CN1068647A - 集流管夹具 - Google Patents

Abstract

一种用于由管件和管子制造集流管组件的夹 具。在将各部件配装和连接成一完整的集流管组件 的过程中该夹具能保证各部件的定向与对准。另外， 夹具制成能够导入清洗气体的形状，该清洗气体在连 接作业过程中(例如钎焊、铜焊或熔焊)，覆盖集流管 组件的内部表面，从而防止这些表面氧化。

Description

本发明一般涉及用于制造由金属管件和管子制成组件的装置。尤其涉及用于配装和连接热交换器中所用的集流管组件的夹具。夹具包括一总气体清洗功能。

集流管（有时称作集合管）为一导管，内部与一组其他的导管相通。集流管广泛地用于各种场合，特别是在空调和制冷工业。在该领域的一种典型应用是关连到管式热交换器。为了降低通过给定热交换器的总压降，流过热交换器的制冷剂可分成两条或多条平行流径或回路。这是通过在热交换器的上游侧和下游侧分别装设进集流管和出集流管而实现的。进集流管接收来自单根导管的致冷剂流并将其分配到热交换器内的各个平行流径。出集流管接收来自各平行流径的流体，并引导单股致冷剂流至热交换器的下游部件。

空调和制冷系统中所用的管式热交换器一般由铜管件或管子制成。用于同一系统的集流管一般也是由铜管件或管子制成的。这样的集流管含有一直径较大的管件或管子，并有一组直径较小的管子连接于其中。在大规模生产热交换器的一种典型制造作业中，通常将集流管组件预制成带有在适当位置和方位从集流管延伸出来的适宜直径管子的一些短连接管或短管。然后将这些连接管与热交换器的管系相连接使集流管装配到热交换器上，形成平行流径。

通常通过将各连接管插入集流管端部或侧壁上加工出的孔中而使之同集流管连接。然后通过一种诸如钎焊，铜焊或焊接的工序使这些连接管与集流管相连，形成既有流体密封性，又有良好机械性能的接头。在连接管的距其插入集流管一端的一定距离处制出或连有一台肩，以改善完成的接头的质量及确保正确的插入距离。

如果像通常那样连接管是由装配工人用手工方法配装和连接到集流管上的，那么连接管的对准就要依靠工人的技术。即使有很小的连接管对准误差，都会使得集流管与热交换器的装配复杂化。一种保证完成的集流管适当装配的技术是采用如对准夹具，将连接管弯曲至正确的对准位置。但这种方法劳动强度大，会使连接管和连接管接头产生过应力，并在热交换器装配过程中引入了另一个工序。用手工将各连接管同集流管连接的方法本身是费时费力的。

为了具有适当的铜焊接头，必须将接头周围的金属加热至较高的温度。对于大小和形状适用于典型的空调或制冷热交换器的铜集流管和连接管组件，整个组件都会受到高温。在高温和存在氧气的情况下，铜会氧化。这样在铜焊过程中集流管上面和内部会形成氧化铜，它或者以松散颗粒的形式，或者是一种覆盖在管壁上的氧化层。在装入制冷系统前焊好的集流管组件不应有氧化铜，因为松散的粒子会对系统的其他部件，如压缩机，造成损害。但仅仅除去松散粒子还不够，因为集流管组装后的一段时间粒子会从覆盖层上分离下来污染系统。可以清理集流管组件的内部以除去氧化铜，但清理过程既困难而又昂贵。

很明显，在没有氧气的情况下，即使处于高温下，铜也不会氧化。可以采用一种合适的气体覆盖住热铜的表面使之不与氧气接触。这样，在连接管的焊接过程中，集流管组件内部的气体清洗能防止氧化铜的形成，得到光亮、不需清洁的内表面。当然，这样的净化必须覆盖集流管组件的整个内部表面，因此就必须有确保清洗气体可到达集流管组件所有内部区域的设施。

本发明是一种在与集流管装配和连接过程中保证各连接管适当的配合及对准的夹具。该夹具含有一个清洗气体系统。清洗气体分布到集流管和连接管组件的所有内部区域上，这样就排除了氧气，防止了内表面的氧化。

夹具的关键部件是一连接管对准和夹持装置。该装置具有一组固定在清洗气体集合管上的连接管支承套，固定的相对位置和对正情况与将和诸集流管连接管相匹配的那些管子相同。这样，当各连接管插入套中时，将处在装配到热交换器上所必须的对准位置上。清洗气体集合管一般是圆筒形的，其纵向轴线一般在水平方向上。装置可以绕纵轴旋转。除了其转动自由度外，装置相对于集流管支承件是固定的。当将集流管固定在集流管支承件内时，集流管的纵轴对清洗集合管轴线方向适宜。当静置在集流管支承件内时，集流管还和连接管支承套有一段足以使各连接管能在集流管内定位的距离。由于旋转对准和夹持装置可以移到一使各连接管和集流管配合成完整的组件的便利位置上。然后移动对准和夹持装置使集流管靠在集流管支承件内。在这个位置上，集流管和各连接管互相固定在适当的相对位置上以保证集流管组件装配到热交换器上时的正确配合。夹具将组件夹持在适宜的位置上以便进行手工、自动或半自动的铜焊作业。

将一种气体（例如氮气）通入清洗气体集合管中。连接管套与集合管形成流体连通。气体从气体供应源流经集合管、连接管套、连接管和集流管，并通过一适宜的通道流出集流管。将气体供入所有的连接管保证了气体能到达并覆盖各连接管及集流管的所有内部表面，从而在铜焊作业中防止了这些表面的氧化。

各附图构成说明书的一个部分，贯穿这些图中，相同的件号代表相同的元件。

图1为本发明夹具的一个实施例的透视图。

图2为本发明夹具的连接管套的一部分、一工件连接管和集流管的一部分的部分剖视装配主视图。

图3为通过本发明夹具和工件集流管组件的清洗气体流向简图。

图1以一立体图描述了实施本发明的一集流管夹具。图2提供了本发明夹具的连接管套和部分工件集流管及连接管的详细装配图。如图1所示集流管夹具10具有夹具底座11。底座11上固定有工件支承件15，在工件支承件15的板上端有夹持工件集流管的设施。集流管101的显示是为了便于说明。底座11上还固定有连接管对准和夹持装置支承件13。每一夹持装置支承件13的板上端有一轴承17。轴承17内安装有连接管对准和夹持装置19。夹持装置19一般包括一筒形集合管12，其上附有一个或多个连接管套14。集合管12的纵向轴线的方向相对于夹具底座11固定，从而也相对于安装在工件支承件15上的工件集流管轴线固定，但夹持装置19可绕轴承17中集合管12的纵向轴旋转。

最方便的是用具有适当尺寸和抗热性的刚性管制成集合管12和各连接管套14。连接管套14的内径略大于用于形成工件连接管102的管子的外经。工件连接管102将与集流管101连接，以形成一完整的集流管组件。连接管套14与集合管12流体连通，这样通过供气接头16进入夹持装置19的气体将流经集合管12内，然后通过各连接管套14流出。

将要安装已完工集气管组件的热交换器上各管子端部的相对位置是已知的。各连接管套14也以同样的相对位置安装在集合管12上。因此，当各连接管102插入各连接管套14并被它们固定，然后通过适当的方法（如铜焊）与集流管101连接时，各连接管将定位在与热交换器内各管端相配对的正确方位上。

在单独的一道制造工序中，工件集流管101是这样制备的：将管件或管子切割至适当的长度，并在集流管侧壁的适当地点钻出各连接管孔104（图2）。有一种特殊的集流管组件设计要求在集流管的一端或两端也有连接管，这种情况下端部也应加工以容纳连接管。在另一种单独的工序中，连接管102是这样制备的：将管件或管子切割至适当长度，用一适当的方法在离连接管一端的适当距离处做出一突缘或台肩103（图2）。台肩103保证连接管102插入连接管孔104的适当距离，同时还为连接工序提供了一良好的机械接口。不论集流管制备工序或连接管制备工序都可能包括弯管的分工序。

在一典型的集流管组件制造过程中，操作人员旋转连接管对准和夹持装置19使各连接管套14处于一便利的角度。然后操作人员将各适当的连接管102插入集流管101上各适当连接管孔104内，直至各台肩103接触集流管。然后操作人员将连接管102插入连接管套14内。连接管套内台肩18（图2）能保证适当的插入距离。然后操作人员向下转动带有装配好的集流管组件的连接管对准和夹持装置19，直至集流管101停靠在工件支承件15上。采用这样一种在集流管夹具10内放置集流管组件的方法，各连接管102适当地插入了集流管101中，并被各连接管套14适当地对准了，集流管组件已固定到位，以便通过适当的工艺，如钎焊、铜焊、熔焊等手工、半自动或自动的连接方法将连接管连接到集流管上去。

将一种适当的清洗气体源（如氮气）连接到供气接头16上。图3为一通过集流管夹具10和一工件集流管组件的清洗气流向简图。在开始连接工序前，操作人员将净化气体流通入连接管对准和夹持装置19。气体流经集合管12和各连接管套14进入连接管102，然后进入集流管101的内部。净化气体覆盖连接管102和集流管101的内表面，排除了会同这些表面接触的氧气，这样，就防止了在连接工序造成的高温环境中在各内表面上氧化铜的形成。因为清洗气体流经所有的连接管，所以能完全覆盖集流管组件的内表面。

集流管夹具10的一个有用的辅助装置是脱料组件30。在铜焊或其他工序之后的一段时间内，完工的集流管组件仍会非常热，这样即便对戴手套的操作人员都会带来操作问题，脱料组件30可使热的集流管组件不接触操作人员的手而脱卸下来。脱料组件30由固定在脱料轴31上的脱料臂34组成。脱料轴31安装在位于夹具底座11上的脱料轴轴承和支承件33内，这样轴31就可以绕它的纵向轴线在轴承和支承件33内旋转。要从夹具10上卸下集流管，操作人员使用操作手柄32转动轴31，抬起脱料臂34与集流管101接触。进一步转动轴31，使脱料臂34将集流管101拉出工件支承件15，并将各连接管102拉出各连接管套14，从而从夹具中卸下集流管组件。

熟悉本领域的技术人员应能体会到图1中所描述的集流管夹具可以用于一种，或最多是很少几种规定的集流管组件形状的生产，还会理会到在现代化的制造作业中，会要求制造出多种形状的集流管。这种要求可通过制作一个带有可调节的工件和集合管支承部件和若干一定形状的连接管对准和夹持装置的集流管夹具来实现。这样集流管形状要求的变化就可通过对支承件的调节和安装合适的对准及夹持装置来适应。这些功能也是在本发明的范围内所考虑到的。

然而，改变夹具的形状会费力费时。制造上述集流管夹具所需的材料是容易得到且比较便宜的。因此对每一种所要求的集流管组件形状制造一套独立且完整的夹具也许会更省时、更节约。

Claims (5)

1、一种将一组连接管装配及连接在集流管上，以形成一集流管组件的夹具10，包括：

一夹具底座11；

支承集流管工件使之与所述底座成固定位置的装置15；

一连接管对准和夹持装置具有一带有纵向轴线和清洗气体进口装置16的清洗集合管12，和一与所述清洗集合管连接且形成流体连通的连接管套14；

用于支承所述连接管对准和夹持装置使之与所述底座及所述集流管工件成固定方位，而又允许所述连接管对准和夹持装置绕所述集合管纵轴转动的装置13和17；和

向所述清洗气体进口装置供应清洗气体的装置16。

2、如权利要求1所述的夹具，其特征在于，还包括将完工的集流管组件从所述夹具中卸下的脱料装置30。

3、如权利要求2所述的夹具，其特征在于，所述脱料装置包括：

一具有纵向轴线的脱料轴31，该轴线与所述集合管的纵向轴线平行;

支承所述脱料轴使之与所述夹具底座成固定关系并可使所述脱料轴绕所述脱料轴纵向轴线转动的轴承和支承装置33;

一固定在所述脱料轴上，并从该脱料装置轴线向外延伸的脱料臂34;和

使所述脱料轴绕所述脱料装置纵向轴线转动的装置32。

4、如权利要求1所述的夹具，其特征在于，所述集流管工件支承装置可以调节以容纳各种不同尺寸和外形的集流管工件，和

所述连接管对准和夹持装置之支承装置还包括调节装置，用来容纳各种不同尺寸和外形和相对于所述集流管工件支承装置的于各种不同方位的连接管对准和夹持装置。

5、如权利要求1所述的夹具，其特征在于，所述连接管套具有防止连接管插入所述套的距离大于预定量的装置。

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