[发明专利]用于形成椭圆形HVAC管道的设备和方法

说明书

本发明涉及一种用于形成空调系统的所有所需尺寸和厚度的椭圆形管道以及圆形管道的设备和方法，在一个连续操作中，两个驱动轧辊将扁平金属板推进到具有多位置的弯曲轧辊，弯曲轧辊可移动到不同曲率的弯曲位置和非弯曲位置。驱动轧辊使板材前进，而弯曲轧辊使板材弯曲以形成弯曲的侧边，并且弯曲轧辊在非弯曲位置形成椭圆形管道的平坦侧边。位置传感器检测金属平板在轧辊中的位置，以控制沿着金属板的位置，在这些位置中，在停止驱动轧辊的同时将弯曲轧辊移动到弯曲位置或非弯曲位置。

技术领域

本发明总体上涉及一种HVAC管道，并且更具体地涉及用于在一个连续循环中形成圆形和椭圆形HVAC管道的设备和方法，这些圆形和椭圆形HVAC管道可以替代HVAC行业中的矩形管道，目前矩形管道在空气分配系统的管道制造中仍占据着主导地位。

背景技术

在HVAC(供暖、通风和空调)行业中，空气通过管道穿过建筑物。通常，这些管道成形为其横截面呈矩形的管道，因为矩形管道的宽度和高度最适合为设计建筑师和工程师提供所需的空间，并且可以在小型工厂中以最小的机器和设备投资成本来制造。管道位于天花板和地板之间，其上方称为管道工作空间。管道的工作空间必须足够高，以适合所需的管道尺寸，以便将足够的空气流输送到建筑物中的各个房间。

矩形管道的宽度可以被制造成长于其高度，因此增大宽度可以使管道的垂直尺寸更短，并且管道的工作空间更小。然而，与圆形管道相比，矩形管道在使空气流动方面的效率相对较低。圆形管道比矩形管道更有效且制造和安装成本更低，并且与矩形管道相比更加不容易产生漏气，同样地，将在本文提出的机器中制造的椭圆形管道也是如此。圆形管道要求的管道工作空间高度最大，因为其直径在垂直和水平方向上均具有相同的尺寸。对于具有多个楼层的建筑物，圆形管道工作空间将要求为整栋建筑物增加许多额外的高度，即使对于单层建筑，建筑师也依然认为圆形管道所需的额外高度是不可接受的，因为可以使用其他解决方案，即用于建筑物的矩形管道或等效的椭圆形管道。

用于HVAC的空气分配系统的所有管道和其他组装件必须在参与每个项目的建筑设计的建筑师和工程师所提供的空间内进行设计、制造和安装。通常，此空间会受到限制，以使建筑物的高度不会超过建筑专业中确立的良好设计参数。

除了空气分配管道系统外，安装在建筑物内的所有公用设备都使用圆管进行这种分配。罗马帝国陷落后不久，城市中水分配系统不再采用方形或矩形配置。在输送流体的系统中采用矩形配置现仅存于HVAC行业中。

目前在HVAC行业中，制造和安装圆形管道是最经济的配置方式。同时，它的防漏性能也比矩形管道更佳。现在，设计工程师和建筑师们已经指出，利用椭圆形管道来替代无法适配管道工作空间的圆形管道。当前，椭圆形管道的制造是通过首先在第一台机器上生产圆形管道，然后使用第二台机器将该圆形管道拉伸以将其成形为椭圆形管道来完成的。形成椭圆形管道的第二台机器使用两个模具，每个模具具有椭圆形管道的所需曲率，因此对于待制造的不同尺寸的椭圆形管道，需要多个这些模具。但是，除非大量地加工，否则相比较矩形管道而言椭圆形管道的制造成本已是飞涨。而且，用于制造圆形管道、以及之后将圆形管道转变为适合设计建筑师和工程师提供的可用空间的椭圆形管道的设备，它们的成本也是非常高昂的。

造成这种明显异常的原因之一是需要以非常低的压力在整个建筑物中分配空调空气，然后以低速且无噪音的方式将其排放到空间中。空气分配的设计压力范围为1/2英寸至10英寸水标尺长度(water gage)。水和其他流体通常以60至150psi在圆管中移动，其压力为10英寸水标尺长度的165至410倍。因此，出于噪声考虑以及出于对身处空调区域的人员的舒适考虑，在小型管道中以高压在建筑物内部输送空气是不可接受的。小管道在高速且高压地运送空气时会产生高噪音，并且将空气从出口高速地排放到房间中，这些均会给身处在房间中的人们造成不适。因此，本行业在其空气分配系统中预期的任何改进都必须考虑到需要将空调空气低速且无噪音地排入到空间的需求。