一种蜂窝状多孔换热元件装焊装置及方法与流程

1.本发明属于换热器的制造成型技术领域，具体为一种蜂窝状多孔换热元件的装焊装置及方法。


背景技术：

2.换热器是核电厂中主要的机械设备之一，其作用是把一种介质的热量传给另一种介质。换热器的数量众多、型号各异，比如有蒸汽发生器，低压、高压加热器，冷凝器和冷却器等，而无论是哪一种型号的换热器都是由换热元件组成的。其中，对于蜂窝状多孔换热元件来说，现有的制造工艺是采用整体机加工成形的方法，采用专用设备对蜂窝状内孔进行深孔钻削。然而，这种加工工艺经常受到加工长度的限制，无法完成较长换热元件的加工，且成本较高、效率较低。因此，提供一种新的蜂窝状多孔换热元件加工方法对于本领域来说是十分必要的。


技术实现要素：

3.与现有蜂窝状多孔换热元件采用整体加工工艺不同，本发明的设计思想是把蜂窝状多孔换热元件分割成若干形状相同的外齿板，然后将这些外齿板和若干内管在装焊装置上拼接焊接成型。因此，本发明的目的就在于提供一种蜂窝状多孔换热元件装焊装置及方法，以解决现有技术中蜂窝状多孔换热元件加工存在的无法加工较长换热元件及成本较高、效率较低的技术问题。
4.为实现上述技术目的，本发明一方面提供一种蜂窝状多孔换热元件装焊装置，包括底座、定位机构、第一压紧机构以及第二压紧机构，其中：
5.所述底座上开设有用于放置换热元件的凹槽，所述凹槽沿底座长度方向断开布置，所述凹槽的断开部分为焊接空位，所述焊接空位的数量至少有两个；
6.所述定位机构分别套设在所述换热元件的两端，所述定位机构上设有多个第一调整螺杆，调节多个所述第一调整螺杆可实现对换热元件的压紧定位；
7.所述第一压紧机构设置在所述底座的两侧，且每个凹槽所在的底座部位对应设置一个所述第一压紧机构；
8.所述第二压紧机构设置在所述第一压紧机构的内表面，其数量与第一压紧机构的数量相同，所述第二压紧机构的内表面与所述换热元件的外表面相抵接，穿过所述第一压紧机构设有多个第二调整螺杆，调节所述第二调整螺杆可压紧第二压紧机构，从而压紧所述换热元件。
9.上述技术方案中，每个所述凹槽均包括依次连接的第一支撑面、第二支撑面和第三支撑面，所述第一支撑面、第二支撑面和第三支撑面构成与所述换热元件外表面接触的接触面，所述接触面的形状与所述换热元件的外部轮廓相适配。
10.优选的，所述第一支撑面和第三支撑面之间的距离由所述凹槽的槽口侧向其槽底侧逐渐减小。
11.优选的，所述第一支撑面和第三支撑面为斜面，所述第二支撑面为平面，多个所述凹槽的第一支撑面、第二支撑面和第三支撑面分别设置在同一条直线上。
12.上述技术方案中，所述定位机构为六角套，所述六角套的内表面形状与所述换热元件的外部轮廓相适配，多个所述第一调整螺杆螺纹连接在所述六角套的各个边上。
13.上述技术方案中，所述第一压紧机构包括长直角压条和短直角压条，所述长直角压条和短直角压条的两个竖向边分别与所述底座的两侧螺接，所述长直角压条和短直角压条的两个横向边对接，并通过螺栓连接，多个所述第二调整螺杆分别设置在长直角压条和短直角压条的两个竖向边上以及长直角压条的横向边上。
14.上述技术方案中，所述第二压紧机构包括v型上压块和两个v型侧顶块，所述v型上压块的横边设置在所述长直角压条横向边的内表面，所述v型上压块的内表面与换热元件的外表面抵接，设置在所述长直角压条横向边的第二调整螺杆压紧于所述v型上压块的横边，且位于中间的第二调整螺杆穿过所述v型上压块的横边压紧在所述换热元件上。
15.上述技术方案中，两个所述v型侧顶块分别设置在长直角压条和短直角压条的竖向边内侧，用于调整换热元件的拼接缝，所述v型侧顶块的内表面与换热元件的侧面外表面抵接，且两个所述v型侧顶块分别通过设置在长直角压条和短直角压条竖向边的第二调整螺杆压紧所述换热元件。
16.上述技术方案中，所述v型上压块的两个v型边上分别设有所述第二调整螺杆。
17.本发明另一方面提供一种蜂窝状多孔换热元件装焊的方法，该方法为将换热元件分成形状相同的若干个外齿板和多根内管，并通过如权利要求1～9任一项所述的蜂窝状多孔换热元件装焊装置进行组装定位，最后焊接成型的装焊方法。
18.与现有技术相比，本发明的有益效果主要为：
19.本发明提供的一种蜂窝状多孔换热元件装焊装置及方法，通过将换热元件放置在底座的凹槽中，采用定位机构对换热元件进行定位锁紧，然后再使用第一压紧机构和第二压紧机构对换热元件每个一定的长度进行压紧，使得换热元件能够紧密拼接在一起，如此，通过焊接空位对换热元件的拼接缝进行定位焊接，可保证装配精度；之后再采用电子束对换热元件的所有拼接缝逐一焊接即可。本发明的装焊装置为换热元件的制造提供了另一种可行方法，且本装焊装置可保证换热元件的装配精度，并可适用于任何长度的换热元件，使换热元件的制造不再受长度的限制。
附图说明
20.图1是本发明其中一种实施例的装焊装置的整体结构示意图；
21.图2是图1中所述装焊装置去掉换热元件后的整体结构示意图；
22.图3是图1中所述定位机构的剖视图；
23.图4是图1中所述装焊装置的横向剖视图；
24.图中各附图标记为：
25.1-底座，11-凹槽，111-第一支撑面，112-第二支撑面，113-第三支撑面，12-焊接空位，2-定位机构，21-第一调整螺杆，3-第一压紧机构，31-第二调整螺杆，32-长直角压条，33-短直角压条，4-第二压紧机构，41-v型上压块，42-v型侧顶块，5-换热元件，51-外齿板，52-内管。
具体实施方式
26.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
27.本实施例以由6件形状相同的外齿板51和19根六角内管52组成的换热元件5为例，详细说明本发明所述的装焊装置以及装焊方法。
28.图1和2给出了本实施例的装焊装置的整体结构示意图，如图1-2所示，本实施例涉及一种蜂窝状多孔换热元件装焊装置，包括底座1、定位机构2、第一压紧机构3以及第二压紧机构4，将换热元件5放置在底座1中，定位机构2套设在换热元件2的两端为其定位，第二压紧机构4和第一压紧机构3依次设置在换热元件2上将其压紧，使换热元件5在焊接时不移位，能够保证装配精度，其中：
29.所述底座1上开设有用于放置换热元件5的凹槽11，所述凹槽11沿底座长度方向断开布置，所述凹槽11的断开部分为焊接空位12，所述焊接空位12的数量至少有两个，焊接空位12的设置方便了对换热元件5的部分位置进行焊接定位。
30.所述定位机构2分别套设在所述换热元件5的两端，所述定位机构2上设有多个第一调整螺杆21，调节多个所述第一调整螺杆21可实现对换热元件5的压紧定位。
31.所述第一压紧机构3设置在所述底座1的两侧，且每个凹槽11所在的底座部位对应设置一个所述第一压紧机构3。
32.所述第二压紧机构4设置在所述第一压紧机构3的内表面，其数量与第一压紧机构3的数量相同，所述第二压紧机构4的内表面与所述换热元件5的外表面相抵接，穿过所述第一压紧机构3设有多个第二调整螺杆31，调节所述第二调整螺杆31可压紧第二压紧机构，从而压紧所述换热元件。
33.具体的，每个所述凹槽11均包括依次连接的第一支撑面111、第二支撑面112和第三支撑面113，所述第一支撑面111、第二支撑面112和第三支撑面113构成与所述换热元件5外表面接触的接触面，所述接触面的形状与所述换热元件5的外部轮廓相适配。在本实施例中，所述换热元件5是由6件外齿板构成，其横截面为六边形，故所述凹槽11的第一支撑面111和第三支撑面113为斜面，所述第二支撑面112为平面，并且所述第一支撑面111和第三支撑面113之间的距离由所述凹槽11的槽口侧向其槽底侧逐渐减小，如此所述凹槽11的形状与换热元件5外部的形状相匹配。
34.可选的，多个所述凹槽11的第一支撑面111设置在同一直线上，多个凹槽11的第二支撑面112设置在同一直线上，以及多个凹槽11的第三支撑面113也设置在同一直线上，如此，可保证换热元件5放置在底座1上时的直线度。
35.具体的，所述焊接空位12两个斜面和一个平面组成，平面位于中间，两个斜面分别位于平面的两侧；平面的高度一般来说低于第二支撑面112的高度，两个斜面之间的距离由上至下逐渐增加，如此设置，在换热元件5放置在凹槽11上时，在两个凹槽11之间可露出一部分的换热元件5，通过焊接空位12方便对露出部分的换热元件5进行定位焊接。
36.具体的，如图3所示，本实施例的所述定位机构2为六角套，所述六角套的内表面形状为与所述换热元件5的外部轮廓相适配的六边形，每个边上设置3个所述第一调整螺杆21，在使用时，将六角套套设在换热元件5的两端，调节各个边上的第一调整螺杆21，使得换
热元件5的外齿板51仅仅贴在一起。
37.可以理解的是，在实际使用过程中，定位机构2可以是其他形状，比如圆形、三角形等，只需满足定位机构2与换热元件5接触的接触面与换热元件5的外形相适配即可。
38.具体的，如图4所示，所述第一压紧机构3包括长直角压条32和短直角压条33，所述长直角压条32和短直角压条33的两个竖向边分别与所述底座1的两侧螺接，所述长直角压条32和短直角压条33的两个横向边对接，并通过螺栓连接，多个所述第二调整螺杆31分别设置在长直角压条32和短直角压条33的两个竖向边上以及长直角压条31的横向边上。
39.所述第二压紧机构4包括v型上压块41和两个v型侧顶块42，所述v型上压块41的横边设置在所述长直角压条32横向边的内表面，所述v型上压块41的内表面与换热元件5的外表面抵接，设置在所述长直角压条32横向边的第二调整螺杆31压紧于所述v型上压块32的横边，且位于中间的第二调整螺杆31穿过所述v型上压块41的横边压紧在所述换热元件5上。
40.进一步地，两个所述v型侧顶块42分别设置在长直角压条32和短直角压条33的竖向边内侧，用于调整所述换热元件的拼接缝，所述v型侧顶块42的内表面与换热元件5的侧面外表面抵接，且两个所述v型侧顶块42分别通过设置在长直角压条32和短直角压条33竖向边的第二调整螺杆31压紧所述换热元件5。
41.进一步地，在所述v型上压块41的两个v型边上也设置有第二调整螺杆31，如此，在装配时长直角压条32和短直角压条33用螺钉与底座1形成整体框架，换热元件5的外齿板51按照图4所示拼装，长直角压条32的左右两个第二调整螺杆31调整v型侧顶块42压紧左右两件外齿板51，底座1的凹槽11同步作用于换热元件5下部的左右两件外齿板51，长直角压条32中间的第二调整螺杆31穿过v型上压块41作用于上部中间的外齿板51，同时，两个v型侧顶块42分别调整左右两条拼接缝，各部件和调整螺杆综合调整使外齿板51各拼接缝贴紧，调整完毕后，将6件外齿板51形成的6条拼接缝进行定位焊接，焊接时由于存在焊接空位12，因此不需要拆除装焊装置重新调整，可保证换热元件5的装配精度。
42.同时，本实施涉及一种蜂窝状多孔换热元件的装焊方法，该方法为将换热元件5分成形状相同的若干个外齿板51和多根内管52，并通过上述的蜂窝状多孔换热元件装焊装置进行组装定位，最后焊接成型的装焊方法，具体过程包括以下步骤：
43.1、将6件外齿板51和19根六角内管52摆放至底座1的凹槽11中；
44.2、将定位机构2(本实施例为六角套)分别套设在换热元件5的两端，并调节第一调整螺杆21将换热元件5压紧；
45.3、在第一压紧机构3上装配第二压紧机构4，对6件外齿板51进行装配和调整，使外齿板51的6条拼接缝贴紧，然后调节第二调整螺杆31压紧换热元件5；
46.4、通过焊接空位12对6条拼接缝进行定位焊接，定位焊接完成后，拆除短直角压条33，对拼接缝进行电子束焊接，一次完成外齿板51一条拼接缝的焊接，焊接其中1条拼接缝后，工件旋转，重新装夹，依次完成其余5条拼接缝的焊接。
47.综上，本发明提供的一种蜂窝状多孔换热元件装焊装置及方法，通过底座、定位机构、第一压紧机构以及第二机构实现了多件外齿板的装配、定位焊接和拼接缝的电子束焊接，在定位焊接时无需拆除装焊装置，保证了装配的精度；同时，本发明的装焊装置将换热元件放置在底座上，底座的长度与换热元件的长度相匹配即可，与现有的整体加工方法相
比，不再受加工长度的限制。
48.本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。