專利名稱：太陽能熱水器承插式支架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種太陽能熱水器承插式支架。
中國(guó)是太陽能熱水器的生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)僅1997年我國(guó)太陽能熱水器市場(chǎng)的銷量就達(dá)300萬平方米。作為高科技節(jié)能型產(chǎn)品，太陽能熱水器經(jīng)歷了從簡(jiǎn)單到高檔的發(fā)展過程，如今已經(jīng)以嶄新的姿態(tài)疾步進(jìn)入時(shí)尚家庭?？墒?，作為太陽能熱水器重要構(gòu)成部分的支架，多年來一直沒有多大發(fā)展，仍然較為簡(jiǎn)陋。例如，傳統(tǒng)支架結(jié)構(gòu)中立柱與橫撐的連接多采用焊接；或在橫撐兩端焊接長(zhǎng)方形帶孔連接片、在立柱上根據(jù)安裝位置預(yù)先鉆好螺絲孔，在安裝時(shí)每個(gè)連接點(diǎn)上至少采用2個(gè)以上的螺栓將連接片與立柱緊固。在需要非直角連接的地方，例如小斜撐與立柱的連接，需要根據(jù)設(shè)計(jì)要求將型材切出特定的斜角，然后準(zhǔn)確焊接上連接片。采用傳統(tǒng)工裝的熱水器支架，由于需要采用焊接工藝，使得生產(chǎn)效率難以提高，工藝成本較高；由于需要焊接，使得在型材的選擇上壁厚遠(yuǎn)大于結(jié)構(gòu)受力所需要的壁厚，造成材料上的浪費(fèi)，也抬高了成本；采用螺栓緊固方式拼裝，連接處的穩(wěn)定程度很大程度上取決于型材能承受的緊固力，也就是說，型材本身的形變將使連接處具有很大活動(dòng)自由度，使結(jié)構(gòu)不穩(wěn)；將型材切出斜角，會(huì)增大型材材料消耗量，降低生產(chǎn)效率，且斜角不準(zhǔn)確將直接影響現(xiàn)場(chǎng)安裝并影響產(chǎn)品美觀；大量螺栓特別是不銹鋼螺栓的使用，進(jìn)一步增加了成本，突出的螺栓螺帽，使產(chǎn)品缺乏美感，從而影響了整套太陽能熱水器的價(jià)值；現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)，單人操作非常不便，安裝時(shí)間長(zhǎng)、安裝質(zhì)量差，影響了企業(yè)和售后服務(wù)形象，綜上所述，傳統(tǒng)支架不能夠滿足產(chǎn)品進(jìn)步甚至長(zhǎng)期正常使用的要求。
本實(shí)用新型的目的是為克服上述不足，而設(shè)計(jì)一種包含架托、立柱、橫撐、斜撐和承插件的太陽能熱水器承插式支架。成本低，外形美觀。
本實(shí)用新型內(nèi)容一種太陽能熱水器承插式支架，包括架托、立柱、橫撐和斜撐，立柱與橫撐、斜撐與小斜撐、立柱與橫撐及小斜撐間分別各自固定連接，其特征在于“立柱與橫撐、斜撐與小斜撐、立柱與橫撐及小斜撐分別緊密地裝于各自對(duì)應(yīng)的承插件的承插管里并由緊固件緊定。
承插件設(shè)有二或三個(gè)承插管，承插管間可互相垂直設(shè)置或互相傾斜設(shè)置或既有互相垂設(shè)置又有互相傾斜設(shè)置的結(jié)構(gòu)形式。
架托上設(shè)有與立柱、斜撐相配的對(duì)應(yīng)的承插管。
本實(shí)用新型優(yōu)點(diǎn)，通過大量的結(jié)構(gòu)受力分析證明，面受力的承插連接方式比傳統(tǒng)的點(diǎn)受力結(jié)構(gòu)優(yōu)越，通過承插連接方式可把型材構(gòu)件裝配成穩(wěn)定性良好的支架產(chǎn)品。采用型材與承插連接件緊套在一起的結(jié)構(gòu)后，型材端部在支架發(fā)生幾何變形時(shí)的受力，由原來的應(yīng)力應(yīng)變集中于焊接點(diǎn)擴(kuò)大為與承插件接觸面上的均勻壓力，型材件在其余長(zhǎng)度上基本只受到沿軸線方向的純粹的拉力或壓力，這樣就可以實(shí)現(xiàn)型材壁厚的大幅度減薄，成本隨之減少；采用承插結(jié)構(gòu)以后，型材與連接件間的固定只需要少量自攻螺釘銷接固定，成本低而且美觀；在現(xiàn)場(chǎng)安裝中，承插連接使安裝工作高效而快捷，而且安裝質(zhì)量可以得到良好的保證。承插式支架具有如此良好的綜合效益，關(guān)鍵在于采用了專門設(shè)計(jì)的價(jià)格低廉、強(qiáng)度好、耐氣侯性良好的連接件，該連接件可以采用鋁合金、銅合金、錫合金、碳鋼、不銹鋼等金屬，或采用工程塑料、聚碳酸酯、碳纖維、尼龍等非金屬材料，采用壓力鑄造等具有高工效、高精度的生產(chǎn)工藝進(jìn)行大批量生產(chǎn)。連接所需要的角度可以在連接件設(shè)計(jì)時(shí)確定，這樣，整個(gè)系列的支架生產(chǎn)時(shí)都無需焊接和切角，工藝成本進(jìn)一步節(jié)省，質(zhì)量穩(wěn)定性提高；實(shí)驗(yàn)證明承插式支架整體剛性良好，特別是大面積豪華型家用熱水器上使用，無需采用三角加強(qiáng)處理，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)練美觀。成本核算證明，采用承插式支架結(jié)構(gòu)以后，在材料和工藝上的總體成本節(jié)省效果明顯，約比傳統(tǒng)支架節(jié)省1/4以上的費(fèi)用。


圖1為本實(shí)用新型立體示意圖；圖2為立柱、橫撐、小斜撐和四通型的承插件的承插結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為立柱、橫撐和三通型的承插件的承插結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為斜三通型的承插件剖視圖。
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例進(jìn)一步說明本實(shí)用新型。
請(qǐng)參看圖1，太陽能熱水器承插式支架(不含反光板)，由兩根立柱1、兩根橫撐2和3、兩根小斜撐4、兩根斜撐5、左架托6、右架托7、以及方盒8、中間壓條9、下壓條10、承插件11、12、13和14等件拼裝而成。在整個(gè)支架結(jié)構(gòu)中，基本采用的是不銹鋼方管承插連接方式，上橫撐2與立柱1呈直角連接，采用方管三通型的承插件11連接，斜撐5與小斜撐4之間的夾角為非直角，采用方管斜三通型的承插件12連接，為了簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)和改善支架的力學(xué)特性，將小斜撐4與立柱1的斜角連接和立柱與下橫撐3的直角連接合在一起處理，以兩個(gè)互為鏡像的四通型的承插件關(guān)聯(lián)固定，分別稱為左四通型的承插件13和右四通型的承插件14。這樣，由件1、2、3所構(gòu)成的剛性平行四邊形和由件3、4、9所構(gòu)成的剛性平行四邊形相關(guān)聯(lián)組成的剛性空間，約束了整個(gè)支架在前后方向特別是左右方向上的晃動(dòng)，使架體更加穩(wěn)固可靠。
圖2所示，立柱1插入并貫穿左四通型的承插件13的通孔a-a′，在通孔a-a′的四個(gè)面上的任一點(diǎn)可以設(shè)自攻釘孔，但通常設(shè)在隱蔽的面上，如圖中自攻釘15所在的位置，自攻釘起到銷接的作用，不讓整個(gè)四通型的承插件沿立柱1軸線移動(dòng)；橫撐3緊插入左四通型的承插件13的直角盲孔b-b′中，在直角盲孔的上、下面上各有一顆自攻釘15，既起到銷接橫撐3防止被拔出的作用，又使直角發(fā)生變形時(shí)加強(qiáng)對(duì)橫撐的固定；小斜撐4緊插入左四通型的承插件13的斜角盲孔c-c′中，并由上下各一顆自攻螺釘15銷接固定。
圖3所示，當(dāng)兩根通過方管三通型的承插件11固定的臂受到力F1和F2的作用時(shí)，將會(huì)使角度產(chǎn)生變化趨勢(shì)。由于承插件的剛性良好，這種由于轉(zhuǎn)動(dòng)趨勢(shì)而在連接根部?jī)蓚?cè)產(chǎn)生的壓力和拉力，將被擴(kuò)散為一定范圍內(nèi)面上的壓力，參見圖中壓力F′和F″作用于接觸面S′和S″。
圖4所示，斜三通型的承插件12的連接根部設(shè)計(jì)有過渡圓弧R1和R2，由于過渡圓弧部分的金屬較厚，使剛性更有保證；由于是用方管承插，設(shè)計(jì)插入于斜管孔的方管不必切出斜角。
權(quán)利要求1.一種太陽能熱水器承插式支架，包括架托、立柱、橫撐和斜撐，立柱與橫撐、斜撐與小斜撐、立柱與橫撐及小斜撐間分別各自固定連接，其特征在于立柱與橫撐、斜撐與小斜撐、立柱與橫撐及小斜撐分別緊密地裝于各自對(duì)應(yīng)的承插件的承插管里并由緊固件緊定。
2.如權(quán)利要求1所述的太陽能熱水器承插式支架，其特征在于承插件設(shè)有二或三個(gè)承插管，承插管間可互相垂直設(shè)置或互相傾斜設(shè)置或既有互相垂設(shè)置又有互相傾斜設(shè)置的結(jié)構(gòu)形式。
3.如權(quán)利要求1所述的太陽能熱水器承插式支架，其特征在于架托上設(shè)有與立柱、斜撐相配的對(duì)應(yīng)的承插管。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種太陽能熱水器承插式支架。該支架的立柱與橫撐、斜撐與小斜撐、立柱與橫撐及小斜撐分別緊密地裝于各自對(duì)應(yīng)的承插件的承插管里并由緊固件緊定;本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,由于采用插接結(jié)構(gòu),加工、裝配方便,提高了生產(chǎn)效率,價(jià)格低廉、美觀耐用,適用于太陽能熱水器。
文檔編號(hào)F24J2/52GK2408410SQ9925734
公開日2000年11月29日 申請(qǐng)日期1999年12月14日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月14日
發(fā)明者趙大山, 羅贊繼, 吳艷元, 孫曾來 申請(qǐng)人:北京英豪陽光太陽能工業(yè)有限公司