在管上安装延伸表面元件的设备及其使用方法技术

本发明专利技术涉及一种在管上安装散热片的设备（１０），尤其是涉及一种能同时把多个散热片（２６）装配到一根或多根管（２６）上的设备，这种被装配了散热片的管适合用于热交换。根据本发明专利技术的一个方面，提供了一种在管上安装散热片的设备，用于把延伸表面元件（９６）安装到一根或多根管上，这种设备具有：一底座（１０）；运载装置，可相对于底座移动；驱动装置（２０），用于沿着纵向方向移动运载装置（１８）；以及容纳盒装置（２４），用于对多个延伸表面元件（２６）进行定位，该容纳盒装置为每个延伸表面元件设置有对应的支撑装置（３０），并且至少一些支撑装置可以相对于容纳盒移动。本发明专利技术还提供了一种利用本发明专利技术中的设备在管上安装散热片的方法。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种在管上安装散热片的设备以及使用方法，尤其是涉及一种能同时把几个延伸表面元件(或散热片)安装到一根或多根管上的设备，这种经安装了散热片的管适合用于热交换。一方面，本专利技术是对如在专利中请WO96/35093中所公开的这种设备的一种改进。
技术介绍
通常，需要对工作流体进行冷却，采用热交换器来实现对工作流体进行冷却的目的则是公知的。热交换通常包括一根或多根金属管，金属管被悬挂在两个管板之间。待冷却的工作流体，例如可以是水或油，流经这些管，同时，冷却剂在这些管周围以及在这些管之间流动，工作流体向这些管放出它的潜热，进而把这些潜热传递给冷却剂。为了促进热交换，可以增大管的有效面积，例如通过增加一个或多个环状的延伸表面元件或散热片，使这些延伸表面元件或散热片与管的外表面热接触。在冷却剂的粘性不高的条件下，以及在冷却剂为气体例如空气的条件下，这种装配有散热片的管是特别有用的。如果这些管将承受被冷却流体的内部压力，那么，增加这些散热片不应降低或显著降低管的破裂强度。如果这些散热片将要促进热交换，那么，这些散热片就不应很显著地阻止冷却剂的流动，优选地是，这些散热片应促进冷却剂的湍流流动。被用于热交换的管应当符合某些标准(例如，在英国，就应当符合“英国标准2871第三部分”)，这些标准也针对通过挤压成形的管，对管的内部构造进行选择，以便促进内部的紊流，即，避免被冷却的工作流体进行层流或分层流动；理想地是，对管进行安装散热片不应降低相应的标准，例如不应减小管的壁厚和强度，也不应降低管的均匀性和散热片的接合，不应降低向散热片的热交换。散热片应当被安装在管上，以便促进向冷却剂最大的热传递，如果散热片间距不规则，或者如果散热片角度不规则(在相邻散热片之间的环状间距的轴向长度是变化的)，那么，就不能促进向冷却剂的热传递。如果为了能装上散热片而需要使管壁变薄，在使用过程中，有可能使一根或多根管发生破裂，从而需要对破裂的管进行堵塞。如果散热片的间距不规则和/或散热片的角度不规则，那么，将会降低热交换器的性能。已知的设计标准是当制造用于热交换器的阵列或系列的安装有散热片的管时，要使这些管尽可能地相互靠近地设置(以便减小热交换器的尺寸大小)，并且在工作流体和冷却剂之间可获得最大的热交换面积(以便尽可能地促进热交换)。当所利用的管被安装有以这种排列设置的已知的环形散热片时，在这些管之间的间距将受到散热片的外径的限制；如果像通常那样，散热片具有圆形的外部周边，在相邻管之间就具有一些面积区域，而这些面积区域无助于热交换。因此希望提供一种安装散热片的方法和设备，以便对这些面积区域进行利用。热交换器的性能部分地取决于被装配到管上的散热片的数量，散热片的总数，即，可获得的用于热交换的总共的延伸表面积，以及对这些散热片所进行的定位和设置。当力图克服由于使用带有圆形周边的散热片而产生的具有未被利用的热交换面积的缺陷时，已知的做法就是利用轴向间隔开的“公共的散热片”即与若干根管相接合(和相互连接)的散热片来代替相邻管的分开的散热片。通常，公共的散热片呈延伸板的形式，它具有多个孔，每个孔都适合于接收对应的管，该呈板状的公共的散热片同时与多根管热接触，并且适合于从所有管经过其间的全部面积来传递热量。把从多个具有多个孔的公共的散热片安装到一系列管上，在本说明书中，这系列管被称作“散热片单元”，尽管在其它的文献中被称作“盘管单元”或“单元散热片”。应当知道，在一散热片单元中，每个散热片在该散热片单元中的每根管之间以及周围可以是连续的，从而使减小了热交换面积的浪费。还应知道，利用预先装配的板状的公共散热片，把每个散热片单元中的管相对于该单元中的其它管进行固定。这种组装成的散热片单元的另一个已知的优点在于，这些散热片单元能容易地被安装到热交换器内。于是，例如对于需要两百根分开的且装有散热片的管来说，这两百根管中的每一根管都必须被安装到两个管板上，对于较长的管来说，也可能把每一根管安装到所要求的一些分开的支撑板上。然而，如果制备出具有二十根管的散热片单元，那么，只需处理并安装十个这样的散热片单元就可以了。在制造散热片单元的已知方法中，将一堆公共的散热片排列起来，使得相邻散热片沿轴向被间隔开一个距离，以便符合具体的热交换器的一些要求；每个公共的散热片都具有几个孔，这些孔的布置方式与所要求的管的布置方式相对应。这些孔稍大于管的外径，对这些公共的散热片进行固定，使得它们对应的孔相互对齐。然后把这些管一根一根单独地穿过这些孔，当这些管就位时，在每根管中拉过一“插塞”(bullet)，以便使管壁膨胀，从而使管壁与对应的散热片孔机械接触。在美国专利US3889745中公开了这种通用方法。对于挤压成形的具有内部构造(例如用于促进被冷却流体的紊流流动的内部构造)的管来说，这种方法并不适用，这是由于“插塞”不能从这样的管中通过。这种已知的通过插塞的方法的另一个缺陷在于由于在进行穿过插塞的操作中，使管壁需要被拉抻，这样就使这些管的壁厚受到限制，于是，就不得不使所用的管的壁厚要比期望的壁厚更薄一些。例如，在实际应用中，对于外径为0.75英寸(19.05mm)的不锈钢管来说，对厚于22规格值(“标准线缆规格值”)的管很少被穿过插塞。另外的缺陷就是穿过插塞的操作会在管内产生应力，从而会改变颗粒结构；通过热处理通常是不能除去这种应力的，这是由于热处理也会使散热片软化，从而降低散热片与管之间的热接触，也就是说，通过穿插塞的操作所产生的应力通常保留在管中，从而也就保留在热交换器中，这种应力的存在是这种制造方法中所产生的一种不利的副作用。另外一个缺陷在于通过穿插塞操作会使管的材料规格发生改变；例如，如果热交换器的使用者规定应当采用退火管，那么，在一些环境中，这种穿插塞的操作可改变这种退火材料，使退火材料处于非退火的硬化状态。另一个缺陷就是，管必须是可变形的材料制成的，这样就限制了所能使用的材料。穿插塞操作还能导致非平行地安装散热片。当插塞从管中被拉过时，管壁能形成一个成角度的“前锋”，这个“前锋”沿着管在插塞之前移动，这个成角度的“前锋”就成为“波纹”；受过这种“波纹”作用的相邻散热片可能沿着管移动，也可能相对于该管具有不同的角度，从而有时会使相邻散热片的一些部分相互接触以及与被隔开一个大于期望距离的其它部分相接触。由插塞所造成的膨胀会产生这样的后果，即，一旦插塞已通过一散热片，该散热片的位置在以后的步骤中就不能被修正，也不能被改变。通常，当在对管进行装配散热片期间发现产生了“波纹”时，甚至制造者已认识到所生产出的装有散热片的管的成品可能是不适合用于热交换器的废品，却还得把插塞完全地从管中拉过，以便能对插塞进行再利用。此外，在把一组管以其在热交换器中的布局放置入位时，如果对这组管进行装配散热片，那么，就不能观察到在内部看不见的管上所发生的散热片的任何移动，从而，就不能发现已对热交换器性能造成损害，只有到投入使用后才能发现热交换器的性能被损害了。在美国专利US3733673中，公开了一种用于把几个散热片同时装配到一根或多根管上的设备。这些散热片被布置在一容纳盒内，沿着这些散热片的上边缘和下边缘固定。每个散热片中都具有许多孔，孔的尺寸和形状使管的外周边能装配到这些孔内。这本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在管上安装散热片的设备，用于把延伸表面元件安装到一根或多根管上，该设备具有：一底座；运载装置，可相对于底座移动；驱动装置，用于沿着纵向方向移动运载装置；以及容纳盒装置，用于对多个延伸表面元件进行定位，其特征在于：容纳盒装置为每个延伸表面元件设有对应的支撑装置，并且，至少一些支撑装置可以相对于容纳盒移动。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴维B皮尔斯，
申请(专利权)人：应用系统管理有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]