[发明专利]一种螺旋折流板换热器扇形折流板的加工方法

摘要

本发明公开一种螺旋折流板换热器扇形折流板的加工方法，首先按照螺旋折流板换热器的设计方案在换热器横截面上建立ξoη直角坐标系，确定扇形折流板各管孔和轮廓的投影位置坐标和尺寸；然后在原材料平板上表面建立xoy直角坐标系，其y轴与η轴重合，x轴与ξ轴的夹角等于扇形折流板的倾斜角，根据映射转换原理，扇形折流板各管孔和轮廓弧形边的切割线轨迹为椭圆或椭圆弧线段，所有y方向的长度尺寸都不变，而所有x方向的长度尺寸都等于ξ方向的长度尺寸除以倾斜角的余弦；由此确定扇形折流板各管孔和轮廓的切割线轨迹并利用激光切割机的倾斜激光光束切割。本发明方案加工扇形折流板尺寸精确，节省材料，缩短生产周期，有利于推广应用。

主权项

一种螺旋折流板换热器扇形折流板的加工方法，其特征在于，所述扇形折流板(1)在换热器横截面上投影的形状为准扇形，所述准扇形的轮廓由一段圆弧及两段直线线段构成，所述准扇形以三分之一或四分之一圆为基础，将准扇形的两段直线线段外移并使两段直线线段均位于换热器管排的间隔中，两段直线线段均平行于各自相邻的管排的中心连线，两段直线线段的一端分别与圆弧的起始点和终止点相接，两段直线线段的另一端相接并形成直线线段相交点，所述直线线段相交点位于以圆弧中点和圆弧的曲率中心为端点的直线线段延长线上，具体步骤如下：步骤1以准扇形的圆弧曲率中心为原点o、以圆弧中点和圆弧的曲率中心构成的直线为η轴，在换热器横截面上建立ξoη直角坐标系，根据螺旋折流板换热器既定的布管设计及结构设计方案，得到ξoη直角坐标系下的各个传热管孔和拉杆孔的圆心坐标和半径、准扇形的圆弧曲率中心及曲率半径和起、终点坐标，以及两条直线线段相交点坐标；步骤2取一原材料平板，将原材料平板装夹在激光切割机的工作台上，在原材料平板的上平面建立xoy直角坐标系，使xoy直角坐标系的原点o和纵坐标轴y与ξoη直角坐标系的原点o和纵坐标轴η重合，且xoy直角坐标系的横坐标轴与ξoη直角坐标系的横坐标轴夹角等于工作状态的扇形折流板(1)的倾斜角β，夹角指向符合螺旋折流板换热器的螺旋旋向要求，并将激光切割机激光光束(2)与原材料平板上表面法线方向的夹角调整为扇形折流板的倾斜角β，激光光束(2)垂直于ξoη直角坐标系平面；步骤3将ξoη直角坐标系下的各个传热管孔和拉杆孔的圆心坐标和半径、准扇形的圆弧曲率中心及曲率半径和起、终点坐标，以及直线线段相交点坐标向xoy直角坐标系映射，转化为xoy直角坐标系下的对应尺寸和位置坐标，得到：各个传热管孔和拉杆孔的圆被转变为椭圆，各个传热管椭圆孔(1‑1‑1)和拉杆椭圆孔(1‑1‑2)的椭圆中心横坐标x值分别等于各个传热管孔和拉杆孔圆的圆心横坐标ξ值除以倾斜角β的余弦，各个传热管椭圆孔(1‑1‑1)和拉杆椭圆孔(1‑1‑2)的椭圆中心纵坐标y值分别等于各个传热管孔和拉杆孔圆的圆心纵坐标η值；各个传热管椭圆孔(1‑1‑1)和拉杆椭圆孔(1‑1‑2)的椭圆半长轴分别等于各个传热管孔和拉杆孔圆的半径除以倾斜角β的余弦且长轴为x轴方向，各个传热管椭圆孔(1‑1‑1)和拉杆椭圆孔(1‑1‑2)的椭圆半短轴分别等于各个传热管孔和拉杆孔圆的半径且短轴为y轴方向；准扇形的圆弧被转化为一段椭圆弧(1‑2‑1)，对应于准扇形椭圆弧(1‑2‑1)的椭圆中心为原点o、其半长轴等于准扇形圆弧的曲率半径除以倾斜角β的余弦且长轴为x轴方向，其半短轴等于准扇形圆弧的曲率半径且短轴为y轴方向；准扇形椭圆弧(1‑2‑1)的起、终点的横坐标分别等于准扇形圆弧的起、终点的横坐标除以倾斜角β的余弦，准扇形椭圆弧(1‑2‑1)的起、终点的纵坐标分别等于准扇形圆弧的起、终点的纵坐标；xoy直角坐标系下两条直线线段(1‑2‑1)相交点坐标等于ξoη直角坐标系下直线线段相交点坐标；步骤4根据步骤3得到的xoy直角坐标系下的各个传热管椭圆孔(1‑1‑1)和拉杆椭圆孔(1‑1‑2)的椭圆圆心坐标和半长轴、半短轴，准扇形的椭圆弧(1‑2‑1)的椭圆中心坐标和起、终点坐标，椭圆的半长轴、半短轴，以及两条直线线段(1‑2‑2) 相交点坐标，在原材料平板的上表面上形成各个传热管椭圆孔(1‑1‑1)和拉杆椭圆孔(1‑1‑2)、准扇形的椭圆弧(1‑2‑1)及直线线段(1‑2‑2)的切割轨迹，最后，对原材料平板实施切割，得到螺旋折流板换热器的扇形折流板(1)。