一种小通道管路加工装置及小通道并行管路换热器的制作方法

本实用新型涉及管路加工领域，尤其涉及一种小通道管路加工装置及小通道并行管路换热器。

背景技术：

目前，小通道管路(管径的范围一般为2mm<r≤5mm)广泛应用于多个领域，例如，应用到流体之间进行热交换的换热器上，在空调、冰箱、净化器等家用设备领域以及在工业热交换器、石油、船舶等工业领域起到换热作用。然而，对这种小通道管路进行加工的装置，一般自动化程度低、次品率高，不利于行业的发展。

例如，申请公开号为cn1891366a、题为用于制造热交换器的一体化翅片管的设备的中国发明申请，公开了：包括卷管机，其用于卷绕预定长度的管；输送装置，其设置得与卷管机相隔预定的距离，用于连续地供应从卷管机展开的管；防旋转装置，用于防止管在加工过程中旋转；校正装置，设置在防旋转装置与输送装置之间，用于校正管的输送状态以便笔直地输送管；翅片形成装置，在沿着由输送装置连续供应的管的外围表面进行旋转的同时，在管的外围表面上形成翅片，这些翅片的直径大于管的外直径；清洁装置，用于去除附着在管上的切割用油；切割装置，用于将管切割成预定长度，管上具有由翅片形成装置形成的翅片，以及提取装置，用于提取由切割装置切除的具有预定长度的单元管，其中一体化翅片管的制造设备还包括：用于控制翅片形成操作和切割操作的控制装置。该发明申请所述技术方案，其绳准器用于测量管在防旋转装置与第二引导管之间的输送长度，而无法校验待切割的管路长度是否与预设值一致，容易发生切割后管路不等长的问题，影响后续加工工艺。

再例如，申请公布号为cn104015057a、题为一种金属管校直装置的中国发明申请，公开了：包括放料机构、校直机构和切割装置，前述依次设置，放料机构是一个主动放料盘，主动放料盘连有卧式齿轮箱，卧式齿轮箱由电机来提供动力完成传动，主动放料盘与校直机构、切割装置处于同一水平高度，校直机构采用转头来进行校正，校直机构共分为两组，每组至少设有3个转头，转头由钨钢支撑，总体为圆柱形，中间部分直径小于两侧的直径，两组的转头数目一致，以加工材料的运动路线为对称轴，这两组转头镜面对称，每个转头的后方均设有用于调节转头倾斜角度的控制装置即刻度调节盘，相对应两个转头之间的间距也由转头后方的刻度调节盘来控制，每个都由一个万向节来进行传动，切割装置具体为设置在导轨上的气动切刀，根据加工参数的需要，设置气动切刀的下落时间即可控制金属管的长度，加工时气动切刀在导轨上会随着金属管一起运动，切刀的速度与金属管一致，切割装置与校直机构之间还设有光电传感器，当料不足时，传感器发出信号使设备主机自动停止运行。该发明申请所述技术方案，智能化程度低，无法校验待切割的管路长度是否与预设值一致，而且无法控制动力段输送管路的速度，成品率低。

最后，授权公告号为cn204295283u、题为用于加工太阳能热水器铜管的校直切割冲孔的设备系统的中国实用新型专利，公开了：包括一进料转盘装置，进料转盘装置具有支脚和摄于支脚上可旋转的转盘，转盘用于放置成卷的铜管；一校直定长切割装置，校直定长切割装置具有多个滚槽交错的校直轮，铜管经过校直轮滚压后定向输出以形成线型铜管匀速移动；设于校直轮的输出端的主架体，主架体设有容置槽，容置槽的一侧设有电锯；一冲孔装置，其设于校直定长切割装置的输出端，冲孔装置具有主机台，主机台固设有冲孔部和用于夹持铜管且向冲孔部设定相同或不同移动长度的机械手，以使铜管可在相同或不同的间距上由冲孔部加工形成孔部。该实用新型所述技术方案，无法实现智能化控制。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种智能化程度高、成品率高、切口平整无凹陷、切割距离控制精准的小通道管路加工装置。

本实用新型主要采用如下技术方案：

一种小通道管路加工装置，包括开卷段、动力段、校直段、落料段、校验段和微处理控制器，所述微处理控制器分别与所述动力段、落料段和校验段相连接，并且控制所述动力段和落料段的工作，所述开卷段包括至少一个转动件，在所述动力段的作用下，所述转动件随管路盘卷转动，使盘卷在所述管路盘卷中的管路自开始端被抽出直至末尾端，所述管路的外径do范围为2mm<do≤5mm，所述管路经所述落料段切割后制成小通道管路段。

其中，所述转动件的数量为至少两个，所述转动件之间相互独立转动。

其中，所述开卷段还包括支撑件，所述支撑件用以支撑所述转动件，所述支撑件与所述转动件之间通过轴承或者轴瓦相连接。

其中，所述动力段包括抽出长度监测仪、至少一对动力轮和电机，所述电机驱动一对所述动力轮相互反向运转。

其中，所述微处理控制器与所述抽出长度监测仪和所述电机相连接。

其中，一对所述动力轮上分别套设有包络圈，所述包络圈之间的间隙小于所述管路的直径。

其中，所述校直段包括至少一组校直轮组。

其中，一组所述校直轮组包括至少一对校直轮，一对所述校直轮上分别套设有包络圈，所述包络圈之间的间隙小于所述管路的直径。

其中，所述校直轮组包括至少两组，至少两组所述校直轮组的轴心线之间呈一定角度。

其中，所述落料段采用机械切割或者激光切割的方式对所述管路进行切割。

其中，所述落料段包括切割平台和设置在所述切割平台上的刀排，所述切割平台能够沿所述管路的行进方向往复移动。

其中，所述落料段还包括刀排架，所述刀排架与所述刀排相配合。

其中，所述刀排的刀口上形成有切割缺口，所述切割缺口呈与所述管路的外周壁相配合的结构。

其中，所述切割缺口的曲率半径r的取值范围为1mm<r≤2.5mm。

其中，所述落料段包括切割平台和设置在所述切割平台上的激光切割器，所述切割平台能够沿所述管路的行进方向往复移动。

其中，所述校验段包括行程开关，所述行程开关感应待落料的所述管路的长度，所述行程开关与所述微处理控制器相连接并将待落料的所述管路的长度信号反馈至所述微处理控制器。

一种小通道并行管路换热器，包括进入管、并行管路和排出管，所述并行管路分别与所述进入管和所述排出管相连通，所述并行管路设置为至少一排，所述并行管路采用上述小通道管路加工装置制成的小通道管路段。

或者，一种小通道并行管路换热器，包括进入管、并行管路和排出管，所述并行管路分别与所述进入管和所述排出管相连通，所述并行管路上设置有翅片，所述并行管路设置为至少一排，所述并行管路采用上述小通道管路加工装置制成的小通道管路段。

按照本实用新型所述技术方案，具有如下有益效果：微处理控制器控制所述动力段和落料段的工作，智能化程度高；转动件之间相互独立转动，不会因管路盘卷周长不同而影响管路输出；管路外径do范围为2mm<do≤5mm，管路不至于过细或者过粗，能够使得动力段直接牵引安装在开卷段转动件上的管路盘卷转动，而不造成管路因过细被扯断或者管路过粗无法牵动，无需再在开卷段和动力段设置引导部件、简化结构；每组校直轮组的轴心线之间呈一定角度，结合管路外径do范围为2mm<do≤5mm必然得到的管路质地较软的特性，通过校直轮校直后即可达到生产换热器所需要求，有利于快速校直管路、提高加工效率；落料段采用带切割缺口的刀排进行切割或者采用激光切割器进行切割，防止管路产生凹陷，成品率高；落料段切割平台随管路同步移动，保证了管路输出在不停顿的情况下即可完成切割动作，防止因惯性造成管路输出异常；校验段对待切割的管路长度进行校验，如果出现异常即将信号反馈至微处理控制器进行调整，实现智能化操作，工作效率高。

附图说明

图1为本申请小通道管路加工装置加工管路示意图。

图2为采用本申请装置生产的小通道管路段制成的无翅片换热器结构示意图。

图3为采用本申请装置生产的小通道管路段制成的带翅片换热器结构示意图。

图4为图2或图3中换热器所采用的管路外径do、管路内径di以及相邻管路之间的管间距bt参数示意图。

图5为图2中一种实施例的相邻两排并行管路之间相对应管路管外壁之间的距离t。

图6为图2中另一种实施例的相邻两排并行管路之间相对应管路管外壁之间的距离t。

图7为图3中一种实施例的相邻两排并行管路之间相对应管路管中心之间的距离t。

图8为图3中另一种实施例的相邻两排并行管路之间相对应管路管中心之间的距离t。

10小通道管路加工装置、11开卷段、12动力段、13校直段、14落料段、15校验段、16微处理控制器、111转动件、112支撑件、121动力轮、122电机、131校直轮组、20管路、1进入管、2并行管路、3排出管、4翅片、5分层装置。

具体实施方式

参见图1所示，一种小通道管路加工装置10，包括开卷段11、动力段12、校直段13、落料段14、校验段15和微处理控制器16，微处理控制器16分别与动力段12、落料段14和校验段15相连接，并且控制动力段12和落料段14的工作，开卷段11包括至少一个转动件111，在动力段12的作用下，转动件111随管路盘卷转动，使盘卷在管路盘卷中的管路20自开始端被抽出直至末尾端，管路20的外径do范围为2mm<do≤5mm，管路20经落料段14切割后制成小通道管路段。优选地，开卷段11、动力段12、校直段13、落料段14和校验段15依次设置。动力段12牵引管路盘卷中的管路抽出，从而带动安装在转动件111上的管路盘卷转动。管路盘卷安装在转动件111上时，通过卡子将管路盘卷固定在转动件111上，以防止管路盘卷发生轴向移动。优选地，转动件111可以是转盘或者转轴。优选地，管路20的管壁厚度(do-di)/2的范围为0＜(do-di)/2≤0.4mm，其中di为管路内径。本申请所公开的小通道管路加工装置，在结构设置上明显更简化，相较于加工微通道(0.001mm＜d≤1mm)、纳通道(d≤0.001mm)管路的装置，无需再因管路过软而设置牵引部件；相较于加工大通道(d＞5mm)管路的装置，在结构设置、技术要求上也更合理，大通道管路较粗，容易在行进过程中出现方向偏差、不易切割、不易校直，需要设置配套的部件来纠正这种偏差，以及需要提高落料段切割部件的规格，而本申请所公开的加工装置并不需要考虑管路过细或者过粗的问题。

参见图1所示，转动件111的数量为至少两个，转动件111之间相互独立转动。该种结构设计能够防止管路盘卷的周长不同而转动件的转速相同造成抽出的管路长度不一致的情况。

参见图1所示，开卷段11还包括支撑件112，支撑件112用以支撑转动件111，支撑件112与转动件111之间通过轴承或者轴瓦相连接。采用轴承或者轴瓦以消除因管路盘卷重量造成的摩擦力使转动件相对于支撑件的转动不灵活。

参见图1所示，动力段12包括抽出长度监测仪、至少一对动力轮121和电机122，电机122驱动一对动力轮121相互反向运转。电机通过驱动传动件例如皮带、链条、齿轮等运动从而带动动力轮运转。优选地，抽出长度监测仪采用螺旋编码器。

参见图1所示，微处理控制器16与抽出长度监测仪和电机122相连接。

参见图1所示，一对动力轮121上分别套设有包络圈，包络圈之间的间隙小于管路的外径do。优选地，此处的外径do是指管路的外切圆直径。包络圈之间的间隙略小于管路外径do，这样动力轮转动时就能使包络圈与管路之间产生滚动摩擦，从而将管路抽出。抽出长度监测仪能够对管路的抽出长度进行监测，一旦监测到包络圈与管路之间出现滑动摩擦致使管路抽出长度不一时，抽出长度监测仪即将该情况反馈至微处理控制器，微处理控制器再根据该情况控制电机的运转。

参见图1所示，校直段13包括至少一组校直轮组131。优选地，校直轮组131通过轴承等设置在校直段13机架上。

参见图1所示，一组校直轮组131包括至少一对校直轮，一对校直轮上分别套设有包络圈，包络圈之间的间隙小于管路的外径do，优选地，此处的外径do是指管路外切圆的直径。

参见图1所示，校直轮组131包括至少两组，至少两组校直轮组131的轴心线之间呈一定角度。例如在校直管路外径do范围为2mm<do≤5mm的小通道管路时，考虑到管路外径do较小，管路柔性较大，而将两组校直轮组的轴心线设置为呈135度、90度、45度或者0度等等，从而保证校直后的管路在同心度、平直度方面都达到技术要求。优选地，多组校直轮组131共同对管路进行校直，不同组校直轮组的包络圈围合成一个孔隙，该孔隙的直径略小于管路的外径do。优选地，不同组校直轮组131之间轴心线的角度可以进行调节，例如通过手动操作来调整不同组校直轮组之间轴心线的角度，更优选地，通过微处理控制器16调节不同组校直轮组131之间轴心线的角度，以适应校直不同管径的管路。

参见图1所示，落料段14采用机械切割或者激光切割的方式对管路进行切割。

参见图1所示，落料段14包括切割平台和设置在切割平台上的刀排，切割平台能够沿管路的行进方向往复移动。优选地，切割平台在短时间内沿管路的行进方向与管路同步移动，能够保证在不停止管路行进的情况下实现落料。优选地，刀排由动力油缸驱动以实现切割动作，更优选地，微处理控制器控制切割平台和刀排的工作。

参见图1所示，落料段14还包括刀排架，刀排架与刀排相配合。

参见图1所示，刀排的刀口上形成有切割缺口，切割缺口呈与管路的外周壁相配合的结构，优选地，管路呈圆管状，切割缺口呈与圆管状相配合的弧型或者半圆型结构，更优选地，刀排架上也设置有与切割缺口相对应的保护缺口，保护缺口也呈弧型或者半圆型结构。该种结构设计使施加在管路上的剪切力相对均匀，防止因局部受力造成管路切口凹陷。优选地，刀排上设置有多个切割缺口，并且刀排架上设置有对应的保护缺口，以允许同时切割多根管路。

参见图1所示，切割缺口的曲率半径r的取值范围为1mm<r≤2.5mm。优选地，刀排架的保护缺口的曲率半径r’的取值范围也为1mm<r’≤2.5mm。

参见图1所示，落料段14包括切割平台和设置在切割平台上的激光切割器，切割平台能够沿管路的行进方向往复移动。优选地，激光切割器由螺旋丝杆、动力油缸或者动力气缸驱动以调节与待切割管路的距离。采用激光切割器切割管路，切口平滑、加工成本低、切割热影响区小、板材变形小、切缝窄(0.1mm-0.3mm)、切口没有机械应力、无剪切毛刺、加工精度高、不损伤材料表面。优选地，切割平台在短时间内沿管路的行进方向与管路同步移动，能够保证在不停止管路行进的情况下实现落料，由于管路的行进是在动力段电机的驱动下进行的，如果停顿管路行进再进行落料，由于惯性作用，会造成管路继续向前输送而损坏管路，而且也会造成向前输送的长度不等影响抽出长度监测仪的准确性，同时也会影响后续落料长度，切割平台能够短时间内与管路同步移动，这样能够避免发生上述不良情形，提高生产效率、提高成本率。优选地，微处理控制器16控制切割平台和激光切割器的工作。

参见图1所示，校验段15包括行程开关，行程开关感应待落料的管路的长度，行程开关与微处理控制器16相连接并将待落料的管路的长度信号反馈至微处理控制器16。优选地，行程开关采用机械触碰装置或者光线阻挡装置。优选地，微处理控制器16在接收到长度信号后与预设长度要求进行比较，从而控制落料段进行落料操作，更优选地，在同时切割多根管路时，微处理控制器16还可以判断每根管路长度是否一致，如果长度不一致，微处理控制器16可以先发出警报，并控制落料段先切割掉多余的长度，同时调整动力段相对应电机的运行速度。

参见图2、图4、图5和图6所示，一种小通道并行管路换热器，包括进入管1并行管路2和排出管3，并行管路2分别与进入管1和排出管2相连通，并行管路2设置为至少一排，并行管路2采用上述小通道管路加工装置制成的小通道管路段。进一步地，小通道并行管路换热器的换热量符合下述公式：

其中，q为换热量，单位为w；c0为误差系数，取值在0.8～1.2之间；c1为常数，取值在0.023～0.027之间；c2为常数，取值在1.2～1.4之间；λ为管外介质导热系数，单位为w/(m·k)；ρ为管外介质密度，单位为kg/m³；μ为管外介质动力粘度，单位为pa·s；cp为管外介质定压比热容，单位为j/(kg·k)；s为管外循环介质流量，单位为m³/s；△t为换热温差，单位为k；m为换热器管排数量；ζ为管间距因子；h为换热器高度，单位为m；do为并行管路2外径，单位为m；η为管排因子；ψ为管层因子，相邻并行管路2之间的管间距为bt，管间距因子ζ＝bt/do；相邻两排并行管路2之间相对应管路管外壁之间的距离为t，管排因子η＝t/do；管层因子ψ为根据管内介质在并行管路2内分布的合理状态所设置的层数。优选地，ψ为大于0的整数，并行管路2被分为至少一层，更优选地，并行管路2通过分层装置5被分为至少两层。当并行管路2只有一排时，可以理解为相邻两排并行管路2之间相对应管路管中心之间的距离t为无穷大。优选地，每排并行管路2设置有至少一根小通道管路段，当每排并行管路2仅设置有一根小通道管路段时是本申请的特殊情况，例如采用蛇形管通过迂回的方式形成“并行”关系、增加管子总体长度，更优选地，每排并行管路2设置有至少两根小通道管路段，例如采用每排两根及以上“并行”小通道管路段的卷曲式换热器或者直式换热器。

或者，参见图3、图4、图7和图8所示，一种小通道并行管路换热器，包括进入管1并行管路2和排出管3，并行管路2分别与进入管1和排出管2相连通，并行管路2上设置有翅片4，并行管路2设置为至少一排，并行管路2采用上述小通道管路加工装置制成的小通道管路段。进一步地，小通道并行管路换热器的换热量符合下述公式：

其中，q为换热量，单位为w；c0为误差系数，取值在0.8～1.2之间；c1为常数，取值在0.023～0.027之间；c2为常数，取值在1.2～1.4之间；λ为管外介质导热系数，单位为w/(m·k)；ρ为管外介质密度，单位为kg/m³；μ为管外介质动力粘度，单位为pa·s；cp为管外介质定压比热容，单位为j/(kg·k)；s为管外循环介质流量，单位为m³/s；△t为换热温差，单位为k；m为换热器管排数量；ζ为管间距因子；h为换热器高度，单位为m；do为并行管路2外径，单位为m；b为换热器厚度，单位为m；ε为翅片因子；η为管排因子；ψ为管层因子，相邻并行管路2之间的管间距为bt，管间距因子ζ＝bt/do；相邻翅片4之间的间距为bf，翅片因子ε＝bf/do；相邻两排并行管路2之间相对应管路管中心之间的距离为t，管排因子η＝t/do；管层因子ψ为根据管内介质在并行管路2内分布的合理状态所设置的层数。优选地，ψ为大于0的整数，并行管路2被分为至少一层，更优选地，并行管路2通过分层装置5被分为至少两层。当并行管路2只有一排时，可以理解为相邻两排并行管路2之间相对应管路管中心之间的距离t为无穷大。优选地，每排并行管路2设置有至少一根小通道管路段，当每排并行管路2仅设置有一根小通道管路段时是本申请的特殊情况，例如采用蛇形管通过迂回的方式形成“并行”关系、增加管子总体长度，更优选地，每排并行管路2设置有至少两根小通道管路段，例如采用每排两根及以上“并行”小通道管路段的卷曲式换热器或者直式换热器。优选地，相邻翅片4之间的间距bf的取值范围为1mm≤bf≤4mm，更优选地，相邻翅片4之间的间距bf的取值范围为2mm≤bf≤4mm。

上述虽然已经阐述了本实用新型的具体实施方式，但本领域普通技术人员，在不脱离本申请精神和原理的情况下，可以对其进行变换，本申请的保护范围是由其权利要求书及其等同物限定的。