[发明专利]一种管壳式换热器用螺旋折流板管孔的加工方法

说明书

本发明涉及一种管壳式样换热器用螺旋折流板管孔的加工方法，属于化工设备领域，其特征在于：包括控制系统、螺旋折流板、开孔装置、开孔定位装置、螺旋折流板支撑定位装置，控制系统控制开孔装置的工作状态和开孔定位装置的位置状态；开孔装置的加工部件固定在开孔定制装置上。螺旋折流板的扫掠角度为90~360度。螺旋折流板一次完成开孔，或者分两次开孔，即第一次先加工螺旋折流板上的不小于扫掠角度1/2范围内的螺旋面上的管孔，然后翻转螺旋折流板，再加工剩余管孔。

技术领域

本发明涉及一种管壳式样换热器用螺旋折流板管孔的加工方法，属于化工设备领域。

背景技术

弓形折流板是管壳式换热器中应用最普遍的折流板，其成形简单、开孔容易，但是由于壳程压降大、有流动滞死区、易结垢、传热效率等缺陷，近年来逐渐被螺旋折流板所取代。螺旋折流板可分为连续螺旋折流板和非连续螺旋折流板，其区别在于连续螺旋折流板为标准的螺旋曲面，而非连续螺旋折流板一般由若干个1/4的扇形平面板替代曲面相间连接，形成与主轴线成一定角度的近似螺旋平面。不论是连续螺旋折流板，还是非连续螺旋折流板，都需要在板上开很多孔，用于固定换热管。对于传统的弓形折流板而言，由于其是一个平面，而且孔的法线与主轴线平行，因此开孔方向与板面垂直即可。对于非螺旋折流板而言，虽然折流板是平面的，但是其孔的法线与轴线存在一定角度，因此开孔方向必须与板面也成相应角度；对于连续螺旋折流板，折流板是曲面的，其每个孔的法线与轴线存在不同的角度，开孔方向需要根据所在曲面的曲率确定，因此常规方法不能实现开孔。

专利号为ZL 2005100430335公开的一种连续螺旋折流板管壳式换热器的专利中，具体实施方式的加工方法一中提供了一种利用锻压模具和打孔模具制造螺旋板的方法，此种实施方式的最大不足是锻压模具和打孔模具的适应能力较差，无法满足多种规格折流板的加工；此专利具体实施方式的加工方法二中提供了一种利用拉片夹具制造螺旋板的方法，此方法需要在圆环片子上裁掉一个小扇形，而且选材时要保证圆环片子的内径、外径都大于成形后的螺旋片的内外径，拉制好的螺旋片需要后续敲打处理，使相邻片子的表面尽量贴合，此种实施方式的最大不足是加工精度差、工序复杂、不确定因素过多，无法保证螺旋板的质量的稳定性，不易实现工业化生产。

公开号为CN 110091082 A公开的一种螺旋折流板管孔的加工方法的专利中，利用控制系统、旋转驱动装置、开孔装置和支撑定位装置对连续螺旋折流板进行开孔。此种加工方法存在两个问题，一是涉及到加工设备中多个机构的协调运动和综合控制，精度要求极高、控制系统复杂，实际实施难度较大，二是开孔装置外形尺寸较大，无法深入到小螺距的螺旋折流板内进行加工。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种管壳式样换热器用螺旋折流板管孔的加工方法，该方法能够以较低成本、简单工序实现螺旋折流板管孔的加工。本发明解决技术问题的技术方案是：一种管壳式样换热器用螺旋折流板管孔的加工方法，其特征在于：包括控制系统1、螺旋折流板2、开孔装置3、开孔定位装置4、螺旋折流板支撑定位装置5，控制系统1控制开孔装置3的工作状态和开孔定位装置4的位置状态；开孔装置3的加工部件固定在开孔定制装置4上。螺旋折流板2的扫掠角度为90~360度。螺旋折流板2一次完成开孔，或者分两次开孔，即第一次先加工螺旋折流板2上的不小于扫掠角度1/2范围内的螺旋面上的管孔，然后翻转螺旋折流板2，再加工螺旋折流板2的螺旋面上的剩余管孔。开孔装置4可以采用激光切割方式，或钻孔方式，或等离子切割方式，或高压水射流切割方式，或线切割方式。开孔装置4的开孔方向与螺旋折流板2的轴线方向平行。螺旋折流板2的厚度在2~30mm之间，螺旋板片的外径在100~2000mm之间。螺旋折流板2的管孔直径不小于10mm，且不大于57mm。

附图说明

图1是翻转前螺旋折流板管孔加工示意图。

图2 是翻转后螺旋折流板管孔加工示意图。

附图标记：1-控制系统，2-螺旋折流板，3-开孔装置，4-开孔定位装置，5-螺旋折流板支撑定位装置。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。将需要开孔的螺旋折流板固定在螺旋折流板支撑定位装置上，确保开孔装置和螺旋折流板的旋转轴线均垂直于开孔定位装置的基准平面。通过控制系统移动开孔定位装置，在移动过程中确定空间坐标点，当与预设值一致时，启动开孔装置进行开孔，开孔定位装置微调开孔装置位置，完成开孔作业，停止开孔装置。开孔完毕后控制系统再次移动开孔定位装置，到达下一个与预设值一致的空间坐标点进行开孔作业。如此周期性循环，直到完成所有开孔。当螺旋折流板的旋转角度大于180度时，开孔装置在运行过程中易与螺旋折流板发生干涉，可以分两次开孔，即第一次先加工螺旋折流板螺旋面上的旋转角度的1/2范围内的管孔，然后翻转螺旋折流板，确保翻转后的螺旋折流板的旋转轴线与翻转前的螺旋折流板的旋转轴线重合，再加工螺旋折流板螺旋面上剩余的管孔。开孔装置可以根据需要选用激光切割、钻孔、离子切割、高压水射流切割、线切割等设备。螺旋旋转角度超过360度的连续螺旋折流板分解为多块螺旋旋转角度不超过360度的螺旋折流板再进行加工。