一种高效型换热管生产装置及换热管的制作方法

本实用新型涉及热交换管件及其生产设备领域，尤其涉及一种高效型换热管生产装置及换热管。

背景技术：

为了增大热交换面积，很多热交换设备的热交换管件都采用了截面为梅花形的换热管，这种换热管在一定程度上增大了表面积，有利于提升换热的效率，但是，因为生产设备及成型工艺的原因，制成的梅花管凹区与凸区所占的比例几乎相同，众所周知，换热管的外部散热主要靠热辐射来散热，而凸区成为热量向外辐射扩散的主要部位，现有的梅花管的结构导致换热的效率未能最大化，仍有很大的提升空间。而且，现有的梅花管的生产设备结构复杂，如公开号为cn203711558u的梅花管成型装置，设置了8组丝杆机构，如果这8组丝杆机构都采用电机控制，则成本很高，且对电机的负载要求较高，因为丝杆传动的过程中，滚轮会向管材压紧，使管材变形，所需的力都要通过电机来提供，导致电机的使用寿命短，如果不用人工操作而采用人工操作，则精度难以控制，易导致梅花管的形状变形，而产生废品，且不同批次生产的梅花管，存在明显的误差，因而，需要对现有的梅花管生产设备及梅花管的结构进行改进，以提升梅花管的生产精度，并提升换热效率。

技术实现要素：

本实用新型的第一个目的是：针对现有技术中的换热管生产设备生产的结构复杂、加工精度难以控制的问题，提供一种高效型换热管生产装置。

为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：一种高效型换热管生产装置，其结构特点是：其包括管材牵引组件和管材挤压组件，管材牵引组件包括支架、移动座、驱动电机、传动机构和管材端部夹紧件，移动座与支架滑动配合，管材端部夹紧件设置在移动座上，驱动电机的输出轴带动传动机构动作，进而带动移动座沿着支架水平位移，使管材匀速通过管材挤压组件的挤压模具，将管材挤压成型，所述的管材挤压组件设置在支架旁，管材挤压组件包括底座、模具架、模具和模具顶紧件，模具顶紧件为气缸或液压缸，模具架固定设置在底座的顶部，模具架的中部设有轴孔，在模具架上设有至少三组模具，模具包括压轮、压轮轴、压轮座和轴承，压轮轴设置在压轮的两端中心轴线处，轴承设置在压轮座上，压轮轴与轴承转动配合，压轮的外周面上设有弧形凹槽，该弧形凹槽的弧度与管材的弧度相适应，在弧形凹槽内分布有若干条压齿，压轮的轴向与模具架的轴孔的方向垂直设置，模具架上等间距分布有与模具数量相同的通孔，该通孔的形状与压轮座的尺寸相对应，所述的模具顶紧件的数量与模具的数量相同，模具顶紧件固定设置在模具架的外部，并位于通孔处，模具顶紧件的顶杆穿过该通孔与压轮座固定连接，模具顶紧件的顶杆伸长时，压轮座向着模具架的轴孔内侧移动，对管材进行挤压，各个模具顶紧件的顶杆同步伸长，对管材挤压成型，所述的模具架的轴孔与管材牵引组件的管材端部夹紧件的高度相对应，使管材端部夹紧件拖动管材水平移动时，管材水平通过模具架的轴孔，使压轮均匀作用于管材外壁。

进一步的方案是：所述的传动机构为丝杆机构或齿轮齿条机构，如果为丝杆机构，则驱动电机固定设置在支架上，在支架上设有丝杆架，丝杆与丝杆架转动配合，驱动电机的输出轴与丝杆固定连接，与丝杆配合的螺母座固定设置在移动座上，通过丝杆的转动带动移动座相对支架水平移动；如果传动机构为齿轮齿条机构，则齿条固定设置在支架的顶部，驱动电机固定设置在移动座上，驱动电机的输出轴与齿轮轴固定连接，齿轮与齿条啮合，驱动电机带动齿轮转动，通过齿轮与齿条的传动实现移动座的水平移动。

进一步的方案是：所述的管材端部夹紧件为或液压卡盘。

进一步的方案是：所述的管材端部夹紧件包括固定座、管套和管套顶紧件，管套顶紧件与所述的移动座固定连接，管套顶紧件为气缸或液压缸，管套顶紧件至少有两组，管套顶紧件与固定座固定连接，管套为分瓣式的管套，管套的内壁弧度与管材的外形弧度相对应，管套的分瓣数与管套顶紧件的数量相同，管套顶紧件的推杆与对应的管套固定连接。

进一步的方案是：在所述的模具架的轴孔上远离管材端部夹紧件的一侧设有对管材支撑的滑套，该滑套的内孔直径略大于管材的直径。

进一步的方案是：所述的管材牵引组件的支架旁设有卸料组件，管材完成挤压成型加工后，通过卸料组件将管材从支架上推送到支架的成品料架上，所述的卸料组件包括气缸支架、气缸和三角推板，气缸的缸体固定在气缸支架上，气缸的推杆与三角推板固定连接，气缸支架固定在管材牵引组件的支架上，三角推板向着管材牵引组件的支架设置。

本实用新型的另一个目的在于提供一种利用上述的换热管生产设备生产的换热管。

一种利用上述的高效型换热管生产装置生产的换热管，其包括管体，在管体的两端部设有圆柱形直管区，管体的中部壁面上均匀分布有若干道凹槽，凹槽的深度为0.3mm-1.0mm，凹槽的两侧为弧形凸起，凹槽和弧形凸起在管体的中部壁面上交替分布，凹槽底部的曲率半径远小于弧形凸起处的曲率半径，使凹槽处的圆周角度数为2°-5°，弧形凸起部的圆周角度数为35°-38°。

进一步的方案是：所述的管体表面整体都经过粗糙工艺处理，使管体外表面形成粗糙结构。

本实用新型具有积极的效果：本实用新型的高效型换热管生产装置，能实现梅花形换热管的自动化生产，能显著提升梅花形散热管的生产效率，而且采用气缸或液压缸控制模具的挤压深度，能提升梅花管的加工精度，避免残次品的产生，同时，采用本实用新型的生产装置生产的梅花管，凹槽部位的占比远小于弧形凸起部位，因为散热时主要通过弧形凸起部位进行热辐射，所以通过这种设计，能大幅度提升换热管的换热效率。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为管材挤压组件的结构示意图；

图3为图2中的a部的局部放大示意图；

图4为管材牵引组件的侧视图；

图5为换热管的机构示意图；

图6为换热管的截面示意图；

其中，管材牵引组件1，支架11，移动座12、驱动电机13，传动机构14，齿条141，齿轮142，管材端部夹紧件15，管套151，管套顶紧件152，卸料组件16，气缸支架161，气缸162，三角推板163，管材挤压组件2，底座21，模具架22，模具23，压轮231，压轮轴232，压轮座233，轴承234，压齿235，模具顶紧件24，滑套25，管体3，圆柱形直管区31，凹槽32，弧形凸起33。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例提供高效型换热管生产装置，如图1-6所示，其包括管材牵引组件1和管材挤压组件2。

管材牵引组件1用于对管材的端部进行牵引，使管材以一定的速度通过管材挤压组件2，已完成对管材的挤压成型，制成所需的梅花形换热管。管材牵引组件1包括支架11、移动座12、驱动电机13、传动机构14和管材端部夹紧件15。

因为管材具有一定的长度，所以，为了使管材的待加工部位都能通过管材挤压组件2，支架11必须具有一定的长度，因而，该支架11包括多根立柱、设置在立柱之间的若干根纵向杆以及设置在立柱顶部的横梁，为了便于移动座的滑动，在横梁上设有导轨，移动座与导轨滑动配合。

驱动电机13为步进电机或伺服电机或其他电机。驱动电机13的输出轴带动传动机构14动作，进而带动移动座12沿着支架11水平位移，使管材匀速通过管材挤压组件2的挤压模具，将管材挤压成型。

传动机构14为丝杆机构或齿轮齿条机构，如果为丝杆机构，则驱动电机13固定设置在支架11上，在支架11上设有丝杆架，丝杆与丝杆架转动配合，驱动电机13的输出轴与丝杆固定连接，与丝杆配合的螺母座固定设置在移动座上，通过丝杆的转动带动移动座相对支架水平移动；如果传动机构为齿轮齿条机构，则齿条141固定设置在支架11的顶部，驱动电机13固定设置在移动座12上，驱动电机13的输出轴与齿轮轴固定连接，齿轮142与齿条141啮合，驱动电机13带动齿轮142转动，通过齿轮142与齿条141的传动实现移动座12的水平移动。

管材端部夹紧件15为气动卡盘或液压卡盘或者为气动或液动的管套。气动卡盘或液压卡盘可以选用两爪卡盘或三爪卡盘。如果管材端部夹紧件15选用气动或液动的管套，其结构包括管套151和管套顶紧件152，管套顶紧件152与所述的移动座12固定连接，管套顶紧件152为气缸或液压缸，管套顶紧件152至少有两组，在附图2中，管套顶紧件152选用了两组，相应的管套151为两瓣的管套，管套151的内壁弧度与管材的外形弧度相对应，管套顶紧件152的推杆与对应的管套151固定连接。

管材挤压组件2包括底座21、模具架22、模具23和模具顶紧件24。

底座21的作用在于使管材挤压组件的模具23与管材端部夹紧件15的高度一致，使管材在管材牵引组件1的作用下水平移动，以保障管材挤压组件2对管材的挤压成型的精度。

模具架22用于模具23和模具顶紧件24的固定。在附图1中，模具架22的形状选用六边形结构，在实际应用中，也可以选用圆形或其他形状的模具架。模具架22固定设置在底座21的顶部。模具架22的中部设有轴孔，模具架22的轴孔与管材牵引组件1的管材端部夹紧件15的高度相对应，使管材端部夹紧件1拖动管材水平移动时，管材水平通过模具架的轴孔，使压轮均匀作用于管材外壁。

在模具架22上设有至少三组模具，在附图1中上设置了三组模具，模具23数量根据散热管的形状设计要求进行设置，模具23包括压轮231、压轮轴232、压轮座233和轴承234，压轮轴232设置在压轮231的两端中心轴线处，轴承234设置在压轮座233上，压轮轴232与轴承234转动配合，压轮231的外周面上设有弧形凹槽，该弧形凹槽的弧度与管材的弧度相适应，在弧形凹槽内分布有若干条压齿235，压轮231的轴向与模具架22的轴孔的方向垂直设置，模具架22上等间距分布有与模具23数量相同的通孔，该通孔的形状与压轮座233的尺寸相对应，所述的模具顶紧件24的数量与模具23的数量相同，模具顶紧件24固定设置在模具架22的外部，并位于通孔处，模具顶紧件24的顶杆穿过该通孔与压轮座233固定连接，模具顶紧件24的顶杆伸长时，压轮座233向着模具架22的轴孔内侧移动，对管材进行挤压，各个模具顶紧件24的顶杆同步伸长，对管材挤压成型。

在上述实施例中：在所述的模具架22的轴孔上远离管材端部夹紧件15的一侧设有对管材支撑的滑套25，该滑套25的内孔直径略大于管材的直径。

在上述实施例中：所述的管材牵引组件1的支架旁设有卸料组件16，管材完成挤压成型加工后，通过卸料组件16将管材从支架11上推送到支架11的成品料架上，所述的卸料组件16包括气缸支架161、气缸162和三角推板163，气缸162的缸体固定在气缸支架161上，气缸162的推杆与三角推板163固定连接，气缸支架161固定在管材牵引组件1的支架11上，三角推板163向着管材牵引组件1的支架11设置。

一种利用上述的换热管生产设备生产的换热管，其包括管体3，在管体3的两端部设有圆柱形直管区31，管体3的中部壁面上均匀分布有若干道凹槽32，凹槽32的深度为0.3mm-1.0mm，凹槽32的两侧为弧形凸起33，凹槽32和弧形凸起33在管体3的中部壁面上交替分布，凹槽32底部的曲率半径远小于弧形凸起33处的曲率半径，使凹槽32处的圆周角度数为2°-5°，弧形凸起部33的圆周角度数为35°-38°。

在本实施例中：所述的管体3表面整体都经过粗糙工艺处理，使管体3外表面形成粗糙结构，更便于导热液体的通过。粗糙处理工艺为钝化工艺、喷砂工艺或酸洗工艺。

在本实施例中：管体3为金属材料或合金材料制成的管体。

本实用新型的高效型换热管生产装置在生产时，先将管材挤压组件2的模具顶紧件24的顶杆收缩，使模具23从轴孔中收缩，然后将管材的一端穿过管材挤压组件2的模具架22的轴孔，与管材牵引组件1的管材端部夹紧件15固定连接，然后使管材挤压组件2的模具顶紧件25的顶杆顶出，使模具23压紧管材，并向管材施加一定的压力，使管材被压部位变形，形成所需的花瓣形，然后管材牵引组件1的电机启动，带动移动座12沿着支架11移动，牵引管材匀速通过模具23，在管材通过模具23时，模具23的压轮231转动，压轮231外周的压齿235作用于管材表面，使管材发生变形，压齿235作用的部位形成凹槽32，而压齿235之间的部分形成弧形凸起33，因为三个模具周向均匀分布，所以通过这种设置，能将在管材表面上加工出等间距的凹槽32和弧形凸起33。因为本实用新型采用压齿对管件进行加工，所以，凹槽32的曲率半径远小于弧形凸起33处的曲率半径，且凹槽32部位的圆心角度数远小于弧形凸起33的圆心角度数，即弧形凸起33部分的表面积远大于凹槽32部分的表面积，换热管的热交换效率得到明显的提升。本实用新型的高效型换热管生产装置，能实现梅花形换热管的自动化生产，能显著提升梅花形散热管的生产效率，而且采用气缸或液压缸控制模具的挤压深度，能提升梅花管的加工精度，避免残次品的产生。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。