新型毛細管網柵結構及其加工工藝的製作方法

2023-05-22 09:43:12 2

本發明涉及一種應用於建築、農業、能源、工業情況下使用的網柵結構。更具體地說，本發明涉及一種應用於建築、農業、能源、工業情況下使用的新型毛細管網柵結構及其加工工藝。

背景技術：

塑料毛細管為目前在建築節能領域收到廣泛關注的一個技術。該技術由德國引進中國十餘年，目前在建築節能方面得到普遍認可。其製造工藝也已引進國內十餘年。該製造工藝的核心技術為將粗細不同的塑料管進行焊接連接，使其形成類似蓆子形狀的網柵。網柵內部的管道要求保證通透，從而可以允許水流或其他液體流通，從而攜帶熱能並通過網柵釋放到環境中去。同時焊點必須保證足夠的牢固，避免在施工和使用中出現脫落，以致引起水患。

目前的焊接技術基本上分為兩種：一是如圖1所示，在粗管(幹管)上採用鑽孔方式開孔，再通過熱熔方式將細管(毛細管)對準開孔部位焊接上去，形成網柵。其焊接節點為平焊，其焊接部分如標記a所示(幹管、毛細管各自熔化後再對接，待其冷卻定型)；二是如圖2所示，以注塑方式預製帶有分支的幹管，其分支內部通透。再以插接方式將分支焊接到毛細管上，其焊接節點為插焊，其焊接部分如標記b所示(幹管分支的內部及毛細管的外部各自熔化後再插接，待其冷卻定型)。

上述兩種焊接工藝均追求焊接速度，即考慮在大型設備上一次性焊接多個焊點。其優勢在於批量焊接，同時也帶來了加工規格固定、靈活性差的缺點，具體來說，現有2種方式各自的問題和缺點如下：方式1的問題在於節點的可靠度受到節點形狀的影響較大。由於採用熔接方式，必須將粗細管接觸部分充分熔開，再通過互相壓緊方式使其融合成一體。理想的熔接應當是兩邊的材料達到分子級的融合，但這就要求熔化程度較高，結合過程其熔化的材料發生高度流動接觸。而該過程很容易導致材料溢出，從而堵塞水流通道；如採用針孔定位方式保證水流通道，又會出現幹擾流動性，使得材料相互融合度下降，形成虛焊；方式2的問題在於插接方式需要兩側的毛細管有粗細之分，從而限制了毛細管的管徑。同時插接也未能避免部分熔化材料溢出，堵塞水流通道。而且目前在方式2中也未考慮採用針孔定位，水流通道的形成完全靠材料自行流動，其內部水流通道存在局部狹窄的問題。

如上所述，兩種工藝採用的批量焊接方式都有產品規格固定，生產環節不夠靈活的問題。由於現有焊接工藝要求以大型設備批量生產，對於現場需求的適應性較低。經常出現或者不得不等到精確地現場數據整理出來才能開工生產，以致延誤工期，或預測規格趕工，卻在現場發現尺寸差異過大無法使用，不得不重新製造，同樣延誤工期的情況。同時，對於現場臨時需要特殊規格的網柵需求，則較難給予滿足。

技術實現要素：

本發明的一個目的是解決至少上述問題和/或缺陷，並提供至少後面將說明的優點。

本發明還有一個目的是提供一種新型毛細管網柵結構，其能夠通過在預製幹管上設置帶分支結構形式的連接部，通過第一金屬空心管將連接部與毛細管相結合，以將現有的插焊方式改為對焊，並通過增加的空心管，以保證焊接後水流通道的通暢性，空心管同時也在一定程度上加強了毛細管焊接部位的強度，其焊接工藝可以採用小型化設備完成。

本發明還有一個目的是提供一種毛細管網柵的加工方法，其通過改變焊接方法，使得手持式焊接設備能夠滿足現場可能需要的網柵修復需求，避免原來出現的現場損壞後只能丟棄的損失；採用新型焊接技術後，批量製作的質量得以大幅度提高，由於空心管及堆焊方式保證了內部通透和外部牢固性，使得該產品技術在質量上令人放心。

為了實現根據本發明的這些目的和其它優點，提供了一種新型毛細管網柵結構，包括：

多根毛細管；

相對設置以將各毛細管連接構成毛細管網柵的幹管；

其中，各所述幹管上分別設置有與毛細管相配合的連接部，所述連接部通過第一金屬空心管進而與毛細管連接，以構成毛細管網柵本體。

優選的是，其中，各所述連接部均被配置為從幹管延伸出的支管。

優選的是，其中，所述支管的外徑及內徑大小被配置為與毛細管一致，所述第一金屬空心管的外徑被配置為小於支管及毛細管的內徑。

優選的是，其中，所述支管的延伸長度被配置為3-8個毛細管外徑，所述第一金屬空心管的長度被配置為5-15個毛細管管徑。

優選的是，其中，所述第一金屬空心管的中部具有一限定支管及毛細管安裝位置的凸緣，且所述第一金屬空心管兩端在與支管、毛細管配合的位置處設置有第一收縮部。

優選的是，其中，所述連接部被配置為在幹管注塑過程中植入的第二金屬空心管，所述第二金屬空心管的長度被配置為3-8個毛細管管徑，所述第二金屬空心管的外徑被配置為小於毛細管的內徑。

優選的是，其中，所述第二金屬空心管在與幹管配合的一端被配置為敞開的喇叭狀，所述第二金屬空心管在與毛細管配合的一端配置有第二收縮部。

優選的是，其中，所述幹管與第二金屬空心管結合處的外壁上設置有錐形結構的凸出部。

本發明的目的可通過一種加工所述毛細管網柵的方法來實現，包括：

將支管及毛細管的端部分別熔化2～3個毛細管管徑；

將第一金屬空心管的兩端分別插入熔化後的支管及毛細管端部；

在焊接部位扣上一個對熔接後外形進行定型的模具；

相對壓緊支管及毛細管以使熔化未成型端部充滿定型用的模具；

冷卻模具並在焊接部位成型後打開模具，完成毛細管與幹管的焊接以構成毛細管網柵本體。

本發明的目的可通過另一種加工所述毛細管網柵的方法來實現，包括：

對幹管上的凸出部進行熔化，同時將毛細管的端部熔化2～3個毛細管管徑；

將第二金屬空心管插入熔化後的毛細管的一端；

在焊接部位扣上一個對熔接後外形進行定型的模具；

相對壓緊支管及毛細管以使熔化後的凸出部充滿定型用的模具；

冷卻模具並在焊接部位成型後打開模具，完成毛細管與幹管的焊接以構成毛細管網柵本體。

本發明至少包括以下有益效果：其一，本發明能夠通過在預製幹管上設置帶分支結構形式的連接部，並通過第一金屬空心管將連接部與毛細管相結合，以將現有的插焊方式改為對焊，並通過增加的連接空心管，以保證焊接後水流通道的通暢性，空心管同時也在一定程度上加強了毛細管焊接部位的強度，其焊接工藝可以採用小型化設備完成。

其二，本發明通過對金屬空心管的結構限定，以使其拼接容易，同時通過在空心管上設置凸緣，對其幹管及毛細管的深入位置進行限定，以使其後面的焊接過程中產品的穩定性更好，產品率更高。

其三，本發明通過在幹管中預埋空心管，且對空心管與幹管一端設置為喇叭狀，以使其焊接後的水流通道的通暢性有保證，進而保證產品的質量。

其四，本發明還提供一種毛細管網柵的加工方法，其簡化毛細管網柵製造工藝，使得低成本的網柵製造設備得以實現，進而可以再現場量身定做，同時減少製造和運輸成本；手持式焊接設備能夠滿足現場可能需要的網柵修復需求，避免原來出現的現場損壞後只能丟棄的損失；採用新型焊接技術後，批量製作的質量得以大幅度提高，由於空心管及堆焊方式保證了內部通透和外部牢固性，使得該產品技術在質量上令人放心；採用新型焊接工藝後可以設想柔性加工能力：即在廠內採用大型自動化設備完成一端的焊接，而將另一端留在現場以量身定做方式完成。這樣將不再需要預先盲目預測網柵規格預製，或耗時等待精確數據用於生產而耽誤工期。一端大規模生產用於庫存可以減少無謂的製造成本，而另一端的焊接則採用簡易工地小型設備根據實際規格現場焊接完成，從而達到最佳的現場適配尺寸。

本發明的其它優點、目標和特徵將部分通過下面的說明體現，部分還將通過對本發明的研究和實踐而為本領域的技術人員所理解。

附圖說明

圖1為現有技術方式一中喇叭口式熱熔接口的連接結構圖；

圖2為現有技術方式二中改進型承插式接口的連接結構圖；

圖3為本發明的一個實施例中新型毛細管網柵結構的連接結構示意圖；

圖4為本發明的一個實施例中新型毛細管網柵結構熔接後的結構示意圖；

圖5為本發明的另一個實施例中第一金屬空心管的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做進一步的詳細說明，以令本領域技術人員參照說明書文字能夠據以實施。

應當理解，本文所使用的諸如「具有」、「包含」以及「包括」術語並不配出一個或多個其它元件或其組合的存在或添加。

圖3-4示出了根據本發明的一種新型毛細管網柵結構，包括：

多根毛細管1；

相對設置以將各毛細管連接構成毛細管網柵的幹管2；

其中，各所述幹管上分別設置有與毛細管相配合的連接部3，所述連接部通過第一金屬空心管4進而與毛細管連接，以構成毛細管網柵本體。採用這種方案通過在預製幹管上設置帶分支結構形式的連接部，並通過第一金屬空心管將連接部與毛細管相結合，以將現有的插焊方式改為對焊，並通過增加的連接空心管，以保證焊接後水流通道的通暢性，空心管同時也在一定程度上加強了毛細管焊接部位的強度，其焊接工藝可以採用小型化設備完成，具有可實施效果好，可操作性強，產品結構穩定性好的有利之處。並且，這種方式只是一種較佳實例的說明，但並不局限於此。在實施本發明時，可以根據使用者需求進行適當的替換和/或修改。

在另一種實例中，各所述連接部均被配置為從幹管延伸出的支管。採用這種方案是提供連接部的其中一種配置方式，具有可實施效果好，可操作性強的有利之處。並且，這種方式只是一種較佳實例的說明，但並不局限於此。在實施本發明時，可以根據使用者需求進行適當的替換和/或修改。

在另一種實例中，所述支管的外徑及內徑大小被配置為與毛細管一致，所述第一金屬空心管的外徑被配置為小於支管及毛細管的內徑，空心管的外徑略小於毛細管內徑，使其能在稍有阻力的情況下插入毛細管以及幹管上的支管內，採用這種方案具有可實施效果好，可操作性強的有利之處。並且，這種方式只是一種較佳實例的說明，但並不局限於此。在實施本發明時，可以根據使用者需求進行適當的替換和/或修改。

在另一種實例中，所述支管的延伸長度被配置為3-8個毛細管外徑，所述第一金屬空心管的長度被配置為5-15個毛細管管徑，其長度優選的設置為約為10個毛細管管徑。採用這種方案保證毛細管及支管焊接後的強度的同時，便於後期的運輸和加工，具有可實施效果好，穩定性好，可操作性強的有利之處。並且，這種方式只是一種較佳實例的說明，但並不局限於此。在實施本發明時，可以根據使用者需求進行適當的替換和/或修改。

如圖5所示，在另一種實例中，所述第一金屬空心管的中部具有一限定支管及毛細管安裝位置的凸緣5，空心管的中部有通過機械加工擠壓而成的凸緣，作為由兩端插入毛細管時的限位。同時也在該部分誘導熔化材料向上擠出，並與對面部分材料相互融合，且所述第一金屬空心管兩端在與支管、毛細管配合的位置處設置有第一收縮部，空心管的端部稍有收縮，便於插入毛細管及支管的內腔。採用這種方案具有可實施效果好，可操作性強，穩定性好，產品物理結構強的有利之處。並且，這種方式只是一種較佳實例的說明，但並不局限於此。在實施本發明時，可以根據使用者需求進行適當的替換和/或修改。

在另一種實例中，所述連接部被配置為在幹管注塑過程中植入的第二金屬空心管，在注塑製作幹管過程中採用植入金屬空心管方式代替支管，以保證其強度，所述第二金屬空心管的長度被配置為3-8個毛細管管徑，所述第二金屬空心管的外徑被配置為小於毛細管的內徑，空心管的外徑略小於毛細管內徑，使其能在稍有阻力的情況下插入毛細管，採用這種方案具有可實施效果好，可操作性強的有利之處。並且，這種方式只是一種較佳實例的說明，但並不局限於此。在實施本發明時，可以根據使用者需求進行適當的替換和/或修改。

在另一種實例中，所述第二金屬空心管在與幹管配合的一端被配置為敞開的喇叭狀(未示出)，喇叭形位於幹管內壁的表面，形成水流進入毛細管的喇叭形入口，以使水流通道更加通暢，所述第二金屬空心管在與毛細管配合的一端配置有第二收縮部，其作用在於便於其插入毛細管中。採用這種方案通過喇叭形位於幹管內壁的表面，形成水流進入毛細管的喇叭形入口，以使其產品物理結構更趨近使用需要，而空心管的端部稍有收縮，便於插入毛細管內腔，具有可實施效果好，可操作性強，穩定性好的有利之處。並且，這種方式只是一種較佳實例的說明，但並不局限於此。在實施本發明時，可以根據使用者需求進行適當的替換和/或修改。

在另一種實例中，所述幹管與第二金屬空心管結合處的外壁上設置有錐形結構的凸出部(未示出)。採用這種方案在幹管與空心管的結合部在注塑時有意識形成外壁部分的錐形堆料，便於在後續焊接時熔化對焊，具有可實施效果好，可操作性強，穩定性好的有利之處。並且，這種方式只是一種較佳實例的說明，但並不局限於此。在實施本發明時，可以根據使用者需求進行適當的替換和/或修改。

如圖4所示，本發明的目的可通過一種加工所述毛細管網柵的方法來實現，包括：將支管及毛細管的端部分別熔化2～3個毛細管管徑；

將第一金屬空心管的兩端分別插入熔化後的支管及毛細管端部；

在焊接部位扣上一個對熔接後外形進行定型的模具；

相對壓緊支管及毛細管以使熔化未成型端部充滿定型用的模具；

冷卻模具並在焊接部位成型後打開模具，完成毛細管與幹管的焊接以構成毛細管網柵本體。採用這種方案焊接完成後的焊點如圖4中標記6中的熔接部分所示，其焊點為一個較為完美的卵子形，兩端材料充分融合，肉眼無法辨別焊縫，整個焊接部分表面光滑沒有褶皺，其通過在方式1和2的基礎上進行改進，通過嵌入空心管後對焊的方式完成網柵製作，從而在保證焊接質量的前提下、儘量提高水流通道的通透性，採用了帶分支形式的預製幹管，其焊接工藝可以採用小型化設備完成，從而得以簡化焊接方式，甚至簡化到手持式設備，從而達到可以在現場根據環境形狀製造的程度，具有可實施效果好，可操作性強的，穩定性好，便於生產和運輸的有利之處。並且，這種方式只是一種較佳實例的說明，但並不局限於此。在實施本發明時，可以根據使用者需求進行適當的替換和/或修改。

本發明的目的可通過另一種加工所述毛細管網柵的方法來實現，包括：

對幹管上的凸出部進行熔化，其主要為熔化幹管根部錐形堆料部分，以在後期進行對焊，同時將毛細管的端部熔化2～3個毛細管管徑；

將第二金屬空心管插入熔化後的毛細管的一端；

在焊接部位扣上一個對熔接後外形進行定型的模具；

相對壓緊支管及毛細管以使熔化後的凸出部充滿定型用的模具；

冷卻模具並在焊接部位成型後打開模具，完成毛細管與幹管的焊接以構成毛細管網柵本體。採用這種方案焊接完成後的焊點為一個較為完美的錐形，兩端材料充分融合，肉眼無法辨別焊縫，整個焊接部分表面光滑沒有褶皺，其是對方式2的改進，通過預留空心管，以及其上的喇叭狀設計，使得其焊接後內部的水流通道流暢，並通過凸出總的設計，使得其對焊後的效果更好，具有可實施效果好，可操作性強，穩定性好的有利之處。並且，這種方式只是一種較佳實例的說明，但並不局限於此。在實施本發明時，可以根據使用者需求進行適當的替換和/或修改。

毛細管焊接技術是毛細管作為新型換熱材料得到推廣的基礎。只有可靠高效的而又靈活的焊接技術才能保障該節能技術的大面積推廣。而目前的技術由於過於複雜、設備過於昂貴，並且技術支持過於依賴國外而影響了國內的推廣。同時由於中國的地域廣闊，運輸成本高昂，而毛細管產品的成品體積過大，進一步推高了產品的單價，使得該產品的節能優勢無法有效體現。解決毛細管的高質量高效率低成本製造是該技術得到接受和推廣的關鍵。

這裡說明的設備數量和處理規模是用來簡化本發明的說明的。對本發明的新型毛細管網柵結構及其加工工藝的應用、修改和變化對本領域的技術人員來說是顯而易見的。

儘管本發明的實施方案已公開如上，但其並不僅僅限於說明書和實施方式中所列運用。它完全可以被適用於各種適合本發明的領域。對於熟悉本領域的人員而言，可容易地實現另外的修改。因此在不背離權利要求及等同範圍所限定的一般概念下，本發明並不限於特定的細節和這裡示出與描述的圖例。