CN101046363A - 多通道扁管及其制造方法和设备 - Google Patents
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Abstract
本发明披露一种多通道扁管(1)，其包括多根并排的金属管(10)，以及连接于所述并排金属管(10)上下两侧的两片金属条(12，14)。本发明还披露了一种制造多通道扁管(1)的方法，其步骤包括，用夹紧装置(26)将多根金属管(10)并排在一起夹于两片金属条(12，14)之间，以及用连接设备将所述两片金属条(12，14)连接到所述并排金属管(10)的上下两侧，形成多通道扁管(1)。本发明还披露了一种制造多通道扁管(1)的设备，包括：释放多根金属管(10)的多个金属管卷筒(20)，两个释放金属条(12，14)的金属条卷筒(22，24)；夹紧装置(26)，其将所述多根金属管(10)并排夹于所述金属条(12，14)之间；连接设备，其将所述多根金属管(10)与所述金属条(12，14)连接在一起以形成多通道扁管(1)；安装所述夹紧装置(26)和所述连接设备的操作台(28)；以及接收多通道扁管成品的成品卷筒(70)。
Description
技术领域
本发明涉及换热器管道，具体涉及一种多通道扁管及其制造方法和设备。
背景技术
加热通风制冷(HVAC)行业使用的商用及住宅用换热器传统上使用的是圆的铜光管或高效内螺纹管和外翅片铝管。这种设计的热传递效率受限于自铝翅片管向气流传热的能力。
近几年，汽车行业开发了所谓的平行流换热器，其采用多通道扁管，跟传统的由圆管及外翅片管做成的换热器比较而言，其特点是有更高的热传递性能。
但汽车换热器用的多通道扁管都是由铝或铝合金管制作而成的，因为还没有多通道扁铜管的问世。
多通道铝或铝合金管商业化生产都是由挤压法完成的，其方法是将铝杆棒用连续康丰(Conform)挤压制成，或者由铸坯进行直接挤压。这些工艺方法的特点是有非常复杂的工装设计，给金属通过留下了狭窄的通道。相比较而言，铜比铝的热加工温度还要高很多，如果使用铜制造多通道扁管，工装问题将变得更复杂也更难解决。因此，在生产率方面和生产成本方面都不可行，所以就需要一种经济可行的制造工艺，来获得多通道扁管，尤其是铜或铜合金的多通道扁管。
发明内容
在本发明的一个方面，提供一种多通道扁管，其包括多根并排的金属管，以及连接于所述并排金属管上下两侧的两片金属条。
优选地，所述金属管由铜、铜合金、铝或铝合金中的一种制成，所述金属条也由铜、铜合金、铝或铝合金中的一种制成。所述金属管和所述金属条可以由相同材料制成，也可以由不同材料制成。
优选地，所述金属管截面为矩形、正方形或鼓形。
优选地，所述金属管与所述金属条之间的连接是超声波焊接或者电阻焊接。
在本发明的又一方面，还提供一种制造多通道扁管的方法，其步骤包括，用夹紧装置将多根金属管并排在一起夹于两片金属条之间，以及用连接设备将所述两片金属条连接到所述并排金属管的上下两侧，形成多通道扁管。
优选地，在将所述多根金属管并排之前将其变形为矩形管、正方形管或鼓形管。
在一种优选实施例中，采用超声波焊来连接所述金属管和所述金属条。在另一种实施例中，采用电阻焊来连接所述金属管和所述金属条。在又一种实施例中，采用热压连接来连接所述金属管和所述金属条。
进行连接时，可以每根金属管都与金属条连接到一起，也可以部分金属管与金属条连接到一起。另外，连接金属管和金属条时，可以一次连接，也可以采用二次连接以增强连接效果。
在本发明的再一方面，还提供一种制造多通道扁管的设备，包括：多个金属管卷筒，其释放出多根金属管；位于所述金属管卷筒上下两侧的两个金属条卷筒，其分别释放出上下两片金属条；夹紧装置，其将所述多根金属管并排夹于所述金属条之间；连接设备，其将所述夹紧装置夹紧的所述多根金属管与所述金属条连接在一起以形成多通道扁管；操作台，其上安装所述夹紧装置和所述连接设备；以及成品卷筒，其接收多通道扁管成品。
在一种优选实施例中，所述连接设备包括超声波焊接设备。所述超声波焊接设备包括：超声波焊接装置，其对所述多根金属管和所述金属条实施焊接；超声波驱动及控制模块，其产生和控制传送到所述超声波焊接装置的超声波；焊接压力调节机构，其调节所述超声波焊接装置施加于所述多根金属管或其中部分金属管和所述金属条上的压力；以及焊接压力控制模块，其控制所述焊接压力调节机构。
所述连接设备也可以是电阻焊接设备或者热压连接设备。
为了增强连接效果，所述连接设备可以包含二次连接装置。
附图说明
图1a是根据本发明一个优选实施例的多通道扁管的剖面示意图；
图1b是根据本发明另一个优选实施例的多通道扁管的剖面示意图；
图2是根据本发明一个优选实施例的多通道扁管的制造方法和设备的示意图；
图3是沿图2中A-A线的剖面示意图，示出根据本发明一个优选实施例的多通道扁管超声波焊接工艺。
具体实施方式
下面将结合附图说明本发明的优选实施例。
图1a显示了根据本发明的一种实施例的多通道扁管1的剖面示意图，图1b显示了根据本发明的另一种实施例的多通道扁管1的剖面示意图。如图所示，多根金属管10并排在一起，在所述并排金属管10上下两侧各连接有一片金属条12，14，形成多通道扁管1。本发明的多通道扁管1中使用的金属管10的截面可以是如图1a中的矩形，也可以是如图1b中的正方形，也可以是如图3所示的鼓形或者其它合适的形状，在节约加工成本比提高传热效率更重要的场合下甚至可以就是圆形。
本发明的多通道扁管1中的金属管10优选为铜或铜合金管，金属条12，14优选为铜或铜合金条。当然，也可以采用铝、铝合金或其它合适的金属。金属管10和金属条12，14之间的连接优选采用超声波焊接，但也可以是电阻焊接或者热压连接或者其它合适的形式。
图2显示了根据本发明一个优选实施例的多通道扁管1的制造方法和设备。如图所示，多根金属管10由多个金属管卷筒20放出，同时，所述金属管卷筒20上下两侧的两个金属条卷筒22，24分别放出金属条12，14到所述多根金属管10的上侧和下侧。优选地，所述金属管10可以采用通过传统方法由光管或者内螺纹管加工而成的铜管，然后使用一系列的辊架或者锥形拉拔模块使其截面变为矩形、正方形或鼓形。
从金属管卷筒20所放出的金属管10以及从金属条卷筒22，24放出的金属条12，14一起通过安装在操作台28上的夹紧装置26，由该夹紧装置26确保所述金属管10并排且夹于所述上下两侧的金属条12，14之间，以便下一步将它们连接到一起。
接下来，被夹紧装置26确保正确位置后的所述金属管10和所述金属条12，14一起通过操作台28上的连接设备，从而连接到一起而形成多通道扁管1。随后，所形成的多通道扁管1被缠绕到成品卷筒70上。
本发明的连接设备优选为超声波焊接设备，也可以是电阻焊接设备或者热压连接设备或者其它合适的连接设备。如图2所示的实施例中采用超声波焊接设备，所述超声波焊接设备包括超声波焊接装置30，32，超声波驱动及控制模块60，以及焊接压力调节机构50和焊接压力控制模块40。在图示的实施例中，超声波焊接装置30，32包括一次超声波焊接装置30和二次超声波焊接装置32，在其它实施例中，也可以仅采用一次超声波焊接装置30。
超声波驱动及控制模块60产生并控制超声波传递到超声波焊接装置30，32，然后施加给金属条12，14和金属管10。同时超声波焊接装置30，32也向金属条12，14和金属管10施加压力，该压力由所述焊接压力控制模块40所控制的所述焊接压力调节机构50来调节，从而自动控制焊接压力。
图3是沿图2中A-A线的剖面示意图，示出根据本发明一个优选实施例的多通道扁管1超声波焊接工艺。如图所示，多根金属管10并排在一起，上下两侧各有一片金属条12，14，超声波焊接装置的上下两个超声波焊接头36，38从上下两侧夹住上述多根金属管10和上下金属条12，14，同时施加压力和超声波，使得金属管10和金属条12，14在超声波的作用下焊接到了一起。图示的实施例中，每根金属管10都与金属条12，14焊接到一起，在其它实施例中，也可以是部分金属管10与金属条12，14焊接到一起。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出修改和替换，这些修改和替换也应视为落入本发明的保护范围。
Claims (17)
1.一种多通道扁管(1)，其包括多根并排的金属管(10)，以及连接于所述并排金属管(10)上下两侧的两片金属条(12，14)。
2.如权利要求1所述的多通道扁管(1)，其中所述金属管(10)由铜、铜合金、铝和铝合金中的一种制成。
3.如权利要求1所述的多通道扁管(1)，其中所述金属条(12，14)由铜、铜合金、铝和铝合金中的一种制成。
4.如权利要求1所述的多通道扁管(1)，其中所述金属管(10)和所述金属条(12，14)由相同材料制成。
5.如权利要求1所述的多通道扁管(1)，其中所述金属管(10)和所述金属条(12，14)由不同材料制成。
6.如权利要求1-5中任一项所述的多通道扁管(1)，其中所述金属管(10)截面为矩形、正方形或鼓形。
7.如权利要求6所述的多通道扁管(1)，其中所述金属管(10)与所述金属条(12，14)之间的连接是超声波焊接、电阻焊接或者热压连接。
8.一种制造多通道扁管(1)的方法，其步骤包括，用夹紧装置(26)将多根金属管(10)并排在一起夹于两片金属条(12，14)之间，以及用连接设备将所述两片金属条(12，14)连接到所述并排金属管(10)的上下两侧，形成多通道扁管(1)。
9.如权利要求8所述的制造多通道扁管(1)的方法，还包括在将所述多根金属管(10)并排之前将其变形为矩形管、正方形管或鼓形管。
10.如权利要求8或9所述的制造多通道扁管(1)的方法，其中每根所述金属管(10)都与所述金属条(12，14)连接到一起。
11.如权利要求8或9所述的制造多通道扁管(1)的方法，其中所述多根金属管(10)中的部分金属管(10)与所述金属条(12，14)连接到一起。
12.如权利要求8或9所述的制造多通道扁管(1)的方法，其中采用超声波焊接、电阻焊接或热压连接来连接所述金属管(10)和所述金属条(12，14)。
13.如权利要求12所述的制造多通道扁管(1)的方法，其中采用二次连接。
14.一种制造多通道扁管(1)的设备，包括：多个金属管卷筒(20)，其释放出多根金属管(10)；位于所述多个金属管卷筒(20)上下两侧的两个金属条卷筒(22，24)，其分别释放出上下两片金属条(12，14)；夹紧装置(26)，其将所述多根金属管(10)并排夹于所述金属条(12，14)之间；连接设备，其将所述夹紧装置(26)夹紧的所述多根金属管(10)或者其中部分金属管(10)与所述金属条(12，14)连接在一起以形成多通道扁管(1)；操作台(28)，其上安装所述夹紧装置(26)和所述连接设备；以及成品卷筒(70)，其接收多通道扁管(1)成品。
15.如权利要求14所述的制造多通道扁管(1)的设备，其中所述连接设备包括超声波焊接设备、电阻焊接设备或热压连接设备。
16.如权利要求15所述的制造多通道扁管(1)的设备，其中所述连接设备包含二次连接装置。
17.如权利要求15所述的制造多通道扁管(1)的设备，其中所述超声波焊接设备包括：超声波焊接装置(30，32)，其对所述多根金属管(10)或其中部分金属管(10)和所述金属条(12，14)实施焊接；超声波驱动及控制模块(60)，其产生和控制传送到所述超声波焊接装置的超声波；焊接压力调节机构(50)，其调节所述超声波焊接装置(30，32)施加于所述金属管(10)或其中部分金属管(10)和所述金属条(12，14)上的压力；以及焊接压力控制模块(40)，其控制所述焊接压力调节机构(50)。
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