[发明专利]制造热交换器的方法和设备以及所制成的热交换器

说明书

本发明涉及一种制造热交换器的方法和设备，此种热交换器具有空心主管，其横截面的宽度远大于其高度，为增加热交换面积，它的表面具有肋片，本发明还涉及按上述方法和设备制成的热交换器。

对于具有空心主管以及其横截面的宽度远大于高度的热交换器，为了增加其热交换面积，通常沿主管纵向将由冲压机制出的金属波纹板(即带肋板，下同)覆盖在主管上，因为当主管的横截面高度与宽度差别很大时，不可能再将金属条带螺旋状地卷绕在它上面来构成肋片。实际上，只要采取适当的措施，可以将条带卷绕在宽/高比大至3的椭圆管止；但当宽/高比超过3时，因为在条带卷绕时，卷绕半径变化非常大，此时有必要采用覆盖式的波纹板，以替代卷绕式的肋片，方法上的这种变化意味着需要较高的制造成本。

本发明的目的是设计出一种热交换器，这种热交换器尽管其主管的宽/高比很大，但仍能方便和便宜地在一个连续的工艺过程中装上肋片，以增加热交换面积；本发明还提出一种制造这种热交换器的方法和实施此方法的设备。

按本发明制造上述热交换器的方法，其特征为金属薄波纹板沿主管的纵向敷在其各宽侧面上，薄板从金属薄板卷上拉出并进行加工前，借助于成形装置使之折弯或成波纹形，当将其压靠在主管表面上以后，至少通过多个焊点将其焊在主管表面上。

和现有的螺旋形卷绕式肋片条带一样，本发明方法的优点是，这是一种连续的生产过程，不需要对各单块波纹板进行冲压加工，这就不仅可避免使用昂贵和易磨损的中压工具，而且可取消将各单块波纹板在主管上滑动这种昂贵和耗费能量的操作。从金属薄板卷拉出的薄板，其厚度可例如为0.3毫米，按本发明，在它们敷到主管宽侧面上之前，先通过折弯和或/成波纹而成形，并在它们被压靠在主管两个互相对置的侧表面上后，至少通过多个焊点将它们焊在侧表面上，焊点的间距和数量是波纹板和主管之间相互所需传递的力的函数。

本发明的另一个特点是，主管和波纹板一起相对于焊接设备连续运动，这一运动由一个与波纹板型面啮合的传动系统产生，从而可省去结构和控制工程复杂的驱动设备。    

此外，按本发明的最佳实施例，采用一个公共的控制器，它控制传动系统，使已成形的各波纹板在主管上同时定位，它还控制焊接设备和使波纹板成形的成形装置。

本发明方法的优点是，只需要一个传动装置，它不仅输送主管，使其沿纵向移动，而且将已预先成形的各波纹板敷在主管上并同时定位。按本发明的方法，甚至能使其横截面的宽/高比非常大的热交换器快速和便宜地装上肋片，只要这两种材料可焊接在一起。

本发明的另一个特点是，在将波纹板敷在主管上之前，至少可以在其部分表面上制有凹坑和/或中孔。以此方式构成的波纹板，改善了肋片和流过它们并与之接触的介质之间的热传递。凹坑和/或冲孔的尺寸、数量和几何形状根据主要的设计条件来选定。

按本发明，若将波纹板上以后将压靠在主管上的那些部位处的冲孔的一部分或全部制成狭缝形，则可使折弯或波纹化的波纹板易于变形，从而使变形后的波纹板能与主管表面的弯曲形状完全一致。所以，即使主管具有椭圆形的横截面，也能借助于本发明的方法装上波纹板。

实施按本发明的方法制造热交换器的本发明设备的特征是，有两块压板装在一个底座上，底座上至少有一个用于主管的纵向导槽，两块压板上装有焊接设备和传动系统。

按本发明的这种布局，使本设备结构简单。按本发明，采用朝主管方向作用的弹簧力对压板加载，还可以进一步简化结构。采用机械式弹簧或液压缸，均可达到对压板加载的目的，如果所施加的弹簧力在任何时候均可进行调整，使之适合于波纹板的材料和形状，则采用弹簧是有利的。

按照本发明的另一个特点，传动系统中至少包括一对传动轮，传动轮外圆周上制有其型面与波纹板上的波纹形状相适应的齿，传动轮中的至少一个可通过驱动马达来驱动。当波纹板型面的几何尺寸不适于由传动轮驱动时，可用适宜的传动齿条来代替传动轮。本发明的这种配置，不仅使结构简单，并可无故障地相对于焊接设备输送主管以及敷在其上的波纹板，而且还可使已成形的波纹板在主管上准确定位，从而采用简单的装置就可以控制焊接设备。

按本发明的另一个特点，焊接设备中包括多个进行点焊或短线焊的激光头，它们受一台公共的控制器控制。这些激光头最好与一台YAG激光器共同工作，并通过光纤电缆与此基本设备相连。

在本发明设备的一个最佳实施例中，每一块压板上都装有几个传动轮，它们装在一根公共的轴上且彼此相隔一定距离，焊接设备的激光头装在传动轮之间。