专利名称：一种毛细管网、毛细管网焊接设备及焊接毛细管网的方法
技术领域：
本发明涉及一种毛细管网、毛细管网焊接设备及焊接毛细管网的方法。
背景技术：
毛细管网由导热的、耐腐蚀且可焊接的塑料管制成。毛细管网用于空调设备中，是调温介质流通的管道。它由集合管、垂直设置在两侧集合管间连通两侧集合管的若干细管组成，集合管和细管是分开的部件，需将两部件组装在一起形成毛细管网。现有的毛细管网，如图1-3所示，集合管呈长笛子状，也就是在管状的集合管本体的侧壁上，沿集合管本体的轴向设置一排被称为分叉孔的小孔。该分叉孔的内径与细管的 外径相当。在制造毛细管网时，细管的两端分别对接对应侧集合管的相应分叉孔，由焊接设备将集合管的焊接区域和细管焊接区域熔化后通过挤压模具将集合管和细管挤压焊接在一起。所得到的毛细管网，其集合管外壁与细管外壁的连接处呈喇叭口状，该喇叭口的大口端朝向集合管，小口端与细管外壁光滑连接。由于细管通过挤压的方式与集合管外壁直接连接在一起，所以在细管与集合管连接处的大喇叭口端形成收口，成为集合管与细管连接的应力集中点和连接的薄弱部位，使得细管与集合管的连接牢度降低，细管与集合管的连接处易开裂，造成整个毛细管网的承压能力降低，长期工作压力最大只有4 X IO5Pa,限制了毛细管网的使用范围。再者，由于集合管与细管通过挤压焊接在一起，在焊接时，细管焊接区与集合管焊接区需加热到熔化状态，材料流动，造成集合管与细管连接处的管壁厚均不均匀，所以毛细管网易开裂破裂。现行的毛细管网的焊接方法，由于集合管本体的管径和细管的管径细，且细管的管径远小于集合管本体的管径,例如外径为4. 3mm的细管通常与外径为20_的集合管配合焊接形成毛细管网。在焊接细管与集合管时，细管与集合管通过分叉孔焊接在一起，得到的毛细管网，其细管与集合管间需具有一定的垂直度，这样才能保证毛细管网的质量。但由于集合管是带有孔的秃管，将细管焊接在集合管上时，只能采用先熔化后挤压焊接的方法，将细管挤压到集合管上。在挤压焊接前，细管的焊接区和集合管的焊接区均需要加热到熔化状态，才能将细管与集合管挤压到一起，所以焊接时不仅操作难度大，且焊接后得到的毛细管网，由于焊接过程中，焊接区的材料经熔化后产生流动，不仅堵塞分叉孔，且焊接区的壁厚不均匀，尤其在细管与集合管的连接处形成应力集中区，细管与集合管的连接处易地开裂，造成毛细管网整体的承压能力低，长期工作压力最大只有4X IO5Pa,限制了毛细管网的使用范围。例如在DE 19725326C2中描述了一种用于制造毛细管网的制造方法。在该方法中，加热细管，使得细管端部的内径变大，通过变大的内径，能够防止在焊接时管道横截面的减少，然后将细管插入到分叉孔中进行焊接，采用此种方法由于机械应力的存在，在安装毛细管网时，细管和集合管的管连接处易损坏，这样的损坏会导致泄漏。为克服现有技术的上述缺点，申请号为20071030203406、优先权为DE[31] 102006061995. I、公开号为CN101219577A的中国发明专利申请，公开了一种毛细管网的焊接方法，它在焊接前分别加热集合管和细管的待焊接部位，在焊接过程中在分叉孔内设置散热块，在焊接过程中在过渡区域中模制预定外轮廓，此方法虽然能防止分叉孔的变形，但是加热细管，细管端部的内径变大导致壁厚变薄使得耐压强度降低，而且由于在集合管的轴向上设置有多个分叉孔，使得在焊接过程中集合管变形，无法保证在焊接过程中集合管与细管垂直，从而无法保证所有分叉孔同细管能同时一次焊接成功，降低焊接质量和效率，而且散热器和加热元件设置在一起，将导致无法散热，同样影响焊接质量。为解决上述两种焊接方法的不足，申请号为201010190025. 4、名称为“一种塑料管网的焊接方法及焊接设备”的中国发明专利申请，公开了一种毛细管网的焊接方法和设备，它是在焊接时，在集合管内设置成孔顶针衬条，成孔顶针条的针状突起伸入到分叉孔内，并用定位衬条定位成孔顶针衬条，而后用加热元件同时加热细管的端部和分叉孔周围的环形焊接区，通过自带挤压模具的输送夹具将所述细管端部沿集合管的径向与所述集合管的环形焊接区通过挤压焊接在一起，同时用挤压模具模制预定的外轮廓。这种方法虽然解决了一次焊接的技术问题，但仍存在着焊接部位管壁薄，焊接时细管焊接区需完全熔化，细管易老化，焊接连接处易泄漏的技术问题。综上所述，现有的毛细管网焊接设备及焊接方法加工毛细管网具有如下不足焊接时，需将集合管及细管的连接处的材料完全软化，才能通过挤压的方法将细管与集合管焊接在一起，连接处的材料完全软化且受到挤压，产生流动，焊接后得到的毛细管网，在分叉孔与细管的连接处形成厚壁部位，形成外壁为喇叭形状的连接环，在该喇叭形的连接环周围集合管管壁及细管管壁均变薄，形成毛细管承压的薄弱位置。得到的毛细管网具有如下缺点(1)焊接处的细管壁厚薄不均匀，焊接处容易开裂；(2)材料软化时，大部分焊接部位及周边变薄，毛细管网的整体承压能力降低，易损坏；(3)材料软化时，向分参叉孔处流动，分叉孔容易堵塞；(4)这样生产的毛细管网集合管与细管的连接处承压能力低，允许长期工作压力最大只有4X IO5Pa,限制了毛细管网的使用范围。
发明内容
本发明的目的是，针对现有技术中毛细管网的上述不足，提供一种承压能力强，使用中不易破裂的毛细管网及焊接该毛细管网的焊接设备以及焊接该毛细管网的方法。本发明的目的是通过下述技术方案实现的一种毛细管网，包括平行设置的多个细管以及分设在所述细管两侧的集合管，所述细管与所述集合管垂直设置，沿集合管本体的轴向间隔设置有与所述集合管本体内腔连通的管接头，所述的管接头通过分叉孔与所述集合管本体内腔连通，在所述管接头的自由端内设置有承口，所述细管的两端分别插入到对应侧的集合管的对应管接头的承口内，所述承口与所述细管通过焊接同轴固定连接；进一步地，所述承口壁厚D大于等于所述集合管本体的管壁厚；进一步地，所述管接头与所述集合管本体呈一体；进一步地，所述的集合管本体与所述的管接头为分体式；进一步地，所述的集合管本体上设置有插孔，所述管接头与所述集合管本体的相连接端设置有与所述插孔相匹配的连接柱头及与集合管本体上的连接处相匹配的连接表 面，所述的管接头与所述的集合管本体通过所述连接柱头与所述插孔焊接固定连接及所述连接表面与所述的集合管本体的连接处焊接固定连接实现固定连通；进一步地，所述的集合管本体上设置有插孔，所述管接头与所述集合管本体的相连接端设置有与所述插孔相匹配的连接柱头，所述连接柱头插入到所述插孔内并与所述插孔固定连接，所述集合管本体的外表面与所述管接头的连接表面相交固定连接；进一步地，所述分叉孔的直径E等于或大于所述细管的内径；进一步地，所述集合管本体的外壁与所述细管的外壁的连接处T呈柱状凸台。本发明另一目的一种毛细管网的焊接设备，包括加热装置、输送细管和集合管的输送装置，所述输送装置设置有夹持集合管的第一夹具和夹持细管的输送夹具，所述加热装置包括加热集合管焊接区的第一加热元件和加热细管焊接区的第二加热元件，所述输送装置能将所述集合管及所述细管靠近或撤离所述加热装置，并能将所述细管的焊接区与所述集合管和焊接区对接，所述第一加热元件设置有加热柱头7，所述第二加热元件设置有加 热管头，所述加热柱头和所述加热管头分设在所述加热装置的两端，且同轴设置；进一步地，所述的输送夹具通过夹持孔夹持所述细管，所述输送夹具的与所述第二加热元件相对的端面F为平面。再一个目的一种焊接毛细管网的方法，包括如下步骤分别加热集合管焊接区10及细管焊接区，使所述集合管焊接区及细管焊接区的焊接表层微熔化；将加热后的细管焊接区插入到集合管焊接区内，且细管的焊接区与集合管的焊接区接触连接；保持集合管与细管不动，直到冷却；进一步地，所述毛细管网的集合管由集合管本体及沿集合管本体轴向间隔设置的管接头组成，所述管接头与所述集合管本体通过分叉孔固定连通，所述管接头的自由端设置有承口，所述承口的内径小于或等于所述细管的外径；采用权利要求9或10所述的焊接设备；在所述的步骤一中，由第一夹具夹持集合管本体，输送夹具夹持细管，细管的焊接端伸出到所述输送夹具外一定距离H，形成所述的细管焊接区，所述的集合管焊接区为所述承口的内壁；将加热装置置于集合管和细管间，移动第一夹具，使加热柱头伸入到承口中并与承口壁同轴接触连接，实现所述的加热集合管焊接区；移动输送夹具，使细管焊接区伸入到所述的加热管头的内孔中并与所述的加热管的内孔壁同轴接触连接，实现所述的加热细管焊接区；在所述的步骤二中，移动所述的输送装置，将所述的加热柱头从所述的管接头中撤离，将所述的加热管头从所述的细管焊接区撤离，再移动所述输送装置，使所述细管靠近所述的承口，并将所述的细管焊接区插入到所述的集合管的焊接区；进一步地，所述的表层为焊接区的三分之一壁厚深，细管焊接区的长度H小于所述承口的孔深B。采用本发明结构的毛细管网，由于集合管与细管间通过管接头连接，细管的焊接端伸入到管接头的承口内，管接头与细管通过熔焊焊接连接，所以在细管与集合管连接的管接头的管壁厚度为细管壁与承口壁厚度之和，所以使细管与集合管的连接处的承压能力得到了加强，消除了细管与集合管本体间连接的薄弱区域，提高了集合管与细管连接处的承压能力，从而整体提高了毛细管网的承压能力，由原来的4X105Pa长期工作压力提高到IOXlO5Pa长期工作压力·采用本发明的焊接设备对毛细管网进行焊接，由于在设备上设置有与管接头的焊接区相匹配的加热柱头及供细管伸入的加热管头分别加热集合管的焊接区及细管的焊接区，并将加热后的细管送入到作为集合管焊接区的承口内，使集合管与细管间的焊接区实现插入焊接，所以，采用本设备焊接的毛细管网，在细管与集合管连接的管接头的管壁厚度为细管壁与承口壁厚度之和，提高了细管与集合管间的连接强度，提高了整个毛细管网的承压能力。同时，加热管头及加热柱头同轴设置，可保证细管与集合管的垂直度，减少毛细管网在使用中产生变形应力，提高毛细管网的寿命。采用本发明的方法对毛细管网进行焊接，由于细管与集合管间为插入式连接，不需挤压焊接区，只需加热就可将细管与·集合管牢固地焊接在一起，再者焊接时，只需加热集合管焊接区及细管焊接区一部分壁厚，不需将细管焊接区及集合管焊接区加热到完全熔化状态，可避免材料流动造成的壁厚不均及材料的老化现象；焊接区表面微熔化，细管与集合管的其它部分不受热，细管与集合管不老化，细管及管接头的内壁保持原状，且可缩短加热细管及管接头的时间，加热时间仅为原来的三十分之一，节约了能源，提高了效率，由于采用插入式焊接，且提高了成品率。
图I为本发明现有技术集合管横截面结构示意图；图2为本发明现有技术集合管与细管焊接状态示意图；图3为本发明现有技术毛细管网横截面结构示意图；图4a为本发明集合管实施例横截面结构示意图；图4b为本发明集合管另一实施例横截面结构不意图；图4c为图4b的分体结构示意图；图5为图4a的侧视图；图6为图5的俯视图；图7为本发明加热装置实施例结构示意图；图8a为本发明加热置加热集合管及细管状态示意图；图8b为本发明输送夹具夹持细管示意图；图9为本发明集合管与细管焊接状态示意图；图10为本发明毛细管网实施例横截面结构示意图；图11为本发明毛细管网实施例外观结构示意图。I-集合管本体2-管接头3-承口 4-分叉孔6-细管7_加热柱头8_加热管头9-细管焊接区10-管接头焊接区11-第一夹具12-加热装置13-输送夹具14-集合管15-插孔16-连接表面17-连接柱头
具体实施例方式下面结合附图及实施例对本发明作进一步的描述如图11所示，本发明的毛细管网，由平行设置的多个细管6及分设在细管6两端的两个集合管14组成。如图4-6所示，本发明的集合管14包括集合管本体I、沿集合管本体I轴向间隔设置的与集合管本体I内腔相连通的若干个管接头2，管接头2与集合管本体I通过分叉孔4与集合管本体I固定连通。细管6的数量与管接头2的数量相等，管接头2的自由端设置有承口 3，承口 3的内径与细管6的外径相等或略小于细管的外径。两端的细管焊接区9分别伸入到对应侧集合管的管接头2的承口内并焊接在一起，优选承口3的管壁厚D大于等于集合管本体I的管壁厚。承口 3的孔深B小于管接头的管长A，分叉孔4的直径E大于或等于细管的内径。集合管本体I与管接头2可以是一体设置的，也可以是分体设置的。优先选择如图4a所示的集合管本体I与管接头2为一体的结构。当集合管14为整体结构时，可采用注塑模具注塑本结构的集合管；如图4b、4c所示，当管接头2与集合管本体I为分体结构时，优选如下结构管接头2的与集合管本体I的连接端设置连接柱头17和连接表面16，沿集合管本体I的轴向间隔设置插孔15，该连接柱头17的外径与插孔15的内径相匹配，该连接表面16和集合管本体I的连接处的表面相匹配；较好为管接头2通过该连接表面与集合管本体I外表面相交，该连接表面16为与集合管本体I相交的相交面，当集合管为圆管时，该连接表面16呈鞍型。集合管的横截面可以呈圆型、方型、椭圆型、方扁型等，这样与安装环境等相适应。优选集合管一端的内径与其另一端的外径相匹配，这样便于两组集合管的连接。当安装时，将一组集合管的一端插入到另一组集合管的相应端的内孔中进行连接。 当集合管为分体式时，采用注塑模具注塑管接头，分别加热管接头的连接表面16、连接柱头17及集合管本体I的插孔15内壁及插孔周围的圆柱表面，将连接柱头17插入到插孔15内，通过焊接的方式将集合管本体I及管接头2连接在一起，形成集合管14。当集合管为一体式的结构时，首先采用注塑模具注塑生产带管接头2的集合管，制得集合管本体和管接头为一整体的集合管。当焊接细管与集合管时，同时加热细管焊接区及管接头焊接区，使焊接区管壁的三分之一深度的壁厚熔化，将细管插入到管接头中，冷却，将细管与集合管焊接在一起得到毛细管网。也可采用专门的焊接设备，采用如下方法焊接细管和集合管，得到毛细管网。如图7-8所示，在制造毛细管网时，使用专门的焊接设备将集合管14与细管6焊接在一起。该焊接设备至少包括如下部分包括加热装置12和输送装置，该输送装置设置有夹持集合管本体I的第一夹具11和夹持细管6的输送夹具13，该输送夹具13设置有夹持细管6的夹持孔，该第一夹具11设置有夹持集合管本体I的集合管本体夹持部件。该加热装置包括分设在该加热装置两端的第一加热元件和第二加热元件，该第一加热元件设置有与管接头2的承口 3相匹配的加热柱头7,该第二加热元件设置有供细管6伸入的加热管头8，该加热管头8的内径与细管6的外径相同或略小于细管6的外径，加热柱头7和加热管头8最好同轴设置。输送夹具的与第二加热元件相对的端面F为平面。如图8a、8b、图9、图10所示，焊接时，由第一夹具11夹持集合管14，输送夹具13夹持细管6，细管6的焊接端伸出到输送夹具13外一定距离H，形成细管焊接区9。该细管焊接区9的长度H，最好小于管接头承口的孔深B，这样，当焊接时，细管焊接区9与管接头焊接区10具有一个相熔合的空间，避免了焊接连接处内壁的凸起变形。将加热装置12置于集合管14和细管6间，移动第一夹具11，使加热柱头7伸入到管接头2的承口 3中，并与承口 3同轴接触连接，加热柱头7与承口 3的接触部位形成管接头焊接区10。移动输送夹具13，使细管焊接区9伸入加热管头8的内孔中并与加热管头8同轴接触连接，由加热管头8加热细管6的细管焊接区9，由加热柱头7加热管接头焊接区10，加热完毕，移动输送装置，将加热柱头7从管接头2中撤离，将加热管头8从细管焊接区9撤离，再移动输送装置，细管6靠近集合管14，并将细管焊接区9插入到管接头2的承口 3内，将细管6与管接头2焊接在一起，从而将细管6和集合管14焊接在一起。得到的毛细管网的细管与集合管本体连接处的内壁是光滑的，细管与集合管本体连接处的壁厚比集合管壁厚更厚，且具有加固的柱形凸台。这样结构的毛细管网，由于，在细管与集合管的连接处有管接头形成的加固凸台，且细管与集合管本体连接处的壁厚比集合管壁厚更厚，毛细管网的承压能力强，由原来的4 X IO5Pa可增大至Ij 10 X IO5Pa,如表I所示。表I :本发明专利申请与现有技术中毛细管网的长期工作压力及焊接时间对照表表I
权利要求
1.一种毛细管网，包括平行设置的多个细管￠)以及分设在所述细管(6)两侧的集合管(14)，所述细管￠)与所述集合管(14)垂直设置，其特征在于沿集合管本体(I)的轴向间隔设置有与所述集合管本体(I)内腔连通的管接头(2)，所述的管接头(2)通过分叉孔(4)与所述集合管本体(I)内腔连通，在所述管接头(2)的自由端内设置有承口(3)，所述细管(6)的两端分别插入到对应侧的集合管(14)的对应管接头的承口(3)内，所述承口(3)与所述细管(6)通过焊接同轴固定连接。
2.如权利要求I所述的一种毛细管网，其特征在于所述承口(3)壁厚D大于等于所述集合管本体(I)的管壁厚。
3.如权利要求I或2所述的一种毛细管网，其特征在于所述管接头(2)与所述集合管本体(I)呈一体。
4.如权利要求I所述的一种毛细管网，其特征在于所述的集合管本体(I)与所述的管接头(2)为分体式。
5.如权利要求4所述的一种毛细管网，其特征在于所述的集合管本体(I)上设置有插孔(15)，所述管接头(2)与所述集合管本体(I)的相连接端设置有与所述插孔(15)相匹配的连接柱头(17)及与集合管本体(I)上的连接处相匹配的连接表面(16)，所述的管接头(2)与所述的集合管本体(I)通过所述连接柱头(17)与所述插孔(15)焊接固定连接及所述连接表面(16)与所述的集合管本体的连接处焊接固定连接实现固定连通。
6.如权利要求4所述的一种毛细管网，其特征在于所述的集合管本体(I)上设置有插孔(15)，所述管接头(2)与所述集合管本体(I)的相连接端设置有与所述插孔(15)相匹配的连接柱头(17)，所述连接柱头(17)插入到所述插孔(15)内并与所述插孔(15)固定连接，所述集合管本体(I)的外表面与所述管接头的连接表面(16)相交固定连接。
7.如权利要求I或2所述的一种毛细管网，其特征在于所述分叉孔(4)的直径E等于或大于所述细管(6)的内径。
8.如权利要求I或2所述的一种毛细管网，其特征在于所述集合管本体(I)的外壁与所述细管(6)的外壁的连接处T呈柱状凸台。
9.一种毛细管网的焊接设备，包括加热装置、输送细管和集合管的输送装置，所述输送装置设置有夹持集合管的第一夹具和夹持细管的输送夹具，所述加热装置包括加热集合管焊接区的第一加热元件和加热细管焊接区的第二加热元件，所述输送装置能将所述集合管及所述细管靠近或撤离所述加热装置，并能将所述细管的焊接区与所述集合管和焊接区对接，其特征在于所述第一加热元件设置有加热柱头(7)，所述第二加热元件设置有加热管头(8)，所述加热柱头和所述加热管头分设在所述加热装置的两端，且同轴设置。
10.如权利要求9所述的毛细管网焊接设备，其特征在于，所述的输送夹具(13)通过夹持孔夹持所述细管￠)，所述输送夹具的与所述第二加热元件相对的端面F为平面。
11.一种焊接毛细管网的方法，其特征在于，包括如下步骤 (一)分别加热集合管焊接区(10)及细管焊接区(9)，使所述集合管焊接区(10)及细管焊接区(9)的焊接表层微熔化； (二)将加热后的细管焊接区(9)插入到集合管焊接区(10)内，且细管的焊接区(9)与集合管的焊接区(10)接触连接； (三)保持集合管与细管不动，直到冷却。
12.如权利要求11所述的焊接毛细管网的方法，其特征在于，所述毛细管网的集合管由集合管本体(I)及沿集合管本体(I)轴向间隔设置的管接头(2)组成，所述管接头(2)与所述集合管本体(I)通过分叉孔(4)固定连通，所述管接头(2)的自由端设置有承口(3)，所述承口⑶的内径小于或等于所述细管(6)的外径；采用权利要求9或10所述的焊接设备; 在所述的步骤(一)中，由第一夹具(11)夹持集合管本体(I)，输送夹具(13)夹持细管(6)，细管的焊接端伸出到所述输送夹具外一定距离H，形成所述的细管焊接区(9);所述的集合管焊接区为所述承口(3)的内壁； 将加热装置(12)置于集合管(14)和细管￠)间，移动第一夹具(11)，使加热柱头(7)伸入到承口(3)中并与承口(3)壁同轴接触连接，实现所述的加热集合管焊接区； 移动输送夹具(13)，使细管焊接区(9)伸入到所述的加热管头(8)的内孔中并与所述的加热管的内孔壁同轴接触连接，实现所述的加热细管焊接区； 在所述的步骤(二)中，移动所述的输送装置，将所述的加热柱头(7)从所述的管接头(2)中撤离，将所述的加热管头⑶从所述的细管焊接区(9)撤离，再移动所述输送装置，使所述细管(6)靠近所述的承口(3)，并将所述的细管焊接区(9)插入到所述的集合管的焊接区(10)。
13.如权利要求11所述的焊接毛细管网的方法，其特征在于，所述的表层为焊接区的三分之一壁厚深，细管焊接区的长度H小于所述承口的孔深B。
全文摘要
本发明针对现有技术中毛细管网承压能力低的不足，提供一种毛细管网及焊接该毛细管网的焊接设备以及焊接该毛细管网的方法，该毛细管网包括平行设置的多个细管以及分设在所述细管两侧的集合管，所述细管与所述集合管垂直设置，沿集合管本体的轴向间隔设置有与所述集合管本体内腔连通的管接头，所述的管接头通过分叉孔与所述集合管本体内腔连通，在所述管接头的自由端内设置有承口，所述细管的两端分别插入到对应侧的集合管的对应管接头的承口内，所述承口与所述细管通过焊接同轴固定连接，本毛细管网承压能力强，使用中不易破裂。
文档编号B29L23/00GK102721241SQ20121012257
公开日2012年10月10日 申请日期2012年4月24日 优先权日2012年4月24日
发明者林力健 申请人:帝思迈环境设备(上海)有限公司