CN214142539U - 包含细管径多管路水冷散热器的工业激光熔覆机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了包含细管径多管路水冷散热器的工业激光熔覆机，其包括制冷剂循环系统、水循环系统、电气控制系统、熔覆头；制冷剂循环系统包括蒸发器、冷凝器、压缩机、风机和膨胀阀，蒸发器、压缩机、冷凝器依次通过管路连接，风机安装在冷凝器旁边。本发明提供的冷凝器采用细管径多管路水冷散热器，具有大流量的优点，解决了耐中高压而且能有效克服管路的层流效应。同时，细管径细管路与传热片无间隙配合使导热效率很高。
Description
技术领域
本实用新型涉及工业激光技术领域，具体涉及一种包含细管径多管路水冷散热器的工业激光熔覆机。
背景技术
激光熔覆技术是指以不同的填料方式在被涂覆基体表面上放置选择的涂层材料，经激光辐照使之和基体表面一薄层同时融化，并快速凝固后形成稀释度极低并与机体材料成冶金结合的表面涂层，从而显著改善基体材料表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电器特性等的工艺方法。
工业激光熔覆机成套设备包括有激光器、冷却机组、送粉机构、加工工作台。其中激光熔覆过程中，激光熔覆喷头底部与熔池距离很近，激光熔覆喷头要承受来自激光反射以及熔池热辐射所带来的较高的热量，随着激光熔覆喷头的长时间连续性工作，热量不断累积，最终会烧毁激光熔覆喷头。为了防止在连续加工中激光熔覆喷头被烧毁就需要对喷嘴进行冷却。其中冷却机组主要分为三大系统：制冷剂循环系统、水循环系统、电气控制系统。其中制冷剂循环系统包含有压缩机、换热器(冷凝器和蒸发器)、膨胀阀。
目前，工业激光熔覆机中使用的散热器主要是汽车水箱类型的散热器，它是用多条断面为矩形的细管路分别并联导通于集合腔、用多束细管路与多个集合腔串联可实现流体转向与流体的进入与输出。相邻两细管路外壁之间焊接有金属传热片，这种方式的优点是可以通过较大的流体流量，缺点是所能承受的流体压力很小，不适合在中高压范围(0.5-3Mpa)使用。
另外一种常用的激光熔覆机散热器代表性的结构是在空调上使用的盘管式散热器，它的结构是多条圆形管道平行排列，管道两端由专用弯头将管道依次焊接成一条流体通路，金属管道外面无间隙串挂多片垂直于管路并相互平行的传热片用于增加换热面积，传热片间距依靠传热片与管道配合孔上的翻边高度控制。这种方式的优点是承压高。缺点是；为了保证足够的流体流量所用金属管直径较大，由于管内流体的层流效应，只有贴近管壁的流体能迅速实现热交换，管道越粗越接近管道中心的流体换热效率越低，管路长流体阻力大，流体流量受限制。
因此，非常有必要开发一款能应用于大流量的中高压场合而且能有效的克服内部流体的层流效应实现比较高的热交换效率的热交换器。
实用新型内容
基于此，本实用新型提供一种全新的细管径多管路水冷散热器，应用于工业激光熔覆机，采用细管径平行分流设置，具有大流量的优点，解决了空调类换热器的耐中高压而且能有效克服管路的层流效应。同时，细管径细管路与传热片无间隙配合使导热效率很高。
本实用新型提供一种包含细管径多管路水冷散热器的工业激光熔覆机，其包括制冷剂循环系统、水循环系统、电气控制系统、熔覆头；
制冷剂循环系统包括蒸发器、冷凝器、压缩机、风机和膨胀阀，蒸发器、压缩机、冷凝器依次通过管路连接，风机安装在冷凝器旁边；
水循环系统包括水泵、水箱，制冷剂循环系统中的蒸发器位于水箱中。
其中，所述冷凝器采用的是细管径多管路水冷散热器。
其中，所述蒸发器采用的是细管径多管路水冷散热器或螺旋管式散热器。
其中，所述细管径多管路水冷散热器的细管路外径为4mm，细管路与传热片上的安装孔的配合间隙在0.05-0.5mm之间。
其中，在传热片无孔位置均匀分布由传热片经冲压翻出的多个微片。
其中，微片的表面与传热片受风方向平行或成不大于正负20度角度倾斜以实现有效扰流效果。
有益的技术效果
1)同样功率的工业激光熔覆机下：采用本发明细管径多管路水冷散热器的冷水机组体积将更小，从而达到工业激光熔覆机体积更小；
2)同样体积冷水机组的工业激光熔覆机：采用本发明细管径多管路水冷散热器后，激光熔覆机输出激光功率可以做得更大。
附图说明
图1激光熔覆机熔覆头水冷原理图；
图2激光熔覆机熔覆头水冷散热结构图；
图3细管径多管路水冷散热器整体结构图；
图4细管径多管路水冷散热器传热片和细管路装配结构图。
具体实施方式
本实用新型提供一种包含细管径多管路水冷散热器的工业激光熔覆机，其包括制冷剂循环系统、水循环系统、电气控制系统、熔覆头；
制冷剂循环系统包括蒸发器、冷凝器、压缩机、风机和膨胀阀，蒸发器、压缩机、冷凝器依次通过管路连接，蒸发器中的液态制冷剂吸收水循环系统中的水中的热量并开始蒸发，最终制冷剂与水之间形成一定的温度差，液态制冷剂亦完全蒸发变为气态后被压缩机吸入并压缩,变为气态制冷剂，气态制冷剂通过冷凝器吸收热量，凝结成液体，通过电子膨胀阀节流后变成低温低压制冷剂进入蒸发器，完成制冷剂循环过程，风机安装在冷凝器旁边，用于辅助降温；
水循环系统包括水泵、水箱，水泵将低温冷却水送入需冷却的熔覆头，熔覆头内部含有水循环通道，冷水机冷冻水将热量带走后温度升高再回流到水箱，达到冷却的作用，制冷剂循环系统中的蒸发器位于水箱中；
电气控制系统通过电气控制保证提供恒温、恒流、恒压的冷却水；
所述冷凝器采用的是细管径多管路水冷散热器。
所述蒸发器采用的是细管径多管路水冷散热器或螺旋管式散热器。
本实用新型提供的细管径多管路水冷散热器包括上集合腔、下集合腔、细管路、传热片、上集合腔支撑板、下集合腔支撑板，上集合腔焊接固定在上集合腔支撑板上，下集合腔焊接固定在下集合腔支撑板上，上集合腔设置为2个，两集合腔构成相互独立的流体输入与输出腔，上集合腔支撑板和下集合腔支撑板的底部设置配合细管路的安装孔，在上下集合腔支撑板之间垂直安装相互平行的多个细管路，细管路穿过传热片上的圆孔。
流体由上集合腔中的任一个管接头充入，经过细管路，在下集合腔汇流后再流向另一个上集合腔，并经管接头导出，这就形成热交换器的结构。当上集合腔设置5个集合腔时就可以实现W型流道结构。
本实用新型中，所采用的细管路外径为4mm，细管路与传热片上的安装孔的配合间隙在0.05-0.5mm之间，进一步优选0.1-0.3mm之间，这个间隙的目的是容纳细管路外圆几何形状误差使细管路能顺利插入传热片孔中。
传热片上设置有用于穿过细管路的孔，该孔周边不设置翻边。目前空调用换热器细管路的外径通常在7mm至16mm之间，之所以不选择5mm以下的小管径是因为现有手段容易出现翻边裂缝，影响换热器的使用，本发明提供的装配结构就是为了解决这一问题，采用本实用新型的这种传热片与细管路装配结构可以实现4mm小管径的换热器，同时保证不出现翻边。
细管路的材质优选为铜、铝材质或不锈钢材质，优选为铜材质。
传热片的材质优选为铜、铝材质。
在该装配结构中，采用冲压加工的方式获得与细管路有间隙配合的孔，在传热片无孔位置均匀分布由传热片经冲压翻出的多个微片，微片保留一边与传热片保持连接不切断，并以此边为翻转轴线，微片的最高点与最低点连线相对翻出平面必须在110-130度之间，以保证微片的最高点必须能够支撑在相对传热片的无孔部位。
微片的表面与传热片受风方向平行或成不大于正负20度角度倾斜以实现有效扰流效果。
微片可以为半圆形、方形、梯形，微片表面可设置为平面或任意曲面。
在细管路周边最少应该均布设置两个以上微片，进一步优选三个以上微片。微片的高度决定了传热片之间的间隔距离。
微片的高度以保证装配后传热片节距在1.5-2.0mm范围。
微片的翻出方向可以相互平行也可以相互相对，对功能没有实质的影响。
当全部细管路与传热片组装后再用机械胀管使管径加大消除管与孔之间的间隙，达到与传热片孔紧密配合。
本发明还提供了上述装配结构的制备方法，其包括：
第一步，在传热片上冲压加工出有间隙配合细管路的孔；
第二步，在传热片无孔位置冲压，均匀分布多个微片；
第三步，将细管路穿过散热翅片上的孔；
第四步，采用机械胀管的方式使细管路管径加大，消除管与孔之间的间隙，达到与传热片孔紧密配合。
以下采用实施例和附图来详细说明本实用新型的实施方式，借此对本实用新型如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。
如图1和图2所示，本实用新型提供一种包含细管径多管路水冷散热器的工业激光熔覆机，其包括制冷剂循环系统、水循环系统、电气控制系统、熔覆头；制冷剂循环系统包括蒸发器4、冷凝器2、压缩机1、风机5和电子膨胀阀3，蒸发器4、压缩机1、冷凝器2依次通过管路连接，蒸发器4中的液态制冷剂吸收水循环系统中的水中的热量并开始蒸发，最终制冷剂与水之间形成一定的温度差，液态制冷剂亦完全蒸发变为气态后被压缩机1吸入并压缩,变为气态制冷剂，气态制冷剂通过冷凝器吸收热量，凝结成液体，通过电子膨胀阀3节流后变成低温低压制冷剂进入蒸发器4，完成制冷剂循环过程，风机安装在冷凝器旁边，用于辅助降温；水循环系统包括水泵7、水箱6，水泵7将低温冷却水送入需冷却的熔覆头8，熔覆头内部含有水循环通道，冷水机冷冻水将热量带走后温度升高再回流到水箱6，达到冷却的作用，制冷剂循环系统中的蒸发器位于水箱中；冷凝器2采用的是多通路平行分流的散热器；蒸发器4为常规的螺旋管式散热器。
冷凝器2的结构具体如图3所示，包括上集合腔9、下集合腔10、细管路11、传热片12、上集合腔支撑板13、下集合腔支撑板14，上集合腔9焊接固定在上集合腔支撑板13上，下集合腔10焊接固定在下集合腔支撑板14 上，上集合腔设置为2个，两集合腔构成相互独立的流体输入与输出腔，上集合腔支撑板13和下集合腔支撑板14的底部设置配合细管路的安装孔，在上下集合腔支撑板之间垂直安装相互平行的多个细管路，细管路11穿过传热片12上的圆孔。
如图4所示，采用冲压加工的方式获得与细管路有间隙配合的孔，在传热片无孔位置均匀分布由传热片经冲压翻出的多个微片15，微片保留一边与传热片保持连接不切断，并以此边为翻转轴线，微片的最高点与最低点连线相对翻出平面为110度，以保证微片的最高点必须能够支撑在相对传热片的无孔部位。
所有上述的首要实施这一知识产权，并没有设定限制其他形式的实施这种新产品和/或新方法。本领域技术人员将利用这一重要信息，上述内容修改，以实现类似的执行情况。但是，所有修改或改造基于本实用新型新产品属于保留的权利。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。
Claims (6)
1.一种包含细管径多管路水冷散热器的工业激光熔覆机，其特征在于：包括制冷剂循环系统、水循环系统、电气控制系统、熔覆头；
制冷剂循环系统包括蒸发器、冷凝器、压缩机、风机和膨胀阀，蒸发器、压缩机、冷凝器依次通过管路连接，风机安装在冷凝器旁边；
水循环系统包括水泵、水箱，制冷剂循环系统中的蒸发器位于水箱中。
2.如权利要求1所述的包含细管径多管路水冷散热器的工业激光熔覆机，其特征在于：所述冷凝器采用的是细管径多管路水冷散热器。
3.如权利要求1所述的包含细管径多管路水冷散热器的工业激光熔覆机，其特征在于：所述蒸发器采用的是细管径多管路水冷散热器或螺旋管式散热器。
4.如权利要求2或3所述的包含细管径多管路水冷散热器的工业激光熔覆机，其特征在于：所述细管径多管路水冷散热器的细管路外径为4mm，细管路与传热片上的安装孔的配合间隙在0.05-0.5mm之间。
5.如权利要求4所述的包含细管径多管路水冷散热器的工业激光熔覆机，其特征在于：在传热片无孔位置均匀分布由传热片经冲压翻出的多个微片。
6.如权利要求5所述的包含细管径多管路水冷散热器的工业激光熔覆机，其特征在于：微片的表面与传热片受风方向平行或成不大于正负20度角度倾斜以实现有效扰流效果。
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