CN209272202U - 一种用于偏心弯管的感应加热器及偏心弯管加工组件 - Google Patents

Abstract

一种用于偏心弯管的感应加热器及偏心弯管加工组件，涉及弯管加工技术领域。感应加热器用于加热偏心直管，感应加热器包括感应加热圈，感应加热圈呈椭圆形，感应加热圈具有相对的第一加热壁和第二加热壁，第一加热壁的厚度大于第二加热壁的厚度，感应加热圈套在待弯管段上，第一加热壁对应套设在第一侧壁上，第二加热壁对应套设在第二侧壁上，该用于偏心弯管的感应加热器专门用于对偏心弯管进行感应加热及温度控制。偏心弯管加工组件包括前夹头，上述的感应加热器，以及后推弯夹头，感应加热圈套在待弯管段上，后推弯夹头能够推动待弯管段由第一侧壁向第二侧壁的方向弯制，该偏心弯管加工组件专门用于弯制加工偏心弯管。

Description

一种用于偏心弯管的感应加热器及偏心弯管加工组件

技术领域

本实用新型涉及弯管加工技术领域，具体而言，涉及一种用于偏心弯管的感应加热器及偏心弯管加工组件。

背景技术

传统管道均为同心管道，弯管后拉伸面减薄，压缩面增厚，且增厚量要大于减薄量，小半径管道的内侧增厚尤为明显。从设计角度考虑，这部分增厚是不必要的，且过多的增厚还会对管道系统造成一定影响。为了解决现有技术中弯管后拉伸面减薄、压缩面增厚且增厚量要大于减薄量的问题，因此，设计了一种偏心直管。偏心管道的一侧壁的管壁厚度大于另一侧的管壁厚度，这样将管壁厚度较大的一侧向管壁厚度较小的一侧弯曲形成偏心弯管后，原先管壁厚度较大的一侧拉伸，原先管壁厚度较小的一侧压缩，从而使拉伸面和压缩面的厚度更加接近，避免弯管的拉伸面过薄，弯管的压缩面过厚，提高弯管的质量，延长弯管的使用寿命。

目前，加工弯管所使用的感应加热器一般是用于同心管道加工，感应圈的形状为圆形，感应圈的内圈与管道的间隙约25mm。当所采用的弯管材料为偏心管道时，由于管径及壁厚的变化，现有的感应圈难以进行有效的感应加热及温度控制。

因此，需要制作新的感应圈以满足新型偏心弯管的加热需要。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于偏心弯管的感应加热器，其专门用于对偏心弯管进行感应加热及温度控制。

本实用新型的另一目的在于提供一种偏心弯管加工组件，其专门用于弯制加工偏心弯管。

本实用新型的实施例是这样实现的：

一种用于偏心弯管的感应加热器，用于加热偏心直管，偏心直管包括待弯管段，待弯管段具有相对的第一侧壁和第二侧壁，第一侧壁的管壁厚度大于第二侧壁的管壁厚度，感应加热器包括感应加热圈，感应加热圈呈椭圆形，感应加热圈具有相对的第一加热壁和第二加热壁，第一加热壁的厚度大于第二加热壁的厚度，感应加热圈套在待弯管段上，第一加热壁对应套设在第一侧壁上，第二加热壁对应套设在第二侧壁上。

在本实用新型较佳的实施例中，上述偏心椭圆形感应加热圈的长短轴之差等于第一侧壁和第二侧壁的管壁厚度之差。

在本实用新型较佳的实施例中，上述偏心直管包括依次连接的第一管段、待弯管段和第二管段，第一管段的管壁和第二管段的管壁厚度均匀。

在本实用新型较佳的实施例中，上述感应加热器还包括朝感应加热圈内喷射冷却介质的冷却进水管接头。

在本实用新型较佳的实施例中，上述还包括冷却进出水接头，以及连接冷却进出水接头和冷却进水管接头的冷却进出水管。

在本实用新型较佳的实施例中，上述感应加热器还包括变压器连接端板，以及连接变压器连接端板与感应加热圈的连接铜排。

在本实用新型较佳的实施例中，上述连接铜排与其他导电体之间设置有绝缘件。

一种偏心弯管加工组件，其包括用于卡住偏心直管的一端部的前夹头，上述的感应加热器，以及用于卡住偏心直管的另一端部的后推弯夹头，感应加热圈套在待弯管段上，后推弯夹头能够推动待弯管段由第一侧壁向第二侧壁的方向弯制。

在本实用新型较佳的实施例中，上述还包括导向滚轮，导向滚轮位于前夹头和感应加热器之间，且位于偏心直管的两侧，用于限制经过的偏心直管线形移动。

在本实用新型较佳的实施例中，上述还包括用于驱动后推弯夹头移动的驱动器。

本实用新型实施例的有益效果是：本实用新型实施例的用于偏心弯管的感应加热器，用于加热偏心直管，偏心直管包括待弯管段，待弯管段具有相对的第一侧壁和第二侧壁，第一侧壁的管壁厚度大于第二侧壁的管壁厚度，感应加热器包括感应加热圈，感应加热圈呈椭圆形，感应加热圈具有相对的第一加热壁和第二加热壁，第一加热壁的厚度大于第二加热壁的厚度，感应加热圈套在待弯管段上，第一加热壁对应套设在第一侧壁上，第二加热壁对应套设在第二侧壁上，该用于偏心弯管的感应加热器专门用于对偏心弯管进行感应加热及温度控制。本实用新型实施例的偏心弯管加工组件包括用于卡住偏心直管的一端部的前夹头，上述的感应加热器，以及用于卡住偏心直管的另一端部的后推弯夹头，感应加热圈套在待弯管段上，后推弯夹头能够推动待弯管段由第一侧壁向第二侧壁的方向弯制，该偏心弯管加工组件，其专门用于弯制加工偏心弯管。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明实施例提供的一种偏心直管结构示意图；

图2为图1所示的偏心直管弯制后的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种感应加热器的结构示意图；

图4为图3中感应加热圈与偏心直管配合连接的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种偏心弯管加工组件的结构示意图。

图标：1-偏心直管；2-感应加热器；3-第一管段；4-待弯管段；5-第二管段；6-前夹头；7-后推弯夹头；8-导向滚轮；9-感应加热圈；10-第一侧壁；11-第二侧壁；12-第一过渡段；13-第二过渡段；14-第一加热壁；15-第二加热壁；16-冷却进水管接头；17-冷却进出水管；18-冷却进出水接头；19-连接铜排；20-变压器连接端板；21-绝缘件；22-偏心弯管加工组件。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

第一实施例

请参照图2所示，本实施例提供一种用于偏心弯管的感应加热器2，用于加热偏心直管1。参见图1和图2所示，偏心直管1包括依次连接的第一管段3、待弯管段4和第二管段5，第一管段3的管壁和第二管段5的管壁厚度均匀，待弯管段4具有相对的第一侧壁10和第二侧壁11，第一侧壁10的管壁厚度大于第二侧壁11的管壁厚度。第一管段3与第一侧壁10的连接处为第一过渡段12，第二管段5与第一侧壁10的连接处为第二过渡段13，第一过渡段12的坡度比为1：25，第二过渡段13的坡度比为1：25。该种结构，使得偏心直管1的强度较高，不会形成明显的变径；同时，得到的弯管的质量更佳，满足管路系统的需求。

相应的，结合图2和图3所示，用于偏心弯管的感应加热器2包括感应加热圈9，感应加热圈9呈椭圆形，感应加热圈9具有相对的第一加热壁14和第二加热壁15，第一加热壁14的厚度大于第二加热壁15的厚度，感应加热圈9与待弯管段4相配合，使用时套在待弯管段4上，第一加热壁14对应套设在第一侧壁10上，第二加热壁15对应套设在第二侧壁11上。

本实施例中，偏心椭圆形的感应加热圈9的长短轴之差等于第一侧壁10和第二侧壁11的管壁厚度之差，该种比例能够使得椭圆形感应加热圈9时刻与第一侧壁10、第二侧壁11连接紧密，不至于产生滑脱，且加热效果较好。

本实施例中，感应加热圈9的厚度为待弯管段4的管壁厚度的1.5-3倍，这种感应加热圈9的厚度所产生的加热温度较为合适，不至于使得第二侧壁11内的加热温度过高。

需要说明的是，感应加热圈9的加热温度范围为700-800°。由于起终弯点存在过度区域(第一过渡段12和第二过渡段13)，如加热到正常弯管温度(900-960℃)极易产生鼓包，对此可在此区间适当降低弯管温度，因此，此区间采用的弯管温度在700-800℃之间，在过度区的后段逐渐增加到正常弯管温度，并在弯管过程中适当调节感应加热圈9与弯管之间的距离以控制温度的均匀性。该加热温度由于温度合适，因此其所弯制出来的弯管的效果较好。

本实施例中，感应加热器2还包括朝感应加热圈9内喷射冷却介质的冷却进水管接头16；还包括冷却进出水接头18，以及连接冷却进出水接头18和冷却进水管接头16的冷却进出水管17。冷却进出水接头18外接冷却介质，冷却介质通过连接的冷却进出水接头18、冷却进出水管17，由冷却进水管接头16喷射出，对管件冷却降温。通过冷却进水管接头16的位置、及喷射口的朝向来控制冷却介质对管体的冷却位置及喷射角度。

本实施例中，还包括位于感应加热圈9内的压缩空气管，压缩空气管对应第二加热壁15的区域设置喷射孔，通入压缩空气即可对偏心直管1的第二侧壁11进行冷却降温。

本实施例中，感应加热器2还包括变压器连接端板20，以及连接变压器连接端板20与感应加热圈9的连接铜排19；连接铜排19与其他导电体之间设置有绝缘件21，一般包括绝缘平垫圈和绝缘圆衬套。感应加热器2主要对偏心直管1进行加热，变压器连接端板20外接于变压器用以控制温度，连接铜排19用于将电能传输至感应加热圈9，并转换为热能对偏心直管1加热，以便于进行弯制，而连接铜排19一般是沿冷却进出水管17设置，为了避免导电，需要在连接铜排19和冷却进出水管17之间设置绝缘件21。

需要说明的是，以管路的公称规格为1067*52的管子为例，标准管路的内径为963mm，形成弯管的过程中，弯管的拉伸面也就是弯管的外弧面的管壁减薄，由于标准的管壁厚度不小于48mm，因此，为满足48mm的最小壁厚，管子外弧要达到58mm才能满足要求。如果做成偏心管，只要满足外弧面达到58mm即可，而内弧面虽然会增厚，但一定量的增厚经过力学计算是有益的，所以内弧面的壁厚为52mm。因此，待弯管段4的外圆的直径为58+52+963＝1073mm，因此，其圆心向第一侧壁10处偏3mm即可达到这样的效果。

由此，偏心直管1的制作过程为：

首先将毛坯管整体做到60mm厚，先将管子整体车加工至58mm，然后调整工件的旋转中心偏3mm，把管子车或镗(即待弯管段4)加工至整体偏心(第一侧壁10的壁厚为58mm，第二侧壁11的壁厚为52mm)，再次调整工件旋转中心将第一管段3和第二管段5加工至管壁厚度均为52mm的同心管道。

将此偏心直管1形成弯管的时候，将偏心直管1的待弯管段4由第一侧壁10朝向第二侧壁11的方向弯制，形成弯管时，第一侧壁10为弯管的外侧面，第二侧壁11为弯管的内侧面，弯管的外侧面拉伸，内侧面压缩，由于第一侧壁10的管壁厚度b大于第二侧壁11的管壁厚度a，因此，弯制以后，第一侧壁10的厚度减小，第二侧壁11的厚度增加，即拉伸面的厚度减小，压缩面的厚度增加，从而使拉伸面和压缩面的厚度更加接近，避免弯管的拉伸面过薄，弯管的压缩面过厚，提高弯管的质量，延长弯管的使用寿命。

由于在待弯管段4弯制的时候，第二侧壁11会被压缩，所以通过感应加热器2将第二侧壁11的厚度a与第一管段3管壁的厚度a、第二管段5管壁的厚度a一致即可，利于直管的制造，并且，弯管制造以后，压缩面在一定范围内的压缩，弯管的质量更佳。而由于偏心直管1在加热冷却之后具有一定的回弹量，因此，当将待弯管段4进行弯制加工的时候，例如，若是将待弯管段4弯制成90°的话，则在通过感应加热圈9对其进行加热弯制的时候，先弯制成92.5°，等到弯管冷却之后，由于其具有回弹性，便会自动回弹至90°弯制管。由此，该2.5°的过弯角度主要考虑的是弯管夹具松开之后及热处理之后的弯管的角度回弹。加工使用的是外径变化的偏心直管1，加工成的弯管减小了内侧增厚量，减轻了管道系统的重量。

需要说明的是，在本实施例中，第一管段3和第二管段5的管壁厚度均为52mm，二者所形成的横截面为圆形结构；待弯管段4的第一侧壁10的管壁厚度为58mm，第二侧壁11的管壁厚度为52mm，其所形成的横截面为偏心圆结构，即其外圆中心向上偏移了3mm。

待弯管段4的进行弯制加工之后，第一侧壁10的壁厚变为48±3mm，第二侧壁11的壁厚变为65±5mm。

第二实施例

请参照图1、图3和图5所示，本实施例提供一种偏心弯管加工组件22，其包括用于卡住偏心直管1的一端部的前夹头6，第一实施例的感应加热器2，以及用于卡住偏心直管1的另一端部的后推弯夹头7，感应加热圈9套在待弯管段4上，后推弯夹头7能够推动待弯管段4由第一侧壁10向第二侧壁11的方向弯制。

本实施例中，还包括导向组件，导向组件包括电机、多个丝杠以及与多个导向滚轮8，电机与多个丝杠转动连接，丝杠与导向滚轮8传动连接，导向滚轮8位于前夹头6和感应加热器2之间，且位于偏心直管1的两侧，用于限制经过的偏心直管1线形移动。

需要说明的是，由于管道外径偏心，管子推进到起终弯点过渡段(第一过渡段12和第二过渡段13)时，会造成滚轮脱空的情况，起不到导向作用，因此四个导向滚轮8采用单独调节的方式，即通过不同的电机控制不同的丝杠的运转，进而分别带动不同的导向滚轮8的转动，能够保证全过程中导向滚轮8与偏心直管1的紧密接触。

本实施例中，还包括用于驱动后推弯夹头7移动的驱动器，驱动器与后推弯夹头7传动连接，驱动器用于驱动后推弯夹头7移动。

需要说明的是，驱动器可以采用液压缸或者电机等驱动件，也可以采用其他的传动结构。

采用本实施例的偏心弯管加工组件22将偏心直管1加工成偏心弯管的方法如下：

步骤S1：将偏心直管1安装在支撑台上，在待弯管段4上套上感应加热圈9，将第一管段3可移动地安装在导向组件中，用前夹头6卡住第二管段5的端部，用后推弯夹头7夹持住第一管段3的端部，并推动第一管段3沿着待弯管段4的方向移动；

步骤S2：在感应加热圈9中通入中频电流，加热待弯管段4，当待弯管段4温度升高到塑性状态时，将第一管段3用机械推力推进，对待弯管段4进行弯制，迅速通过冷却进水管接头16对弯制出的待弯管段4喷射冷却剂冷却。

需要说明的是，在本实施例中，当推动第一管段3，进而对待弯管段4进行弯制加工时，当推进到起弯点时(即第二过渡段13与第二管段5的连接点)，后推弯夹头7的推进速度控制在0.1mm/S，当推进到偏心段(待弯管段4)时，后推弯夹头7的推进速度调整至0.1-0.15mm/S。

此时，若是待弯管段4的第二侧壁11内的温度较高时(会导致弯制的效果变差)，便可采用压缩空气管进行辅助冷却，即将压缩空气管安装在感应加热圈9内，在压缩空气管上进行打孔，并且通入压缩空气即可对待弯管段4的第二侧壁11进行冷却降温。

上述加工方法的加工特点在于：

(一)、使用的原料直管不同。该类型弯管加工使用的是外径变化的偏心直管1，加工成的弯管减小了内侧增厚量，减轻了管道系统的重量。

(二)、使用的工装不同。①该弯管使用的感应加热器2为椭圆偏心的感应加热器2，便于控制偏心直管1与感应加热器2之间的间隙，控制其红带宽度和加热温度。②使用的导向滚轮8部分不同，由于管道外径偏心，管子推进到起终弯点过渡段(第一过渡段12和第二过渡段13)时，会造成滚轮脱空的情况，起不到导向作用，因此四个导向滚轮8采用单独调节的方式，即通过不同的电机控制不同的丝杠的运转，进而分别带动不同的导向滚轮8的转动，能够保证全过程中导向滚轮8与偏心直管1的紧密接触。③改进中频电源。负载由感应线圈和补偿电容器组成，连接成并联谐振电路；采用串联谐振的中频电源，效率更高，可有效降低内外壁温差，提高弯管加工的推力，减少加工应力，改善组织均匀性。

(三)、加工工艺参数的区别。由于起终弯点存在过度区域(第一过渡段12和第二过渡段13)，如加热到正常弯管温度(900-960℃)极易产生鼓包，对此可在此区间适当降低弯管温度，此区间采用的弯管温度在700-800℃之间，在过度区的后段逐渐增加到正常弯管温度，并在弯管过程中适当调节感应加热圈9与弯管之间的距离以控制温度的均匀性；起弯点(第一过渡段12)的推进速度控制在0.1mm/S，进入偏心段(待弯管段4)以后调整至0.1-0.15mm/S；如果在弯管过程中待弯管段4的第二侧壁11的温度依然较高，可采用压缩空气管进行辅助冷却，即将压缩空气管安装在感应加热圈9内，在压缩空气管上进行打孔，并且通入压缩空气即可对待弯管段4的第二侧壁11进行冷却降温。该弯管由于采用上述的加工方法制作而成，因此，其结构合理且使用效果好。

综上所述，本实用新型的用于偏心弯管的感应加热器专门用于对偏心弯管进行感应加热及温度控制；本实用新型的偏心弯管加工组件专门用于弯制加工偏心弯管。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于偏心弯管的感应加热器，用于加热偏心直管，所述偏心直管包括待弯管段，所述待弯管段具有相对的第一侧壁和第二侧壁，所述第一侧壁的管壁厚度大于第二侧壁的管壁厚度，其特征在于，所述感应加热器包括感应加热圈，所述感应加热圈呈椭圆形，所述感应加热圈具有相对的第一加热壁和第二加热壁，所述第一加热壁的厚度大于所述第二加热壁的厚度，所述感应加热圈套在所述待弯管段上，所述第一加热壁对应套设在第一侧壁上，所述第二加热壁对应套设在第二侧壁上。

2.根据权利要求1所述的用于偏心弯管的感应加热器，其特征在于，椭圆形的所述感应加热圈的长短轴之差等于所述第一侧壁和所述第二侧壁的管壁厚度之差。

3.根据权利要求1所述的用于偏心弯管的感应加热器，其特征在于，所述偏心直管包括依次连接的第一管段、所述待弯管段和第二管段，所述第一管段的管壁和所述第二管段的管壁厚度均匀。

4.根据权利要求1所述的用于偏心弯管的感应加热器，其特征在于，所述感应加热器还包括朝感应加热圈内喷射冷却介质的冷却进水管接头。

5.根据权利要求4所述的用于偏心弯管的感应加热器，其特征在于，还包括冷却进出水接头，以及连接冷却进出水接头和所述冷却进水管接头的冷却进出水管。

6.根据权利要求1所述的用于偏心弯管的感应加热器，其特征在于，所述感应加热器还包括变压器连接端板，以及连接所述变压器连接端板与所述感应加热圈的连接铜排。

7.根据权利要求6所述的用于偏心弯管的感应加热器，其特征在于，所述连接铜排与其他导电体之间设置有绝缘件。

8.一种偏心弯管加工组件，其特征在于，其包括用于卡住偏心直管的一端部的前夹头，如权利要求1至7中任一项所述的感应加热器，以及用于卡住偏心直管的另一端部的后推弯夹头，所述感应加热圈套在所述待弯管段上，所述后推弯夹头能够推动所述待弯管段由第一侧壁向第二侧壁的方向弯制。

9.根据权利要求8所述的偏心弯管加工组件，其特征在于，还包括导向滚轮，所述导向滚轮位于所述前夹头和所述感应加热器之间，且位于所述偏心直管的两侧，用于限制经过的偏心直管线形移动。

10.根据权利要求8所述的偏心弯管加工组件，其特征在于，还包括用于驱动所述后推弯夹头移动的驱动器。