塑料管板连接密封用工具、管板连接的方法及气气换热器与流程

本发明属于塑料管板连接密封方法及气气换热器技术领域，尤其涉及一种塑料管板连接密封用工具及用该工具进行管板连接的方法。

背景技术：

塑料材料因抗腐蚀性能强、抗酸碱、耐老化等特性，被广泛应用在各个领域。在塑料管与塑料板连接密封，塑料管与塑料管连接密封等等连接形式，是制作各种换热设备、液体储存设备等等重要的核心工艺。金属板和金属管密封连接常常采用焊接、铆接、胀接、粘接等形式，足够的机械强度完全解决不同材质的热涨系数。塑料管与金属管密封连接也可采用铆接、胀接或粘接。足够的机械强度可以克服塑料管或板的热涨。在采用塑料管与塑料板密封连接，尤其是应用在环境温度相差极大的情况下，必须考虑材料的热涨系数，焊接、胀接、铆接等传统工艺就无法满足设备的正常使用，出现变形、撕裂，各种工质出现泄漏。

技术实现要素：

本发明要解决的第一个技术问题就是提供一种结构简单、密封效果好、不会出现变形、撕裂的塑料管板连接密封用工具。

为解决上述问题，本发明塑料管板连接密封用工具采用的技术方案为：包括带有通孔的支撑架和多个扩孔锥，所述通孔的位置与塑料板上的开口位置对应，所述通孔的内径略大于塑料管的外径，在所述支撑架周边设置有紧固机构，所述扩孔锥包括圆台型的锥头、与塑料管外径直径相等的圆柱型的锥身和与塑料管内径相等的圆柱形锥尾，在所述锥头外侧面设置有直径刻度线。

其附加技术特征为：

所述锥头的锥度为1：3-1：1；

所述锥头的大头直径与小头直径之比为1：5-1：4；

在所述直径刻度线上标注对应位置的直径数值。

本发明解决的第二个技术问题就是提供一种使用上述塑料管板连接密封用工具进行管板密封连接的方法。

为解决上述问题，本发明使用上述塑料管板连接密封用工具进行管板密封连接的方法采用的技术方案为：

第一步，将塑料板固定在支撑架上

将塑料板通过紧固机构固定在支撑架上；

第二步，钻孔

在塑料板上钻承接孔，承接孔的直径与塑料管外径的比为1：5-1：2；

第三步，扩孔

用加热机构对塑料板上的承接孔加热，温度接近软化点，将扩孔锥慢慢垂直插入承接孔，慢慢下压扩孔锥，直至扩孔后的承接孔的直径达到塑料管外径的1/9-1/8，停止下压扩孔锥，在承接孔周边形成翻边，继续采用同样方法在塑料板上扩其他的承接孔，直至全部扩完，自然冷却至常温；

第四步，继续扩孔，同时将塑料管插入塑料板上的孔内

再次将塑料板上的承接孔加热至软化点，将塑料管套在锥尾上，使塑料管的前端抵在锥身后方，用塑料管推动扩孔锥穿过塑料板后，扩孔锥从塑料管中脱离，塑料管端部穿过塑料板，继续下推塑料管，使塑料管的端部伸出塑料板一段距离，继续采用同样方法将塑料管穿入塑料板上对应的承接孔中，直至全部扩完，自然冷却至常温。

作为本方法的进一步改进：该方法包括下列步骤：

第一步，查找材料的热涨系数

根据材料特性参数表，查找并记录上塑料管和塑料板的材料的热涨系数参照数值；

第二步，将塑料板固定在支撑架上

将塑料板通过紧固机构固定在支撑架上；

第三步，钻孔

根据塑料板和塑料管的热涨系数参照数值，计算塑料板和塑料管的热涨系数参照数值和，在塑料板上钻承接孔，当7≦热涨系数参照数值和<9时，承接孔的直径与塑料管外径的比为1：5-1：4；当9≦热涨系数参照数值和<11时，承接孔的直径与塑料管外径的比为1：4-1：3；当11≦热涨系数参照数值和<14时，承接孔的直径与塑料管外径的比为1：3-1：2；

第四步，扩孔

用加热机构对塑料板上的承接孔加热，温度接近软化点，将扩孔锥慢慢垂直插入承接孔，慢慢下压扩孔锥，直至扩孔后的承接孔的直径达到塑料管外径的1/9-1/8，停止下压扩孔锥，在承接孔周边形成翻边，继续采用同样方法在塑料板上扩其他的承接孔，直至全部扩完，自然冷却至常温；

第五步，继续扩孔，同时将塑料管插入塑料板上的孔内

再次将塑料板上的承接孔加热至软化点，将塑料管套在锥尾上，使塑料管的前端抵在锥身后方，用塑料管推动扩孔锥穿过塑料板后，扩孔锥从塑料管中脱离，塑料管端部穿过塑料板，继续下推塑料管，使塑料管的端部伸出塑料板一段距离，继续采用同样方法将塑料管穿入塑料板上对应的承接孔中，直至全部扩完，自然冷却至常温；

作为本方法的进一步改进：该方法包括下列步骤：第一步，查找材料的热涨系数

根据材料特性参数表，查找并记录上塑料管和塑料板的材料的热涨系数参照数值；

第二步，依据设备使用的环境温度，在马弗炉中做实验，测得热涨系数精准数值；

第三步，将塑料板固定在支撑架上

将塑料板通过紧固机构固定在支撑架上；

第四步，钻孔

根据塑料板和塑料管的热涨系数精准数值，计算塑料板和塑料管的热涨系数精准数值和，在塑料板上钻承接孔，当7≦热涨系数精准数值和<9时，承接孔的直径与塑料管外径的比为1：5-1：4；当9≦热涨系数精准数值和<11时，承接孔的直径与塑料管外径的比为1：4-1：3；当11≦热涨系数精准数值和<14时，承接孔的直径与塑料管外径的比为1：3-1：2；

第五步，扩孔

用加热机构对塑料板上的承接孔加热，温度接近软化点，将扩孔锥慢慢垂直插入承接孔，慢慢下压扩孔锥，直至扩孔后的承接孔的直径达到塑料管外径的1/9-1/8，停止下压扩孔锥，在承接孔周边形成翻边，继续采用同样方法在塑料板上扩其他的承接孔，直至全部扩完，自然冷却至常温；

第六步，继续扩孔，同时将塑料管插入塑料板上的孔内

再次将塑料板上的承接孔加热至软化点，将塑料管套在锥尾上，使塑料管的前端抵在锥身后方，用塑料管推动扩孔锥穿过塑料板后，扩孔锥从塑料管中脱离，塑料管端部穿过塑料板，继续下推塑料管，使塑料管的端部伸出塑料板一段距离，继续采用同样方法将塑料管穿入塑料板上对应的承接孔中，直至全部扩完，自然冷却至常温。

本发明解决的第三个技术问题就是提供一种使用上述塑料管板密封连接方法制备的气气换热器。

为解决上述问题，本发明气气换热器采用的技术方案为：包括壳体、热气通道和热交换通道，所述热气通道包括位于两端的第一端板和第二端板及连接在所述第一端板和第二端板之间的换热管，所述第一端板与所述换热管端部固定连接，其特征在于：在所述第二端板上设置周边带有外翻边的承接孔，所述换热管插入所述承接孔中，所述换热管端部伸出所述第二端板。

其附加技术特征为：所述换热管端部伸出所述第二端板8-15厘米。

本发明所提供的塑料管板连接密封用工具及使用上述塑料管板连接密封用工具进行管板密封连接的方法与现有技术相比，具有以下优点：其一，由于包括带有通孔的支撑架和扩孔锥，所述通孔的位置与塑料板上的开口位置对应，所述通孔的内径略大于塑料管的外径，在所述支撑架周边设置有紧固机构，所述扩孔锥包括圆台型的锥头、与塑料管外径直径相等的圆柱型的锥身和与塑料管内径相等的圆柱形锥尾，在所述锥头外侧面设置有直径刻度线，使用上述塑料管板连接密封用工具进行管板密封连接的方法包括下列步骤：将塑料板通过紧固机构固定在支撑架上；在塑料板上钻承接孔，承接孔的直径与塑料管外径的比为1：5-1：2；用加热机构对塑料板上的承接孔加热，温度接近软化点，将扩孔锥慢慢垂直插入承接孔，慢慢下压扩孔锥，直至扩孔后的承接孔的直径达到塑料管外径的1/9-1/8，停止下压扩孔锥，在承接孔周边形成翻边，继续采用同样方法在塑料板上扩其他的承接孔，直至全部扩完，自然冷却至常温；再次将塑料板上的承接孔加热至软化点，将塑料管套在锥尾上，使塑料管的前端抵在锥身后方，用塑料管推动扩孔锥穿过塑料板后，扩孔锥从塑料管中脱离，塑料管端部穿过塑料板，继续下推塑料管，使塑料管的端部伸出塑料板一段距离，继续采用同样方法将塑料管穿入塑料板上对应的承接孔中，直至全部扩完，自然冷却至常温，首先通过钻小孔，然后再加热方式使承接孔周边的板材向外侧翻边，冷却后，再次扩孔并将塑料管插入承接孔中，再次冷却后，塑料管就与塑料板密封地连接在一起，在高温的工作环境中，由于塑料板和塑料管都具有热涨冷缩特性，在高温下因热胀冷缩塑料板中的承接孔的直径会缩小，因热涨冷缩塑料管的直径变大，密封性更好，而且塑料管在高温下其轴向长度也会变长，因承接孔周边带有翻边，塑料板与塑料管接合处为圆滑面，在温度变化较大时，塑料管可以在塑料板中沿塑料管轴向方向移动，不会因塑料管沿轴向方向伸缩造成塑料板损伤，而且在塑料管在塑料板中移动时不会对塑料管划伤；

其二，由于所述锥头的锥度为1：3-1：1；所述锥头的大头直径与小头直径之比为1：5-1：4；可以根据材料的热涨系数的不同，采用不同锥度的扩孔锥进行扩孔，适用范围更广；

其三，由于在所述直径刻度线上标注对应位置的直径数值，在下压扩孔锥时，可以根据直径刻度线上标准的直径数值来决定扩孔锥第一次扩孔时下压的深度；

其四，在钻孔前，根据材料特性参数表，查找并记录上塑料管和塑料板的材料的热涨系数参照数值；将塑料板通过紧固机构固定在支撑架上；然后根据塑料板和塑料管的热涨系数精准数值，计算塑料板和塑料管的热涨系数精准数值和，在塑料板上钻承接孔，当7≦热涨系数精准数值和<9时，承接孔的直径与塑料管外径的比为1：5-1：4；当9≦热涨系数精准数值和<11时，承接孔的直径与塑料管外径的比为1：4-1：3；当11≦热涨系数精准数值和<14时，承接孔的直径与塑料管外径的比为1：3-1：2；这样，可以根据材料的热涨系数决定承接孔第一次钻孔时的直径的大小，可以有效避免在扩孔时承接孔处的塑料板因热胀冷缩而造成边缘撕裂；

其五，在钻孔前，依据设备使用的环境温度，在马弗炉中做实验，测得热涨系数精准数值；将塑料板通过紧固机构固定在支撑架上；根据塑料板和塑料管的热涨系数精准数值，计算塑料板和塑料管的热涨系数精准数值和，在塑料板上钻承接孔，当7≦热涨系数精准数值和<9时，承接孔的直径与塑料管外径的比为1：5-1：4；当9≦热涨系数精准数值和<11时，承接孔的直径与塑料管外径的比为1：4-1：3；当11≦热涨系数精准数值和<14时，承接孔的直径与塑料管外径的比为1：3-1：2；这样，更准确地根据材料的热涨系数决定承接孔第一次钻孔时的直径的大小，可以有效避免在扩孔时承接孔处的塑料板因热胀冷缩而造成边缘撕裂。

本发明提供的气气换热器与现有技术相比，具有以下优点：其一，由于包括壳体、热气通道和热交换通道，所述热气通道包括位于两端的第一端板和第二端板及连接在所述第一端板和第二端板之间的换热管，所述第一端板与所述换热管端部固定连接，在所述第二端板上设置周边带有外翻边的承接孔，所述换热管插入所述承接孔中，所述换热管端部伸出所述第二端板，在进行气气交换时，由于工作环境的温度高，在温度升高时，第二端板因热胀冷缩而使得承接孔的直径变小，换热管因热胀冷缩使得换热管外径增大，密封效果更好，而且在换热管因热胀冷缩沿轴向伸长时，换热管可以在第二端板上的承接孔中移动，避免了两端固定的热气管因热涨冷缩造成拉断或变细，造成热气泄漏或者热气阻力增大；其二，由于换热管端部伸出所述第二端板8-15厘米，避免了因换热管的热胀冷缩造成换热管从第二端板上的承接管中脱出。

附图说明

图1为塑料管板连接密封用工具的结构示意图；

图2为扩孔锥的结构示意图；

图3为塑料管板连接处的结构示意图；

图4为气气换热器的结构示意图；

图5为图4的a-a剖面图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明塑料管板连接密封用工具的结构和使用原理、使用该塑料管板连接密封用工具进行管板连接的方法以及使用该管板连接板制成的气气换热器的结构和使用原理做进一步详细说明。

如图1和图2所示，为塑料管板连接密封用工具的结构示意图。如图3为塑料管板连接处的结构示意图；塑料管板连接密封用工具包括带有通孔1的支撑架2和多个扩孔锥3，通孔1的位置与塑料板5上的开口位置对应，通孔1的内径略大于塑料管6的外径，在支撑架2周边设置有紧固机构4，扩孔锥3包括圆台型的锥头31、与塑料管6外径直径相等的圆柱型的锥身32和与塑料6管内径相等的圆柱形锥尾33，在锥头31外侧面设置有直径刻度线34。首先通过钻小孔，然后再加热方式使承接孔7周边的板材向外侧翻边，冷却后，再次扩孔并将塑料管插入承接孔7中，再次冷却后，塑料管6就与塑料板5密封地连接在一起，在高温的工作环境中，由于塑料板5和塑料管6都具有热涨冷缩特性，在高温下因热胀冷缩塑料板中的承接孔的直径会缩小，因热涨冷缩塑料管的直径变大，密封性更好，而且塑料管在高温下其轴向长度也会变长，因承接孔周边带有翻边，塑料板与塑料管接合处为圆滑面，在温度变化较大时，塑料管可以在塑料板中沿塑料管轴向方向移动，不会因塑料管沿轴向方向伸缩造成塑料板损伤，而且在塑料管在塑料板中移动时不会对塑料管划伤。

锥头31的锥度为1：3-1：1；锥头31的大头直径与小头直径之比为1：5-1：4；可以根据材料的热涨系数的不同，采用不同锥度的扩孔锥进行扩孔，适用范围更广；

在所述直径刻度线上标注对应位置的直径数值，在下压扩孔锥时，可以根据直径刻度线上标准的直径数值来决定扩孔锥第一次扩孔时下压的深度。

使用上述塑料管板连接密封用工具进行管板密封连接的方法，该方法包括以下步骤：

第一步，将塑料板固定在支撑架上

将塑料板5通过紧固机构4固定在支撑架2上；

第二步，钻孔

在塑料板5上钻承接孔7，承接孔的直径与塑料管外径的比为1：5-1：2；

第三步，扩孔

用加热机构对塑料板5上的承接孔加热，温度接近软化点，将扩孔锥慢慢垂直插入承接孔，慢慢下压扩孔锥3，直至扩孔后的承接孔的直径达到塑料管外径的1/9-1/8，停止下压扩孔锥3，在承接孔7周边形成翻边，继续采用同样方法在塑料板上扩其他的承接孔，直至全部扩完，自然冷却至常温；

第四步，继续扩孔，同时将塑料管插入塑料板上的孔内

再次将塑料板上的承接孔7加热至软化点，将塑料管6套在锥尾33上，使塑料管6的前端抵在锥身32后方，用塑料管推动扩孔锥穿过塑料板后，扩孔锥从塑料管中脱离，塑料管端部穿过塑料板，继续下推塑料管，使塑料管的端部伸出塑料板一段距离，继续采用同样方法将塑料管穿入塑料板上对应的承接孔中，直至全部扩完，自然冷却至常温。

作为本方法的进一步改进：该方法包括下列步骤：

第一步，查找材料的热涨系数

根据材料特性参数表，查找并记录上塑料管和塑料板的材料的热涨系数参照数值；

第二步，将塑料板固定在支撑架上

将塑料板通过紧固机构固定在支撑架上；

第三步，钻孔

根据塑料板和塑料管的热涨系数参照数值，计算塑料板和塑料管的热涨系数参照数值和，在塑料板上钻承接孔，当7≦热涨系数参照数值和<9时，承接孔的直径与塑料管外径的比为1：5-1：4；当9≦热涨系数参照数值和<11时，承接孔的直径与塑料管外径的比为1：4-1：3；当11≦热涨系数参照数值和<14时，承接孔的直径与塑料管外径的比为1：3-1：2；

第四步，扩孔

用加热机构对塑料板上的承接孔加热，温度接近软化点，将扩孔锥慢慢垂直插入承接孔，慢慢下压扩孔锥，直至扩孔后的承接孔的直径达到塑料管外径的1/9-1/8，停止下压扩孔锥，在承接孔周边形成翻边，继续采用同样方法在塑料板上扩其他的承接孔，直至全部扩完，自然冷却至常温；

第五步，继续扩孔，同时将塑料管插入塑料板上的孔内

再次将塑料板上的承接孔加热至软化点，将塑料管套在锥尾上，使塑料管的前端抵在锥身后方，用塑料管推动扩孔锥穿过塑料板后，扩孔锥从塑料管中脱离，塑料管端部穿过塑料板，继续下推塑料管，使塑料管的端部伸出塑料板一段距离，继续采用同样方法将塑料管穿入塑料板上对应的承接孔中，直至全部扩完，自然冷却至常温。

如果材料的热涨系数大，钻孔的直径就大一些，如果材料的热涨系数小，钻孔的直径就小一些，在扩孔时，不会造成翻边的撕裂。这样，可以根据材料的热涨系数决定承接孔第一次钻孔时的直径的大小，可以有效避免在扩孔时承接孔处的塑料板因热胀冷缩而造成边缘撕裂。

作为本方法的进一步改进：该方法包括下列步骤：

第一步，查找材料的热涨系数

根据材料特性参数表，查找并记录上塑料管和塑料板的材料的热涨系数参照数值；

第二步，依据设备使用的环境温度，在马弗炉中做实验，测得热涨系数精准数值；

第三步，将塑料板固定在支撑架上

将塑料板通过紧固机构固定在支撑架上；

第四步，钻孔

根据塑料板和塑料管的热涨系数精准数值，计算塑料板和塑料管的热涨系数精准数值和，在塑料板上钻承接孔，当7≦热涨系数精准数值和<9时，承接孔的直径与塑料管外径的比为1：5-1：4；当9≦热涨系数精准数值和<11时，承接孔的直径与塑料管外径的比为1：4-1：3；当11≦热涨系数精准数值和<14时，承接孔的直径与塑料管外径的比为1：3-1：2；

第五步，扩孔

用加热机构对塑料板上的承接孔加热，温度接近软化点，将扩孔锥慢慢垂直插入承接孔，慢慢下压扩孔锥，直至扩孔后的承接孔的直径达到塑料管外径的1/9-1/8，停止下压扩孔锥，在承接孔周边形成翻边，继续采用同样方法在塑料板上扩其他的承接孔，直至全部扩完，自然冷却至常温；

第六步，继续扩孔，同时将塑料管插入塑料板上的孔内

再次将塑料板上的承接孔加热至软化点，将塑料管套在锥尾上，使塑料管的前端抵在锥身后方，用塑料管推动扩孔锥穿过塑料板后，扩孔锥从塑料管中脱离，塑料管端部穿过塑料板，继续下推塑料管，使塑料管的端部伸出塑料板一段距离，继续采用同样方法将塑料管穿入塑料板上对应的承接孔中，直至全部扩完，自然冷却至常温。

如果材料的热涨系数大，钻孔的直径就大一些，如果材料的热涨系数小，钻孔的直径就小一些，在扩孔时，不会造成翻边的撕裂，这样，更准确地根据材料的热涨系数决定承接孔第一次钻孔时的直径的大小，可以有效避免在扩孔时承接孔处的塑料板因热胀冷缩而造成边缘撕裂。

如图4和图5所示，为气气换热器的结构示意图；气气换热器包括壳体11、热气通道12和热交换通道13，热气通道12包括位于两端的第一端板14和第二端板15及连接在第一端板14和第二端板15之间的换热管16，第一端板14与换热管16通过紧固环17固定连接，在第二端板15上设置周边带有外翻边19的承接孔18，换热管16插入承接孔18中，换热管16的端部伸出第二端板15，在进行气气交换时，由于工作环境的温度高，在温度升高时，第二端板15因热胀冷缩而使得承接孔18的直径变小，换热管16因热胀冷缩使得换热管外径增大，密封效果更好，而且在换热管16因热胀冷缩沿轴向伸长时，换热管可以在第二端板上的承接孔中移动，避免了两端固定的热气管因热涨冷缩造成拉断或变细，造成热气泄漏或者热气阻力增大。

换热管16端部伸出所述第二端板8-15厘米，避免了因换热管的热胀冷缩造成换热管从第二端板上的承接管中脱出。

本发明的保护范围不仅仅局限于上述实施例，只要结构与本发明塑料管板连接密封用工具的结构相同或相似，或者管板连接的方法与管板连接的方法相同或相似，或者结构与本发明气气换热器的结构相同或相似，就落在本发明保护的范围。