一种基于工艺辅助结构的毛细管换热装置及装配方法与流程

本发明属于换热设备工艺结构设计技术领域，特别是一种基于工艺辅助结构的毛细管换热装置及装配方法。

背景技术：

毛细换热器的结构形式特点为毛细管阵列排布，形成均匀的网栅，与目前普遍使用的常规蛇形管翅片散热器相比，辐射表面积显著增大，散热效果提升很多。毛细管换热器品种繁多，应用也比较广泛，结构形式变化多样，但基本都为单排形式，尺寸空间较大，实现手段也多种多样。

现有的毛细流道换热器由于整个设备性能要求和空间尺寸所限，结构形式如图1所示，毛细流道管的两端分别与进流道管和出流道管连接。其外形极限尺寸仅为10×125×330mm，其中进流道管和出流道管，外形尺寸均为10×10×330mm，在进流道管和出流道管的截面5×240mm范围内都均布596个(4行149列)圆孔，用于连接外形尺寸φ0.8×120mm，壁厚0.2mm的毛细流道管。

装配的整个过程是先装配一端，将所有毛细流道管穿过进流道管上对应的孔位，一个一个的按照顺序分别插入到进流道管内，操作相对比较容易实现。然而，当装配另一端596个端口时，只能以出流道管来盲插596个毛细流道管的端口(如图2)。由于毛细流道管外径φ0.8mm，尺寸非常小，仅相当于绣花针针头的大小，而且毛细流道管3的壁厚0.2mm，长120mm，属于细长条结构，经估算，一端尺寸限制处公差带，在另一端口线性放大约为20多倍，直线度难以满足要求，同时材料又是紫铜，强度相当低，只要稍一受力，就会弯曲，产生变形，总之，尺寸精度无法满足盲插的装配要求。而596根毛细流道管中只要存在根未对准出流道管对应的孔位，管道就会被卡滞，造成装配无法进行。此外，毛细流道管的排布十分密集，没有调整毛细流道管位置和操作的空间，只有一次性全部对准，才能盲插装配成功。根据经验判断，如此状态下的36根毛细流道管同时盲插都难以实现，更不谈596根，因此工艺设计相应的工艺结构来辅助是实现产品装配的重点和难点。

目前常规的毛细换热器基本都是单排，且尺寸空间较大，有操作空间，同时毛细流道管的尺寸也较长，装配时可以适当弯曲后，再与流道管连接，避免了一次性同时盲插连接多个毛细流道管的难题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种方法简单、装配快捷，能够同时盲插多个微细通道的基于工艺辅助结构的毛细管换热装置及装配方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于工艺辅助结构的毛细管换热装置，包括进流道管、出流道管、毛细流道管、辅助支撑板、支撑杆和堵头；

支撑杆的数量为2个，分别垂直固定于进流道管、出流道管之间，辅助支撑板平行设置于流道管、出流道管之间，两端分别固定于对应侧的支撑杆上；毛细流道管穿过辅助支撑板上的开孔；进流道管、出流道管的一端分别设置堵头，堵头为法兰和台阶结构，起封堵管路的密闭作用；

冷却液由进流道管进入，经由毛细流道管汇聚到另一端的出流道管中，利用风扇对毛细流道管网栅处进行吹风，从而带走每个毛细流道管中冷却液携带的热量。

进一步地，所述毛细流道管的数量为596根。

进一步地，所述辅助支撑板为长条板状结构，板面开设与毛细流道管对应的596个孔，每个毛细流道管都穿过辅助支撑板上对应位置的孔，孔口设置倒角90°导向孔。

进一步地，所述支撑杆为矩形方管结构，侧壁设有安装辅助支撑板的导槽以及安装孔。

进一步地，所述辅助支撑杆的两端分别设置导向端，并通过导向端与支撑杆对应的导槽和安装孔相连。

进一步地，所述进流道管、出流道管上与毛细流道管连接处的孔口设置有用于装配的倒角90°导向孔。

进一步地，所述辅助支撑板能够沿着支撑杆上的导槽移动，具体为：

装配时将辅助支撑板移动至毛细流道管端口处，将596根毛细流道管的端口控制到导向孔内，装配完成后，再将辅助支撑板沿着导槽内移动至毛细流道管中间位置，辅助毛细流道管端口与进流道管、出流道管的焊接工序操作。

一种基于工艺辅助结构的毛细管换热装置的装配方法，包括以下步骤：

步骤1、利用夹板工装固定一端的进流道管，分别装配支撑杆和辅助支撑板；

步骤2、沿着左右支撑杆的导槽调节辅助支撑板至顶端位置，螺钉紧固，再用镊子将所有毛细流道管分别穿过辅助支撑板和出流道管对应的孔位，直至全部完成；

步骤3、检查毛细流道管另一端是否存在扭曲、变形现象，若有则进行修正；

步骤4、利用夹板工装，水平移动另一端的出流道管，将带有导向孔的孔位与对应的毛细流道管同时连接到位；

步骤5、松开辅助支撑板的螺钉，沿导槽移回支撑杆另一端，完成整个装配过程。。

本发明与现有技术相比，其显著优点为：(1)通过合理的结构分型和工艺辅助结构的设计，再通过制定的相应的装配工艺路线指导装配，能够轻松、方便地实现多路毛细流道管的同时盲插装配过程；(2)将辅助支撑板可以沿着导槽内移动至毛细流道管中间位置，起到保护作用，同时也便于毛细流道管端口与分流道管的后续焊接工序操作，方法简单，装配快捷。

附图说明

图1为毛细流道管换热器的结构示意图。

图2为本发明基于工艺辅助结构的毛细管换热装置的结构示意图。

图3为本发明中进、出流道管的结构示意图，其中(a)为主视图，(b)为左视图图，(c)为俯视图，(d)为(c)中a-a剖视图。

图4为本发明中辅助支撑板的结构示意图，其中(a)为主视图和俯视图，(b)为(a)中a部分的右视图，(c)为(a)中b部分的局部放大视图，(d)为(a)中c部分的局部放大视图，(e)为(a)中d部分的局部剖视放大视图。

图5为本发明中支撑杆的结构示意图，其中(a)为主视图，(b)为左视图，(c)为后视图，(d)为俯视图。

图6为本发明中步骤1的流程示意图。

图7为本发明中步骤2的流程示意图。

图8为本发明中步骤3的流程示意图。

图9为本发明中步骤4的流程示意图。

具体实施方式

结合图1～2，本发明基于工艺辅助结构的毛细管换热装置，包括进流道管1、出流道管2、毛细流道管3、辅助支撑板4、支撑杆5和堵头6；

支撑杆5的数量为2个，分别垂直固定于进流道管1、出流道管2之间，辅助支撑板4平行设置于流道管1、出流道管2之间，两端分别固定于对应侧的支撑杆5上；毛细流道管3穿过辅助支撑板4上的开孔；进流道管1、出流道管2的一端分别设置堵头6，堵头6为法兰和台阶结构，起封堵管路的密闭作用；

冷却液由进流道管1进入，经由毛细流道管3汇聚到另一端的出流道管2中，利用风扇对毛细流道管3网栅处进行吹风，从而带走每个毛细流道管3中冷却液携带的热量。

进一步地，所述毛细流道管3的数量为596根。

进一步地，所述辅助支撑板4为长条板状结构，板面开设与毛细流道管3对应的596个孔，每个毛细流道管3都穿过辅助支撑板4上对应位置的孔，孔口设置倒角90°导向孔。

进一步地，所述支撑杆5为矩形方管结构，侧壁设有安装辅助支撑板4的导槽以及安装孔。

进一步地，所述辅助支撑杆4的两端分别设置导向端，并通过导向端与支撑杆5对应的导槽和安装孔相连。

进一步地，所述进流道管1、出流道管2上与毛细流道管3连接处的孔口设置有用于装配的倒角90°导向孔。

进一步地，所述辅助支撑板4能够沿着支撑杆5上的导槽移动，具体为：

装配时将辅助支撑板4移动至毛细流道管3端口处，将596根毛细流道管3的端口控制到导向孔内，装配完成后，再将辅助支撑板4沿着导槽内移动至毛细流道管3中间位置，辅助毛细流道管3端口与进流道管1、出流道管2的焊接工序操作。

本发明基于工艺辅助结构的毛细管换热装置的装配方法，包括以下步骤：

步骤1、利用夹板工装固定一端的进流道管1，分别装配支撑杆5和辅助支撑板4；

步骤2、沿着左右支撑杆5的导槽调节辅助支撑板4至顶端位置，螺钉紧固，再用镊子将所有毛细流道管3分别穿过辅助支撑板4和出流道管2对应的孔位，直至全部完成；

步骤3、检查毛细流道管3另一端是否存在扭曲、变形现象，若有则进行修正；

步骤4、利用夹板工装，水平移动另一端的出流道管2，将带有导向孔的孔位与对应的毛细流道管3同时连接到位；

步骤5、松开辅助支撑板4的螺钉，沿导槽移回支撑杆5另一端，完成整个装配过程。

所述支撑杆5设置在进流道管1、出流道管2之间的左右两侧面，起承受力的支撑作用，防止毛细流道管3受力变形；并在后期的装配过程中起滑动导向和固定的作用。

所述辅助支撑板4用于保护毛细流道管3和辅助定位，每个毛细流道管3都穿过辅助支撑板4，辅助支撑板4辅助支撑596跟毛细流道管、防止受力变形、导向以及固定的作用。

下面结合附图对本发明的利用辅助工艺结构进行装配的过程做详细说明。

实施例

结合图1～2、图3(a)～(d)、图4(a)～(e)、图5(a)～(d)，本发明一种基于工艺辅助结构的毛细管换热装置，包括进流道管1、出流道管2、毛细流道管3、辅助支撑板4、支撑杆5和堵头6；

结合图3，冷却液由进流道管1进入，经由596根毛细流道管3汇聚到另一端的出流道管2中，利用风扇对毛细流道管3网栅处进行吹风，从而带走每个毛细流道管3中冷却液携带的热量，达到冷却效果。

进一步地，所述进流道管1和出流道管2，结合图3中(a)视图要求管路表面直线度≤0.05mm，不能扭曲，是后续装配的基准面；(c)视图规定了各个孔位间距的精度要求，控制装入其中的各个毛细流道管3的相对位置；(d)视图规定了各个孔的大小尺寸精度和c0.5倒角的导向孔，便于装配。

进一步地，所述辅助支撑杆4，结合图4中(a)视图规定了外形尺寸、基准面和形位公差的要求，是保证后续加工和装配的精度控制要求；(b)视图中规定了与支撑杆5导槽结构配合处的形状、尺寸精度以及与之固定安装的螺钉孔；(c)视图中规定了与支撑杆5导槽结构配合处的形状和尺寸精度；(d)视图中规定了各个孔的尺寸和间距的大小以及精度，便于控制穿过其中的各个毛细管3的相对位置，防止毛细流道管3受力变形；(e)视图中规定了各个孔的形位公差以及孔口c0.5倒角的导向孔，保证毛细流道管3方便、快捷地穿过。

进一步地，所述支撑杆5，结合图5中(a)视图规定了外形尺寸，以及与辅助支撑杆4两端配合的导槽尺寸；(c)视图规定了与辅助支撑杆4两端连接的沉头孔；(d)视图规定了型材的截面尺寸。

进一步地，所述进流道管1和出流道管2上与596根毛细流道管3连接处的孔口设置有倒角90°，即导向孔，便于装配。

进一步地，所述支撑杆5起辅助支撑作用，防止毛细流道管3受力变形；结合图4，所述辅助支撑板4用于保护毛细流道管3和辅助定位。

进一步地，结合图5，所述支撑杆5上设置有导槽，使得辅助支撑板4可以沿着导槽内移动，装配时将其移动至毛细流道管3端口处，增加定位的精确度，将596根毛细流道管3的端口控制到导向孔内，顺利完成装配，装配完成后，再将辅助支撑板4沿着导槽内移动至毛细流道管3中间位置，起到保护作用，同时便于毛细流道管3端口与进流道管1、出流道管2的后续焊接工序操作。

结合图6～图9，本实施例基于工艺辅助结构的毛细管换热装置的装配方法，包括以下步骤：

步骤1、制作专用的装配工装平板，按图6分别装夹固定出流道管2、辅助支撑板4、支撑杆5，使其连接为一个整体，并固定可靠；

步骤2、如图7所示，松开辅助支撑板4，沿着支撑杆5的导槽，将辅助支撑板4移动至顶端，并利用孔位螺钉固定，用镊子分别将596根毛细流道管逐一、由上至下分别穿过辅助支撑板4和出流道管2中对应的孔位，按照顺序进行装配，直至全部完成；在装配过程中用力适当，小心操作，不要将毛细流道管弄弯曲、变形，影响后续装配；

步骤3、如图8所示，检查596根毛细流道管3露出辅助支撑板4的端口部分没有明显弯曲、变形等现象，如有，则返修、调整；如没有，则可以继续装配；

步骤4、如图9所示，利用装配辅助工装夹板，将90°导向孔的进流道管1水平、平稳地向596根毛细流道管3端口移动，注意用力均匀，保持水平，完成对接；

步骤5、596根毛细流道管3和进流道管1装配到位后，压板紧固，然后将辅助支撑板4沿支撑杆5内导槽移回原位，如图2所示，最后装配其余零件，完成装配。

本发明换热装置结构紧凑，在结构上先将其拆分为若干个可以直接加工成型的零件，再设计相应的工艺辅助结构，利用该结构、逐步装配成型，轻松、方便、快捷地实现了多路毛细流道管的同时盲插装配过程。