一種換熱器的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及換熱領(lǐng)域，特別是一種換熱器。一種換熱器，包括金屬的管、金屬的連接板，所述連接板上開設(shè)有孔，所述管從所述孔穿過所述連接板，所述管包括增大形的管口部、從所述管外表面的一周凸出的凸起部，所述連接板位于所述管口部與所述凸起部之間，所述管口部與所述凸起部部分容納在所述孔內(nèi)，所述管口部、所述凸起部與所述孔之間設(shè)有焊接層。在本實用新型的換熱器中，由于設(shè)置了增大形的管口部和自管表面凸出的凸起部可以使管與孔之間的間隙減小，管口部、凸起部與孔的孔壁之間的焊接層的強度得以保證，使管與連接板之間的連接更加牢固。
【專利說明】
一種換熱器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及換熱器領(lǐng)域，特別是一種換熱器。
【背景技術(shù)】
[0002]換熱器(heatexchanger)，是將熱流體的部分熱量傳遞給冷流體的設(shè)備，又稱熱交換器。換熱器在化工、石油、動力、食品及其它許多工業(yè)生產(chǎn)中占有重要地位，其在化工生產(chǎn)中換熱器可作為加熱器、冷卻器、冷凝器、蒸發(fā)器和再沸器等，應(yīng)用廣泛。
[0003]換熱器可分為有管的換熱器和無管的換熱器。在有管的換熱器中:管用于給熱流體或冷流體二者之一提供流通通道。管的兩個端部中至少流體進入端需要與流體容器密封的連接。管與連接板密封連接固定，管通常采用導(dǎo)熱性好的金屬管，如成本低的鐵管，導(dǎo)熱性好的銅管，耐腐蝕的不銹鋼管。
[0004]在管殼式換熱器中管的兩端與帶有沖孔或鉆孔的金屬制連接板釬焊實現(xiàn)密封固定。管穿過連接板，連接板在管開口一側(cè)的表面為連接板的外表面，連接板背向管開口的一面為連接板的內(nèi)表面。管與孔之間的間隙會對管與連接板的焊接強度產(chǎn)生較大的影響。為了提高焊接強度控制管與孔之間的間隙，采用錐形桿對管的端口擴口處理，管的端口呈喇叭形。在管擴口的過程中，管壁形成杠桿，管與孔接觸的部位為支點，外表面附近的管背向管軸線受力向外運動，內(nèi)表面附近的管向管軸線受力并移動變形。
[0005]沖孔可一次成形多個間距小的孔。圖1是沖孔的孔壁的結(jié)構(gòu)示意圖。請參見圖1，沖裁形成的孔的斷面包括塌角12a，剪切面12b，斷裂面12c，毛刺12d。
[0006]塌角12a:該區(qū)域的形成是當(dāng)凸模刃口壓入材料時，刃口附近的材料產(chǎn)生彎曲和伸長變形，材料被拉入間隙的結(jié)果;剪切面12b:該區(qū)域發(fā)生在塑形變形階段，當(dāng)刃口切入材料后，材料與凸、凹模切刃的側(cè)表面擠壓而形成的光亮垂直的斷面。
[0007]斷裂面12c:該區(qū)域是在斷裂階段形成。是由刃口附近的微裂紋在拉應(yīng)力作用下不斷擴展而形成的撕裂面，其斷面粗糙，具有金屬本色，且略帶有斜度。斷裂面12c高度通常占全斷面即連接板厚度的1/2-1/3;毛刺12d:毛刺的形成是由于在塑性變形階段后期，凸模和凹模的刃口切入被加工板料一定深度時，刃口正面材料被壓縮，刃尖部分是高靜水壓應(yīng)力狀態(tài)，使裂紋的起點不會在刃尖處發(fā)生，而是在模具側(cè)面距刃尖不遠的地方發(fā)生，在拉應(yīng)力的作用下，裂紋加長，材料斷裂而產(chǎn)生毛刺，裂紋的產(chǎn)生點和刃口尖的距離成為毛刺的高度。
[0008]現(xiàn)有的換熱器存在以下不足:管與流體容器或連接板的連接固定不夠牢固，管在工作溫度變化時熱脹冷縮，在溫度應(yīng)力作用下管和流體容器或連接板的連接會松動導(dǎo)致破壞密封。
[0009]內(nèi)表面附近的管，在采用錐形桿擴口時內(nèi)表面附近的管與孔的間隙變大。
[0010]采用錐形桿對管的端口擴口處理時，管產(chǎn)生非常大的軸向力，管與連接板的相對位置會產(chǎn)生較大變化，管在連接板外表面外的長度會參差不齊，同時管必須是直管。此外當(dāng)管的高細比較大時，管受軸向力會產(chǎn)生彎折;管開口與連接板外表面的距離不均勻無法控制管擴口的形狀和管與孔的間隙。
【實用新型內(nèi)容】
[0011]本實用新型目的在于提供一種換熱器，使管與連接板或容器的密封連接更加牢固。
[0012]為達上述優(yōu)點，本實用新型提供一種換熱器，包括金屬的管、金屬的連接板，所述連接板上開設(shè)有孔，所述管從所述孔穿過所述連接板，其特征在于:所述管包括增大形的管口部、從所述管外表面的一周凸出的凸起部，所述連接板位于所述管口部與所述凸起部之間，所述管口部與所述凸起部部分容納在所述孔內(nèi)，所述管口部、所述凸起部與所述孔之間設(shè)有焊接層。
[0013]在本實用新型的換熱器的一個實施例中，所述管口部或所述凸起部由管內(nèi)部向管外部擠壓膨脹形成。
[0014]在本實用新型的換熱器的一個實施例中，所述凸起部為圍繞在所述管一周的環(huán)形結(jié)構(gòu)。
[0015]在本實用新型的換熱器的一個實施例中，所述管和/或連接板由不銹鋼或銅或鐵制成。
[0016]在本實用新型的換熱器的一個實施例中，所述管為圓管。
[0017]在本實用新型的換熱器的一個實施例中，所述管中部的部分管壁為圍繞在所述管一周的裙皺結(jié)構(gòu)。
[0018]在本實用新型的換熱器的一個實施例中，所述褶皺結(jié)構(gòu)為多個，多個所述褶皺結(jié)構(gòu)相互平行。
[0019]在本實用新型的換熱器的一個實施例中，所述管的兩端分別與兩個連接板連接。
[0020]在本實用新型的換熱器的一個實施例中，所述管和孔的數(shù)量為多個，所述孔為沖孔或鉆孔。
[0021]在本實用新型的換熱器的一個實施例中，所述焊接層延伸至所述管口部與所述連接板靠近所述管口部表面之間的間隙；和/或所述焊接層延伸至所述凸起部與所述連接板靠近所述凸起部表面之間的間隙。
[0022]在本實用新型的換熱器中，由于設(shè)置了增大形的管口部和自管表面凸出的凸起部可以使管與孔兩端之間的間隙減小，管口部、凸起部與孔的孔壁之間的焊接層的強度得以保證，使管與連接板之間的連接更加牢固。
【附圖說明】
[0023I圖1是沖孔的孔壁的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2所示為本實用新型第一實施例的換熱器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖3所示為圖1的換熱器的管和連接板連接處的局部放大圖。
【具體實施方式】
[0026]為更進一步闡述本實用新型為達成預(yù)定實用新型目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本實用新型提出【具體實施方式】、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細說明。
[0027]圖2所示為本實用新型第一實施例的換熱器的結(jié)構(gòu)示意圖；請參見圖2，本實施例的換熱器10包括金屬的管11，金屬的連接板12。管11穿過連接板12與連接板12連接固定。連接板12開設(shè)有沖裁形成的孔120。
[0028]金屬的管11可采用如成本低的鐵管，導(dǎo)熱性好的銅管，耐腐蝕的不銹鋼管，鋁管，其截面可以是圓形，橢圓形，多邊形或異形結(jié)構(gòu)。管11用于在換熱器10工作使為溫度較高的熱流體或溫度較低的冷流體提供通道。熱流體和冷流體可以是氣體也可以是液體。管11在溫度變化時產(chǎn)生溫度應(yīng)力。
[0029]管11的中部設(shè)有褶皺結(jié)構(gòu)，褶皺結(jié)構(gòu)使管11的管壁變成波浪形，增加管11的管壁長度，使管11變?yōu)榧瓤梢岳煲部梢詨嚎s的彈性管。在管11受溫度應(yīng)力時，褶皺結(jié)構(gòu)115可以保證管11與連接板12的連接處的力不超過褶皺結(jié)構(gòu)變形所產(chǎn)生的彈力，以減小管11保證管11與連接板12的連接處的力。褶皺結(jié)構(gòu)115圍繞管11 一周。褶皺結(jié)構(gòu)115最好為多個一周同面的環(huán)結(jié)構(gòu)。即多個褶皺結(jié)構(gòu)115相互平行，褶皺結(jié)構(gòu)115還可以采用螺旋形環(huán)結(jié)構(gòu)，但螺旋形結(jié)構(gòu)在變形時會產(chǎn)生使管11繞其軸線轉(zhuǎn)動的扭轉(zhuǎn)力。褶皺結(jié)構(gòu)115的數(shù)量可以是多個也可以是單個。褶皺結(jié)構(gòu)115的截面可為V形、U形、門形。褶皺結(jié)構(gòu)115變形應(yīng)力較大的位置處最好為曲形過渡或局部加厚，以保證其使用壽命。褶皺結(jié)構(gòu)115還增加了管11的表面積，即增加了管11的換熱面積，提高了管11的換熱效率。褶皺結(jié)構(gòu)115可以從管11管壁向外凸起，褶皺結(jié)構(gòu)115可以從管11管壁向內(nèi)凹陷；褶皺結(jié)構(gòu)115為多個時可以既有從管11管壁向外凸起的褶皺結(jié)構(gòu)和也有從管11管壁向內(nèi)凹陷的褶皺結(jié)構(gòu)。管11可以是彎管。在本實用新型的其他實施例中，可以不設(shè)置褶皺結(jié)構(gòu)。
[0030]圖3所示為圖1的換熱器的管和連接板連接處的局部放大圖；請一并參見圖3，管11還包括位于連接板兩側(cè)的增大形的管口部111、凸起部113。增大形的管口部111、凸起部113均部分容納在孔120內(nèi)，管口部111、凸起部113分別與連接板12之間設(shè)有焊接層13。在其他實施例中管11與孔120直接的間隙可以全部設(shè)有焊接層13;可以采用釬焊方法形成焊接層13，焊接層13可以是鎳基材料。
[0031]管口部111和凸起部113可由管111從內(nèi)部向外擠壓一次成形。凸起部113為一個圍繞在管11 一周的凸起。管口部111和凸起部113無法穿過孔120，凸起部113的截面可為V形、U形、門形。管口部111為增大形結(jié)構(gòu)有利于流體從管口部111流入或流入出管11。
[0032]連接板12由金屬制成，如銅、鐵、鋁、不銹鋼。連接板12在管口部111一側(cè)的表面為連接板12的外表面，連接板12背向管口部111的一面為連接板12的內(nèi)表面。連接板12可以是流體容器的一部分，板式換熱器的主片。
[0033]連接板12可以設(shè)置在管11的一端或兩端。連接板12上開設(shè)有一個或多個的貫通的孔120，孔120為沖孔，孔120的孔壁包括塌角12a、剪切面12b、斷裂面12c。塌角12a、剪切面12b、斷裂面12c自管口部111朝凸起部113方向依次排列。在本實用新型的其他實施例中塌角12a、剪切面12b、斷裂面12c自凸起部113朝管口部111方向依次排列。雖然在本實用新型中沖孔形成的毛刺已被去除，在本實用新型的其他實施例中也可以不去除毛刺。
[0034]焊接層13設(shè)置在孔120與管11的間隙處，焊接層13可以由焊接層13圍繞著管11。焊接層13可以起到密封管11與連接板12，防止連接板12外表面?zhèn)鹊牧黧w泄漏的作用。焊接層13穿過管11軸線的截面分別與管口部111、凸起部113的接觸點連成的線至少部分不與管11軸線平行。在管11受軸向的溫度應(yīng)力時，管口部111、凸起部113會受焊接層13擠壓或拉伸，即管口部111、凸起部113可以依靠自身抵抗部分軸向力。
[0035]管11、管口部111、凸起部113與孔120的孔壁的間隙可根據(jù)管11和連接板12的材料焊接方法、焊條或焊絲種類進行調(diào)整，以實現(xiàn)最好的焊接強度。如管11和連接板12均由不銹鋼制成，采用鎳基材料釬焊時，間隙最好在0.1mm-0.3mm。在本實用新型的其他實施例中焊接層13可以設(shè)置在孔120與管11的間隙處;焊接層13還可以設(shè)置在管口部111、凸起部113與管11的間隙處。
[0036]在本實用新型的其他實施例中，孔可以是鉆孔，管口部111、凸起部113同樣可以減小管11與孔120兩端的間隙。
[0037]綜上，本實用新型的換熱器至少具有以下的優(yōu)點:
[0038]在本實用新型的換熱器中，由于設(shè)置了增大形的管口部和自管表面凸出的凸起部可以使管與孔兩端之間的間隙減小，管口部、凸起部與孔的孔壁之間的焊接層的強度得以保證，使管與連接板之間的連接更加牢固。
[0039]在本實用新型的換熱器的一個實施例中，在焊接層在穿過管軸線的截面分別與管口部、凸起部的接觸點形成的線至少部分不與管軸線平行。管受軸向的溫度應(yīng)力時，管口部、凸起部會受焊接層擠壓或拉伸，即管口部、凸起部可以依靠自身抵抗部分軸向力。
[0040]在本實用新型的換熱器的一個實施例中，管口部、凸起部由內(nèi)向外擠壓制成，管成形過程中管不會產(chǎn)生非常大的軸向力，管與連接板的相對位置容易控制，管在連接板外表面外的長度更加均勻，同時管可以是彎管。
[0041]在本實用新型的換熱器的一個實施例中，孔為沖孔，增大形的管口部和自管表面凸出的凸起部可以更好的減小管與塌角、斷裂面的間隙。
[0042]在本實用新型的換熱器的一個實施例中，褶皺結(jié)構(gòu)與平行于管的管壁的連接處最好為曲形過渡，以減小出現(xiàn)應(yīng)力集中。褶皺結(jié)構(gòu)還增加了管的表面積，即增加了管的換熱面積，提高了管的換熱效率。
[0043]在本實用新型的換熱器的一個實施例中，管的中部設(shè)有褶皺結(jié)構(gòu)，該褶皺結(jié)構(gòu)可以增加管的管壁長度，使管變?yōu)榧瓤梢岳煲部梢詨嚎s的管。在管受溫度應(yīng)力時，褶皺結(jié)構(gòu)變形所產(chǎn)生的彈力可克服或抵抗部分的溫度應(yīng)力，以減小管保證管與連接板的連接處的力。
[0044]以上，僅是本實用新型的較佳實施例而已，并非對本實用新型作任何形式上的限制，雖然本實用新型已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本實用新型，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本實用新型技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本實用新型技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本實用新型的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化和修飾，均仍屬于本實用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種換熱器(1 )，包括金屬的管(11)、金屬的連接板(12)，所述連接板(12 )上開設(shè)有孔(120)，所述管(11)從所述孔(120)穿過所述連接板(12)，其特征在于:所述管(11)包括增大形的管口部(111)、從所述管(11)外表面的一周凸出的凸起部(113)，所述連接板(12)位于所述管口部(111)與所述凸起部(113)之間，所述管口部(111)與所述凸起部(113)部分容納在所述孔(120)內(nèi)，所述管口部(111)、所述凸起部(113)與所述孔(120)之間設(shè)有焊接層(13)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的換熱器(10)，其特征在于:所述管口部(111)或所述凸起部(113)由所述管(11)內(nèi)部向所述管(11)外擠壓形成。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的換熱器(10)，其特征在于:所述凸起部(113)為圍繞在所述管(11)一周的環(huán)形結(jié)構(gòu)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的換熱器(10)，其特征在于:所述管(11)和/或連接板由不銹鋼或銅或鐵制成。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的換熱器(10)，其特征在于:所述管(11)為圓管。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的換熱器(10)，其特征在于:所述管(11)中部的部分管壁為圍繞所述管(11) 一周的褶皺結(jié)構(gòu)(115)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的換熱器(10)，其特征在于:所述褶皺結(jié)構(gòu)(115)為多個，多個所述褶皺結(jié)構(gòu)(115)相互平行。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的換熱器(10)，其特征在于:所述管(11)的兩端分別與所述連接板(12)連接。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的換熱器(10)，其特征在于:所述管(11)和孔(120)的數(shù)量為多個，所述孔(12)為沖孔或鉆孔。10.根據(jù)權(quán)利要求1至9任一所述的換熱器(10)，其特征在于:所述焊接層(13)延伸至所述管口部(111)與所述連接板(12)靠近所述管口部(111)表面之間的間隙；和/或所述焊接層(13)延伸至所述凸起部(113)與所述連接板(12)靠近所述凸起部(113)表面之間的間隙。
【文檔編號】F28D7/16GK205482481SQ201620040400
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年1月15日
【發(fā)明人】陳法獻, 黃敬族, 錢紹見
【申請人】浙江邦得利環(huán)?？萍脊煞萦邢薰?br>