TWI804689B - 用於熱交換器頭的提升設備 - Google Patents

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TWI804689B TW108137328A TW108137328A TWI804689B TW I804689 B TWI804689 B TW I804689B TW 108137328 A TW108137328 A TW 108137328A TW 108137328 A TW108137328 A TW 108137328A TW I804689 B TWI804689 B TW I804689B
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邁克爾 蘭菲爾
大衛 斯內爾
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美商Ｅ＆Ｃ鰭扇公司
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Abstract

一種用於提升熱交換器頭部的夾具，包括：包括第一接收狹槽的第一支腳和包括第二接收狹槽的第二支腳以及樞軸地附接到所述第一支腳的上部分的第一負載臂和樞軸地附接到所述第二支腳的上部分的第二負載臂。在使用中，所述第一負載臂和所述第二負載臂的上末端部分由提升裝置接合。第一剪式臂樞軸地附接到所述第二支腳並且通過所述第一接收狹槽滑動地附接到所述第一支腳。第二剪式臂樞軸地附接到所述第一支腳並且通過所述第二接收狹槽滑動地附接到所述第二支腳。第一連接板和第二連接板固定到所述第一支腳和所述第二支腳的所述下部分並且連接到所述熱交換器頭部的管道孔洞。

Description

用於熱交換器頭的提升設備
本發明總體涉及空氣冷卻熱交換器的製造，並且更具體來說，但並非以限制的方式，涉及用於在製造熱交換器期間提升重部件的改進的工具。
熱交換器使用在各種工業應用中。在空氣機械地經過冷卻管的外部時，使工藝流體，氣體或液體，通過一系列冷卻管。空氣從冷卻管吸收熱，借此降低管內流體的溫度。冷卻管可包括側向或軸向翅片以幫助熱傳遞。
冷卻管在定位在熱交換器的相對側上的二個或更多個頭部(header)(或頭部箱)之間延伸。頭部包括入口或出口以允許穿過熱交換器的工藝流體的流動。在許多應用中，工藝流體處於高溫和高壓下。為安全地容納工藝流體的高壓，通過將實質上金屬板焊接在一起來製造頭部。儘管是有效的，但用來製造頭部的金屬板是重的。對於大空氣冷卻熱交換器來說，各頭部的重量可高達10,000磅。
在過去，已通過穿過頭部中的孔插入一個或更多個鋼柱並將鏈條固定在鋼柱的末端周圍和頭部周圍來繞著製造設備移動頭部。這種方法是不合需要的，因為鏈條可繞鋼柱打滑或扭轉並且纏繞在頭部周圍的鏈條阻撓將頭部放下的作用力而沒有來自鏈條的干擾。提升頭部的現有方法是耗時的，並且要求 熟練的應用以避免損壞或損傷。因此，需要用於在大空氣冷卻熱交換器的製造期間提升和移動頭部的改進的系統和方法。目前優選的實施方案針對現有技術中的這些和其他不足。
本發明的若干方面可單獨地或一起體現在以下描述和要求的裝置和系統中。這些方面可單獨或以與本文所描述的發明的其他方面組合的方式加以使用，並且這些方面的一起描述並非意圖排除這些方面的單獨使用或如本案申請專利範圍中所闡述的這些方面的單獨或以不同組合的方式的要求。
在一方面，用於提升具有管道孔洞的熱交換器頭部的夾具包括具有第一接收狹槽的第一支腳和具有第二接收狹槽的第二支腳。第一負載臂樞軸地附接到所述第一支腳的上部分，並且第二負載臂樞軸地附接到所述第二支腳的上部分，並且所述第一負載臂和所述第二負載臂的所述上末端部分被構造來由提升裝置接合。第一剪式臂具有樞軸地附接到所述第二支腳的樞軸末端和通過所述第一接收狹槽附接到所述第一支腳的滑動末端部分。第二剪式臂具有樞軸地附接到所述第一支腳的樞軸末端和通過所述第二接收狹槽附接到所述第二支腳的滑動末端部分。第一連接板固定到所述第一支腳的下部分並且包括第一連接孔洞。第二連接板固定到所述第二支腳的下部分並且包括第二連接孔洞。所述第一連接孔洞和所述第二連接孔洞被構造來與熱交換器頭部的管道孔洞對準。
在另一個方面，用於提升具有管道孔洞的熱交換器頭部的夾具包括具有第一接收狹槽的第一支腳和具有第二接收狹槽的第二支腳。第一負載臂樞軸地附接到所述第一支腳的上部分並且第二負載臂樞軸地附接到所述第二支 腳的上部分。所述第一負載臂和所述第二負載臂的所述上末端部分被構造來由提升裝置接合。第一剪式臂樞軸地附接到所述第二支腳並且通過所述第一接收狹槽滑動地附接到所述第一支腳。第二剪式臂樞軸地附接到所述第一支腳並且通過所述第二接收狹槽滑動地附接到所述第二支腳。第一連接板固定到所述第一支腳的下部分，並且第二連接板固定到所述第二支腳的下部分。所述第一連接板和所述第二連接板被構造來用於連接到熱交換器頭部的管道孔洞。
在又一方面，提升具有管道孔洞的熱交換器頭部的方法包括以下步驟：將提升裝置連接到提升夾具，其中所述提升夾具包括具有第一連接孔洞和第二連接孔洞的相對第一連接板和第二連接板以及具有提升點的剪式機構，其中當所述提升點被提高時，所述剪式機構被構造來使所述第一連接板和所述第二連接板朝向彼此移動；將所述提升夾具的所述第一連接板和所述第二連接板放置在所述熱交換器頭部的相反側上；將所述第一連接板的所述第一連接孔洞和所述第二連接板的所述第二孔洞與所述熱交換器頭部的管道孔洞對準；通過所述第一連接孔洞和所述第二連接孔洞以及所述熱交換器頭部的所述管道孔洞插入桿；以及使用所述提升裝置提高所述提升夾具的所述提升點，使得所述第一連接板和所述第二連接板協作地夾緊所述熱交換器頭部。
100:頭部提升夾具
106a:第一負載臂
106b:第二負載臂
102a:第一支腳
102b:第二支腳
104a:第一剪式臂
104b:第二剪式臂
108a:第一連接板
108b:第二連接板
110a:第一接收狹槽
110b:第二接收狹槽
112a、112b:接收孔
114:上螺栓孔
116、117、119:下固定件孔(第一固定件孔、第二固定件孔)
118a、118b:負載臂螺栓孔
120:提升開口
122a、123a:第一連接孔洞
122b、123b:第二連接孔洞
124、125:載運桿
126a:第一支架
126b:第二支架
200:頭部
202:提升裝置
204:負載承載連接器
206:管道孔洞
圖1提供根據一個示例性實施方案構建的頭部提升夾具的透視圖。
圖2是圖1的頭部提升夾具的分解部件視圖。
圖3是頭部提升夾具與處於水平位置中的頭部之間的連接的放大視圖。
圖4是圖3的頭部提升夾具和頭部在提升期間的繪圖。
圖5是連接到升降機且頭部處於垂直位置的頭部提升夾具視圖。
參考圖1-5，其中展示的是根據本發明的示例性實施方案構建的頭部提升夾具100的各種視圖。頭部提升夾具100被設計來連接在頭部200(圖3-5)與提升裝置202(圖5)之間。頭部提升夾具100非常適合於用來提升被製造來用於與熱交換器(未示出)，並且具體來說大空氣冷卻熱交換器結合使用的各種頭部200。提升裝置202可為升降機、起重機、叉車、起重機架或包括負載承載連接器204(圖5)的其他提升裝置，所述負載承載連接器能夠連接到頭部提升夾具100。在一些實施方案中，負載承載連接器204是錨鈎環、掛鈎、環，或本領域中已知的任何其他連接裝置。
在所示實施方案中，頭部提升夾具100包括一對支腳102a和102b，一對剪式臂104a和104b、一對負載臂106a和106b，以及一對連接板108a和108b。支腳102a和102b中的每一個包括接收狹槽110a和110b以及接收孔112a(圖1)和112b(圖2)。剪式臂104a和104b中的每一個包括上螺栓孔114和下螺栓孔116，所述上螺栓孔和下螺栓孔分別被構造來與支腳102a和102b的對應接收孔112a或112b和接收狹槽110a或110b對準。如圖1中所述，剪式臂104a和104b可包括多個下固定件孔116、117和119，以允許頭部提升夾具100被調整來用於與不同大小的頭部200結合使用。僅作為一個例子，可將螺栓用作通過固定件孔中的選定的一個和對應接收狹槽的固定件。
剪式臂104a和104b尺寸被設置成，使得各剪式臂104a、104b在兩個支腳102a和102b之間延伸。更具體地說，第一剪式臂104a從第二支腳102b上的 第二接收孔112b延伸到第一支腳102a上的接收狹槽110a。第二剪式臂104b從第一支腳102a上的第一接收孔112a延伸到第二支腳102b上的接收狹槽110b。剪式臂104a和104b因而可被銷接或螺栓連接在第一支腳102a與第二支腳102b之間，以允許剪式臂104a和104b相對於支腳102a和102b的相對旋轉。類似地，負載臂106a和106b各自通過負載臂螺栓孔118a和118b連接到支腳102a和102b中的單獨一個。負載臂106的相反末端通過提升點諸如提升開口120(穿過負載臂106a和106b的重疊上末端部分形成)聯接到提升裝置202的負載承載連接器204。提升點可採取替代性形式，諸如連接到提升開口120的托架或構件。
在某些實施方案中，用支架(brace)126a和126b增強支腳102a和102b的強度可為合意的。任選的支架126a和126b限制支腳102a和102b在提升期間撓曲的程度。支架126a和126b可焊接到支腳102a及102b。除非另有指示，頭部提升夾具100的各種部件由高碳、高強度鋼製造。
如圖1和圖2中最好地例示，支腳102a和102b的中間部分可任選地在狹槽110a和110b以下向外傾斜，使得支腳102a和102b的相對下部分之間的水準間隔大於支腳102a和102b的相對上部分之間的水準間隔。
連接板108a和108b固定到支腳102a和102b中的每一個的下末端。在一些實施方案中，連接板108a和108b焊接到支腳102a和102b的下末端。連接板108a和108b包括一個或更多個連接孔洞122a、123a和122b和123b，所述連接孔洞尺寸被設置以允許載運桿124和125(圖3-5)延伸穿過連接孔洞122a、123a和122a、123b。載運桿124和125中的每一個具有小於頭部200中的管道孔洞206(圖3)的直徑的外徑。各載運桿124和125具有大於頭部200和連接板108a和108b的組合寬度的長度。一對載運桿124和125可用來提升頭部200(如圖3和圖4中所示)或者可使用單個載運桿124(如圖5中所示)。載運桿124可通過由頭部200的重量產生的摩擦阻力在連接板108的連接孔洞內保持在適當位置。作為備用措施，可將夾具(未 示出)放置在載運桿124的末端上，以確保載運桿124在提升操作期間並不從連接板108a和108b脫離。
總體而言，支腳102a和102b、剪式臂104a和104b以及提升臂106a和106b合作以產生“剪式”機構，其中在頭部提升夾具100拉長時，諸如當提升點120在載運桿延伸穿過頭部和連接板108a和108b的連接孔洞時被垂直向上拉拔時發生的連接板108與提升臂106之間的拉伸負載的施加使支腳102被拉到一起，借此在連接板108a和108b之間將壓縮力施加到頭部200。
在示例性使用方法中，負載承載連接器204(圖5)首先連接到提升裝置202。頭部提升夾具100的負載臂106a和106b然後通過提升點120連接到負載承載連接器204。頭部提升夾具100然後可通過提升裝置202載運到頭部200。頭部提升夾具100然後在頭部200上降低，並且支腳102a和102b和剪式臂104a和104b向外展開，使得連接板108a和108b配合在頭部200的外側周圍。一個或更多個載運桿124(和125)然後延伸穿過連接板108a和108b以及頭部200的管道孔洞206。
一旦頭部提升夾具100已用載運桿124預先連接到頭部200，提升裝置202提高頭部提升夾具100。在頭部提升夾具100被提高且張力通過頭部200的重量施加時，頭部提升夾具100通過剪式機構拉長，並且連接板108施加壓縮側向“擠壓”力以使頭部200在提升期間穩定，同時將載運桿124(和125)固定在連接孔洞122a、123a和122b、123b內。
當提升完成時，提升裝置202降低頭部200，直到頭部200的重量不再通過頭部提升夾具100傳遞。一旦頭部提升夾具100不暴露於頭部200的重量，載運桿124(和125)可被移除並且支腳102a和102b可向上並遠離頭部200而分離。
因而，頭部提升夾具100提供用來在熱交換器的製造和組裝期間提升頭部200的安全、可靠和有效方式。儘管已結合頭部200描繪了示例性實施方 案，但將理解，在其他實施方案中，頭部提升夾具100可用來在沒有顯著修改的情況下提升其他部件或設備。將理解，儘管已在先前描述中闡述了本發明的各種實施方案的許多特性和優點，但是本公開僅為例示性的，並且可詳細地做出改變，尤其就由本文表達的術語的廣泛一般意義指示的完全範圍內的本發明的原理內的零件的結構和佈置而言。本領域技術人員將理解，本發明的教導可在不脫離本發明的範圍和精神的情況下應用於其他系統。
100:頭部提升夾具
102a、102b:支腳
104a、104b:剪式臂
106a、106b:負載臂
108a、108b:連接板
110a、110b:接收狹槽
112a、112b:接收孔
114:上螺栓孔
116、117、119:下固定件孔
118a、118b:負載臂螺栓孔
120:提升開口
122a、122b、123a、123b:連接孔洞
126a、126b:支架

Claims (20)

  1. 一種用於提升熱交換器頭部的夾具，其中所述熱交換器頭部具有管道孔洞，所述夾具包括：a.第一支腳和第二支腳，所述第一支腳包括第一接收狹槽且所述第二支腳包括第二接收狹槽；b.樞軸地附接到所述第一支腳的上部分的第一負載臂和樞軸地附接到所述第二支腳的上部分的第二負載臂，並且其中所述第一負載臂和所述第二負載臂的上末端部分被構造來由提升裝置接合；c.第一剪式臂，其具有樞軸地附接到所述第二支腳的樞軸末端和通過所述第一接收狹槽附接到所述第一支腳的滑動末端部分；d.第二剪式臂，其具有樞軸地附接到所述第一支腳的樞軸末端和通過所述第二接收狹槽附接到所述第二支腳的滑動末端部分；e.第一連接板，其固定到所述第一支腳的下部分並且包括第一連接孔洞；f.第二連接板，其固定到所述第二支腳的下部分並且包括第二連接孔洞，所述第一連接孔洞和所述第二連接孔洞被構造來與熱交換器頭部的管道孔洞對準。
  2. 如申請專利範圍第求項1所述的夾具，其中所述第一剪式臂的所述樞軸末端在所述第二負載臂的樞軸連接處與所述第二接收狹槽之間附接到所述第二支腳，並且所述第二剪式臂的所述樞軸末端在所述第一負載臂的樞軸連接處與所述第一接收狹槽之間附接到所述第一支腳。
  3. 如申請專利範圍第求項1所述的夾具，其中所述第一負載臂和所述第二負載臂的所述上末端部分彼此疊置，並且提升開口形成為穿過所述疊置上末端部分。
  4. 如申請專利範圍第求項1所述的夾具，其中所述第一剪式臂的所述滑動末端部分包括多個第一固定件孔，所述第一固定件孔被構造使得第一固定件能延伸通過所述多個第一固定件孔中的選定的一個和所述第一支腳的所述接收狹槽，並且所述第二剪式臂的所述滑動末端部分包括多個第二固定件孔，所述第二固定件孔被構造使得第二固定件能通過所述多個第二固定件孔中的選定的一個和所述第二支腳的所述接收狹槽。
  5. 如申請專利範圍第求項4所述的夾具，其中所述第一固定件和所述第二固定件是螺栓。
  6. 如申請專利範圍第求項1所述的夾具，其中所述第一負載臂通過螺栓樞軸地附接到所述第一支腳，並且所述第二負載臂通過螺栓樞軸地附接到所述第二支腳。
  7. 如申請專利範圍第求項1所述的夾具，其中所述第一剪式臂通過螺栓樞軸地附接到所述第二支腳，並且所述第二剪式臂通過螺栓樞軸地附接到所述第一支腳。
  8. 如申請專利範圍第求項1所述的夾具，其中所述第一支腳和所述第二支腳的中間部分傾斜，使得所述第一支腳和所述第二支腳的相對下部分比所述第一支腳和所述第二支腳的相對上部分隔開得更遠。
  9. 如申請專利範圍第求項8所述的夾具，其進一步包括固定到所述第一支腳的所述上部分和中間部分的第一支架和固定到所述第二支腳的所述上部分和中間部分的第二支架。
  10. 一種用於提升熱交換器頭部的夾具，其中所述熱交換器頭部具有管道孔洞，所述夾具包括：a.第一支腳和第二支腳，所述第一支腳包括第一接收狹槽且所述第二支腳包括第二接收狹槽； b.樞軸地附接到所述第一支腳的上部分的第一負載臂和樞軸地附接到所述第二支腳的上部分的第二負載臂，並且其中所述第一負載臂和所述第二負載臂的上末端部分被構造來由提升裝置接合；c.第一剪式臂，其樞軸地附接到所述第二支腳並且通過所述第一接收狹槽滑動地附接到所述第一支腳；d.第二剪式臂，其樞軸地附接到所述第一支腳並且通過所述第二接收狹槽滑動地附接到所述第二支腳；e.固定至所述第一支腳的下部分的第一連接板和固定至所述第二支腳的下部分的第二連接板，所述第一連接板和所述第二連接板被構造來用於連接到熱交換器頭部的管道孔洞。
  11. 如申請專利範圍第求項10所述的夾具，其中所述第一連接板包括第一連接孔洞並且所述第二連接板包括第二連接孔洞，其中所述第一連接孔洞和所述第二連接孔洞被構造來接收延伸通過熱交換器頭部的管道孔洞的桿。
  12. 如申請專利範圍第求項10所述的夾具，其中所述第一剪式臂在所述第二負載臂的樞軸連接處與所述第二接收狹槽之間附接到所述第二支腳，並且所述第二剪式臂的所述樞軸末端在所述第一負載臂的樞軸連接處與所述第一接收狹槽之間附接到所述第一支腳。
  13. 如申請專利範圍第求項10所述的夾具，其中所述第一負載臂和所述第二負載臂的所述上末端部分彼此疊置，並且提升開口形成為穿過所述疊置上末端部分。
  14. 如申請專利範圍第求項10所述的夾具，其中所述第一剪式臂的滑動末端部分包括多個第一固定件孔，所述第一固定件孔被構造使得第一固定件能延伸通過所述多個第一固定件孔中的選定的一個和所述第一支腳的所述接收狹槽，並且所述第二剪式臂的滑動末端部分包括多個第二固定件孔，所述第二 固定件孔被構造使得第二固定件能延伸通過所述多個第二固定件孔中的選定的一個和所述第二支腳的所述接收狹槽。
  15. 如申請專利範圍第求項14所述的夾具，其中所述第一固定件和所述第二固定件是螺栓。
  16. 如申請專利範圍第求項10所述的夾具，其中所述第一負載臂通過螺栓樞軸地附接到所述第一支腳，並且所述第二負載臂通過螺栓樞軸地附接到所述第二支腳。
  17. 如申請專利範圍第求項10所述的夾具，其中所述第一剪式臂通過螺栓樞軸地附接到所述第二支腳，並且所述第二剪式臂通過螺栓樞軸地附接到所述第一支腳。
  18. 如申請專利範圍第求項10所述的夾具，其中所述第一支腳和所述第二支腳的中間部分傾斜，使得所述第一支腳和所述第二支腳的相對下部分比所述第一支腳和所述第二支腳的相對上部分隔開得更遠。
  19. 如申請專利範圍第求項18所述的夾具，其進一步包括固定到所述第一支腳的所述上部分和中間部分的第一支架和固定到所述第二支腳的所述上部分和中間部分的第二支架。
  20. 一種提升熱交換器頭部的方法，其中所述熱交換器頭部具有多個管道孔洞，所述方法包括以下步驟：a.將提升裝置連接到提升夾具，其中所述提升夾具包括具有第一連接孔洞和第二連接孔洞的相對的第一連接板和第二連接板以及具有提升點的剪式機構，其中所述剪式機構被構造來當所述提升點被提高時使所述第一連接板和所述第二連接板朝向彼此移動；b.將所述提升夾具的所述第一連接板和所述第二連接板放置在所述熱交換器頭部的相反側上； c.將所述第一連接板的所述第一連接孔洞和所述第二連接板的所述第二孔洞與所述熱交換器頭部的管道孔洞對準；d.通過所述第一連接孔洞和所述第二連接孔洞以及所述熱交換器頭部的所述管道孔洞插入桿；e.使用所述提升裝置提高所述提升夾具的所述提升點，使得所述第一連接板和所述第二連接板協作地夾緊所述熱交換器頭部。
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