無焊接式薄壁導流管多材復合太陽能集熱器板芯及制作用模具的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種無焊接式薄壁導流管多材復合太陽能集熱器板芯及制作用模具。屬太陽能熱水器領域。本實用新型通過由一個用于預先夾緊集管外徑的外夾緊定位模具、一個放置于集管內壁中的鉚固滑塊和一根圓錐頭鉚固滑桿構成的專用模具加工，將數根金屬排管平行排列、排管的兩端分別插入上下平行、預先開有與排管孔徑相配合的集管孔內，通過特殊裝置將排管的兩端與集管鉚合成能承受一定壓力（不致使傳熱工質滲漏）的導流管，實現集熱器板芯由數根金屬排管與兩根金屬集管、集熱板（組合方式一）或由數根帶翼片的金屬排管與兩根金屬集管（組合方式二）組成。本實用新型充分利用各種材料自身特有的優越性能，通過鉚固的方式組合成各種不同性價比的集熱器板芯。
【專利說明】無焊接式薄壁導流管多材復合太陽能集熱器板芯及制作用模具
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種無焊接式薄壁導流管多材復合太陽能集熱器板芯及制作用模具。屬太陽能熱水器領域。
【背景技術】
[0002]現有常規平板集熱器板芯都是由上下兩根集管、數根縱向排列的排管，通過人工焊接的方式，讓集管與排管相互連接，共同組成一個用于導流的平板式太陽能集熱板芯，但由于是采用人工焊接方式連接，要求集管與排管須為同質材料，否則不同材料間的焊接性差，影響焊接質量。所以現有平板集熱器板芯難以實現標準化、機械化、自動化、規模化生產，
[0003]此外，鋁集熱器板芯手工焊接時會遺留下耐腐蝕性差；銅鋁復合及銅板芯的抗壓性差、管徑小，易堵塞，不銹鋼集熱器板芯的導熱性不好等弊病。
【發明內容】
[0004]本實用新型的目的在于克服上述現有技術，發明一種可以在薄壁管上直接制作無焊接式多材復合太陽能集熱器板芯及制作用模具，它能將多種材料通過鉚接的方式組合成可以承受一定壓力、防腐性好、不易堵塞、導熱性好、大通徑導流管的太陽能集熱器的板芯。
[0005]本實用新型的無焊接式薄壁導流管多材復合太陽能集熱器板芯，其特征是由一根上部集管(I)與一根下部集管(I)平行放置，上部集管(I)與下部集管(I)之間左右相互平行有數根排管(2)，兩根集管(I)與排管(2)相互連接后組成一塊太陽能集熱器板芯，其特征在于:
[0006]在集管(I)上間隔一定距離開數個連接孔(5)，每個連接孔(5)的邊沿有一圈凹槽(3),形成一個帶拉伸邊的連接孔(5)連接平臺；
[0007]排管(2)為厚管壁時，每根排管(2)端部管徑尺寸小于排管(2)中部管身管徑尺寸；
[0008]排管(2)為薄壁管時，每根排管(2)距離端部一定位置處有一圈向外凸起的定位環A,
[0009]每根集管(I)中連接孔(5)的內徑與每根排管(2)兩端管道的外徑相匹配，排管
(2)端部管道能緊配合地放入到集管(I)的連接孔(5)內；
[0010]每根排管(2)兩端管道分別緊密配合地放入上集管(I)和下集管(I)預先開出的連接孔(5)內，用鉚接/粘接方式將每根排管(2)與上下兩根集管(I)帶拉伸邊的連接孔
(5)密封連接為一體，密封連接后排管(2)端部開口呈喇叭形，構成一塊太陽能集熱器集熱板芯。
[0011]集管(I)與排管(2)可用不同材質的材料制作，鉚接/粘接固成一塊太陽能集熱器吸熱板芯(3)。[0012]排管(2)兩側帶有吸熱板，吸熱板為經過選擇性陽極氧化、鍍藍膜或鍍黑鉻方式處理過的鋁板、銅板；或者吸熱板通過激光或超聲波焊接方式與導流管焊接成集熱器板芯。
[0013]一種制作無焊接式薄壁導流管多材復合太陽能集熱器板芯用模具，模具由一個用于預選夾緊集管(I)外徑的外夾緊定位模具、一個放置于集管(I)內壁中的鉚固滑塊(14)和一根圓錐頭鉚固滑桿(15)構成，
[0014]外夾緊定位模具由一塊半圓弧形上定位模(12)與一塊半圓弧形下定位模(13)組成，上定位模(12)上裝有一個壓緊桿(11)，下定位模(13)開的一個與排管(2)外徑匹配的孔或者槽；
[0015]鉚固滑塊(14)為空心管狀，鉚固滑塊(14)空心管的一端內壁呈靠外端大、靠內端小的錐形，且錐形內壁的軸向方向開有數條縫隙，圓錐頭鉚固滑桿(15)能從鉚固滑塊(14)的空心管中穿過，讓空心管端部的縫隙張開，鉚固滑塊(14)空心管的外壁有凸狀模塊，凸狀模塊中的凸塊外徑與排管(2)內徑匹配，
[0016]圓錐頭鉚固滑桿(15)端頭呈圓錐形狀，圓錐形狀大直徑處接大直徑的圓柱體，圓錐形狀小直徑接是小直徑圓柱形狀。
[0017]先在集管(I)每隔一段距離壓出一個連接孔(5)連接平臺，并在每個連接孔(5)相應處開有帶拉伸邊的連接孔徑Φ，或者不帶有帶拉伸邊；
[0018]集管(I)的連接孔(5)外部直接與排管(2)端部的管道連接，構成一個鉚固定位結構，方便外夾緊定位模具夾緊固定；
[0019]集管(I)的連接孔(5)內壁與排管(2)端部的管道在圓錐頭鉚固滑桿(15)中的小直徑圓柱形狀拉動作用下，圓錐頭鉚固滑桿(15)中的圓錐形狀將鉚固滑塊(14)空心管端部的縫隙張開，外壁凸狀模塊向下移動壓下，從而使外壁凸狀模塊壓住排管(2)端部最好帶有耐溫密封膠)的管道，讓排管(2)端部的管道邊沿翻邊，排管(2)端部材料與集管
(I)連接孔邊沿相互鉚接固定在一起。
[0020]本實用新型集熱器板芯是由數根縱向平行排列、金屬排管的兩端分別放入上下兩根集管(I)孔內，通過鉚接方式將排管的兩端與集管鉚合成能承受一定壓力(不致使傳熱工質滲漏)的導流用管道。
[0021]本實用新型制作上述太陽能集熱器板芯可以使用專用模具，也可以使用其它排管孔徑相配合的方式。
[0022]本實用新型具有結構簡單、巧妙、生產效率高，有效地解決了常規集熱器板芯難脫手工焊接、難以實現標準化、機械化、自動化、規模化生產的弊病，克服了全鋁集熱器板芯手工焊接時遺留下的耐腐蝕性差、銅鋁復合及銅板芯的抗壓性差、管徑小(易堵塞)等短板，同時延長了集熱器的使用壽命；尤其是導流管不采用焊接工藝后，可以加大集管和排管的通徑、并減小這些集管和排管管材的壁厚，即提高流體的通過性和導流管的承壓性、降低產品成本，充分利用各種材料自身特有的優越性能，通過鉚固的方式組合成各種不同性價比的集熱器板芯。本實用新型其實用性強，是一種新穎、適用的新產品，有廣泛市場前景的平板太陽能集熱器板芯。
[0023]【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]下面結合本實用新型的附圖，對【具體實施方式】進一步作出詳細說明。
[0025]圖1為本實用新型專用模具加工好的太陽能集熱板芯局部結構示意圖。[0026]圖2為本實用新型集管(I)與排管(2)準備連接時兩者狀態示意圖。
[0027]圖3為本實用新型集管(I)與排管(2)正在連接時兩者狀態示意圖。
[0028]圖4為本實用新型集管(I)與排管(2)已經連接好后的兩者狀態示意圖，連接后排管(2)端部開口呈喇叭形。
[0029]圖5制作本實用新型太陽能集熱器板芯的專用模具加工狀態示意圖。
[0030]圖6為圖5所示專用模具加工狀態的軸向方向結構示意圖。
[0031]圖7為采用圖9所示結構排管(2)與集管(I)連接后的結構狀態圖。
[0032]圖8為帶吸熱板(4)的導流管(2)，其中吸熱板(4)與導流管(2)可以是同一種材質的材料復合成一體，也可以是不同材質的材料復合成一體。
[0033]圖9為本實用新型厚壁排管(2)端部管徑尺寸小于排管(2)中部管身管徑尺寸的結構示意圖。
[0034]圖10為本實用新型集管(I)與厚壁排管(2)準備連接時兩者狀態示意圖。
[0035]圖11為本實用新型集管(I)與厚壁排管(2)正在連接時兩者狀態示意圖。
[0036]圖12為本實用新型集管(I)與厚壁排管⑵已經連接好后的兩者狀態示意圖，連接后排管(2)端部呈微開口喇叭形。
[0037]圖13為本實用新型專用模具加工好圖9結構的太陽能集熱板芯局部結構示意圖。
[0038]圖14為本實用新型太陽能集熱器板芯制作圖10的專用模具加工狀態示意圖。
[0039]圖15為圖14所示專用模具加工狀態的軸向方向結構示意圖。
[0040]圖中:1一集管；2—排管；3—凹槽；4一吸熱板；5—連接孔；A—向外凸起的定位環；11 一壓緊桿；12—上定位模；13—下定位模；14一鉚固滑塊；15—圓錐頭鉚固滑桿。
[0041]【具體實施方式】:
[0042]本實用新型的產品技術方案至少有兩種:一種是無焊接式薄壁導流管多材復合太陽能集熱器板芯；另一種是無焊接式厚壁導流管多材復合太陽能集熱器板芯。
[0043]本實用新型本實用新型無焊接式薄壁/厚壁導流管多材復合太陽能集熱器板芯的結構是:由一根上部集管I與一根下部集管I平行放置，上部集管I與下部集管I之間左右相互平行有數根排管2，兩根集管I與排管2相互連接后組成一塊太陽能集熱器板芯，其特征在于:
[0044]每根集管I中連接孔5的內徑與每根排管2兩端管道的外徑相匹配，排管2端部管道能緊密配合地放入到集管I連接孔5內；
[0045]在集管I上間隔一定距離開數個連接孔5，每個連接孔5的邊沿有一圈凹槽3，形成一個帶拉伸邊的連接孔5連接平臺；
[0046]排管管壁足夠厚壁管時，則管壁厚在范圍時，每根排管2端部管徑尺寸小于排管2中部管身管徑尺寸；當排管為薄壁管時，則管壁厚在0.范圍時，每根排管2距離端部一定位置處有一圈向外凸起的定位環A ；
[0047]每根排管2兩端管道分別放入上集管I和下集管I上預先開出的與之緊密配合的連接孔5內，用鉚接/粘接方式將每根排管2與上下兩根集管I帶拉伸邊的連接孔5密封連接為一體，構成一塊太陽能集熱器集熱板芯3。
[0048]集管I與排管2可用不同材質的材料制作，鉚固成一塊太陽能集熱器吸熱板芯4。
[0049]排管2兩側帶有吸熱板，吸熱板為經過選擇性陽極氧化、鍍藍膜或鍍黑鉻方式處理過的鋁板、銅板；或者吸熱板通過激光或超聲波焊接方式與導流管焊接成集熱器板芯。
[0050]制作無焊接式薄壁/厚壁導流管多材復合太陽能集熱器板芯的專用模具，其特征在于專用模具由一個用于預先夾緊集管I外徑的外夾緊定位模具、一個放置于集管I內壁中的鉚固滑塊14和一根圓錐頭鉚固滑桿15構成，
[0051]外夾緊定位模具由一塊半圓弧形上定位模12與一塊半圓弧形下定位模13組成，上定位模12上裝有一個壓緊桿11，下定位模13開的一個與排管2外徑匹配的孔或者槽；
[0052]鉚固滑塊14為空心管狀，鉚固滑塊14空心管的一端內壁呈靠外端大、靠內端小的錐形，且錐形內壁的軸向方向開有數條縫隙，圓錐頭鉚固滑桿15能從鉚固滑塊14的空心管中穿過，讓空心管端部的縫隙張開，鉚固滑塊14空心管的外壁有凸狀模塊，凸狀模塊中的凸塊外徑與排管⑵內徑匹配，
[0053]圓錐頭鉚固滑桿15端頭呈圓錐形狀，圓錐形狀大直徑處接大直徑的圓柱體，圓錐形狀小直徑處接小直徑圓柱體。
[0054]無焊接式薄壁/厚壁導流管多材復合太陽能集熱器板芯制作方法，其特征在于先在集管I上每隔一段距離壓出一個連接孔5的連接平臺，隨后在連接平臺上開出帶拉伸邊的連接孔:
[0055]集管I的連接孔5外部直接與排管2端部定位環A密封性接觸，構成一個鉚固定位結構，方便外夾緊定位模具夾緊固定；
[0056]集管I的連接孔5內壁與排管2端部管道在圓錐頭鉚固滑桿15中的小直徑圓柱形狀拉動作用下，圓錐頭鉚固滑桿15中的圓錐形狀將鉚固滑塊14空心管端部的縫隙張開，外壁凸狀模塊向下移動壓下，從而使外壁凸狀模塊壓住排管2端部(最好帶有耐溫密封膠)管道，讓排管2端部管道邊沿翻邊，呈喇叭形，排管2端部材料與集管I連接孔邊沿相互鉚接固定在一起。
[0057]本實用新型組合方式之一是“無焊接式薄壁/厚壁導流管多材復合太陽能集熱器板芯”由集管1、排管2、吸熱板4、焊縫組成，其特征在于集熱器板芯由數根金屬排管與兩根金屬集管、一塊帶有吸熱涂層的整塊吸熱板，集管與排管通過鉚固方式形成導流管，導流管與吸熱板通過焊接的方式最終組合成太陽能集熱器板芯；
[0058]本實用新型組合方式之二是由集管1、帶吸熱板4的排管2組成，其特征在于集熱器板芯由數根帶金屬吸熱板的排管2與兩根金屬集管1，通過鉚接的方式組合成太陽能集熱器板芯。
[0059]所述的集熱器板芯，其特征在于兩根集管I上下平行、數根排管2左右平行，排管2垂直插入集管I上事先開出的與排管2直徑緊密配合的孔內，通過鉚固的方式與集管密封結合，形成導流管。
[0060]所述的集熱器板芯，其特征在于集管I上壓出數個DXD的連接平臺，每個連接平臺上再開出直徑與排管2外徑緊密配合的帶拉伸邊的連接孔5。
[0061]所述的集熱器板芯，其特征在于排管2離端部約5毫米處，壓有一圈向外凸起的、寬度為2毫米左右的定位環A。
[0062]所述的集熱器板芯，其特征在于集管I上壓出數個DXD的連接平臺、并相應開有帶拉伸邊的孔:外部與排管2上的定位環A進行定位、密封，內部與排管2進行鉚固、密封。
[0063]所述的集熱器板芯，其特征在于集管I與排管2可以用不同材質的材料鉚固成導流管，如集管I用不銹鋼、排管2用銅；而吸熱板3可以由排管自帶，也可以是經過選擇性陽極氧化、鍍藍膜或鍍黑鉻等方式處理過的鋁板、銅板通過激光或超聲波焊接方式與導流管焊接后再與集管鉚固成集熱器板芯。
[0064]實施例1:組合方式之一(無焊接式薄壁導流管多材復合太陽能集熱器板芯)
[0065]如圖1-4所示，集管I與排管2通過鉚固方式組合成導流管:吸熱板4上按照集管I與排管2的半圓或一定弧長的圓弧形在壓力機上做出相應的壓痕，再用激光焊機或超聲波焊機將排管2與吸熱板4焊接成集熱器芯片；也可以將兩條一定寬度的薄帶用專用設備軋制成一條中部吹脹出能穿過排管2的吸熱板4(經過選擇性陽極氧化、鍍藍膜或鍍黑鉻等方式處理過的鋁板、銅板)組成集熱器芯片(圖8)。上述數根芯片(排管2帶吸熱板)與集管I通過鉚固后即制作成“無焊接式薄壁/厚壁導流管多材復合太陽能集熱器板芯”。
[0066]其中，集管1、排管2、吸熱板4的組合方式有如下幾種:
[0067]不銹鋼集管1、銅排管2、鋁吸熱板4 (選擇性陽極氧化鍍膜)，此組合性價比最佳。
[0068]不銹鋼集管1、鋁排管2、鋁吸熱板4 (選擇性陽極氧化鍍膜)。
[0069]不銹鋼集管1、銅排管2、銅吸熱板4 (鍍藍膜)。
[0070]銅集管1、銅排管2、銅吸熱板4 (鍍藍膜)，此組合熱性能最佳。
[0071]銅集管1、銅排管2、鋁吸熱板4 (選擇性陽極氧化鍍膜)。
[0072]鋁集管1、鋁排管2、鋁吸熱板4 (選擇性陽極氧化鍍膜)，此組合造價最低。
[0073]不銹鋼集管1、不銹鋼排管2、鋁吸熱板4 (選擇性陽極氧化鍍膜)。
[0074]不銹鋼集管1、不銹鋼排管2、銅吸熱板4 (鍍藍膜)。
[0075]鋁集管1、鋁排管)、銅吸熱板4 (鍍藍膜)。
[0076]銅集管1、不銹鋼排管2、鋁吸熱板4 (選擇性陽極氧化鍍膜)。
[0077]鋁集管1、不銹鋼排管2、鋁吸熱板4 (選擇性陽極氧化鍍膜)。
[0078]銅集管1、不銹鋼排管2、銅吸熱板4 (鍍藍膜)。
[0079]鋁集管1、不銹鋼排管2、銅吸熱板4 (鍍藍膜)。
[0080]實施例2:組合方式之二 (無焊接式厚壁導流管多材復合太陽能集熱器板芯)
[0081]如圖9-12所示，由集管1、帶吸熱板4的排管2通過鉚固的方式組成集熱器板芯。
[0082]其中集管1、帶吸熱板4的排管2的材質均為鋁材，鉚固成形后表面進行整板選擇性陽極氧化鍍膜。
[0083]本發明的制作方式是(圖14和圖15):先制作具由一個用于預先夾緊集管I外徑的外夾緊定位模具、一個放置于集管I內壁中的鉚固滑塊14和一根圓錐頭鉚固滑桿15構成多材鉚固復合太陽能集熱器板芯的專用模具，其中外夾緊定位模具由一塊半圓弧形上定位模12與一塊半圓弧形下定位模13組成,上定位模12上裝有一個壓緊桿11，下定位模13開出一個與排管2外徑匹配的孔或者槽；
[0084]鉚固滑塊14為空心管狀，鉚固滑塊14空心管的一端內壁呈靠外端大、靠內端小的錐形，且錐形內壁的軸向方向開有數條縫隙，圓錐頭鉚固滑桿15能從鉚固滑塊14的空心管中穿過，讓空心管端部的縫隙張開，鉚固滑塊14空心管的外壁有凸狀模塊，凸狀模塊中的凸塊外徑與排管2內徑匹配，
[0085]圓錐頭鉚固滑桿15端頭呈圓錐形狀，圓錐形大直徑處接大直徑的圓柱體，圓錐形狀小直徑處接小直徑圓柱形狀。[0086]再用普通模具在集管I上每隔一段距離壓出一個連接孔5用的連接平臺，并在每個連接孔5相應處開有帶拉伸邊的連接孔:
[0087]操作者先將集管I的連接孔5外部直接與排管2端部的管道連接，再把專用模具的鉚固滑塊14放入到集管I內，圓錐頭鉚固滑桿15從鉚固滑塊的空心管中穿過，在圓錐頭鉚固滑桿15中的小直徑圓柱形狀拉動作用下，圓錐頭鉚固滑桿15中的圓錐形狀將鉚固滑塊14空心管端部的縫隙張開，由于在圓錐頭鉚固滑桿15是一端直徑大，另一端直徑小，故拉動小直徑端圓柱形狀，圓錐形狀讓外壁凸狀模塊向下移動壓下，從而使外壁凸狀模塊壓住排管2端部(最好帶有耐溫密封膠)管道邊沿，讓排管2端部管道邊沿翻邊，呈喇叭形，夕卜夾緊定位模具又夾緊固定集管I和排管2 ;從而讓排管2端部材料與集管I連接孔邊沿之間相互鉚接固定在一起。制作完后，將小直徑端圓柱形狀退回。整個專用模具再移動到下一個集管I與排管2連接孔5處，按同樣的方法加工制作，實現純機械結構的集管I與排管2鉚固。
[0088]由于是純機械結構的集管I與排管2鉚固，所以本發明能實現將多種不同的金屬材料通過鉚固的方式組合成太陽能集熱器板芯導流管。充分利用各種材料自身特有的優越性能，而且用專用模具加工，能實現機械化大規模生產。
[0089]本發明排管(2)端部的管道外沿最好帶有耐溫密封膠的，密封效果會更好。
【權利要求】
1.一種無焊接式薄壁導流管多材復合太陽能集熱器板芯，由一根上部集管(I)與一根下部集管(I)平行放置，上部集管(I)與下部集管(I)之間左右相互平行有數根排管(2)，兩根集管(I)與排管(2)相互連接后組成一塊太陽能集熱器板芯，其特征在于: 在集管(I)上間隔設定距離開數個連接孔(5)，每個連接孔(5)的邊沿有一圈凹槽(3),形成一個帶拉伸邊的連接孔(5)連接平臺； 排管(2)為厚管壁時，每根排管(2)端部管徑尺寸小于排管(2)中部管身管徑尺寸； 排管(2)為薄壁管時，每根排管(2)距離端部設定位置處有一圈向外凸起的定位環A， 每根集管⑴中連接孔(5)的內徑與每根排管⑵兩端管道的外徑相匹配，排管(2)端部管道能緊配合地放入到集管(I)的連接孔(5)內； 每根排管(2)兩端管道分別緊密配合地放入上集管(I)和下集管(I)預先開出的連接孔(5)內，用鉚接/粘接方式將每根排管(2)與上下兩根集管⑴帶拉伸邊的連接孔(5)密封連接為一體，密封連接后排管(2)端部開口呈喇叭形，構成一塊太陽能集熱器集熱板-!-HΛ ο
2.根據權利要求1所述的無焊接式薄壁導流管多材復合太陽能集熱器板芯，其特征在于集管(I)與排管(2)可用不同材質的材料制作，鉚接/粘接固成一塊太陽能集熱器吸熱板芯⑶。
3.根據權利要求1或2所述的無焊接式薄壁導流管多材復合太陽能集熱器板芯，其特征在于排管(2)兩側帶有吸熱板，吸熱板為經過選擇性陽極氧化、鍍藍膜或鍍黑鉻方式處理過的鋁板或銅板；或者吸熱板通過激光或超聲波焊接方式與導流管焊接成集熱器板芯。
4.一種制作無焊接式薄壁導流管多材復合太陽能集熱器板芯用模具，模具由一個用于預選夾緊集管(I)外徑的外夾緊定位模具、一個放置于集管(I)內壁中的鉚固滑塊(14)和一根圓錐頭鉚固滑桿(15)構成，其特征在于 外夾緊定位模具由一塊半圓弧形上定位模(12)與一塊半圓弧形下定位模(13)組成，上定位模(12)上裝有一個壓緊桿(11)，下定位模(13)開的一個與排管(2)外徑匹配的孔或者槽； 鉚固滑塊(14)為空心管狀，鉚固滑塊(14)空心管的一端內壁呈靠外端大、靠內端小的錐形，且錐形內壁的軸向方向開有數條縫隙，圓錐頭鉚固滑桿(15)能從鉚固滑塊(14)的空心管中穿過，讓空心管端部的縫隙張開，鉚固滑塊(14)空心管的外壁有凸狀模塊，凸狀模塊中的凸塊外徑與排管⑵內徑匹配， 圓錐頭鉚固滑桿(15)端頭呈圓錐形狀，圓錐形狀大直徑處接大直徑的圓柱體，圓錐形狀小直徑處接是小直徑圓柱形狀。
【文檔編號】B21D37/10GK203478637SQ201220190867
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2012年5月2日 優先權日:2012年5月2日
【發明者】李錦欽, 李韜鵬, 王蕾 申請人:昆明霍爾金科技有限公司