專(zhuān)利名稱(chēng)：用于熱交換器制造的鏈輪管插入器的制作方法
相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用本申請(qǐng)要求于2004年1月27日提交的名稱(chēng)為“用于熱交換器制造的鏈輪管插入器”、美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)No.60/539,668的權(quán)益，該申請(qǐng)通過(guò)引用而結(jié)合于本文中。
背景技術(shù)：
1.發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及熱交換器的制造，更具體地涉及采用了切割管段的熱交換器。
2.相關(guān)技術(shù)的介紹存在多種不同類(lèi)型的熱交換器。

圖1顯示了一種熱交換器，其通常由塑料管制成。熱交換器10包括多個(gè)利用夾條14相互連接并且在每一端連接于集管16上的管12。這種熱交換器可以用于許多不同的申請(qǐng)中，包括太陽(yáng)能加熱系統(tǒng)。
存在若干種用于制造熱交換器的方法。在美國(guó)專(zhuān)利no.6,487,768中描述了一種方法，其使用了包括多個(gè)管插入器的熱交換器生產(chǎn)線。這種系統(tǒng)中的每個(gè)管插入器都具有一個(gè)用于將管扣入夾條中的促動(dòng)器組件，一個(gè)用于推進(jìn)夾條的分度器，以及一個(gè)用于防止被分度的夾條在分度操作中向回移動(dòng)的夾板。因此，每個(gè)熱交換器的制造需要兩個(gè)步驟促動(dòng)(將管扣入夾條中)和分度(將夾條向下一個(gè)槽口位置推進(jìn))。這種系統(tǒng)的管插入器具有某些缺點(diǎn)。第一，所需的多個(gè)促動(dòng)器造價(jià)高，并且由于磨損以及難于同步而具有高昂的維護(hù)成本。第二，在將管扣入就位之前，必須仔細(xì)調(diào)節(jié)促動(dòng)器，以便精確地將每個(gè)管與夾條上相應(yīng)的槽口對(duì)準(zhǔn)，這是未對(duì)準(zhǔn)會(huì)損壞管或夾條。
發(fā)明概要本發(fā)明是一種在制造熱交換器時(shí)所使用的改進(jìn)的管插入器，例如，由多個(gè)管組成的太陽(yáng)能電池板。本發(fā)明可以與美國(guó)專(zhuān)利no.6,487,768中所述的熱交換器制造系統(tǒng)一起使用。
本發(fā)明包括管進(jìn)給通道、夾條進(jìn)給通道、鏈輪組件和框架。該管插入器接受有切割成固定長(zhǎng)度的管，隨后自動(dòng)并按順序地將管插入一系列使用鏈輪組件的夾條中。因此，夾條被切割而形成具有所需長(zhǎng)度和寬度的單獨(dú)的管的熱交換器。集管可以連接到切割管的端部而構(gòu)成流體歧管，并且這些單獨(dú)的管可以彎曲成多路熱交換器。
夾條是熱交換器的主結(jié)構(gòu)件，因?yàn)樗鼈儗?duì)準(zhǔn)并支撐著含有熱交換流體的管。夾條具有槽口，其在管一旦扣接在夾條上時(shí)就將管保持就位。在插入過(guò)程中，必需利用夾條槽口精確地對(duì)準(zhǔn)管，以便防止損壞管或夾條槽口。此外，需要適當(dāng)?shù)牟迦肓?lái)插入管。本發(fā)明的管插入器滿足了這些要求。
本發(fā)明的管插入器提高了生產(chǎn)設(shè)備的可靠性，提高了生產(chǎn)率，并降低了產(chǎn)品的成本。鏈輪組件執(zhí)行美國(guó)專(zhuān)利no.6,487,768中所述管插入器的促動(dòng)器和分度器的功能。與周期性移動(dòng)并且每個(gè)循環(huán)周期移動(dòng)達(dá)若干英寸的促動(dòng)器和分度器相比，鏈輪組件緩慢地轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，鏈輪組件利用更大的力而更平穩(wěn)地將管插入夾條中，同時(shí)推進(jìn)這些管。鏈輪組件還利用夾條中的槽口而更精確地對(duì)管進(jìn)行定位，并且隨后插入槽口中而不會(huì)損壞夾條或管。可利用鏈輪組件進(jìn)行的連續(xù)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致磨損比周期性運(yùn)動(dòng)所引起的磨損更小，并允許用單個(gè)電動(dòng)機(jī)代替多個(gè)促動(dòng)器來(lái)驅(qū)動(dòng)全部鏈輪，從而節(jié)約了成本。
附圖簡(jiǎn)介圖1是熱交換器一個(gè)示例的透視圖。
圖2是從后面看去的本發(fā)明管插入器的正面的第一透視圖。
圖3是從前面看去的本發(fā)明管插入器的正面的第二透視圖。
圖4是單面類(lèi)型的夾條的透視圖。
本發(fā)明的相關(guān)描述圖2和圖3是本發(fā)明管插入器20的一個(gè)實(shí)施例的從正面不同角度看去的透視圖。管插入器20包括框架22、管進(jìn)給通道24、夾條進(jìn)給通道26和鏈輪組件28。管32優(yōu)選由塑料制成，其可以擠壓成型或通過(guò)其它方式成形。管32也可以由其它材料制成，包括金屬和金屬合金。
框架22可以剛性地或可滑動(dòng)地安裝在支撐梁上?？蚣?2包括具有兩部分的開(kāi)口傳送帶槽口30和垂直取向部分(不可見(jiàn))。傳送帶槽口30在尺寸和形狀設(shè)置成可接受帶式傳送裝置(未示出)，該傳送裝置載帶了待裝配以便生產(chǎn)熱交換器的管32。傳送裝置槽口30的高度設(shè)置成將傳送裝置的頂面與管進(jìn)給通道支架34的頂部對(duì)準(zhǔn)，從而允許每個(gè)將由傳送裝置來(lái)傳送的管32利用氣刀或其他裝置輸送至管進(jìn)給通道24?？蚣?2中開(kāi)口的垂直取向部分與管進(jìn)給通道24對(duì)準(zhǔn)，以便允許管32配合在管進(jìn)給通道支架34與其下端之間，并且形成彎曲以便接受鏈輪組件28。
管進(jìn)給通道24是垂直取向的開(kāi)口，其在尺寸上設(shè)置成可接受將要使用的管32。管進(jìn)給通道24由管進(jìn)給通道支架34形成，其中兩個(gè)支架34定位在框架22的兩側(cè)。每個(gè)管進(jìn)給通道支架34優(yōu)選利用管進(jìn)給通道螺栓36而安裝在框架22上。管支撐引導(dǎo)件38在框架22的一側(cè)(這里在正面顯示)具有連接在后部管進(jìn)給通道支架34上的垂直部分，以及彎曲部分，該彎曲部分圍繞鏈輪56延伸，在這兩者之間帶有用于管32的空間，并且靠置在夾條40的每一側(cè)上。
夾條進(jìn)給通道26是垂直取向的開(kāi)口，其在尺寸上設(shè)置成可接受夾條40。夾條進(jìn)給通道26由夾條進(jìn)給通道42和夾條進(jìn)給通道基座44構(gòu)成，它們連接在與管支撐引導(dǎo)件38相同的框架22那一側(cè)上(這里顯示在正面上)。夾條進(jìn)給通道夾具42可以在高度上進(jìn)行調(diào)節(jié)，以便接受具有不同高度尺寸的夾條，并且利用彈簧加載臂46連接在框架22上。彈簧加載臂46使夾條通道夾具42向下移動(dòng)，將夾條40壓入夾條進(jìn)給通道基座44中。夾條進(jìn)給通道基座44通過(guò)夾條進(jìn)給通道螺栓48而連接在框架22上。調(diào)節(jié)塊50利用螺栓51固定在框架22上。調(diào)節(jié)螺栓52螺旋式地穿過(guò)夾條進(jìn)給通道基座44，并壓靠在調(diào)節(jié)塊50上。夾條進(jìn)給通道螺栓48可以松開(kāi)，并且調(diào)節(jié)螺栓52可以用于提升和下降夾條進(jìn)給通道基座44。
機(jī)座54連接在夾條進(jìn)給通道基座44上。
鏈輪組件28優(yōu)選包括鏈輪56、輪轂58、軸60以及軸承(未示出)。鏈輪56是具有圓孔的圓盤(pán)，軸60垂直于鏈輪56而穿過(guò)該圓孔。鏈輪56優(yōu)選利用輪轂58而連接在軸60上，但是，它也可直接連接在軸60上。軸60通過(guò)軸承或者軸瓦而連接在框架22上。軸60由電動(dòng)機(jī)(未示出)來(lái)驅(qū)動(dòng)。鏈輪56具有圍繞其緣邊均勻地設(shè)置的齒槽62，其在尺寸和形狀上設(shè)置成可保持管32。齒槽62優(yōu)選成半圓形，但其他形狀也可適用。如果齒槽62成半圓形，那么齒槽62的直徑優(yōu)選大致相同于或略大于管32的外徑。在各齒槽62中心之間的鏈輪周向距離對(duì)應(yīng)于已裝配熱交換器中相鄰管32中心之間的距離。如圖3所示，鏈輪56還具有位于其緣邊的凹槽64。
在使用中，管插入器20接受管32和夾條40，并且將管32插入夾條40中，從而形成熱交換器。各切割管32通過(guò)來(lái)自于安裝在框架22上的氣刀(未示出)的氣流而從管傳送裝置(未示出)中按順序地噴射出，或者通過(guò)其它裝置噴射出，進(jìn)入管進(jìn)給通道24中，從而形成管32的疊組。管進(jìn)給通道24接受每個(gè)管32，并引導(dǎo)每個(gè)管32向下至鏈輪組件28的頂部，并進(jìn)入鏈輪56中的下一個(gè)齒槽62中。管進(jìn)給通道24的彎曲部分將管32保持就位于齒槽62中。鏈輪56沿著順時(shí)針?lè)较蜻B續(xù)地旋轉(zhuǎn)，將管32間隔開(kāi)，并使每個(gè)管32向下移動(dòng)到夾條40上方的位置，并與夾條40中的下一夾條槽口66相對(duì)準(zhǔn)。而后，鏈輪56將各管32插入相應(yīng)的夾條槽口66中，同時(shí)向前移動(dòng)夾條40和之前插入的管32。在插入之前，鏈輪56自動(dòng)地對(duì)管32和夾條40進(jìn)行精確定位，并且施加足夠大的力將管32插入夾條槽口66中，而不會(huì)損壞管32和夾條40。鏈輪56還推進(jìn)夾條40，這是因?yàn)樾虏迦氲墓?2與鏈輪56底部的齒槽62及夾條40中的夾條槽口66都保持接觸。鏈輪56中的凹槽64防止與在鏈輪56下方經(jīng)過(guò)的夾條40產(chǎn)生干涉。這種干涉可能由在包含管32并在管32上表面以上延伸的夾條40上的凸起或齒所造成。夾條進(jìn)給通道26接受夾條40。夾條進(jìn)給通道基座44以及夾條進(jìn)給通道夾具42都在鏈輪56下方直接地支撐并引導(dǎo)夾條40。夾條進(jìn)給通道基座44相對(duì)于鏈輪56在高度上可以調(diào)節(jié)，以便將管32插入夾條40中。在夾條40離開(kāi)鏈輪56之后，可以利用人工或機(jī)械方式切割?yuàn)A條40，以形成具有所需寬度的熱交換器。
圖4顯示了可與管插入器20一起使用的夾條40的一個(gè)示例。夾條40是單面的夾條，并且具有沿著凸起或齒所形成的一側(cè)的夾條槽口66。夾條槽口66在尺寸上設(shè)置成一旦當(dāng)管32插入夾條40中，就允許管32緊密地配合在其中。管插入器20也可以利用其他結(jié)構(gòu)的夾條來(lái)工作，例如在兩面都具有夾條槽口的雙面夾條。這就允許多個(gè)熱交換器夾在一起而形成一排熱交換器。
管插入器20可以利用具有不同機(jī)加工緣邊尺寸的鏈輪56，這些尺寸規(guī)格能夠形成具有不同管徑或管間距的熱交換器。例如，鏈輪齒槽62可以間隔開(kāi)，以便在交替的夾條槽口66中插入管32，或者可在尺寸上設(shè)置成可接受不同直徑的管，例如1/4或1/8英寸。其他構(gòu)件可以添加到管插入器上，例如，用于切割較短長(zhǎng)度的雙面夾條，這些雙面夾條可以組合起來(lái)而形成具有多排管的熱交換器，或者可以連接起來(lái)而形成一排熱交換器。
本發(fā)明的管插入器20也可用于在共同轉(zhuǎn)讓的美國(guó)專(zhuān)利no.6,487,768中所述的熱交換器生產(chǎn)線，該專(zhuān)利通過(guò)引用而結(jié)合于本文中。多管插入器20可根據(jù)需要串聯(lián)地排列以生產(chǎn)不同長(zhǎng)度的熱交換器，并且以所需的熱交換器寬度來(lái)切割?yuàn)A條40。在這種生產(chǎn)線上，每個(gè)管插入器20上的鏈輪56由連接在穿過(guò)各鏈輪56的軸60上的電動(dòng)機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)。軸60可以是單個(gè)一體式軸或多個(gè)互連的軸。然后，軸60對(duì)準(zhǔn)并轉(zhuǎn)動(dòng)每個(gè)鏈輪56，以便將管32裝配到夾條40中，并且同時(shí)推進(jìn)熱交換器。
上文已經(jīng)參考優(yōu)選實(shí)施例來(lái)描述了本發(fā)明。本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以構(gòu)思出屬于所附權(quán)利要求范圍內(nèi)的本發(fā)明的其它實(shí)施例及變型。
權(quán)利要求
1.一種管插入器，包括a)用于接受夾條的夾條進(jìn)給通道；b)用于接受管的管進(jìn)給通道；以及c)鏈輪組件，其用于推進(jìn)所述被接受的夾條穿過(guò)所述夾條進(jìn)給通道，并且用于將所述被接受的管壓入所述夾條中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管插入器，其特征在于，所述被接受的夾條具有沿著其一側(cè)的槽口，所述槽口在尺寸上設(shè)置成可接受所述管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管插入器，其特征在于，所述管由塑料制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管插入器，其特征在于，所述鏈輪組件包括鏈輪和軸。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的管插入器，其特征在于，所述鏈輪包括圍繞所述鏈輪的緣邊均勻地間隔開(kāi)的齒槽。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的管插入器，其特征在于，所述齒槽為半圓形，其中，所述齒槽的直徑與所述管的外徑大致相同。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管插入器，其特征在于，所述管插入器還包括框架。
全文摘要
本發(fā)明是一種在制造熱交換器中使用的管插入器，所述熱交換器具體地而言為由切出的管所制成的熱交換器。該管插入器包括框架、管進(jìn)給通道、夾條進(jìn)給通道，以及鏈輪組件。該鏈輪組件包括鏈輪、輪轂以及軸。夾條進(jìn)給通道接受夾條，而管進(jìn)給通道接受切割管。鏈輪將切割管插入夾條中，并且同時(shí)推進(jìn)夾條。本管插入器可以用于生產(chǎn)不同寬度的熱交換器和多個(gè)熱交換器陣列。多個(gè)熱插入器還可以在熱交換器生產(chǎn)線上使用。
文檔編號(hào)B23P15/26GK1946512SQ200580003022
公開(kāi)日2007年4月11日 申請(qǐng)日期2005年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月27日
發(fā)明者G·M·鮑恩, R·O·羅德斯, F·盧西多 申請(qǐng)人:法夫科公司