阅读说明：本技术 一种小通道换热器制备用工装及制备工艺 (Tool for preparing small-channel heat exchanger and preparation process ) 是由 郑时红 赵云鹏 茅新波 于 2020-05-08 设计创作，主要内容包括：本发明涉及换热器技术领域,具体涉及一种小通道换热器制备用工装及制备工艺,包括沿小通道管路推送方向依次设置的动力源、安装板、第一模具、第二模具和挡板；动力源与安装板固定安装,以驱动安装板沿小通道管路推送方向推送；第一模具开设有多个通孔,第二模具开设有多个通槽,第二模具的顶面还开设有多个卡槽,通槽的开设方向与卡槽的开设方向不相同；安装板固定安装有多个间隔排布并竖直朝向第一模具的推杆,各个推杆的工作端均固定安装有扩孔器；挡板固定安装在第二模块的一侧,并面向通槽的末端；第一模具设有用于驱动第一模具上下升降的升降机构；与现有技术相比,实现小通道换热器并行管路快速套翅片和涨管,从而保证了换热器的生产效率。(The invention relates to the technical field of heat exchangers, in particular to a tool for preparing a small-channel heat exchanger and a preparation process, wherein the tool comprises a power source, a mounting plate, a first die, a second die and a baffle plate which are sequentially arranged along the pushing direction of a small-channel pipeline; the power source is fixedly arranged with the mounting plate so as to drive the mounting plate to push along the small-channel pipeline pushing direction; the first die is provided with a plurality of through holes, the second die is provided with a plurality of through grooves, the top surface of the second die is also provided with a plurality of clamping grooves, and the opening direction of the through grooves is different from the opening direction of the clamping grooves; the mounting plate is fixedly provided with a plurality of push rods which are arranged at intervals and vertically face the first die, and the working end of each push rod is fixedly provided with a reamer; the baffle is fixedly arranged on one side of the second module and faces the tail end of the through groove; the first die is provided with a lifting mechanism for driving the first die to lift up and down; compared with the prior art, the method has the advantages that the fins and the expansion pipes of the parallel pipelines of the small-channel heat exchanger are quickly sleeved, so that the production efficiency of the heat exchanger is ensured.)

一种小通道换热器制备用工装及制备工艺

技术领域

本发明涉及换热器技术领域，具体涉及一种小通道换热器制备用工装及制备工艺。

背景技术

换热器是一种在不同温度的两种或两种以上流体间实现物料之间热量传递的节能设备，是使热量由温度较高的流体传递给温度较低的流体，使流体温度达到流程规定的指标，以满足工艺条件的需要，同时也是提高能源利用率的主要设备之一。换热器行业涉及暖通、压力容器、中水处理设备，化工，石油等近30多种产业，相互形成产业链条。数据显示2019年中国换热器产业市场规模在3000亿元左右，主要集中于石油、化工、冶金、电力、船舶、集中供暖、制冷空调、机械、食品、制药等领域。

随着换热器技术的发展，同时对于换热器换热效率优化及换热面积增大，工业设备及家用电器显得日益突出，换热器为了适应不同使用场合，出现了多种换热器的结构及技术形式。

目前换热器最常见的一种方式，是通过换热器管外的流体(如空气等气体或者水等液体，在下述中风、流体都是介质的某一种形式)通过自然对流或者强制对流与换热器管内的介质(如制冷剂，其可能是液体或者气体)发生热交换。而换热器可以是在卡诺循环或者逆卡诺循环充当冷凝器或者蒸发器。所述的冷凝器是指利用换热器管外介质将换热器管内介质进行冷却，使制冷剂吸收介质的冷量，同时介质吸收制冷剂的热量而温度升高，如介质是相变物质，则温度不变的情况下，实现储能；而所述的蒸发器是指利用换热器管外介质将换热器内介质进行加热，使制冷剂吸收介质的热量，同时介质吸收制冷剂的冷量而温度下降，如介质是相变物质，则温度不变的情况下，实现储能。

小通道换热器由于管外流体及管内介质发生高效换热的小通道效应，因此小通道换热器的运用场景日益开始广泛。对于小通道换热器，为了增加换热器的换热面积，在小通道换热器的小通道管路上增加翅片，翅片与小通道管路实现紧配合及固体传热，以便小通道管路与翅片形成一个温度一致的温度场，从而增大换热器的换热量。

但由于小通道管路由其特殊性，如管径较小(一般小于5mm)，管壁比较薄(一般小于0.2mm)，因此其实现将翅片套在小通道管路上，并通过涨管是小通道管路与翅片紧配，都是目前行业中的难题。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的不足，而提供一种生产效率高、降低人工成本的小通道换热器制备用工装，本申请还提供一种工艺简单、操作简便的小通道换热器制备工艺。

本发明的目的通过以下技术方案实现：本申请提供一种小通道换热器制备用工装，包括沿小通道管路推送方向依次设置的动力源、安装板、第一模具、第二模具和挡板；动力源与安装板固定安装，以驱动安装板沿小通道管路推送方向推送；第一模具开设有多个间隔排布且用于装载小通道管路的通孔，第二模具开设有多个间隔排布且分别第一模具的各个通孔对准的通槽，第二模具的顶面还开设有多个间隔排布且用于装载翅片的卡槽，通槽的开设方向与卡槽的开设方向不相同；安装板固定安装有多个间隔排布并竖直朝向第一模具的推杆，各个推杆的工作端均固定安装有扩孔器；挡板固定安装在第二模块的一侧，并面向通槽的末端；第一模具设有用于驱动第一模具上下升降的升降机构。

其中，动力源包括动力泵、与动力泵连通的液压缸，液压缸的活塞杆端部与安装板固定连接。

其中，推杆的下方固定安装有基座，各个推杆均设置有至少一个定位块，各个定位块均包括套设在推杆外周且可沿推杆滑动的导向套，导向套朝下延伸出定位部，基座设置有竖立设置且用于抵住定位部的定位板。

其中，每个推杆上套设有至少两个定位块，各个定位块的定位部的长度沿推送方向逐渐增加，各个定位块所对应的定位板的高度沿推送方向逐渐降低。

其中，各个扩孔器沿推送方向依次设置有第一锥形部、第二锥形部和第三锥形部，第一锥形部的底面面积、第二锥形部的底面面积和第三锥形部的底面面积逐渐减少，第一锥形部的锥度、第二锥形部的锥度和第三锥形部的锥度相同或不同。

其中，各个扩孔器的工作端固接有加强导杆，加强导杆的端部设置有锥形面。

其中，第一模具配备有布管器，布管器包括管路储放器、推送滚轮和送管通道，管路储放器内设置有振动模块，管路储放器设置有筛选口，送管通道的一端与筛选口对准，另一端与第一模具的通孔对准，推送滚轮设置有多个并安装在送管通道的两侧。

其中，第二模具中的多个通槽分上下两层排布，位于下层的通槽的深度大于位于上层的通槽的深度，上层的多个通槽与下层的多个通槽错位排布，上层的一个通槽与其相邻的下层通槽之间留有脱模间隙。

其中，第二模具设置有上模和下模，上模和下模均设置有通槽，上模的通槽与下模的通槽错位设置。

本申请还提供一种制备工艺，包括如下步骤，步骤A，翅片开设多个供小通道管路插入的小孔，将多个翅片排布在第二模具的卡槽中；步骤B，将小通道管路第一模具的通孔内；步骤C，控制动力源，驱动液压缸的活塞杆推动安装板，安装板设有与第一模具的通孔相对应的推杆，在液压缸的活塞杆推动下，推动端部的扩孔器推动通孔内的小通道管路顶进位于第二模具的通槽中，且小通道管路依次穿过各个翅片的小孔；步骤D，待小通道管路推进第二模具的翅片内并穿出通槽抵住挡板后，液压缸的活塞杆抽回安装板，推杆连带扩孔器回缩，并复位；步骤E，升降机构带动第一模具下降；步骤F；再次启动液压缸的活塞杆推动安装板，在液压缸足够的油压产生的推动力下，将推杆的扩孔器钻进每个小通道管路中进行涨管，制得换热器；步骤G，涨管完成后，液压缸的活塞杆抽回安装板，推杆从换热器的小通道管路内全部退出；步骤H，将换热器从第二模具中取出。

本发明的有益效果：本申请给出了一种小通道换热器制备用工装，与现有技术相比，通过在小通道管路内顶入推杆来增加强度支撑，从而提供了涨管的稳定性，保证换热器的质量，解决了小通道换热器的并行管径比较小，在套翅片及涨管时容易失稳，存在刚性与强度不足问题；通过模具实现快速套翅片和多管路快速涨管，实现小通道换热器并行管路快速套翅片和涨管，从而保证了换热器的生产效率；

本申请提供了一种制备工艺，实现小通道换热器并行管路快速套翅片和涨管，从而保证了换热器的生产效率，减轻了人工焊接的劳动强度。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1为本实施例的一种小通道换热器制备用工装的结构示意图。

图2为本实施例的第二模具的结构示意图。

图3为本实施例的第一模具的俯视图。

图4为图3中A-A处的剖视图。

图5为图3中B-B处的剖视图。

图6为本实施例的扩孔器的结构示意图。

图7为本实施例另外一种扩孔器的结构示意图。

图8为本实施例的定位块与推杆的结构示意图。

图9为本实施例的布管器的结构示意图。

图10为本实施例的第二模具的通槽排布方式的示意图。

图11为本实施例的第二模具的通槽另外一种排布方式的示意图。

附图标记：第一模具1，通孔110，第二模具2，卡槽21，通槽22，上模201，下模202，扩孔器3，第一锥形部31，第二锥形部32，第三锥形部33，加强导杆300，挡板4，定位块5，导向套51，定位部52，基座501，定位板502，推杆6，安装板7，导套8，导向杆9，活塞杆10，液压缸11，动力泵12，小通道管路13，翅片14，管路储放器15，筛选口16，送管通道17，推送滚轮18，第一锥形部31，第二锥形部32，第三锥形部33。

具体实施方式

结合以下实施例对本发明作进一步描述。

本发明的一种小通道换热器制备用工装的具体实施方式，如图1所示，包括沿小通道管路13推送方向(图1从右至左)依次设置的动力源、安装板7、第一模具1、第二模具2和挡板4。

请见图1，动力源包括动力泵12、与动力泵12连通的液压缸11，液压缸11的活塞杆10端部与安装板7固定连接。动力源与安装板7的固定安装，以驱动安装板7沿小通道管路13推送方向推送。当然了，除了本实施例中采用液压缸11作为动力源外，还可以采用气缸或者电机驱动等等其他方式，具体根据实际需求进行选择即可。为了进一步提升安装板7推动的稳定性，安装板7还设置有导向杆9，导向杆9的外周套设有导套8。

请见图2，第一模具1开设有多个间隔排布且用于装载小通道管路13的通孔110。通孔110的长度与小通道管路13的长度相匹配；通孔110的直径D与小通道管路13的外径d相匹配，一般是D＝d+(0.01-0.5)mm。相邻两个通孔110的孔间距以及每层通孔110之间的间距，都是可以根据实际需求进行调整的。

请见图3至图5，第二模具2开设有多个间隔排布且分别第一模具1的各个通孔110对准的通槽22。第二模具2的顶面还开设有多个间隔排布且用于装载翅片14的卡槽21。通槽22的开设方向与卡槽21的开设方向不相同，具体地，如果翅片14是垂直于小通道管路13的，那么通槽22的开设方向与卡槽21的开设方向是垂直的，若翅片14是倾斜设置的，那么通槽22的轴线与卡槽21的轴线成一锐角设置。

请见图5，卡槽21的槽宽一般是翅片14厚度宽度的1-5倍，此倍数主要取决于翅片14的厚度。而相邻两个卡槽21之间的距离可以根据实际需求进行设计。为了便于将翅片14放入通槽22内，卡槽21的口部带有导向的斜角。当相邻两个卡槽21之间的距离小于管路直径时，可以在第二模具2上不再设置卡槽21，而是采用翅片14自身尺寸结构，从而使翅片14与翅片14之间形成间隙，比如翅片14上设置的供小通道管路13穿过的小孔，可以利用小孔凸出的翻边高度作为间隔媒介，从而使翅片14与翅片14之间形成间隙。

请见图4，通槽22的大小可以根据尺寸进行相应选择设计。通槽22的宽度要略宽于小通道管路13的外径d，一般是比外径d大1mm即可。

请见图1，在本实施例中，安装板7固定安装有多个间隔排布并竖直朝向第一模具1的推杆6，各个推杆6的工作端均固定安装有扩孔器3。具体地，请见图6，扩孔器3沿推送方向(图6从右到左)依次设置有第一锥形部31、第二锥形部32和第三锥形部33，第一锥形部31的底面面积、第二锥形部32的底面面积和第三锥形部33的底面面积逐渐减少，第一锥形部31的锥度、第二锥形部32的锥度和第三锥形部33的锥度相同或不同。其中，第三锥形部33为导向段，便于扩孔器3进入小通道管路13内孔内；第二锥形部32为一级涨管段，实现小通道管路13内孔初步涨管，第一锥形部31为二级涨管段，实现小通道管路13的涨管到位。扩孔器3对于涨管尺寸特别大时，也可以是分成比三段更多的逐步涨管的方式。当小通道管路13内径比较小时(如小通道管内内径小于4mm时)，会造成推杆6变得非常细而缺乏刚性，请见图7，可以在扩孔器3前加上有助于提升小通道管路13机械强度的加强导杆300，加强导杆300的端部设置有锥形面(第三锥形部33)，加强导杆300的直径小于小通道管路13内径，以便加强导杆300伸入小通道管路13内，提升小通道管路13的刚性与强度，防止小通道管路13在一定推动力下失稳而产生打皱、弯曲等变形情况。

在本实施例中，请见图1，挡板4固定安装在第二模块的一侧，并面向通槽22的末端。在推杆6推进翅片14或涨管过程中，挡板4可以把小通道管路13给顶住，保证小通道管路13在穿翅片14时尺寸符合生产要求，另一方保证在涨管时小通道管路13不从翅片14中穿出。另外，第一模具1设有用于驱动第一模具1上下升降的升降机构，具体的升降机构可以采用气缸或液压油缸等伸缩驱动方式实现，具体可以根据实际需求进行，也可以采用市面上的升降平台。

在涨管的过程中，当小通道管路13内径比较小时(如小通道管内内径小于4mm时)，会造成推杆6变得非常细而缺乏刚性，可以根据推杆6的长度，设置一块或多块定位块5，定位块5的宽度尺寸比较小，能够增加推杆6的刚性。具体的，请见图8，推杆6的下方固定安装有基座501，各个推杆6均设置有至少一个定位块5，各个定位块5均包括套设在推杆6外周且可沿推杆6滑动的导向套51，导向套51朝下延伸出定位部52，基座501设置有竖立设置且用于抵住定位部52的定位板502。在本实施例中，每个推杆6上套设有五个定位块5，各个定位块5的定位部52的长度沿推送方向(图8中从左到右)逐渐增加，各个定位块5所对应的定位板502的高度沿推送方向(图8中从左到右)逐渐降低。将定位块5设置成多个(如图8中所示的五个)，在安装板7的推动下，推杆6逐渐推进小通道管路13，同时安装板7会推动定位块5，从而使定位块5沿推送方向靠拢，直到小通道管路13到达限位时，所有的定位块5就靠拢在一起或者之间保持很小的间距。当安装板7回退并带动推杆6退出时，由于基座501设置有定位板502，每一个定位块5的定位部52朝下伸出的长度与基座501的定位板502高度匹配，从而在导向块完全回位后，各个定位块5在推杆6上间隔均布。另外，安装板7朝下固接有导向杆9，导向杆9与开设在基座501上的滑轨滑动配合。

请见图9，为了实现数十根甚至数百根的小通道管路13快速对准第一模具1上的通孔110，第一模具1配备有布管器，布管器包括管路储放器15、推送滚轮18和送管通道17，管路储放器15内设置有振动模块，管路储放器15设置有筛选口16，送管通道17的一端与筛选口16对准，另一端与第一模具1的通孔110对准，推送滚轮18设置有多个并安装在送管通道的两侧。把数十根甚至数百根的小通道管路13放在管路储放器15内，管路储放器15的振动模块使管路储放器15产生轻微的左右抖动或/和上下振动，在管路储放器15振动过程中，小通道管路13就会落入筛选口16内。筛选口16的大小只能容纳一根小通道管路13通过。小通道管路13落入筛选口16后，小通道管路13自动落入到送管通道17内，两侧的推送滚轮18与小通道管路13紧密接触，利用摩擦力作用快速将小通道管路13从送管通道17送入第一模具1的通孔110中。另外，布管装置通过激光定位或者数控定位的方法，一根根快速将小通道管路13送入与第一模具1的通孔110内，实现全自动高速布管。与现有技术相比，当小通道换热器的并行管路根数比较多时，一根根套翅片或者涨管的工作效率较低，而本实施例的工装通过快速布管、集约化布片、多根并行套片、多根并行涨管、套片涨管一体化及自动复位等功能实现小通道换热器并行管路快速套片涨管，从而保证了换热器的生产效率。

针对与换热器脱模问题，在本实施例中，第一种情况，当换热器的小通道管路13是一排时，第二模具2中的多个通槽22的排布方式可以在水平方向上平铺间隔排布，在小通道管路13完成套翅片并涨管后，直接从第二模具2中取出进行脱模。

请见图10，第二种情况，当换热器的小通道管路13为两排时，第一种排布方式：在保证两层小通道管路13之间不会产生干涉时，也就是说，上层的一个通槽22与其相邻的下层通槽22之间留有脱模间隙，可以采用单模板平铺开槽的方式进行脱模。其中，第二模具2中的多个通槽22分为上下两层排布，位于下层的通槽22的深度大于位于上层的通槽22的深度，上层的多个通槽22与下层的多个通槽22错位排布，上层的一个通槽22与其相邻的下层通槽22之间留有脱模间隙，在小通道管路13完成套翅片并涨管后，直接从第二模具2中取出进行脱模。

请见图11，第三种情况，当换热器的小通道管路13为两排时，第二种排布方式：当上层的一个通槽22与其相邻的下层通槽22之间没有脱模间隙时，需要对第二模具2进行分成两块处理，具体的第二模具2设置有上模201和下模202，上模201和下模202均设置有通槽22，上模201的通槽22与下模202的通槽22错位设置。在小通道管路13穿完翅片14并涨管结束，先把第二模具2的上模201和下模202分开，提升上模201至足够空间，把换热器进行脱模即可。

应当说明的是，针对三排或以上的情况，可以按照两排的排布方式选择设置即可，具体根据实际情况进行选择。小通道换热器的并行管路有可能是二排、三排或者数排，管排之间为了增加换热效果会将每层管路设置成错位，但这样会造成脱模困难的问题，而本实施的工装通过对模具的结构改进，在保证满足套翅片和涨管要求的前提下，还解决了换热器脱模困难的工艺问题。

本实施例的一种小通道换热器制备用工装，与现有技术相比，通过在小通道管路13内顶入推杆6来增加强度支撑，从而提供了涨管的稳定性，保证换热器的质量，解决了小通道换热器的并行管径比较小，在套翅片及涨管时容易失稳，存在刚性与强度不足问题；通过模具实现快速套翅片和多管路快速涨管，实现小通道换热器并行管路快速套翅片和涨管，从而保证了换热器的生产效率。

本申请还提供一种制备工艺，包括如下步骤，步骤A，翅片14开设多个供小通道管路13插入的小孔，将多个翅片14排布在第二模具2的卡槽21中。步骤B，将小通道管路13放入第一模具1的通孔110内。步骤C，控制动力源，驱动液压缸11的活塞杆10推动安装板7，安装板7设有与第一模具1的通孔110相对应的推杆6，在液压缸11的活塞杆10推动下，推动端部的扩孔器3推动通孔110内的小通道管路13顶进位于第二模具2的通槽22中，且小通道管路13依次穿过各个翅片14的小孔。步骤D，待小通道管路13推进第二模具2的翅片14内并穿出通槽22抵住挡板4后，液压缸11的活塞杆10抽回安装板7，推杆6连带扩孔器3回缩，并复位。步骤E，升降机构带动第一模具1下降。步骤F；再次启动液压缸11的活塞杆10推动安装板7，在液压缸11足够的油压产生的推动力下，将推杆6的扩孔器3钻进每个小通道管路13中进行涨管，制得换热器。步骤G，涨管完成后，液压缸11的活塞杆10抽回安装板7，推杆6从换热器的小通道管路13内全部退出。步骤H，将换热器从第二模具2中取出。

在步骤F中，若液压缸11的活塞杆10行程不足以到达第二模具2的工位，可以在挡板4和第二模具2处设置一个平移机构，利用平移机构驱动第二模具2移动至第一模具1的工位(在第一模具1下降后再平移)，从而解决液压缸11行程不够的问题。而平移机构可以采用气缸或者电机驱动等等其他方式，具体根据实际需求进行选择即可。

应当说明的是，在步骤C中，由于把小通道管路13推进翅片14的小孔内的力要远远小于扩孔器3将小通道管路13进行扩孔的力，所以本次动作只会实现将小通道管路13推进翅片14的小孔中而不会对小通道管路13进行扩孔。

本实施例的一种制备工艺，实现小通道换热器并行管路快速套翅片和涨管，从而保证了换热器的生产效率，减轻了人工焊接的劳动强度。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。