本發(fā)明涉及換熱器設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

管式換熱器，它是最典型的間壁式換熱器，它在工業(yè)上的應(yīng)用有著悠久的歷史，而且至今仍在所有換熱器中占據(jù)主導(dǎo)地位。管式換熱器主要有殼體、管束、管板和封頭等部分組成，殼體多呈圓形，內(nèi)部裝有平行的管束，管束兩端固定于端板上。管束內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)連接有螺旋紐帶（又稱麻花鐵、紐帶、螺旋扁鋼等），螺旋紐帶主要用于提高熱交換效率。當(dāng)流體進(jìn)入換熱管內(nèi)時(shí)，螺旋紐帶使得使得流體進(jìn)入紊流狀態(tài)，打破管壁滯留層，增大了流體與換熱管管壁的接觸面積（即提高了換熱效率），且紊亂的流體可對(duì)管壁污垢進(jìn)行沖刷。

現(xiàn)有螺旋紐帶的加工設(shè)備包括壓輥機(jī)、切邊機(jī)、固定輥、烘烤裝置、旋轉(zhuǎn)拉伸裝置、自動(dòng)切割機(jī)、風(fēng)冷裝置等，薄鋼片材從壓輥機(jī)輸送至切邊機(jī)，切邊機(jī)將薄鋼切成符合規(guī)定寬度的片材，片材經(jīng)過固定輥后進(jìn)入烘烤裝置，對(duì)片材進(jìn)行熱處理，經(jīng)過熱處理的片材再經(jīng)過旋轉(zhuǎn)拉伸裝置拉伸旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)拉伸裝置固定住片材的兩端，旋轉(zhuǎn)片材的一端或者兩端同時(shí)相反方向旋轉(zhuǎn)使片材扭轉(zhuǎn)，形成螺旋紐帶，再經(jīng)過自動(dòng)切割機(jī)切斷（即切成規(guī)定長(zhǎng)度的螺旋紐帶）后經(jīng)風(fēng)冷裝置定型冷卻。

國(guó)內(nèi)外學(xué)者針對(duì)內(nèi)置紐帶管內(nèi)流體流動(dòng)及強(qiáng)化傳熱開展了諸多研究，主要是針對(duì)在普通紐帶的基礎(chǔ)上改進(jìn)而成的異形紐帶，如邊緣開口紐帶、鋸齒紐帶、中心開孔紐帶、雙紐帶、折邊紐帶、交錯(cuò)紐帶等。相比于普通紐帶，雖然異形紐帶的強(qiáng)化效果有了一定的提升，但所產(chǎn)生的流體流動(dòng)阻力也相應(yīng)加大，綜合性能有待進(jìn)一步提高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明意在提供一種多紐帶式擾流件加工工藝，采用該加工工藝能夠有效提高紐帶的換熱效率，降低對(duì)水流的阻力。

本方案中的一種多紐帶式擾流件加工工藝，采用金屬片材作為加工原料，包括如下步驟：

S1、熱處理：將片材通過高溫壓輥進(jìn)行加熱壓薄處理；

S2、切邊處理：沿片材長(zhǎng)度方向切割片材側(cè)邊的多余材料；

S3、鉆焊口：在片材的兩側(cè)邊鉆去用于焊接的弧形開口；

S4、扭轉(zhuǎn)成型：沿片材兩側(cè)邊的弧形開口并繞片材的中心線進(jìn)行旋轉(zhuǎn)成型，制成紐帶；

S5、冷卻：采用風(fēng)冷的方式對(duì)紐帶進(jìn)行冷卻；

S6、組裝：將三個(gè)紐帶以步驟S3所述的弧形開口作為焊點(diǎn)進(jìn)行焊接組裝，使三個(gè)紐帶的弧形開口重合，相鄰紐帶之間的夾角為120°，制成多紐帶式擾流件。

工作原理：高溫壓輥在對(duì)片材進(jìn)行加熱和壓薄處理的同時(shí)還能夠運(yùn)輸片材，將片材運(yùn)輸?shù)较乱粋€(gè)工序；切邊處理能夠切除片材邊緣不規(guī)則的材料，便于加工；在片材的側(cè)邊鉆取弧形開口，能夠增加焊接面積，提高焊接強(qiáng)度，同時(shí)弧形開口相互支撐，相比單獨(dú)的焊接連接強(qiáng)度更高，使該擾流件連接更加牢固；沿弧形開口進(jìn)行旋轉(zhuǎn)變形，使紐帶呈現(xiàn)間歇式的側(cè)邊翻轉(zhuǎn)，使紐帶的整體擾流呈現(xiàn)無規(guī)律性，擾流效果更佳；由于該多紐帶擾流件有多個(gè)紐帶焊接組合而成，即多個(gè)紐帶同時(shí)作用于管束內(nèi)，有效提高了擾流效率，換熱效果好。

有益效果：上述技術(shù)方案加工的擾流件和現(xiàn)有普通紐帶相比，擾流效果增強(qiáng)，換熱效率提高，和現(xiàn)有的異性紐帶相比，紐帶之間呈現(xiàn)較大間隙，對(duì)水流造成阻力小，故而綜合性能更強(qiáng)。

進(jìn)一步，所述步驟S2切邊處理后保證片材長(zhǎng)度為寬度的12倍。由于采用三個(gè)紐帶組裝而成，故而紐帶的長(zhǎng)寬比例需要進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。

進(jìn)一步，所述步驟S1中的壓薄處理保證片材的厚度為片材寬度的25～30倍。當(dāng)厚度低于片材寬度的25倍時(shí)，即厚度過薄，紐帶的強(qiáng)度無法保證；當(dāng)厚度高于寬度的30倍時(shí)，即厚度過厚，即紐帶的橫截面積多大，給水流造成的阻礙較大。

進(jìn)一步，所述步驟S4中的扭轉(zhuǎn)角度為75°，在該角度下紐帶的紊流效果好，同時(shí)不至于扭轉(zhuǎn)過度使片材斷裂，即綜合性能最強(qiáng)。

進(jìn)一步，所述步驟S3中片材的同一側(cè)邊上，相鄰弧形開口之間的距離為片材寬度的1.5倍。即片材被扭轉(zhuǎn)部位的距離為片材寬度的1.5倍，距離越短，紊流系數(shù)越高，但片材容易折裂；距離越長(zhǎng)，雖然能保證不被折裂，但是紊流系數(shù)低，故而保證在該距離條件下紐帶的綜合性能最佳。

附圖說明

圖1為本發(fā)明多紐帶式擾流件加工工藝實(shí)施例的配套設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明加工的單個(gè)紐帶的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明加工的多紐帶式擾流件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明加工的多紐帶式擾流件的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面通過具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明：

說明書附圖中的附圖標(biāo)記包括：底板1、豎向柱11、橫梁12、安裝架2、壓輥21、鉆臺(tái)3、步進(jìn)電機(jī)31、滑塊32、鉆桿33、扭轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)4、左支架411、右支架412、左轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)421、右轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)422、主動(dòng)齒輪43、從動(dòng)齒輪44、旋轉(zhuǎn)電機(jī)45、焊點(diǎn)5。

本發(fā)明配套的加工設(shè)備如圖1所示：底座安裝在地面上，以提高支撐面的強(qiáng)度，熱壓輥機(jī)構(gòu)、鉆孔機(jī)構(gòu)和扭轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)4依次安裝在底座上，該底座包括底板1、以及焊接在底板1上的四根豎向柱11，以及焊接在豎向柱11頂端的橫梁12。

熱壓輥機(jī)構(gòu)包括安裝在底板1上安裝架2，安裝架2安裝有上下布置的兩個(gè)高溫的壓輥21，壓輥21之間留有間隙，該間隙為加工片材的標(biāo)準(zhǔn)厚度，熱壓輥機(jī)構(gòu)對(duì)片材進(jìn)行加熱，使片材受熱并擠壓變形，同時(shí)保證片材具有一定的柔性，便于后期鉆孔機(jī)構(gòu)和扭轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)4的加工，同時(shí)熱壓輥機(jī)構(gòu)還實(shí)現(xiàn)了片材的運(yùn)輸功能。

橫梁12上開有條形孔，條形孔內(nèi)配合有滑塊32，滑塊32的一端沿滑動(dòng)方向安裝有步進(jìn)電機(jī)31，步進(jìn)電機(jī)31的輸出桿和滑塊32螺栓連接，橫梁12上向外延伸的布置有安裝步進(jìn)電機(jī)31的安裝臺(tái)。滑塊32的下端安裝有鉆桿33，底板1上安裝有鉆臺(tái)3，鉆臺(tái)3位于鉆桿33的正下方，鉆臺(tái)3上開有兩個(gè)圓形凹槽，分別位于片材的兩個(gè)鉆孔工位處，防止鉆桿33鉆孔過度和鉆臺(tái)3接觸，損壞鉆桿33和鉆臺(tái)3。

扭轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)4包括焊接在底板1上的左支架411、右支架412，左支架411開有左圓孔，左圓孔內(nèi)通過滾珠軸承安裝有左轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)421，右支架412上開有與左圓孔相對(duì)的右圓孔，右圓孔內(nèi)通過滾珠軸承安裝有右轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)422，左轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)421的環(huán)口與右裁剪部相對(duì)。左轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)421與右轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)422之間通過螺栓固定有兩個(gè)平行的夾持塊，夾持塊的內(nèi)側(cè)開有凹槽，該凹槽槽寬與片材厚度相同。橫梁12在左轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)421與右轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)422之間焊接有安裝板，該安裝板上安裝有主動(dòng)齒輪43，該主動(dòng)齒輪43與橫梁12上安裝的電機(jī)輸出軸鍵連接。該主動(dòng)齒輪43與一半圓形的從動(dòng)齒輪44嚙合，該從動(dòng)齒輪44的非齒輪面兩端與兩個(gè)夾持塊焊接。主動(dòng)齒輪43轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)從動(dòng)齒輪44轉(zhuǎn)動(dòng)，從動(dòng)齒輪44則帶動(dòng)與其焊接的夾持塊轉(zhuǎn)動(dòng)，與夾持塊螺栓連接的左轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)421和右轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)422則同步轉(zhuǎn)動(dòng)。

本發(fā)明的加工流程為：

1、將片材進(jìn)行熱處理，片材沿壓輥21之間加熱縫隙穿過，片材被加熱并且被壓薄。

2、片材運(yùn)輸時(shí)依次沿?zé)釅狠仚C(jī)構(gòu)、鉆孔機(jī)構(gòu)和扭轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)4前進(jìn)；在這之前片材應(yīng)進(jìn)行切邊處理，沿片材長(zhǎng)度方向切割片材，形成符合規(guī)定寬度的片材。

3、片材再經(jīng)過鉆孔機(jī)構(gòu)，步進(jìn)電機(jī)31驅(qū)動(dòng)滑塊32滑動(dòng)以移動(dòng)鉆桿33，鉆桿33移動(dòng)到相應(yīng)的工位時(shí)，即啟動(dòng)鉆桿33進(jìn)行鉆孔，在片材的兩邊沿分別鉆取弧形開口。

4、片材穿入夾持塊內(nèi)側(cè)凹槽（此時(shí)凹槽與片材運(yùn)輸方向平行），當(dāng)弧形開口處位于夾持塊內(nèi)側(cè)凹槽內(nèi)時(shí)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)主動(dòng)齒輪43轉(zhuǎn)動(dòng)則帶動(dòng)從動(dòng)齒輪44轉(zhuǎn)動(dòng)，從動(dòng)齒輪44則帶動(dòng)夾持塊轉(zhuǎn)動(dòng)，夾持塊帶動(dòng)片材扭轉(zhuǎn)75°（即此時(shí)凹槽與片材運(yùn)輸方向呈75°夾角），片材的弧形開口處扭轉(zhuǎn)后即單個(gè)紐帶成型；打開夾持塊，片材被熱壓輥機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)繼續(xù)前進(jìn)，進(jìn)行下一個(gè)弧形開口工位的加工。

5、紐帶經(jīng)過冷卻，一般采用風(fēng)冷風(fēng)方式，單個(gè)紐帶成品如圖2所示。

6、將三個(gè)紐帶沿弧形開口進(jìn)行焊接，焊點(diǎn)5如圖3和圖4所示，相鄰紐帶之間的夾角為120°，即加工成這種多紐帶式擾流件。

以上所述的僅是本發(fā)明的實(shí)施例，方案中公知的具體方案及特性等常識(shí)在此未作過多描述。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明方案的前提下，還可以作出若干變形和改進(jìn)，這些也應(yīng)該視為本發(fā)明的保護(hù)范圍，這些都不會(huì)影響本發(fā)明實(shí)施的效果和專利的實(shí)用性。本申請(qǐng)要求的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以其權(quán)利要求的內(nèi)容為準(zhǔn)，說明書中的具體實(shí)施方式等記載可以用于解釋權(quán)利要求的內(nèi)容。