專利名稱：一種雙壁螺旋波紋金屬管及其加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱交換部件，尤其涉及一種換熱器用的雙壁多頭螺旋波 紋金屬管及其加工方法。
背景技術(shù)：
隨著社會(huì)的發(fā)展，換熱器的應(yīng)用越來越廣泛，其形狀和材質(zhì)的變化也很 多。大部分的換熱器設(shè)備中的換熱管一般都采用普通的金屬管，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn) 單，加工比較方便，但是換熱效果較低，金屬消耗量大。也有的換熱器表面 采用滾花、螺紋、翅片、褶皺等各種強(qiáng)化表面來增強(qiáng)換熱效果的，但是加工 工藝相對(duì)復(fù)雜。而且現(xiàn)在的換熱管多是采用單層管，如中國(guó)專利申請(qǐng)"螺旋
波紋金屬管(CN2837760)"，單層的換熱管安全可靠性不是很好，有時(shí)候如果 管壁發(fā)生泄漏，管壁兩側(cè)參與熱交換的兩種工質(zhì)反竄，對(duì)于安全性要求較高 的行業(yè)，如醫(yī)藥行業(yè)、食品行業(yè)等會(huì)產(chǎn)生比較嚴(yán)重的后果，對(duì)人的身體健康 造成傷害。因此也有人申請(qǐng)了中國(guó)專利"波紋金屬管與高分子材料構(gòu)成的復(fù) 合管(CN2804541)"，它有金屬管和高分子材料層，所述金屬管帶有波紋，金 屬管的內(nèi)側(cè)和外側(cè)有高分子材料層，所述的金屬管與高分子材料層之間有粘 結(jié)劑層。金屬管帶有螺旋形波紋或環(huán)向波紋。這種復(fù)合管強(qiáng)度高，使用壽命 長(zhǎng)。但是由于金屬管與高分子材料層之間是粘結(jié)的，穩(wěn)定性不高，而且其主 要解決的是軸向彎曲時(shí)的管體所受的應(yīng)力，對(duì)換熱效率并沒有給與考慮。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要是提供了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，換熱效率高，經(jīng)久耐用，安全系數(shù) 高的雙壁螺旋波紋金屬管及其加工方法；解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的換熱器內(nèi)的 金屬管均是單層，安全系數(shù)低，換熱效率不高的技術(shù)問題。
本發(fā)明的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的 一種雙壁
螺旋波紋金屬管，所述的管體包括內(nèi)外兩層管體，所述的外管為螺旋波紋狀 管，所述的內(nèi)管為光管或者螺旋波紋管，所述的內(nèi)管管壁與外管管壁之間設(shè) 有間隙。螺旋波紋金屬管應(yīng)用在換熱器內(nèi)，釆用金屬制造不但秉承了原有的 換熱器耐高壓的有點(diǎn)，同時(shí)將金屬管的管壁制成雙層的，承壓能力大大提高， 換熱表面扭成螺旋波紋狀的強(qiáng)化表面，優(yōu)化了金屬管的表面結(jié)構(gòu)，增大了單 位長(zhǎng)度的換熱面積，提高了換熱系數(shù)。內(nèi)層管雖然貼緊外管，但是兩者之間 還是留有一定的空隙，如果內(nèi)層管壁破裂，發(fā)生泄漏，可通過儀器方便快捷 的檢測(cè)出來，并且外層管壁可以起到阻隔作用，阻止參與熱交換的兩種介質(zhì) 發(fā)生反竄，安全系數(shù)較高。內(nèi)管的形狀可以是光管或者波紋管，根據(jù)用戶的 使用要求不同而變化。
作為其中一種優(yōu)選，所述的內(nèi)管與外管均為螺旋波紋管，內(nèi)管與外管的 螺距、螺紋深度、螺紋切線與管體截面的夾角均相同。內(nèi)外兩層均波紋管， 螺紋的相關(guān)系數(shù)相同，方便同時(shí)加工，同時(shí)可以提高換熱的效果。
作為另一種優(yōu)選，所述的內(nèi)管為光管，外管為螺旋波紋管，內(nèi)管的外徑 不大于螺紋狀的外管的內(nèi)徑。光管加工簡(jiǎn)單，內(nèi)管外徑比外管的內(nèi)徑小，使 得兩種之間有間隙，可以方便檢測(cè)。
作為優(yōu)選，所述的內(nèi)管和外管的管壁之間的間距為0mm-15mm，所述的管 壁厚度為0.2mm-3. Omm。管壁越厚，內(nèi)外管壁之間的間距越大，從而使得加 工效果好，加工成品率高。管壁薄，使得波紋結(jié)構(gòu)應(yīng)力小，提高使用壽命。
作為優(yōu)選，所述的螺紋的切線與管體的橫截面的夾角a為15° -45° ， 管體的管徑范圍為06mm—cD80mm，螺紋的深度H為3mrn-12. 5mm，螺紋的頭 數(shù)為2—12頭?？紤]到管體材料的伸縮極限，螺距太小，容易造成管體的破 裂和變形，螺距太大，換熱面積相對(duì)減小，因此選用上述數(shù)據(jù)，在保證管體 的使用壽命的情況下盡量增大換熱面積，提高換熱效率。
作為優(yōu)選，所述的內(nèi)管和外管是采用相同的材質(zhì)，均采用銅、鈦、鋼、
不銹鋼、銅鎳合金材料制成的。
一種制造雙壁螺旋波紋金屬管的方法，先將待加工的外管套接在內(nèi)管外， 將兩層管的端部對(duì)齊，然后將套接好的管體通過扭管設(shè)備上的夾具將管材的 兩端固定，由扭管設(shè)備引導(dǎo)管體延機(jī)器的床身方向做直線運(yùn)動(dòng)，螺紋成形模 具沿管體的軸心轉(zhuǎn)動(dòng)，兩者同步進(jìn)行，待螺紋成形后，松開模具的夾頭，取 下螺紋管。內(nèi)外管壁是同時(shí)扭轉(zhuǎn)，使得工藝簡(jiǎn)單，同時(shí)可以保證內(nèi)壁與外壁 的螺旋參數(shù)相同，加工過程中內(nèi)外管壁無(wú)損傷，單層管壁薄，波紋結(jié)構(gòu)無(wú)應(yīng) 力。內(nèi)管是圓柱形光滑管時(shí)，更換端部的夾具，內(nèi)管不轉(zhuǎn)動(dòng)，不形成螺紋。 內(nèi)管是波紋管時(shí)，內(nèi)外管同時(shí)扭管和加工螺紋。
因此，本發(fā)明的一種雙壁螺旋波紋金屬管，具有下述特點(diǎn)換熱表面扭 成螺旋波紋狀的強(qiáng)化表面，優(yōu)化了金屬管的表面結(jié)構(gòu)，增大了單位長(zhǎng)度的換 熱面積；將管壁制成兩層，增強(qiáng)了承壓能力，同時(shí)在兩層之間留有一定的空 隙，在發(fā)生泄漏時(shí)，可方便的通過儀器檢測(cè)出來，并且外層可以起到一個(gè)阻 隔作用，阻止參與熱交換的兩種介質(zhì)發(fā)生反竄，提高了換熱器的安全系數(shù)和 使用壽命；內(nèi)外管同時(shí)加工，利用同一臺(tái)設(shè)備，加工工藝簡(jiǎn)單，同時(shí)保證了 在加工過程中內(nèi)外管壁無(wú)損傷，成品率高。


圖1是本發(fā)明的一種雙壁螺旋波紋金屬管的立體示意圖。 圖2是圖1的側(cè)視圖。
圖3是本發(fā)明的另一種雙壁螺旋波紋金屬管的立體示意圖。 圖4是圖3的側(cè)視圖。
圖5是本發(fā)明的一種螺旋波紋金屬管主視圖。
具體實(shí)施例方式
下面通過實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。
實(shí)施例1:
如圖1和2和5所示， 一種雙壁螺旋波紋金屬管，包括內(nèi)外兩層管體， 所述的內(nèi)管1和外管2均采用銅質(zhì)材料制成。內(nèi)管1和外管2均為螺旋波紋 管，內(nèi)管管壁與外管管壁之間的間隙距離為2mm，內(nèi)管1和外管2的管壁厚 度為0.2mm，內(nèi)管1和外管2波紋重合，內(nèi)管的管徑為①6mm,內(nèi)管1與外管 2的螺紋的切線與管體的橫截面的夾角d均為15° ,螺紋的深度H均為3mm， 螺紋的頭數(shù)均為2頭。加工時(shí)，首先根據(jù)待扭管的外徑及技術(shù)要求在設(shè)備上 設(shè)定扭管的螺距和深度，然后將待拉制的兩層管體穿好，兩層的長(zhǎng)度相同， 端部對(duì)齊，然后將對(duì)齊后的雙層管體穿過設(shè)備，設(shè)備是采用中國(guó)專利號(hào)為 200510061616. 0所公開的一種新型制備螺旋波紋管壓花設(shè)備，固定兩層管的 端部，設(shè)備上的螺紋成形模具夾緊管材，有設(shè)備引導(dǎo)管材沿機(jī)器床身方向做 直線運(yùn)動(dòng)，而螺紋成形模具沿管材的軸心轉(zhuǎn)動(dòng)，兩者同步進(jìn)行，待兩層管體 的螺旋波紋成形后，松開固定夾頭與螺紋成形模具，取下螺紋管。
實(shí)施例2:
如圖3和4和5所示， 一種雙壁螺旋波紋金屬管，包括內(nèi)外兩層管體， 所述的內(nèi)管和外管均采用銅質(zhì)材料制成。內(nèi)管1為光滑管，外管2為螺旋波 紋管，內(nèi)管管壁貼緊在外管管壁上，內(nèi)管的管壁抵接在外管管壁的螺紋凸起 處，從而固定住內(nèi)管。內(nèi)管1和外管2的管壁厚度為1. 5mm，內(nèi)管1的管徑 為cD50mm,外管2的螺紋的切線與管體的橫截面的夾角a為30° ，螺紋的深 度H為8mm，螺紋的頭數(shù)為5頭。加工時(shí)，首先根據(jù)待扭管的外徑及技術(shù)要 求在設(shè)備上設(shè)定扭管的螺距和深度，然后將待拉制的兩層管體穿好，兩層的 長(zhǎng)度相同，端部對(duì)齊，然后將對(duì)齊后的雙層管體穿過設(shè)備，固定兩層管的端 部，設(shè)備上的螺紋成形模具夾緊外管，有設(shè)備引導(dǎo)管材沿機(jī)器床身方向做直 線運(yùn)動(dòng)，而螺紋成形模具沿管材的軸心轉(zhuǎn)動(dòng)，兩者同步進(jìn)行，內(nèi)管不形成螺
紋，待外管體的螺旋波紋成形后，松開固定夾頭與螺紋成形模具，取下螺紋管。
實(shí)施例3:
如圖1和2和5所示， 一種雙壁螺旋波紋金屬管，包括內(nèi)外兩層管體， 所述的內(nèi)管1和外管2均采用銅質(zhì)材料制成。內(nèi)管1和外管2均為螺旋波紋 管，內(nèi)管管壁與外管管壁之間的間隙距離為15mm，內(nèi)管1和外管2的管壁厚 度為3mm,內(nèi)管1和外管2波紋重合，內(nèi)管1的管徑為O80mm，內(nèi)管1與外 管2的螺紋的切線與管體的橫截面的夾角a均為45° ，螺紋的深度H均為 12. 5mm，螺紋的頭數(shù)均為12頭。其余與實(shí)施例1同。
本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明精神作舉例說明。本發(fā)明所 屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充 或采用類似的方式替代，但并不會(huì)偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求 書所定義的范圍。
權(quán)利要求
1.一種雙壁螺旋波紋金屬管，其特征在于所述的管體包括內(nèi)外兩層管體，所述的外管為螺旋波紋狀管，所述的內(nèi)管為光管或者螺旋波紋管，所述的內(nèi)管管壁與外管管壁之間設(shè)有間隙。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種雙壁螺旋波紋金屬管，其特征在于所述 的內(nèi)管與外管均為螺旋波紋管，內(nèi)管與外管的螺距、螺紋深度、螺紋切線與 管體截面的夾角均相同。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙壁螺旋波紋金屬管，其特征在于所述 的內(nèi)管為光管，外管為螺旋波紋管，內(nèi)管的外徑不大于螺紋狀的外管的內(nèi)徑。
4. 根據(jù)利要求1所述的一種雙壁螺旋波紋金屬管，其特征在于所述的內(nèi)管和外管的管壁之間的間隙的間距為0ran-15mm，所述的管壁厚度為 0. 2mm-3. 0腿。
5. 根據(jù)利要求1所述的一種雙壁螺旋波紋金屬管，其特征在于所述的螺紋的切線與管體的橫截面的夾角a為15° -45° ，管體的管徑范圍為06mm 一O80rara，螺紋的深度H為3mm-12. 5mm，螺紋的頭數(shù)為2 —12頭。
6. 根據(jù)利要求1所述的一種雙壁螺旋波紋金屬管，其特征在于所述的 內(nèi)管和外管是采用相同的材質(zhì)，均采用銅、釹、鋼、不銹鋼、銅鎳合金材料 制成的。
7. —種制造雙壁螺旋波紋金屬管的方法，其特征在于先將待加工的外管套接在內(nèi)管外，將兩層管的端部對(duì)齊，然后將套接好的管體通過扭管設(shè)備 上的夾具將管材的兩端固定，由扭管設(shè)備引導(dǎo)管體延機(jī)器的床身方向做直線 運(yùn)動(dòng)，螺紋成形模具沿管體的軸心轉(zhuǎn)動(dòng)，兩者同步進(jìn)行，待螺紋成形后，松 開模具的夾頭，取下螺紋管(
全文摘要
本發(fā)明涉及一種熱交換部件，尤其涉及一種換熱器用的雙壁多頭螺旋波紋金屬管及其加工方法。所述的管體包括內(nèi)外兩層管體，所述的外管為螺旋波紋狀管，所述的內(nèi)管為光管或者螺旋波紋管，所述的內(nèi)管管壁與外管管壁之間設(shè)有間隙。本發(fā)明主要是提供了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，換熱效率高，經(jīng)久耐用，安全系數(shù)高的雙壁螺旋波紋金屬管及其加工方法；解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的換熱器內(nèi)的金屬管均是單層，安全系數(shù)低，換熱效率不高的技術(shù)問題。
文檔編號(hào)B21D15/04GK101368801SQ20081006356
公開日2009年2月18日 申請(qǐng)日期2008年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月19日
發(fā)明者沈衛(wèi)立 申請(qǐng)人:杭州沈氏換熱器有限公司