17内连接有电动滑台16，钻头33安装在电动滑台16上，电动滑台16在滑槽17内移动时，调整钻头33与后背板6之间的距离。

钻头33一侧还安装有辅助限位件，中间轨道40上还连接有液压伸缩杆26，液压伸缩杆26和滑座21之间安装有顶板23和连接板25，如图3所示，辅助限位件安装在连接板25上，通过辅助限位件限制折流板5的位置，辅助限位件包括后端限位件34、顶部弧形板28和前端限位件35。

如图3和图5所示，连接板25上设有第一安装点36、第二安装点38和第三安装点37，第一安装点36处安装有后端辅助气缸22，后端限位件34与后端辅助气缸22连接，加工时，用于折流板5的后侧的限位，第二安装点38处安装有中间顶升气缸24，顶部弧形板28与中间顶升气缸24连接，用于折流板5的顶端的限位，第三安装点37处设有前端辅助气缸27，前端限位件35与前端辅助气缸27连接，用于折流板5的前端的限位。

后端限位件34和前端限位件35位于最前极限位置时，后端限位件34的中心点和前端限位件35的中心点的连线平分加工端面的顶点垂直于中心轴表面的连线，加工时，通过后端限位件34和前端限位件35对折流板5的加工端面的两侧进行限位，保证打孔的精度。

如图6-图8所示，后端限位件34、顶部弧形板28和前端限位件35上均设有限位槽39，限位槽39的槽宽等于对应的折流板5处的厚度，限位时，既能减小后端限位件34、顶部弧形板28和前端限位件35对折流板5施加的力，还可以避免打孔时钻头对加工端面施加的力导致折流板5的加工端面的变形。

如图4所示，为了进一步保证打孔的精度，电动滑台16上还安装有喷嘴15，喷嘴15连接有冷却水，钻头33加工时，喷嘴15喷出冷却液对钻头33进行降温。

实施例二

在上述实施例一的基础上，为了避免钻孔时的废屑飞溅到另一个折流板的加工端面，液压伸缩杆26一侧安装有挡板29。

为了保证挡板29的强度，如图9所示，挡板29上对称连接有液压伸缩杆26，对称设立的液压伸缩杆26之间安装有横向连杆20，横向连杆20上设有多个承重板18，承重板18上安装有定位板19，承重板18和定位板19之间的夹角为锐角，用于支撑挡板29，挡板29位于最上极限位置时，挡板29的前端面与移动承载台32的前端面齐平，避免挡板29妨碍折流板5的旋转。

如图3所示，为了保证挡板29和钻头33之间的距离，滑座21和液压伸缩杆26之间连接有顶板23，通过顶板23使液压伸缩杆26随着滑座21在中间轨道40上移动。

本实施例中的其他部件及原理与实施例一相同。

实施例三

在上述实施例二的基础上，如图1-图2所示，右架板8设为可移动式，便于安装、拆卸折流板5，底板9上设有出废槽10和移动轨道14，移动轨道14位于出废槽10两侧，右架板8与移动轨道14滑动连接，为了进一步保证右架板8移动可靠，右架板8上设有滑块13，后背板6上设有辅助滑轨12，滑块13与辅助滑轨12滑动连接。

左架板1内转动连接有转盘3，转盘3一侧安装有固定安装座4，转盘3另一侧接有电机2，电机2驱动转盘3旋转，固定安装座4随转盘3一起旋转，固定安装座4内安装有自动三爪卡盘41，折流板5的一端安装在自动三爪卡盘41内，右架板8上安装有移动安装座7，移动安装座7内安装有自动三爪卡盘41，用于固定折流板5的另一端，便于折流板5上多个不同的加工端面进行打孔。

为了便于收集废屑，出废槽10的长度等于移动安装座7位于最右极限位置时与固定安装座4之间的最短距离，最大程度使废屑自动掉落在出废槽内，避免人工收集。

本发明还提出了一种管式换热器加工用打孔设备的方法，包括以下步骤：

通过自动三爪卡盘41将折流板5一端固定在固定安装座4上，右架板8沿着移动轨道14移动，将折流板5的另一端置于移动安装座7上；电机2驱动转盘3旋转，将折流板5的加工端面旋转至折流板5的中心轴的后侧，移动安装座7上的自动三爪卡盘41抱紧折流板5的中心轴；

伸缩气缸31和液压伸缩杆26伸长，伸缩气缸31工作调整钻头33的Y向的位置，滑座21在中间轨道40上移动调整钻头33的X向的位置，电动滑台16在滑槽17内移动调整钻头33的Z向的位置，液压伸缩杆26调整挡板29的位置，使挡板29的中心点与钻头33加工时的移动方向位于同一条直线上；

钻头33钻孔之前，后端辅助气缸22、中间顶升气缸24和前端辅助气缸27分别将后端限位件34、顶部弧形板28和前端限位件35推向折流板5，并使后端限位件34、顶部弧形板28和前端限位件35贴紧折流板5的加工端面后，钻头33开始钻孔，钻孔时产生的碎屑自动掉入出废槽10内；

一次钻孔完成后，钻头33、后端限位件34、顶部弧形板28、前端限位件35和挡板29均移动至极限位置，移动安装座7上的自动三爪卡盘41松开折流板5的中心轴，电机2驱动转盘3旋转，使折流板5旋转，将下一个需要加工的折流板5的加工端面移动至中心轴的后侧，并移动滑座21，使钻头33和挡板29位于折流板5的断面的两侧；

继续重复上述钻孔动作。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (10)

1.一种管式换热器加工用打孔设备，包括底板和折流板，其特征在于，所述底板上安装有左架板、右架板和后背板，后背板与底板之间安装有支撑立杆，所述折流板位于左架板和右架板之间，所述后背板位于所述左架板一端，后背板上设有中间轨道，所述中间轨道上活动安装有打孔组件，所述打孔组件包括钻头和辅助限位件，所述中间轨道上连接有滑座，钻头活动安装在滑座上，滑座在中间轨道上移动时，调整钻头与折流板的加工端面之间的距离，所述辅助限位件位于钻头一侧，辅助限位件包括后端限位件、顶部弧形板和前端限位件，通过辅助限位件限制所述折流板的位置。

2.根据权利要求1所述的管式换热器加工用打孔设备，其特征在于，所述滑座上设有凹槽，凹槽内安装有伸缩气缸，伸缩气缸底端安装有移动承载台，伸缩气缸工作时，调整所述钻头与折流板的中心轴线之间的距离，所述移动承载台内设有滑槽，滑槽内连接有电动滑台，所述钻头安装在电动滑台上，电动滑台在滑槽内移动时，调整钻头与所述后背板之间的距离，所述移动承载台位于最上极限位置时，移动承载台的前端面与折流板之间留有间隙，用于折流板的旋转。

3.根据权利要求2所述的管式换热器加工用打孔设备，其特征在于，所述电动滑台上还安装有喷嘴，所述喷嘴连接有冷却水，钻头加工时，喷嘴喷出冷却液对所述钻头进行降温。

4.根据权利要求2所述的管式换热器加工用打孔设备，其特征在于，中间轨道上还连接有液压伸缩杆，所述液压伸缩杆和滑座之间安装有顶板和连接板，通过顶板使所述液压伸缩杆随着滑座在中间轨道上移动，液压伸缩杆一侧安装有挡板，用于阻挡钻头钻孔时飞出的碎屑。

5.根据权利要求4所述的管式换热器加工用打孔设备，其特征在于，所述挡板上对称连接有液压伸缩杆，对称设立的所述液压伸缩杆之间安装有横向连杆，所述横向连杆上设有多个承重板，承重板上安装有定位板，所述承重板和定位板之间的夹角为锐角，用于支撑所述挡板，挡板位于最上极限位置时，挡板的前端面与移动承载台的前端面齐平。

6.根据权利要求1所述的管式换热器加工用打孔设备，其特征在于，所述辅助限位件安装在连接板上，所述连接板上设有第一安装点、第二安装点和第三安装点，所述第一安装点处安装有后端辅助气缸，后端限位件与所述后端辅助气缸连接，加工时，用于对折流板的后侧进行限位，所述第二安装点处安装有中间顶升气缸，顶部弧形板与所述中间顶升气缸连接，用于对折流板的顶端进行限位，所述第三安装点处设有前端辅助气缸，前端限位件与所述前端辅助气缸连接，用于对折流板的前端进行限位。

7.根据权利要求6所述的管式换热器加工用打孔设备，其特征在于，所述后端限位件、顶部弧形板和前端限位件上均设有限位槽，所述限位槽的槽宽等于对应的折流板处的厚度。

8.根据权利要求1所述的管式换热器加工用打孔设备，其特征在于，所述左架板内转动连接有转盘，所述转盘一侧安装有固定安装座，转盘另一侧接有电机，电机驱动转盘旋转，固定安装座随转盘一起旋转，所述固定安装座内安装有自动三爪卡盘，折流板的一端安装在自动三爪卡盘内，所述右架板上安装有移动安装座，移动安装座内安装有自动三爪卡盘，用于固定折流板的另一端，所述底板上设有出废槽和移动轨道，移动轨道位于出废槽两侧，右架板与所述移动轨道滑动连接，所述出废槽的长度等于移动安装座位于最右极限位置时与固定安装座之间的最短距离。

9.根据权利要求8所述的管式换热器加工用打孔设备，其特征在于，所述右架板上设有滑块，后背板上设有辅助滑轨，所述滑块与辅助滑轨滑动连接。

10.一种使用如权利要求1-9中任意一项所述管式换热器加工用打孔设备的方法，包括以下步骤：

步骤一：通过自动三爪卡盘将折流板一端固定在固定安装座上，右架板沿着移动轨道移动，将折流板的另一端置于移动安装座上；

步骤二：电机驱动转盘旋转，将折流板的加工端面旋转至折流板的中心轴的后侧，移动安装座上的自动三爪卡盘抱紧折流板的中心轴；

步骤三：伸缩气缸和液压伸缩杆伸长，伸缩气缸工作调整钻头的Y向的位置，滑座在中间轨道上移动调整钻头的X向的位置，电动滑台在滑槽内移动调整钻头的Z向的位置；

步骤四：钻头钻孔之前，后端辅助气缸、中间顶升气缸和前端辅助气缸分别将后端限位件、顶部弧形板和前端限位件推向折流板，并使后端限位件、顶部弧形板和前端限位件贴紧折流板的加工端面；

步骤五：钻头开始钻孔，钻孔时产生的碎屑掉入出废槽内；

步骤六：一次钻孔完成后，钻头、后端限位件、顶部弧形板、前端限位件和挡板均移动至极限位置，移动安装座上的自动三爪卡盘松开折流板的中心轴，电机驱动转盘旋转，使折流板的旋转，将下一个需要加工的折流板的加工端面移动至中心轴的后侧，并移动滑座，使钻头和挡板位于折流板的断面的两侧；

步骤七：重复上述钻孔动作。

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