CN209945112U - 一种换热管和管板的连接结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种换热管和管板的连接结构，包括换热管和设有开孔的管板，所述换热管穿入所述管板的开孔并伸出，所述换热管外壁的周向上设有钎焊段，所述钎焊段位于所述换热管与所述管板之间以实现所述换热管在所述管板的开孔中的固定。上述换热管和管板的连接结构通过钎焊段实现换热管和管板的钎焊固定连接，钎焊段填充换热管与管板间的缝隙，从而消除间隙腐蚀，实现换热管与管板的连接。
Description
技术领域
本实用新型涉及换热器技术领域，特别涉及一种换热管和管板的连接结构。
背景技术
在管壳式换热器设计生产制造过程中，换热管与管板的连接质量是换热器设计制造最重要的指标之一。换热器失效的绝大数原因集中在管接头上，因此选用安全可靠的管接头形式，研制相应的加工设备与技术是换热器制造技术的关键课题。
换热管与管板的连接方式有胀接、焊接、胀焊并用等形式。胀接是换热管与管板的主要连接形式之一，利用胀管器伸入换热管管头内，挤压管子端部，使管端直径扩大产生塑性变形，同时保持管板处在弹性变形范围内。当取出胀管器后，管板孔弹性变形，使管子与管板孔周边紧密地贴合在一起，达到密封和固定连接的目的。由于管板和管子的胀接消除了弹性板与塑性管头间的间隙，可有效的防止壳程介质的进入而造成的缝隙腐蚀。
但是，在实际生产制造过程中，换热管与管板的胀接还存在以下问题：胀接时会在管端及坡口处将留下大量油污及铁锈等杂物，当焊接时，这些遗留杂物将发生化学变化产生带压气体，气体冲出焊道使焊缝金属呈沸腾状，造成焊缝高低不平，甚至呈蜂窝状和未熔合等缺陷；有的气体未能及时逸出焊缝表面，从而在焊缝内部形成气孔；焊接时产生的高温会导致已胀接的部位变形，使胀接过程中产生的残余应力和弹性变形有所消失，从而可能使胀紧力减小甚至消失；在胀管时没有采取正确的胀管工艺，容易出现过胀情况，在胀管部位出现裂纹。因此，如何能够提供一种消除胀接所带来的缺陷的换热管和管板的连接结构是本领技术人员亟需解决的技术问题。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种换热管和管板的连接结构，换热管和管板通过钎焊固定连接，钎焊段填充换热管与管板间的缝隙，从而消除间隙腐蚀，实现换热管与管板的连接。
为实现上述目的，本实用新型提供一种换热管和管板的连接结构，包括换热管和设有开孔的管板，所述换热管穿入所述管板的开孔并伸出，所述换热管外壁的周向上设有钎焊段，所述钎焊段位于所述换热管与所述管板之间以实现所述换热管在所述管板的开孔中的固定。
优选地，所述换热管为条形管道，所述条形管道的内部中空，所述条形管道的外壁通过所述钎焊段钎焊在所述管板的开孔中。
优选地，所述换热管的横截面为环状，所述管板上设有可供所述换热管竖直穿入并伸出的圆形开孔。
优选地，所述钎焊段呈环状套设在所述换热管的外侧和所述管板的开孔的内侧。
优选地，所述钎焊段的上下两端由所述换热管向所述管板渐缩，所述钎焊段与所述换热管的接触面积大于所述钎焊段与所述管板的接触面积。
优选地，所述管板为不锈钢管板或碳钢管板，所述换热管为不锈钢换热管或碳钢换热管。
优选地，所述钎焊段为在所述换热管与所述管板之间充满的铜基合金段或镍基合金段，所述钎焊段的熔点低于所述管板和所述换热管的熔点。
相对于上述背景技术，本实用新型所提供的换热管和管板的连接结构包括换热管和设有开孔的管板，换热管从管板的开孔中穿入并伸出，换热管和管板之间设有钎焊段，换热管在管板的开孔中固定，该换热管和管板的连接结构通过在管板上设置开孔以实现换热管的插入，通过在换热管外壁的周向上设置钎焊段以实现换热管和管板的固定连接，综上，换热管通过钎焊段钎焊固定在管板的开孔中以实现换热管和管板的固定连接。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中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实用新型的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为现有技术中换热管和管板的连接结构的结构示意图；
图2为本实用新型实施例提供的换热管和管板的连接结构的结构示意图。
其中：
1-管板、2-换热管、31-胀接段、32-焊接段、4-钎焊段。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
为了使本技术领域的技术人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。
请参考图1和图2，其中，图1为现有技术中换热管和管板的连接结构的结构示意图，图2为本实用新型实施例提供的换热管和管板的连接结构的结构示意图。
在现有技术中，请参考图1中换热管2和管板1的连接结构的结构示意图，换热管2通过胀接穿入管板1，并在换热管2上有与管板1接触的胀接段31，进一步在换热管2上设有焊接段32以实现换热管2与管板1通过熔化焊的方式实现固定连接。
在第一种具体的实施方式中，本实用新型提供的换热管和管板的连接结构包括换热管2和管板1，管板1上设有可供换热管2穿入并伸出的开孔，换热管2外壁的周向上设有钎焊段4，钎焊段4位于换热管2和管板1之间，在本实施例中，换热管2通过钎焊段4钎焊固定在管板1的开孔中以实现换热管2和管板1的固定连接。
需要说明的是，换热管2作为换热的管路，应设有用于供传热介质热传递的空腔，因此换热管2为条形管道，条形管道的内部中空。需要说明的是，换热管2作为现有技术中的一种常规的设置方式，是换热器的必要组成元件之一，用于两介质之间的热量交换；管板1作为现有技术中一种常规的设置方式，在换热器中起到固定换热管2的作用，是一种用于换热管2穿入管板1焊住固定的配件。本实用新型通过改进换热管2和管板1之间的连接结构以及连接方式，以解决现有技术中胀接的缺陷，提供一种连接方式更可靠、连接结构更稳定的换热管2和管板1的连接结构。
在一种具体的实施方式中，换热管2的横截面为环状，也即换热管2的环形外壁与钎焊段4贴合并固定、环形内壁构成用于供热传递介质流动的腔室，同样的，管板1的开孔为与换热管2的横截面形状相仿的圆形，管板1的开孔的径向尺寸大于换热管2的外径尺寸。需要说明的是，本实施例仅仅只是一种用以实现换热管2和管板1连接关系的具体实施方式，也即换热管2和管板1的设置方式包括但不限于上述，对于其他横截面形状例如三角形、方形等本领域技术人员不经过创造性劳动就可以得到的技术方案同应属于本实施例的说明范围。
在本实施例中，换热管2在管板1的圆形开孔中竖直穿入，换热管2的外壁与管板1之间的距离处处相等，在换热管2和管板1之间设有呈环状套设在换热管2的外侧和管板1的开孔的内侧的钎焊段4，此时换热管2的周向均匀的通过钎焊段4钎焊在管板1的开孔中，因为钎焊段4处处壁厚相等，换热管2的横截面上处处受力均匀，换热管2和管板1的连接结构稳定可靠。
为了解决胀接带来的问题，本实用新型通过钎焊段4的钎焊方式来填充换热管2与管板1间的缝隙，从来消除间隙腐蚀，实现换热管2与管板1的连接。更具体的，在钎焊段4的形成过程中，先通过加热来融化钎料，液态的钎料在管板1的开孔和换热管2外壁面润湿、铺展，同时液态的钎料与管板1的开孔和换热管2相互溶解和扩散，以及在间隙毛细流动、填缝，形成固溶体、共晶体来实现换热管2与管板1的连接。
在本实施例中，钎焊段4由液态的钎料在管板1和换热管2之间扩散、填充。钎焊段4的上下两端由换热管2向管板1渐缩，钎焊段4与换热管2的接触面积大于钎焊段4与管板1的接触面积，以实现换热管2在管板1中稳定有效的固定连接。
在另一种具体的实施方式中，管板1为不锈钢管板或碳钢管板，换热管2为不锈钢换热管或碳钢换热管。换热管2和管板1的材质一般选用不锈钢和碳钢，熔点都在1200℃以上。
除此以外，钎焊段4为在换热管2与管板1之间充满的铜基合金段或镍基合金段，钎焊段4的熔点低于管板1和换热管2的熔点。钎焊段4的材质也即钎料的选择，一般选比母料也即换热管2和管板1熔点低50℃以上的作为钎料，如铜基、镍基等。钎剂是用来清除钎料和母料表面上的氧化物，改善润湿作用，常选氟化物的焊粉、焊膏作为钎剂。
在本实施例中，在换热管2穿过管板1的开孔前，应清除表面的杂质、油污、氧化物等，保证表面清洁。换热管2与管板1间的间隙大小影响钎焊质量，理想间隙在0.05-0.1mm之间。首先把环状钎料套在换热管2上和卡在管板1内侧，并把钎剂均匀撒在钎料上，通过对装配好的换热管2、管板1、钎料和钎剂进行预热、加热融化焊接和冷却以实现钎焊段4在换热管2和管板1之间的充满，换热管2通过钎焊段4钎焊固定在管板1中。在自动化的流水线上，把已经装配好钎料的管束也即换热管2和管板1放置在用以实现输送的网带上，通过网带连续传递到钎焊炉的预热区、焊接区及冷却区等各个区域，最后出炉进行查看检测。传送机构也即网带要求传递速度可无级调频调速，传送的速度取决于钎焊炉的加热速度及钎焊温度。正常的传送速度应使钎料在熔点温度保持2-3min，以保证钎焊温度下，钎料融化并浸润母材也即换热管2和管板1的表面，通过毛细作用，钎料流入缝隙，并可填充到即使最细微的刻痕和孔痕中去。
需要说明的是，本实用新型的核心改进点在于换热管2和管板1的连接结构，也即换热管2通过钎焊段4钎焊固定在管板1的开孔中。钎焊以及钎焊过程中的钎料和钎剂不作为本实用新型的改进点，钎焊的相关技术及实施方式也已被广泛公开，对于钎焊的相关技术及实施方式请参考现有技术，这里不再一一赘述。
以上对本实用新型所提供的换热管和管板的连接结构进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。
Claims (7)
1.一种换热管和管板的连接结构，其特征在于，包括换热管(2)和设有开孔的管板(1)，所述换热管(2)穿入所述管板(1)的开孔并伸出，所述换热管(2)外壁的周向上设有钎焊段(4)，所述钎焊段(4)位于所述换热管(2)与所述管板(1)之间以实现所述换热管(2)在所述管板(1)的开孔中的固定。
2.根据权利要求1所述的换热管和管板的连接结构，其特征在于，所述换热管(2)为条形管道，所述条形管道的内部中空，所述条形管道的外壁通过所述钎焊段(4)钎焊在所述管板(1)的开孔中。
3.根据权利要求2所述的换热管和管板的连接结构，其特征在于，所述换热管(2)的横截面为环状，所述管板(1)上设有可供所述换热管(2)竖直穿入并伸出的圆形开孔。
4.根据权利要求1所述的换热管和管板的连接结构，其特征在于，所述钎焊段(4)呈环状套设在所述换热管(2)的外侧和所述管板(1)的开孔的内侧。
5.根据权利要求4所述的换热管和管板的连接结构，其特征在于，所述钎焊段(4)的上下两端由所述换热管(2)向所述管板(1)渐缩，所述钎焊段(4)与所述换热管(2)的接触面积大于所述钎焊段(4)与所述管板(1)的接触面积。
6.根据权利要求1至5任一项所述的换热管和管板的连接结构，其特征在于，所述管板(1)为不锈钢管板或碳钢管板，所述换热管(2)为不锈钢换热管或碳钢换热管。
7.根据权利要求6所述的换热管和管板的连接结构，其特征在于，所述钎焊段(4)为在所述换热管(2)与所述管板(1)之间充满的铜基合金段或镍基合金段，所述钎焊段(4)的熔点低于所述管板(1)和所述换热管(2)的熔点。
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Cited By (2)
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| CN114680570A (zh) * | 2020-12-29 | 2022-07-01 | 佛山市顺德区美的电热电器制造有限公司 | 加热组件、烹饪器具和衣物处理装置 |
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