[發明專利]一種異形換熱管組裝成為管束的方法、系統及裝置

有效

• 申請號: 201910339443.6
• 申請日: 2019-04-25
• 公開（公告）號: CN110052825B
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發明（設計）人: 關慶鶴;路勇
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: B23P21/00
• 分類號: B23P21/00
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 高倩

1.一種異形換熱管組裝成為管束的方法，所述方法包括：

S1、輸入參數，該參數包括設計圖中異形換熱管、支持板和管板的外形尺寸參數以及異形換熱管在支持板和管板中的結構布局參數；

S2、根據S1輸入的外形尺寸參數和結構布局參數，將設計圖中的異形換熱管、支持板、管板及結構布局從實體轉化為數字化模型；

S3、根據建立的數字化模型，判斷每行異形換熱管組裝過程中各異形換熱管與相鄰異形換熱管是否干涉及干涉位置；

S4、根據S3的干涉情況，分析出每行異形換熱管合理的組裝順序；

操作者自下而上逐行將異形換熱管與支持板和管板進行組裝，且按照S4分析出的每行異形換熱管組裝順序將異形換熱管兩側直段插入管板管孔中，旋轉異形換熱管將其組裝到支持板上的對應位置，完成管束的組裝;

所述S3中，判斷每行異形換熱管組裝過程中各異形換熱管與相鄰異形換熱管是否干涉的方法包括：

S31、單根異形換熱管以斜直段軸線外擴一倍異形換熱管直徑的外形線為母線，以其所穿入的管板孔中心為軸進行旋轉形成旋轉曲面；

S32、獲取與所述單根異形換熱管相鄰的異形換熱管斜直段軸線；

S33、根據數字化模型，獲取所述旋轉曲面-與所述相鄰異形換熱管斜直段軸線的相交情況，根據相交情況判斷所述單根異形換熱管與相鄰異形換熱管是否干涉及干涉位置;

其特征在于，所述S33包括：

將旋轉曲面的中心軸平移到xOy面中對應位置，該位置來自所述單根異形換熱管在x'O'y'面中的數字坐標轉換為xOy面上所在的由x軸和y軸組成的數字坐標，旋轉曲面頂點的z軸坐標為異形換熱管靠近管板側的直段軸線與旋轉曲面母線的交點位置，根據該數字坐標和異形換熱管的參數求出旋轉曲面方程；

求出所述相鄰的異形換熱管斜直段軸線的兩端點的位置，端點一的位置靠近管板側，其位置來自所述單根異形換熱管在x'O'y'面中的數字坐標轉換為xOy面上所在的由x軸和y軸組成的數字坐標，z軸坐標來源于異形換熱管靠近管板側的直段軸線與斜直段軸線的交點位置，端點二的位置靠近支持板側，其位置來自于該端點在xOy面上所在的由x軸和y軸組成的數字坐標，z軸坐標來源于異形換熱管靠近支持板側的直段軸線與斜直段軸線的交點位置，根據兩端點的位置坐標求出軸線方程；

根據旋轉曲面方程和軸線方程，計算所述旋轉曲面與相鄰異形換熱管斜直段軸線的相交解，根據相交解判斷所述單根異形換熱管與相鄰異形換熱管是否干涉及干涉位置；

xOy面表示未組裝前的支持板平面，其中O為支持板中心點，管束回轉中心軸為z軸，z軸與xOy面的交點為點O；

x'O'y'面表示未組裝前的管板平面為，O'為管板中心，管板回轉中心軸為z'軸，z'軸與x'O'y'面的交點為點O'。

2.根據權利要求1所述的一種異形換熱管組裝成為管束的方法，其特征在于，所述S1包括：對于不同管板裝配的異形換熱管進行分組，輸入不同管板對應的異形換熱管的編號、數量和外形參數，以及每個異形換熱管分別在對應管板和支持板上的兩套不同坐標系的坐標說明。

3.根據權利要求2所述的一種異形換熱管組裝成為管束的方法，其特征在于，所述S2包括：

S21、建立空間直角坐標系O-xyz：定義未組裝前的支持板平面為xOy面，O為支持板中心點，管束回轉中心軸為z軸，z軸與xOy面的交點為點O；

S22、將輸入的異形換熱管在支持板上的坐標說明轉換為xOy面上所在的由x軸和y軸組成的數字坐標；

S23、建立空間直角坐標系O'-x'y'z'：定義未組裝前的管板平面為x'O'y'面，O'為管板中心，管板回轉中心軸為z'軸，z'軸與x'O'y'面的交點為點O'；

S24、將輸入的異形換熱管在管板上的坐標說明轉換為x'O'y'面上所在的由x'軸和y'軸組成的數字坐標；

S25、獲取各管板x'O'y'面中數字坐標轉換到xOy面中的轉換關系，該轉換關系用于將異形換熱管在x'O'y'面中的數字坐標轉換為xOy面上所在的由x軸和y軸組成的數字坐標；

所述數字化模型包括空間直角坐標系O-xyz、空間直角坐標系O'-x'y'z'及各管板x'O'y'面中數字坐標轉換到xOy面中的轉換關系。