[发明专利]一种双壁螺旋波纹金属管及其加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种热交换部件，尤其涉及一种换热器用的双壁多头螺旋波纹金属管及其加工方法。

背景技术

随着社会的发展，换热器的应用越来越广泛，其形状和材质的变化也很多。大部分的换热器设备中的换热管一般都采用普通的金属管，结构比较简单，加工比较方便，但是换热效果较低，金属消耗量大。也有的换热器表面采用滚花、螺纹、翅片、褶皱等各种强化表面来增强换热效果的，但是加工工艺相对复杂。而且现在的换热管多是采用单层管，如中国专利申请：“螺旋波纹金属管(CN2837760)”，单层的换热管安全可靠性不是很好，有时候如果管壁发生泄漏，管壁两侧参与热交换的两种工质反窜，对于安全性要求较高的行业，如医药行业、食品行业等会产生比较严重的后果，对人的身体健康造成伤害。因此也有人申请了中国专利：“波纹金属管与高分子材料构成的复合管(CN2804541)”，它有金属管和高分子材料层，所述金属管带有波纹，金属管的内侧和外侧有高分子材料层，所述的金属管与高分子材料层之间有粘结剂层。金属管带有螺旋形波纹或环向波纹。这种复合管强度高，使用寿命长。但是由于金属管与高分子材料层之间是粘结的，稳定性不高，而且其主要解决的是轴向弯曲时的管体所受的应力，对换热效率并没有给与考虑。

发明内容

本发明主要是提供了一种结构简单，换热效率高，经久耐用，安全系数高的双壁螺旋波纹金属管及其加工方法；解决现有技术所存在的换热器内的金属管均是单层，安全系数低，换热效率不高的技术问题。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种双壁螺旋波纹金属管，所述的管体包括内外两层管体，所述的外管为螺旋波纹状管，所述的内管为光管或者螺旋波纹管，所述的内管管壁与外管管壁之间设有间隙。螺旋波纹金属管应用在换热器内，采用金属制造不但秉承了原有的换热器耐高压的有点，同时将金属管的管壁制成双层的，承压能力大大提高，换热表面扭成螺旋波纹状的强化表面，优化了金属管的表面结构，增大了单位长度的换热面积，提高了换热系数。内层管虽然贴紧外管，但是两者之间还是留有一定的空隙，如果内层管壁破裂，发生泄漏，可通过仪器方便快捷的检测出来，并且外层管壁可以起到阻隔作用，阻止参与热交换的两种介质发生反窜，安全系数较高。内管的形状可以是光管或者波纹管，根据用户的使用要求不同而变化。

作为其中一种优选，所述的内管与外管均为螺旋波纹管，内管与外管的螺距、螺纹深度、螺纹切线与管体截面的夹角均相同。内外两层均波纹管，螺纹的相关系数相同，方便同时加工，同时可以提高换热的效果。

作为另一种优选，所述的内管为光管，外管为螺旋波纹管，内管的外径不大于螺纹状的外管的内径。光管加工简单，内管外径比外管的内径小，使得两种之间有间隙，可以方便检测。

作为优选，所述的内管和外管的管壁之间的间距为0mm-15mm，所述的管壁厚度为0.2mm-3.0mm。管壁越厚，内外管壁之间的间距越大，从而使得加工效果好，加工成品率高。管壁薄，使得波纹结构应力小，提高使用寿命。

作为优选，所述的螺纹的切线与管体的横截面的夹角α为15°-45°，管体的管径范围为Φ6mm-Φ80mm，螺纹的深度H为3mm-12.5mm，螺纹的头数为2-12头。考虑到管体材料的伸缩极限，螺距太小，容易造成管体的破裂和变形，螺距太大，换热面积相对减小，因此选用上述数据，在保证管体的使用寿命的情况下尽量增大换热面积，提高换热效率。

作为优选，所述的内管和外管是采用相同的材质，均采用铜、钛、钢、不锈钢、铜镍合金材料制成的。

一种制造双壁螺旋波纹金属管的方法，先将待加工的外管套接在内管外，将两层管的端部对齐，然后将套接好的管体通过扭管设备上的夹具将管材的两端固定，由扭管设备引导管体延机器的床身方向做直线运动，螺纹成形模具沿管体的轴心转动，两者同步进行，待螺纹成形后，松开模具的夹头，取下螺纹管。内外管壁是同时扭转，使得工艺简单，同时可以保证内壁与外壁的螺旋参数相同，加工过程中内外管壁无损伤，单层管壁薄，波纹结构无应力。内管是圆柱形光滑管时，更换端部的夹具，内管不转动，不形成螺纹。内管是波纹管时，内外管同时扭管和加工螺纹。