阅读说明：本技术 换热器管束的穿设工装及穿设方法 (Penetrating tool and penetrating method for heat exchanger tube bundle ) 是由 杨爱国 康治政 殷亮 李宏斌 于 2020-06-17 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种换热器管束的穿设工装及其穿设方法。该穿设工装包括管束支撑机构、支撑小车、链条传动机构、推动横梁、吊装机构和驱动机构,管束支撑机构包括支撑框架和导轨,导轨设置于支撑框架,支撑小车有多个,多个支撑小车设置于导轨上,链条传动机构包括传动连接的传动链条和链轮,支撑小车均与传动链条连接,推动横梁用于固定安装于换热器管束,吊装机构用于带着推动横梁沿高度方向和换热器管束的穿设方向移动,驱动机构包括卷扬机、定滑轮组、动滑轮组和绳索,卷扬机通过绳索与定滑轮组和动滑轮组连接,动滑轮组设置于推动横梁上。本发明的换热器管束的穿设工装能够降低工人劳动强度,提高生产效率。(The invention relates to a penetrating tool and a penetrating method for a heat exchanger tube bundle. This wear to establish frock includes tube bank supporting mechanism, support the dolly, chain drive mechanism, promote the crossbeam, hoisting mechanism and actuating mechanism, tube bank supporting mechanism includes braced frame and guide rail, the guide rail sets up in braced frame, it has a plurality ofly to support the dolly, a plurality of support dollies set up on the guide rail, chain drive mechanism includes drive chain and the sprocket that the transmission is connected, support the dolly and all be connected with drive chain, it is used for fixed mounting in heat exchanger tube bank to promote the crossbeam, hoisting mechanism is used for taking the promotion crossbeam to remove along the direction of wearing to establish of direction of height direction and heat exchanger tube bank, actuating mechanism includes the hoist engine, the fixed pulley group, running block and rope, the hoist engine passes through the rope and is connected with the fixed pulley group and running block, the. The penetrating tool for the heat exchanger tube bundle can reduce the labor intensity of workers and improve the production efficiency.)

换热器管束的穿设工装及穿设方法

技术领域

本发明涉及换热器技术领域，尤其涉及一种换热器管束的穿设工装及穿设方法。

背景技术

目前，在换热器的制作过程中，通常是单独制作管束和筒体，然后将两者进行装配。传统的管束穿入筒体的方法是，管束骨架装配后，穿入梅花状部分定位换热管或者全部换热管(根据具体换热器直径大小及结构形式而定)，之后利用行车、手拉葫芦等器具人工穿入筒体内。传统方式下工人的劳动强度大、生产效率低，生产制造运转物流成本高，产品质量控制和管理成本高昂，而且该过程中会长期占用行车等资源。

发明内容

基于现有技术中的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种能够降低工人劳动强度、提高生产效率的换热器管束的穿设工装及穿设方法。

为此，本发明提供如下技术方案。

本发明提供了一种换热器管束的穿设工装，所述穿设工装包括管束支撑机构、支撑小车、链条传动机构、推动横梁、吊装机构和驱动机构，

所述管束支撑机构包括支撑框架和导轨，所述导轨设置于所述支撑框架，

所述支撑小车有多个，多个所述支撑小车能够相对于所述导轨移动地设置于所述导轨上，所述支撑小车用于支撑所述换热器管束，

所述链条传动机构包括传动连接的传动链条和链轮，所述支撑小车均与所述传动链条连接，使得所述传动链条和所述支撑小车能够同步移动，

所述推动横梁用于固定安装于所述换热器管束，

所述吊装机构用于连接所述推动横梁，并能够带着所述推动横梁沿高度方向和所述换热器管束的穿设方向移动，

所述驱动机构包括卷扬机、定滑轮组、动滑轮组和绳索，所述卷扬机通过所述绳索与所述定滑轮组和所述动滑轮组连接，所述动滑轮组设置于所述推动横梁上，

当所述推动横梁固定安装于位于所述支撑小车上的所述换热器管束时，所述卷扬机沿预定方向转动，能够驱动所述推动横梁带着所述换热器管束沿所述穿设方向朝换热器的筒体移动，所述卷扬机沿与所述预定方向相反的方向转动，能够驱动所述推动横梁带着所述换热器管束沿所述穿设方向远离所述筒体。

在至少一个实施方式中，所述穿设工装还包括整体框架，所述卷扬机和所述定滑轮组均设置于所述整体框架。

在至少一个实施方式中，所述支撑框架通过连接板与所述整体框架连接成一体，所述链条传动机构设置于所述整体框架或所述支撑框架上。

在至少一个实施方式中，所述穿设工装还包括筒体中心调节机构，所述筒体中心调节机构包括至少两组滚轮支撑机构，所述至少两组滚轮支撑机构在所述穿设方向上间隔开地设置，

每组滚轮支撑机构包括两个滚轮支撑部，两个所述滚轮支撑部在垂直于所述穿设方向的方向上相对设置，

所述滚轮支撑部包括支撑滚轮和高度调节机构，所述支撑滚轮用于支撑所述筒体，所述高度调节机构能够调节所述支撑滚轮在垂直于所述穿设方向的方向上的位置，从而改变所述筒体的中心轴线位置。

在至少一个实施方式中，所述高度调节机构包括支撑座、第一固定座、第二固定座和伸缩缸，

所述支撑滚轮能够相对于所述支撑座转动地设置于所述支撑座上，

所述支撑座的一端与所述第一固定座转动连接，另一端与所述伸缩缸的一端转动连接，所述伸缩缸的另一端与所述第二固定座转动连接。

在至少一个实施方式中，所述支撑小车包括小车本体、U形支撑部和移动轮，

所述U形支撑部设置于所述小车本体上，用于与所述换热器管束的折流板相配合以支撑所述换热器管束，

所述移动轮设置于所述小车本体上，用于支撑移动所述小车本体。

在至少一个实施方式中，每个所述支撑小车均与所述传动链条可拆卸地连接。

在至少一个实施方式中，所述穿设工装还包括限位机构，所述限位机构包括限位板和限位拉绳，所述限位板通过所述限位拉绳与所述整体框架连接，

所述限位板用于设置于所述筒体的背离所述管束支撑机构的一端，进而在所述换热器管束进入所述筒体的过程中对所述筒体进行限位。

在至少一个实施方式中，所述吊装机构包括龙门移动架和手拉葫芦，所述手拉葫芦设置于所述龙门移动架上，所述手拉葫芦用于与所述推动横梁连接以调节所述推动横梁的高度位置。

本发明还提供了一种换热器管束的穿设方法，所述穿设方法利用根据上述任一实施方式所述的换热器管束的穿设工装对换热器管束进行穿设，所述穿设方法包括：

将所述换热器管束移动至所述管束支撑机构上，使得所述支撑小车支撑所述换热器管束，

将所述筒体移动到位，

使用所述吊装机构移动所述推动横梁，使所述推动横梁固定安装于所述换热器管束的预定位置，

穿绕所述绳索，然后所述卷扬机工作，使得所述换热器管束沿所述穿设方向进入所述筒体中。

通过采用上述的技术方案，本发明提供了一种换热器管束的穿设工装，其包括用于支撑换热器管束的管束支撑机构和支撑小车，用于与换热器管束固定连接的推动横梁，以及用于驱动推动横梁和换热器管束一起沿穿设方向往复移动的驱动机构，能够快速高效地将换热器管束穿入筒体中或者从筒体中拉出，能够降低工人劳动强度，提高生产效率。

可以理解，使用该穿设工装进行穿设的换热器管束的穿设方法具有同样的有益效果。

附图说明

图1示出了根据本发明的换热器管束的穿设工装的正视图(包括换热器管束和筒体)。

图2示出了图1的俯视图(省略了吊装机构)。

图3示出了图1中的部分结构的示意图。

图4示出了图3的俯视图。

图5示出了图3中的A部分的放大图。

图6示出了图4中的B部分的放大图。

图7示出了图1中的筒体中心调节机构的结构示意图。

附图标记说明

1管束支撑机构；11支撑框架；111连接板；12导轨；121外导轨；122内导轨；

2支撑小车；21小车本体；22U形支撑部；221卡槽；23移动轮；24悬挂轮；

3链条传动机构；31传动链条；32链轮；

4推动横梁；41主梁部；42滑轮安装部；43卡爪；44吊环螺栓；

5吊装机构；51龙门移动架；511行走轮；

6驱动机构；61卷扬机；62定滑轮组；621定滑轮；63动滑轮组；631动滑轮；64绳索；641第一绳索；642第二绳索；

7整体框架；71底座；72左立柱；73右立柱；74加强筋板；

8筒体中心调节机构；81滚轮支撑部；811支撑滚轮；812支撑座；813第一固定座；814第二固定座；815伸缩缸；

9限位机构；91限位板；92限位拉绳；

10换热器管束；101折流板；20筒体。

具体实施方式

下面参照附图描述本发明的示例性实施方式。应当理解，这些具体的说明仅用于示教本领域技术人员如何实施本发明，而不用于穷举本发明的所有可行的方式，也不用于限制本发明的保护范围。

本发明中提及的“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”等方位性或方向性描述，均是基于图1的视角而言的，并非基于各个附图本身。

下面根据图1至图7详细说明根据本发明的换热器管束的穿设工装的具体实施方式。

在本实施方式中，如图1和图2所示，换热器管束的穿设工装包括管束支撑机构1、支撑小车2、链条传动机构3、推动横梁4、吊装机构5、驱动机构6、整体框架7、筒体中心调节机构8和限位机构9。其中，管束支撑机构1和支撑小车2用于支撑换热器管束10，筒体中心调节机构8用于支撑换热器的筒体20，并能够调节筒体20的中心轴线位置，驱动机构6能够驱动换热器管束10沿穿设方向(即图1中的箭头方向，亦即左右方向)往复移动。

在本实施方式中，如图3至图6所示，换热器管束支撑机构1包括支撑框架11和导轨12。支撑框架11可以采用H型钢制成，导轨12设置于支撑框架11上。

导轨12包括外导轨121和内导轨122。外导轨121和内导轨122相互平行地在垂直于穿设方向的方向上间隔开地设置。外导轨121用于与下述的支撑小车2的移动轮23配合(参见图5)，引导支撑小车2移动，内导轨122用于与下述的支撑小车2的悬挂轮24配合(参见图5)，引导支撑小车2移动的同时防止支撑小车2坠落。

在本实施方式中，如图5所示，支撑小车2包括小车本体21、U形支撑部22、移动轮23和悬挂轮24。U形支撑部22、移动轮23和悬挂轮24均设置于小车本体21上。

如图1和图5所示，U形支撑部22形成有卡槽221，U形支撑部22通过卡槽221与换热器管束10的折流板101配合对换热器管束10进行支撑。应当理解，支撑小车2可以与折流板101一一对应地设置，支撑小车2也可以与部分折流板101对应地设置。

如图5和图6所示，小车本体21在垂直于穿设方向的方向(即前后方向)上的两侧均设置有移动轮23，每侧的移动轮23可以有多个(例如，两个)。移动轮23与外导轨121配合，使得支撑小车2能够沿外导轨121移动。

小车本体21在垂直于穿设方向的方向上的两侧均设置有悬挂轮24，每侧的悬挂轮24可以有多个(例如，两个)。悬挂轮24与内导轨122配合，使得支撑小车能够沿内导轨122移动，且能够防止支撑小车2从外导轨121上坠落。

如图3和图4所示，支撑小车2有多个，多个支撑小车2沿导轨12的引导路径间隔开地设置。每个支撑小车2均可以与链条传动机构3中的传动链条31(参见图6)连接，使得多个支撑小车2和传动链条31能够同步运动。

优选地，每个支撑小车2均可以与传动链条31(参见图6)可拆卸地连接(例如，通过弹簧卡扣卡接)。这样，可以方便地调节任意两个支撑小车2之间的间距，进而能够适应不同规格的换热器管束10(对于不同的换热器管束10，折流板101之间的间距可能不同)，提高本发明的穿设工装的通用性。

在本实施方式中，如图6所示，链条传动机构3包括传动连接的传动链条31和链轮32。

传动链条31可以有多条(例如，两条)，传动链条31在垂直于穿设方向的方向上位于两个内导轨122之间。如上所述，传动链条31与各个支撑小车2连接，传动链条31和支撑小车2同步运动。

链轮32可以有多个，多个链轮32在穿设方向上间隔开地设置。其中，链轮32可以安装于支撑框架11上。

在本实施方式中，可以设置手动摇柄驱动链条传动机构3动作，进而将各个支撑小车2移动至合适的工作位置。

在本实施方式中，如图1、图3和图4所示，推动横梁4用于固定安装于换热器管束10上，使得推动横梁4与换热器管束10能够同步移动。

推动横梁4包括主梁部41、滑轮安装部42、卡爪43和吊环螺栓44。其中，主梁部41垂直于穿设方向地延伸设置，滑轮安装部42、卡爪43和吊环螺栓44均设置于主梁部41上。

主梁部41在垂直于穿设方向的方向上的两端均设置有滑轮安装部42，每侧滑轮安装部42有两个，每侧的两个滑轮安装部42分别位于主梁部41的穿设方向上的两侧。每个滑轮安装部42均安装有下述的动滑轮631。

如图2和图4所示，主梁部41的靠近换热器管束10的一侧设置有卡爪43，主梁部41通过卡爪43卡接换热器管束10而与换热器管束10固定连接。其中，卡爪43的位置可以调节(例如，可以通过设置长圆孔，卡爪43安装于长圆孔中)，进而能够适应不同规格的换热器管束10。可以理解，卡爪43成对地设置，在高度方向(即上下方向)上可以设置多对卡爪43，以使得推动横梁4与换热器管束10的连接能够更牢固。

吊环螺栓44设置于主梁部41的垂直于穿设方向的方向上的两端。吊环螺栓44用于连接吊装机构5，使得吊装机构5能够带着推动横梁4沿穿设方向和高度方向移动，进而能够调节推动横梁4至合适的安装位置(预定位置)以与换热器管束10安装，这也使得本发明的穿设工装能够适应不同规格的换热器管束10。

在本实施方式中，如图1和图2所示，吊装机构5包括龙门移动架51和手拉葫芦(图中未示出)。

龙门移动架51具有行走轮511，能够沿穿设方向自由移动。手拉葫芦设置于龙门移动架51的横梁上。如上所述，手拉葫芦用于连接推动横梁4，进而能够调节推动横梁4的高度位置。

应当理解，当推动横梁4与换热器管束10固定安装后，手拉葫芦可以与推动横梁4分离。吊装机构5不与换热器管束10一起移动。

在本实施方式中，如图3和图4所示，驱动机构6包括卷扬机61、定滑轮组62、动滑轮组63和绳索64。

从卷扬机61引出的绳索64依次穿过定滑轮组62和动滑轮组63后固定于整体框架7上。具体地，绳索64分两路，即绳索64包括第一绳索641和第二绳索642，第一绳索641从卷扬机61的一侧(例如，上侧)引出，第二绳索642从卷扬机61的另一侧(例如，下侧)引出，使得当第一绳索641从卷扬机61出绳时，第二绳索642收绳，反之亦然。

如图3和图4所示，第一绳索641从卷扬机61引出后，依次经过定滑轮组62中的三个定滑轮621、动滑轮组63中的一个动滑轮631(固定安装于推动横梁4上)，然后固定安装于整体框架7上。第二绳索642从卷扬机61引出后，依次经过定滑轮组62中的两个定滑轮621、动滑轮组63中的一个动滑轮631(固定安装于推动横梁4上)，然后固定安装于整体框架7上。其中，第一绳索641与整体框架7的固定端和第二绳索642与整体框架7的固定端分别位于整体框架7的穿设方向上的两侧，也位于换热器管束10的两侧。

在本实施方式中，当推动横梁4固定安装于位于支撑小车2上的换热器管束10时，卷扬机61沿预定方向转动(例如，正向转动)，通过第一绳索641能够驱动推动横梁4带着换热器管束10沿穿设方向朝筒体20移动，在此过程中，第一绳索641收绳，第二绳索642放绳；卷扬机61沿与预定方向相反的方向转动(例如，反向转动)，通过第二绳索642能够驱动推动横梁4带着换热器管束10沿穿设方向远离筒体20，在此过程中，第一绳索641放绳，第二绳索642收绳。

在本实施方式中，驱动机构6中的卷扬机61、定滑轮组62、动滑轮组63和绳索64可以有两组，且该两组可以在垂直于穿设方向的方向上间隔开地设置。可以理解，两组动滑轮组63分别设置于推动横梁4两端的滑轮安装部42。

在本实施方式中，如图3和图4所示，整体框架7包括底座71、左立柱72和右立柱73。左立柱72通过底座71与右立柱73连接。

底座71整体大致呈矩形形状。支撑框架11通过连接板111与底座71连接成一体，卷扬机61、定滑轮组62中的一部分也设置于底座71上。这样，有利于穿设工装的整体迁移。

左立柱72设置于底座71的左端，上述的第一绳索641穿过推动横梁4上的动滑轮631后固定于左立柱72，第一绳索641穿过的最后一个定滑轮621设置于左立柱72上。

右立柱73设置于底座71的右端，上述的第二绳索642穿过推动横梁4上的动滑轮631后固定于右立柱73。

左立柱72和右立柱73与底座71之间均可以设置有加强筋板74，进而能够加强整体框架7的结构强度。

应当理解，左立柱72可以是一体的(如图3所示)，当然也可以是分体的。同样地，右立柱73可以是一体的，当然也可以是分体的(如图3所示)。

在本实施方式中，如图1、图2和图7所示，筒体中心调节机构8包括两组滚轮支撑机构，两组滚轮支撑机构在穿设方向上间隔开地设置，用于支撑筒体20。

每组滚轮支撑机构包括两个滚轮支撑部81，两个滚轮支撑部81在垂直于穿设方向的方向上相对设置。滚轮支撑部81包括支撑滚轮811和高度调节机构，高度调节机构包括支撑座812、第一固定座813、第二固定座814和伸缩缸815(例如，液压缸或气缸)。

支撑滚轮811能够相对于支撑座812转动地设置于支撑座812上，支撑座812的两端分别与第一固定座813和伸缩缸815转动连接，伸缩缸815的背离支撑座812的一端与第二固定座814转动连接。其中，第一固定座813和第二固定座814固定于地面或其它结构体上。

在本实施方式中，如图7所示，两个伸缩缸815同时伸长可以调高筒体20的高度，两个伸缩缸815同时收缩可以调低筒体20的高度，前侧(即图7中的左侧)的伸缩缸815伸长或后侧(即图7中的右侧)的伸缩缸815收缩可以使得筒体20后移，后侧的伸缩缸815伸长或前侧的伸缩缸815收缩可以使得筒体20前移。即，伸缩缸815的伸缩可以调节筒体20的中心轴线位置，使得筒体20的中心轴线与换热器管束10的中心轴线对准。这也使得本发明的穿设工装能够适应于不同规格的换热器管束10。

在本实施方式中，如图1和图2所示，限位机构9包括限位板91和限位拉绳92。限位板91通过限位拉绳92与整体框架7中的左立柱72连接。

限位板91用于对筒体20进行轴向限位。即，当筒体20和换热器管束10安装到位时，限位板91设置于筒体20的背离换热器管束10(或者说换热器管束支撑机构1)的一端，且限位板91的板面在限位拉绳92的作用下抵紧筒体20。这样，当换热器管束10往筒体20中移动时，筒体20在轴向上不会因为换热器管束10施加的摩擦作用力发生移动，进而保证换热器管束10能够准确顺利地进入筒体20。

下面说明根据本发明的换热器管束的穿设工装的穿设方法。

在本实施方式中，参照图1和图2，当需要将换热器管束10穿入筒体20中时，可以通过手动摇柄使得链条传动机构3运动，调节支撑小车2之间的间距以和待穿入的换热器管束10上的折流板101之间的间距相匹配，且最终支撑小车2都停留在合适的位置。然后，将换热器管束10吊运(可以通过吊车等起重机械吊运)至管束支撑机构1上，由支撑小车2支撑换热器管束10。

将筒体20吊运至筒体中心调节机构8上，通过筒体中心调节机构8调节筒体20的中心轴线位置，使得筒体20的中心轴线与换热器管束10的中心轴线对准。

通过吊装机构5移动推动横梁4至合适的位置(预定位置)，并将推动横梁4固定安装于换热器管束10上，然后吊装机构5和推动横梁4分离。穿绕绳索64。安装限位机构9，使得限位板91抵接筒体20的一端。

卷扬机61沿预定方向转动，通过第一绳索641带着推动横梁4以及换热器管束10一起沿预定方向朝筒体20移动，使得换热器管束10最终进入筒体20中。可以理解，在此过程中，支撑小车2带着传动链条31一起运动，多个支撑小车2与折流板101逐个分离，并最终与换热器管束10分离。

可以理解，换热器管束10的穿设并非必须完全按照上述的描述过程进行，有些过程可以同时进行或更换顺序进行，这可以根据实际情况而定。例如，可以先吊运筒体20，再吊运换热器管束10。再例如，可以先安装限位板91，再安装推动横梁4以及穿绕绳索64。

当需要将换热器管束10从筒体20中抽出时，同样地，需要将推动横梁4固定安装于换热器管束10上，调节链条传动机构3，使得支撑小车2处于适当的位置，穿绕好绳索64，卷扬机61沿与预定方向相反的方向转动，通过第二绳索642带着推动横梁4以及换热器管束10一起沿预定方向远离筒体20，并最终使得换热器管束10从筒体20中抽出。可以理解，在此过程中，换热器管束10的折流板101将与多个支撑小车2逐个卡接，支撑小车2随换热器管束10一起移动(也带着传动链条31运动)，最终完全被抽出的换热器管束10由多个支撑小车2支撑。

通过采用上述技术方案，根据本发明的换热器管束的穿设工装至少具有如下优点：

(1)在本发明的换热器管束的穿设工装中，其包括用于支撑换热器管束的管束支撑机构和支撑小车，用于与换热器管束固定连接的推动横梁，以及用于驱动推动横梁和换热器管束一起沿穿设方向往复移动的驱动机构，能够快速高效地将换热器管束穿入筒体中或者从筒体中拉出，能够降低工人劳动强度，提高生产效率。

(2)在本发明的换热器管束的穿设工装中，管束支撑机构、支撑小车、链条传动机构以及至少部分驱动机构均连接成一体，非常有利于穿设工装的整体迁移。

(3)在本发明的换热器管束的穿设工装中，设置小型吊装机构以安装推动横梁，在穿设的过程中大型吊车仅在搬运管束和筒体时使用，不需要大型吊车全程参与，能够释放有限的大型行车资源。

(4)在本发明的换热器管束的穿设工装中，支撑小车与传动链条可拆卸地连接，设置吊装机构使得推动横梁的安装位置可调节，卡爪的位置可调节，设置筒体中心调节机构调节筒体的中心轴线位置，使得本发明的穿设工装能够适应不同规格的换热器管束，通用性强。

(5)在本发明的换热器管束的穿设工装中，通过设置限位机构，能够防止穿设过程中筒体发生轴向窜动，能够保证换热器管束准确顺利地穿设。

(6)在本发明的换热器管束的穿设工装中，通过设置筒体中心调节机构，能够使得筒体和换热器管束两者的中心轴线精确对准，有利于换热器管束准确顺利地穿设。

以上的具体实施方式对本发明的技术方案进行了详细阐述，但是还需要补充说明的是：

(1)虽然在上述实施方式中说明了设置悬挂轮以防止支撑小车坠落，但是本发明不限于此，也可以不设置悬挂轮，可以通过支撑小车与传动链条的连接使得支撑小车不会从外导轨上坠落，相应地，也可以不设置内导轨(即导轨只包括外导轨)。

(2)虽然在上述实施方式中说明了每侧的两个滑轮安装部分别位于主梁部的穿设方向上的两侧，但是本发明不限于此，每侧的两个滑轮安装部也可以分别位于主梁部的高度方向上的两侧，当然，两个滑轮安装部也可以为其它形式的位置分布。

(3)虽然在上述实施方式中说明了高度调节机构包括支撑座、第一固定座、第二固定座和伸缩缸，但是本发明不限于此，高度调节机构也可以构造为其它结构形式，例如，可以不设置支撑座，伸缩缸的一端直接与U形支撑部转动连接。

(4)虽然在上述实施方式中说明了驱动机构中的卷扬机、定滑轮组、动滑轮组和绳索有两组，但是本发明不限于此，卷扬机、定滑轮组、动滑轮组和绳索也可以为一组、三组或更多组。

(5)虽然在上述实施方式中说明了滚轮支撑机构有两组，但是本发明不限于此，滚轮支撑机构可以有三组或更多组。

(6)上述实施方式中的吊装机构可以为其它机构，例如小型吊车。