本发明涉及焊接加工工具领域，具体地说是涉及一种板翅式换热器钎焊夹具。
背景技术：
能源是现代化的基础和动力，能源供应和安全事关我国现代化建设全局。当前，我国能源资源需求量日益加剧，生态环境问题突出，调整结构、提高能效和保障能源安全的压力进一步加大，能源发展面临一系列新问题新挑战。近年来我国提出发展低碳环保、节能减排的现代工业。提高能源利用率、降低能源消耗就成为发展现代工业的关键。
在石油化工、核能、航空航天等高能耗产业领域，机械装备均朝着更高效热处理系统方向发展。如高温气冷堆、新一代航空发动机以及燃气轮机等高端装备均将增强换热系统的高效紧凑性作为提高效率的关键。近年来，以板翅结构作为基本散热单元的板翅式换热器得到了广泛的发展及应用。
对于高温下服役的板翅式换热器，常规的软钎焊或硬钎焊方式已不能满足耐高温、耐高压、强度以及使用寿命等方面的要求。镍基钎料因其具有低熔点、良好的润湿性和流动性等特性而得到广泛应用，钎焊接头通过高温真空钎焊工艺获得。镍基钎料通常被制作成厚度为0.03～0.05mm的箔带，这就对钎缝的间隙提出了很高的要求，因为钎焊构件是依靠熔化的钎料与母材进行物理化合作用后形成的连接构件。在接头形成过程中，钎焊间隙对元素扩散的影响非常显著。当钎焊间隙较大时，钎缝中的这些元素来不及向母材全部扩散以致在钎缝中形成连续的脆性层，这些脆性层会严重影响钎焊接头的强度和塑性。当钎焊间隙很小时，扩散距离很短，这些元素在钎焊时间内扩散充分，钎缝组织不会形成大面积的脆性层，而是形成铬镍固溶体，钎焊接头的强度和塑性可以得到保证。板翅式换热器芯体是由多层翅片、隔板、钎料以及封条组合而成，因此钎焊时需要用夹具将产品夹紧，在钎焊面上维持一定的压力，焊后才能够获得具有良好焊接质量、良好产品形状和尺寸的产品。因此，很有必要研制合适的钎焊装置，以将产品适度夹紧，才能获得满足要求的板翅式换热器。并且钎焊温度基本高于1000℃，钎焊过程需要消耗大量的热量以维持炉内高温，因此还应提高钎焊装置的传热效率以降低钎焊过程物耗、能耗及排放。
技术实现要素：
基于上述技术问题，本发明提供一种板翅式换热器钎焊夹具。
本发明所采用的技术解决方案是：
一种板翅式换热器钎焊夹具，包括上盖板、下底板、竖螺栓、侧顶条、中间顶条和顶螺栓；
上盖板平行布置在下底板的上方，侧顶条和中间顶条均位于上盖板的上方，竖螺栓依次穿过下底板、上盖板和侧顶条，或依次穿过下底板、上盖板和中间顶条，然后通过第一螺母紧固；所述竖螺栓设置多个，在下底板两侧或周圈均匀分布；
上盖板、下底板和多个竖螺栓之间形成夹持空间，在夹持空间内放置板翅结构；
顶螺栓横向穿过侧顶条和中间顶条，并通过第二螺母紧固；所述顶螺栓也设置多个，相互之间平行布置；
所述侧顶条、中间顶条和上盖板之间设置有压力加载装置，所述压力加载装置包括压板和与压板相配合的装配体；
所述侧顶条朝向中间顶条的一侧以及中间顶条的两侧均设置成斜面，且在侧顶条与中间顶条的斜面上安装有起导向作用的侧导片和中间导片，所述压板位于侧顶条和中间顶条之间，且处于侧导片和中间导片之间的间隙内；所述压板的两侧也加工为斜面，且所述压板两侧斜面的倾角与侧顶条一侧、中间顶条两侧斜面的倾角相等，在压板的斜面上加工有矩阵分布的球形凹槽，各球形凹槽内装配有球形滚珠；
所述装配体包括支撑板，在支撑板的中心设置有量杆，所述量杆与支撑板通过销轴连接，在量杆的外侧套设有弹簧，在量杆上标有刻度；
所述压板上设置有供量杆穿过的通孔，支撑板的底面与上盖板贴合，量杆穿过压板后通过第三螺母紧固，弹簧处于压板与支撑板之间；
所述压板设置多个，每一压板上设置有若干个通孔，即配备有若干个装配体；
所述压板、上盖板和下底板的中间部位为镂空结构，所述侧顶条和中间顶条均为中空结构。
优选的，所述侧顶条的一侧及中间顶条的两侧斜面的倾角α范围为45°＜α＜70°；所述压板两侧斜面的倾角β范围为45°＜β＜70°。
优选的，所述支撑板上设置有用以固定弹簧位置的环形凹槽。
优选的，所述上盖板与下底板的四周设置有45°筋板。
优选的，所述弹簧是采用镍基高温合金加工制成的，所述上顶板、下底板、侧顶条、中间顶条、支撑板、量杆、压板、侧导片与中间导片可采用碳钢、不锈钢或高温合金加工制成，且均是通过铸造成型。
本发明的有益技术效果是：
(1)本发明夹具可为真空钎焊过程中的板翅结构施加均匀的压力，并可根据具体工艺要求对压力进行调控，从而减小焊缝距离，提高焊着率，减少焊接缺陷，提高钎焊接头的强度和塑性。
(2)本发明夹具的侧顶条与中间顶条为中空设计，压板、上盖板及下底板中间部位为镂空结构，传热效率高，钎焊时间短，可减少物耗、能耗及排放。
(3)本发明夹具结构简单，装配方便，可适用于大规模的工业生产。
(4)本发明夹具可以拆卸并重复利用，减小制造成本。
附图说明
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步说明：
图1为本发明板翅式换热器钎焊夹具的装配示意图。
图2为本发明板翅式换热器钎焊夹具的拆装示意图。
图3为本发明板翅式换热器钎焊夹具中侧顶条的结构示意图，其中(a)为前视示意图，(b)为右视示意图。
图4为本发明板翅式换热器钎焊夹具中中间顶条的结构示意图，其中(a)为前视示意图，(b)为右视示意图。
图5为本发明板翅式换热器钎焊夹具中压板的结构示意图，其中(a)为俯视示意图，(b)为后视示意图。
图6为本发明板翅式换热器钎焊夹具中量杆-弹簧-销-支撑板装配体示意图。
图7为本发明板翅式换热器钎焊夹具中上盖板的结构示意图，其中(a)为上视示意图，(b)为的前视示意图，(c)为右视示意图。
其中，1.螺母，2.顶螺栓，3.侧顶条，4.弹簧，5.上盖板，6.板翅结构，7.下底板，8.竖螺栓，9.支撑板，10.量杆，11.压板，12.中间顶条，13.侧导片，14.中间导片，15.螺钉，16.球形滚珠，17.销。
具体实施方式
本发明提出一种板翅式换热器钎焊夹具，该夹具由螺母1、顶螺栓2、侧顶条3、弹簧4、上盖板5、下底板7、竖螺栓8、支撑板9、量杆10、压板11、中间顶条12、侧导片13、中间导片14、螺钉15、滚珠16、销17组成。侧顶条3与中间顶条12间加放置有压板11，压板11上穿插有量杆10，弹簧4被放置在支撑板9与压板11之间，支撑板9放置于上盖板5上，板翅结构6位于上盖板5与下底板7之间。压板11、上盖板5及下底板7中间为镂空结构，侧顶条3与中间顶条12之间、各顶条与下底板之间都通过螺栓与螺母的配合进行组装。本发明可为真空钎焊过程中的板翅结构施加均匀的压力，从而减小焊缝间距提高焊着率，减少焊接缺陷，提高钎焊接头的强度和塑性；此夹具传热效率高，可减少钎焊周期，可拆卸并重复利用，从而降低制造成本，减小物耗、能耗及排放。
下面结合附图对本发明进行更为具体的说明。
结合附图，一种板翅式换热器钎焊夹具，包括上盖板5、下底板7、竖螺栓8、侧顶条3、中间顶条12和顶螺栓2。上盖板5平行布置在下底板7的上方，侧顶条3和中间顶条12均位于上盖板5的上方，竖螺栓8依次穿过下底板、上盖板和侧顶条，或依次穿过下底板、上盖板和中间顶条，然后通过螺母1紧固。所述竖螺栓设置多个，在下底板两侧或周圈均匀分布。上盖板5、下底板7和多个竖螺栓8之间形成夹持空间，在夹持空间内放置板翅结构6。顶螺栓2横向穿过侧顶条和中间顶条，并通过螺母紧固；所述顶螺栓也设置多个，相互之间平行布置。
从图1可看出，所述竖螺栓共设置6个，在下底板的一侧各布置3个，分别位于下底板的两端和中间处。所述侧顶条3设置2个，中间顶条12设置1个。所述顶螺栓共设置3个。当然，上述设置数量可根据需要进行相应增减。
所述侧顶条3、中间顶条12和上盖板5之间设置有压力加载装置，所述压力加载装置包括压板11和与压板11相配合的装配体。所述侧顶条朝向中间顶条的一侧以及中间顶条的两侧均设置成斜面，且在侧顶条与中间顶条的斜面上均安装有起导向作用的侧导片13和中间导片14，侧导片13和中间导片14均通过螺钉15固定在斜面上。所述压板11位于侧顶条和中间顶条之间，且处于侧导片和中间导片之间的间隙内。侧导片13和中间导片14用以限制压板水平面方向上的位移，使其仅沿竖直方向进行移动，即防止压板在水平面内前后串动。
所述压板的两侧也加工为斜面，且所述压板两侧斜面的倾角与侧顶条一侧、中间顶条两侧斜面的倾角相等，在压板的斜面上加工有矩阵分布的球形凹槽，各球形凹槽内装配有球形滚珠16。在装配钎焊夹具及加载压力过程中，可起到降低斜面间摩擦力的作用。
所述装配体包括支撑板9，在支撑板9的中心设置有量杆10，所述量杆10与支撑板9通过销轴17连接，可使得两者能进行相对转动，即量杆可相对于支撑板9在竖直平面内转动，进而在装配夹具和加载压力时，可使支撑板9的下表面与上盖板5的上表面紧密贴合。在量杆的外侧套设有弹簧4，在量杆上标有刻度。所述压板上设置有供量杆穿过的通孔，支撑板的底面与上盖板贴合，量杆穿过压板，弹簧处于压板与支撑板之间。通过调节顶螺栓上螺母的缩进量可达到控制弹簧压缩量的目的，而弹簧的压缩量可通过量杆刻度进行表示或读取。
所述压板11设置多个，每一压板上设置有若干个通孔，即配备有若干个装配体，形成多个压力加载区。也就是说，所述压板可设置多个，且压板上量杆-弹簧-销-支撑板装配体的数量与分布也可进行调整，进而达到根据板翅结构尺寸调节隔板上的压力大小及分布的目的。
所述压板11、上盖板5和下底板7的中间部位为镂空结构，所述侧顶条3和中间顶条12均为中空结构，可有效提高传热效率。
上述侧顶条的一侧及中间顶条的两侧斜面的倾角α范围为45°＜α＜70°；所述压板两侧斜面的倾角β范围为45°＜β＜70°。
作为对本发明的进一步设计，所述支撑板上设置有用以固定弹簧位置的环形凹槽，可在装配夹具及加载压力时，达到有效固定弹簧位置的作用。
进一步的，所述上盖板与下底板的四周设置有45°筋板，其配合上盖板和下底板的镂空设计，可使得高温环境下该装置在提高传热效率的同时，能够保持较高的刚度。
更进一步的，所述弹簧是采用镍基高温合金加工制成的，所述上顶板、下底板、侧顶条、中间顶条、支撑板、量杆、压板、侧导片与中间导片可采用碳钢、不锈钢或高温合金加工制成，且均是通过铸造成型。
装配板翅结构时，在板翅结构中的翅片与隔片之间放置尺寸合适的镍基箔状钎料，再通过真空钎焊夹具对板翅结构进行夹持。夹持时先在底部放置带有竖螺栓的下底板，并依次在下底板上放置板翅结构、上盖板；然后在上盖板上放置数目合适的压板，以及量杆、弹簧、销、支撑板组成的装配体。接着在竖螺杆上放置侧顶条及中间顶条，并将各个压板与侧顶条及中间顶条上的导片进行配合。在竖螺栓上安装螺母，各螺母的缩进量保持一致；然后同样通过顶螺栓-螺母分别连接侧顶条-中间顶条-侧顶条。加载压力时，需缩进水平方向螺栓上的螺母，通过调节各个位置处的螺母缩进量使压板上表面所对应的各个量杆刻度均一致，板翅结构所承受的压力如下式：
其中，σ为板翅结构上表面所承受的压力，m为板翅结构上盖板的质量，m为量杆-弹簧-销-支撑板装配体质量，g为重力与质量的比例系数，k为弹簧的弹性系数，s为弹簧的压缩量，n为弹簧个数，a为板翅结构与上盖板的接触面积。也可根据具体的加载压力要求，通过上式可算得具体各个弹簧的压缩量，设计合适的夹持操作方式，进而提高板翅式换热器中板翅结构的钎焊质量。
上述方式中未述及的部分采取或借鉴已有技术即可实现。
需要说明的是，上述实施例只是为了说明本发明的技术思路及特点，其目的是让技术人员能够了解本发明的内容和方法并能够顺利实施，并不限制本发明的保护范围。凡是根据本发明内容做出的等效变化或修饰，都涵盖在本发明的保护范围内。