配管簡介

技術干貨--加熱爐的配管（下篇）

51 加熱爐的配管

51.3 圓筒鍋爐的配管實例

51.3.1 圓筒爐的配管實例。

51.3.1.1 圓筒爐典型配管圖見圖 51.3.1.1 圓筒爐底層配管平面圖。

圖51.3.1.1　圓筒爐底層配管平面圖

51.3.1.2 圓筒爐典型配管圖見圖51.3.1.2 圓筒爐中間層的配管平面圖。

圖51.3.1.2　圓筒爐中間層的配管平面圖

51.3.1.3 圓筒爐典型配管圖見圖51.3.1.3 圓筒爐頂層的配管平面圖。

圖51.3.1.3　圓筒爐中頂層的配管平面圖

51.3.1.4 圓筒爐典型配管圖見圖51.3.1.4 圓筒爐上層的配管平面圖。

圖51.3.1.4 圓筒爐上層的配管平面圖

51.3.1.5 圓筒爐典型配管圖見圖51.3.1.5 圓筒爐底部燃燒器配管平面圖。

圖51.3.1.5　圓筒爐底部燃燒器配管平面圖

51.3.1.6 圓筒爐典型配管圖見圖51.3.1.6 燃燒器的燃料和蒸汽管道的布置。

圖51.3.1.6　燃燒器的燃料和蒸汽管道的布置

51.3.1.7 圓筒爐典型配管圖見圖51.3.1.7看火孔處燃燒器管道的布置。

圖51.3.1.7　看火孔處燃燒器管道的布置

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配管件設計規(guī)范

1　范圍

本規(guī)范適用于空調器配管件設計。

2　規(guī)范性引用文件

下列文件中的條款通過本標準的引用而成為本標準的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后所有的修改單（不包括勘誤的內容）或修訂版均不適用于本標準，然而，鼓勵根據(jù)本標準達成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本適用于本標準。

房間空氣調節(jié)器

管路振動和固有頻率評價方法

3　設計規(guī)范

3.1　基本參數(shù)主要包括：壓縮機型號及其附件，充氟量，節(jié)流部件（毛細管、電子膨脹閥、熱力膨脹閥等），兩器參數(shù)，底盤，前、后圍板，中隔板，閥安裝板，壓縮機安裝螺栓，單向閥，過濾器，四通閥，高、低壓閥，壓力控制器，感溫套筒，貯液罐等零件規(guī)格。

3.2　配管設計要求

3.2.1　配管總體方案設計

3.2.1.1　全新開發(fā)的空調器，在鈑金、塑料件結構方案設計的同時，進行配管結構設計,充分考慮整體空間的合理分配，以避免配管設計在其它結構方案確定之后，只局限在有限的空間內進行。

3.2.1.2　制冷系統(tǒng)以外的結構件已定型的產(chǎn)品，在進行配管設計時，一般不考慮更改其它結構件；如果空間不夠，配管設計無法實現(xiàn)，再更改其它結構件。

3.2.1.3　在滿足設計要求的前提下，充分考慮部件的裝配工藝和零件的加工工藝要求，而且，首先考慮部件的裝配工藝，其次是零件的加工工藝，彎管半徑選用工藝規(guī)范中的優(yōu)選半徑，無特殊要求不得新增彎曲半徑。

3.2.1.4　在原有開發(fā)機型基礎上設計的配管，在進行配管零部件設計時應考慮其通用性。

3.2.2　配管零部件設計

3.2.2.1　配管零部件總體設計原則

3.2.2.1.1　壓縮機輸出激勵的能量主要通過：壓縮機動能、橡膠底腳變形能，配管的動能和變形能四種形式耗散。為減少配管發(fā)生斷裂的概率，應盡可能降低配管的剛度，特別是周向和徑向剛度，以保證壓縮機輸出激勵的能量主要通過壓縮機本體的動能和橡膠底腳變形能的形式耗散掉。同時設計的配管應滿足《管路振動和固有頻率評價方法》的要求。

3.2.2.1.2　配管設計過程中在振動較大或柔性較大的部位，應盡量少采用銅管開孔的結構（類似笛形管的結構），以避免因運輸或運行引起斷管事故。

3.2.2.2　排氣管、回氣管設計

3.2.2.2.1　壓縮機排氣口、回氣口配管直線段因為彎曲存在殘余應力，同時因為靠近燒焊部位，材料力學性能受到影響，所以很容易疲勞斷裂。為削弱上述因素的影響，壓縮機排氣口、回氣口配管彎曲半徑盡可能大一些，以減少此部位殘余應力；同時保證一定直線段，以減少燒焊給材料力學性能帶來的不利影響，但受結構限制的如窗機等長度盡量也應該控制在15~30mm。排、回氣管保證離壓縮機15mm以上的情況下盡量靠近壓縮機筒體，避免跌落運輸變形量過大引起配管異常振動。同時為了增加配管的柔性，壓縮機排氣管、回氣管在滿足整機設計及生產(chǎn)要求情況下，盡量選用小管徑的配管。排氣管口盡量不采用縮口，在壓縮機回氣管口管徑較大的情況下，采用管口擴口的形式替代縮口相接，如圖1所示。同時避免管路件受焊接影響材料力學性能，需要斷開焊接時盡量選在較長直管上，如圖1中所示3的位置，避免出現(xiàn)在圖1中所示1、2位置。

圖1

3.2.2.2.2　為了減小配管的振動，一般設計U形管來達到減小振動的目的。為了達到良好的減振效果，在可能的情況下，使U形管的兩臂長度盡可能的長一些，盡量接近壓縮機底部且配管最好接近壓縮機筒體，也就是使圖1中L1， L3都盡可能的長一些，并盡可能增大彎曲半徑。如果兩臂間跨距一定，即L2長度一定，且L2長度不是很長的情況下，采用有較大彎曲半徑的圖3方式比圖2方式要好。

圖2 圖3

3.2.2.2.3　保證水平面內有自由度，特別是只設計一個長U形的時候，盡量在水平面內增加彎位以保證該平面內的自由度。當長U形采用圖4所示形式兩臂跨距較大時換用圖5所示結構；兩臂跨距較小時，長U形采用圖4結構而在其他位置的水平段上增加彎位以保證水平面內的自由度。

圖4 圖5

3.2.2.2.4　配管彎曲半徑正常情況下要求大于銅管直徑的1.5倍（如φ16銅管彎曲半經(jīng)大于R25）；在彎曲半徑小于30～40mm時對其動態(tài)響應指標影響較大，彎曲半徑越大，響應越好。另從加工工藝方面考慮，使用大的彎曲半徑，銅管在彎曲半徑中的變形減少，同時也可以減少加工后配管的殘余應力，建議在空間允許的前提下，盡可能選用較大的彎曲半徑。

3.2.2.2.5　設計排氣管、回氣管一般采用壁厚為0.6~1.0mm的銅管。

3.2.2.2.6　配管組件焊接角度應優(yōu)先從30°，45°，60°，90°中選擇

3.2.2.3　兩器輸入、輸出管及熱交換器設計

3.2.2.3.1　為減少冷凝器入口處振幅并保證結構剛性，在一進一出冷凝器輸入、輸出管設計中，建議設計成“┏”形狀的配管，同時與冷凝器杯形口相連的配管直線段不宜過長，建議比半圓管高出≥20mm。如圖7所示冷凝器輸入管結構可以獲得比圖6所示結構更好的抗振性能。在車間焊接、檢漏、抽真空及充注雪種時經(jīng)常扳動冷凝器輸入輸出管。5mm的熱交換器部件可以增加加強管或點焊以增加結構剛性,與其連接固定的半圓管需要使用厚壁管，改善焊接后連接部位強度。如圖7所示。冷凝器輸入管在跌落、運輸過程中受力較集中，因此在結構允許情況下可以在輸入管上增加一到兩個180°U型彎位改善結構剛性，5mm冷凝器輸入管部分采用護管膠塊加束緊帶捆扎的方式增加強度。[a1]建議采用L型和U型配管做輸入、輸出管，盡量不采用直管。

圖6 圖7

3.2.2.3.2　在設計冷凝器輸入、輸出管時，為了保證氦檢檢漏的安全性和可靠性，冷凝器輸入、輸出管直線段長度不低于45mm，若用于連接快速接頭，不允許有擴口，盡量避免定位點、縮口等管端加工。如有縮口，需要增加整形工序，已保證進快速接頭不泄露，圖紙需增加相應的工藝規(guī)范。

3.2.2.3.3　在熱交換器為整個制冷系統(tǒng)熱量交換的元件，具體流路由性能工程師確定。在設計過程中，注意邊板的翻邊情況，保證輸入輸出盡管流路不能有翻邊孔，否則容易出現(xiàn)杯口折管。

3.2.2.4　毛細管設計

3.2.2.4.1　毛細管作為制冷系統(tǒng)的節(jié)流元件，選用規(guī)格及其相應長度（或流量）由性能匹配決定。彎制毛細管時，用毛細管繞圓柱模形成圓環(huán)狀，以達到預定的尺寸。圓柱模的直徑從φ20到φ80（Φ120），模直徑差1mm變化。由于彎制工裝的特點，設計毛細管的圓環(huán)一般設計成左旋結構，并用束緊帶或塑包鐵絲扎緊，同時焊口位置需要離毛細管膠管保證40mm以上。如圖8所示。

圖8 圖9

3.2.2.4.2　對于冷暖機的輔助毛細管，如果其兩端與單向閥連接，為了彎制方便，其總長度應不得短于250mm。彎制成型后兩端距離為70mm，如圖9所示。

3.2.2.4.3　在毛細管結構設計中，考慮到焊接工藝的需要，防止焊接過程將毛細管焊堵，在距離毛細管端部10~15mm處增加一圓環(huán)墩口，如圖10所示。

3.2.2.4.4　

圖10

具體毛細管規(guī)格對應的墩口外徑如下表：

3.2.2.4.5　對于毛細管封樣：為保證毛細管樣品流量的正確性和一致性，毛細管封樣樣管應在試產(chǎn)前制作和封樣。

3.2.2.5　蒸發(fā)器輸入輸出管的設計

3.2.2.5.1　在進行蒸發(fā)器輸入輸出管的設計時，考慮到安裝工藝的需要，建議在接頭部位的配管直線段輸入管必須比輸出管長100mm，商用空調除外。

3.2.2.5.2　笛型管組件設計時，考慮到加工工藝的需要，建議按圖11的結構設計。圖12中結構不便于焊接（冷凝器輸出管組件也可參考）如必須使用圖12中結構，盡量保證封口端到最近的焊點距離≥20mm（如圖12所示）。為保證焊接質量兩種形式的接管管口與翻邊孔盡量距離保證30mm以上，最低不能小于25mm。

圖11 圖12

3.2.2.6　毛細管過渡管、分液管接管的設計

在進行毛細管過渡管、分液管接管的設計時，與毛細管或分液管連接端，考慮到壓口工藝較縮口工藝簡單、生產(chǎn)效率高，建議使用壓口工藝，縮口率較?。ǎ?5％＝的可以使用縮口工藝）。

3.2.2.7　其它配管設計。

在確定了壓縮機排氣管，回氣管之后，其它配管工作時的振動一般不大，故一般考慮以簡單的連接方式設計。如果樣機試驗發(fā)現(xiàn)有振動較大的配管（與壓縮機排氣管，回氣管相比），則需要重新設計，以減小振動。

3.2.2.8　典型的幾種配管結構

3.2.2.8.1　壓縮機排氣管

3.2.2.8.1.1由于排氣管側的高壓氣體的沖擊容易使排氣管產(chǎn)生振動，在結構允許的條件下盡量設計180°U形彎位進行減弱冷媒?jīng)_擊，如圖13所示。如果振動仍然不理想，可以考慮增加一個U位；由于整機需要跌落運輸，整體管路柔性太大容易產(chǎn)生變形，因此不提倡3個以上U型彎位的設計。

圖13

3.2.2.8.1.2在進行5HP室外機四通閥部件設計時，空間允許的情況下，應盡量使排氣管比回氣管高30mm，以避免室內機回液導致開機時四通閥產(chǎn)生液擊損壞。

3.2.2.8.2　壓縮機回氣管

3.2.2.8.2.1壓縮機一般回氣管口振動較大，設計中我們經(jīng)常采用圖14中回氣管的走向，角度a選用40°～50°，圖16形式也可以選用解決配管振動問題，不得選用選用圖15、圖17、圖18所示形式?；貧夤芡瑯涌梢圆捎?80°U型彎位緩解冷媒?jīng)_擊。

圖14

圖15 圖16 圖17 圖18

3.2.2.8.2.2壓縮機回氣管的設計:由于壓縮機采用偏心轉子的壓縮方式，其周向切向方向的振動通常比較大，因此，在設計其回氣管的時候應盡量沿周向切線布置。見下圖19。

圖19：回氣管沿壓縮機周向切線圈布置

3.2.2.8.3　四通閥的設計：排氣管進入四通閥前應設計一個彎位，以防止高壓氣體對四通閥內結構造成破壞；在四通閥與壓縮機之間應設計一個彎位來避免壓縮機停機后以及再啟動時出現(xiàn)的可能問題。為了便于四通閥組件進行焊接，配管組件裝配時，要求回氣管與四通閥設計有一個特殊的定位角（盡量從30°、45°、60°、90°以及180°中去挑選，應盡量以四通閥為參照物

3.2.2.9　間距設計

3.2.2.9.1　一般配管與鈑金件、塑料件等其它零部件的最小間隙為10 mm（因翅片模具原因，冷凝器輸入、輸出管與底盤之間距離允許為≥1.5mm）;

3.2.2.9.2　配管與風葉的最小間隙為20mm;

3.2.2.9.3　配管與配管之間最小間隙為10mm。如果小于10mm時，則應在配管之間加上橡膠或橡膠發(fā)泡之類的間隔材料，必要時用束緊帶綁牢。由于兩器長U管壁厚偏薄，若冷凝器(或蒸發(fā)器)輸入輸出管振動超標，不允許通過將輸入管和輸出管捆綁的方法來消除振動，其他非振動原因除外。毛細管盡量避免固定在跌落運輸過程中晃動較大的排、回氣管上，防止跌落、運輸過程中拉動毛細管引起冷媒泄露；可以選擇相對固定不動作的零部件上，必要時可以通過結構增加固定卡位等，并用保溫管或者海綿等進行隔開，防止磨穿毛細管。[a3]

3.2.2.9.4　配管和壓縮機安裝螺栓之間的設計距離應大于20mm，涉及到后期維修因此也不得出現(xiàn)妨礙安裝螺栓裝拆的現(xiàn)象。

3.2.2.9.5　四通閥與鈑金應保證一定的空隙，至少不得小于10mm，不得緊靠在鈑金上，以防止意外的跌落和碰撞對四通閥造成破壞。

以上為設計要求，在進行跌落實驗后，應以配管不碰其他零件或運行時沒有異響為判定依據(jù)。

3.2.2.10　配重的設計

如果增加了U形管和調整形狀仍達不到所需要的與壓縮機的固有頻率ω較遠的頻率ω1，在剛度K無法改變的情況下，只有增加質量M來改變ω1的目的。在變頻機的測試過程中某一個頻率點振動較大時可以嘗試跳過該頻率點以解決振動問題。

由于配管本身是一個分布質量振動系統(tǒng)，所以配重的位置與重量都會影響減振效果。一般建議在U形管的底部位置配重塊（或加防振膠），如圖20所示，但真正的配重位置和重量都要靠連機運行實驗來確定。切莫隨意確定！否則會適得其反。在加防振膠時要注意粘貼方向保證其不易脫落，如果采用卷包方式時需要增加束緊帶固定，防止開裂脫落。由于排氣溫度較高，一般不使用防振膠，采用配重塊。

圖20

增加配重的同時也會影響到整個配管的機械性能，因此建議每條配管使用2個以下的配重，超過了則考慮配管優(yōu)化（結構限制無法設計除外）。同時配重的增加也會將一部分的動能轉化成內能，當定頻機振動500um以上，且整管及倍數(shù)加抽仍不能將其中任何一臺控制在500um以內時，建議重新管路優(yōu)化設計。

3.2.2.11　通用件設計

3.2.2.11.1　設計時，盡量選用現(xiàn)有的制冷系統(tǒng)通用件，通用件可在《企業(yè)技術標準》中查找或在三維庫中選用。

3.2.2.11.2　如果需要增加新的規(guī)格的通用件，應充分考慮其普遍適用性，經(jīng)標準化小組同意后備案，然后送樣確認之后，列入《企業(yè)技術標準》中的相應部分以及繪制準確的三維圖放入三維庫中相應部分。

3.2.2.11.3　在進行老結構的分流分配器設計時，為了保證分配器分流比較均勻和穩(wěn)定，必須要有4mm的墊片。新設計結構可以根據(jù)具體的試驗數(shù)據(jù)進行分析、確認。

3.2.2.11.4　在進行三通管、四通管等通用件的新結構設計時，應充分考慮系統(tǒng)的內部運行壓力，保證一定的壁厚。

3.3　配管整改

在實驗中如果發(fā)現(xiàn)壓縮機排氣管，回氣管振動過大，按照下述步驟進行整改：

3.3.1　測定排氣管和回氣管的固有頻率，看是否處在共振區(qū)。

如果處在共振區(qū)，則以降低固有頻率為優(yōu)選措施，具體的可以通過增加、減少長U形，增加、減短長U形的長度，輔之以加裝阻尼塊來實現(xiàn)。

3.3.2　如果不在共振區(qū)，嘗試增加質量（配重）來實現(xiàn)減振。

3.3.3　如以上措施不能奏效，則需以降低管路剛度為指導思想重新設計管路。

3.4　配管技術文件要求

技術文件主要指：《產(chǎn)品零部件明細表》中的制冷系統(tǒng)明細表和設計圖紙，明細表編制方法和標準按《產(chǎn)品零部件明細表》的編制規(guī)范進行。

3.5　配管技術文件要求

按照空調器對制冷系統(tǒng)結構的相關檢測標準，對配管的裝配、振動及其固有頻率、運輸、跌落、長期運行的驗證合格后，則可確認配管結構合理。

3.6　配管技術文件要求

對設計更改較大的產(chǎn)品，如對壓縮機的回氣管、排氣管的更改，必須嚴格按1.5的要求確認。

4　工藝規(guī)范

本部分內容主要針對現(xiàn)有的自制銅管加工設備彎曲半徑，在設計過程中優(yōu)先選用優(yōu)選半徑，如果需要其它彎曲半徑, 則外協(xié)加工：

表1

表2

注：1. 半徑的選擇盡量選擇大的半徑。

4.1　管連接的定位與焊接間隙

a) 配管的連接應考慮通過擴口，縮口或打定位點來保證配管連接的一致性。配管的焊接間隙為0.15-0.25mm。

b) 配管的定位點標注尺寸如下：

表4

c) 常用配管內接標注尺寸如下：

表5

5　制圖規(guī)范

5.1　配管圖紙標準化

配管的制圖除符合國家標準外，因為其結構的特殊性，為更好地表達清楚，針對其特點作以下規(guī)定：

5.1.1　一個彎位用一個視圖來表達。如圖21所示。

圖21 圖22

5.1.2　二個彎位以上呈一個平面，用一個視圖就能表達清楚。如圖22 所示。

5.1.3　二個彎位以上呈空間狀態(tài)采用一個主視圖加多個向視圖的方法來表達，依照以下規(guī)定：

5.1.3.1　各向視圖可以省略向視圖的名稱，受圖紙或者有特殊要求時需表達清晰具體向視圖。

5.1.3.2　用粗實線表示管路輪廓線和向視圖中心線。

5.1.3.3　向視圖的方向表達不清晰時用細虛線連接。相連的管路之間用樣條曲線“S”符號來表示斷開。如圖23所示。

圖23

5.1.4　尺寸及粗糙度符號的標注

5.1.4.1.1　兩端和中間段標注直線段的長度。

5.1.4.1.2　標注出實際的彎曲角度，當彎曲角度為90°或180°時在不引起誤會的情況下允許不標注。

5.1.4.1.3　標注出空間旋轉的角度，當旋轉角度為90°或180°時在不引起誤會的情況下允許不標注。

5.1.4.1.4　彎曲半徑應在視圖或在技術要求上注明；當受結構限制或者其他因素影響下，同一管路必須有不同的彎曲半徑時，表達時需要在視圖中清晰表達與其他半徑不同。如圖24所示（其他半徑均為R20）：

圖24

5.1.4.1.5　管端用粗糙度符號“ ”表示。如圖4所示。

5.1.4.1.6　對于兩管口有距離要求時，必須標注出。其中間段的尺寸用參考尺寸標注。如圖25所示。

圖25

5.1.4.1.7　對于部件裝配有主導作用的尺寸，必須標注出。例如四通閥部件中的低壓閥接管的總高度、排、回氣管的管口高度差；同時在某些尺寸相近情況下，盡量進行防呆設計；如圖26、圖27所示。

圖26

圖27

5.1.5　對于特殊的結構，在采用一個主視圖加多個向視圖來表達不夠清楚時，必須按圖28的方法逐個表明每兩個彎位的平面夾角——即將公共直線投影成點后表明兩線的夾角。

圖28

5.1.6　對于焊接組件及部件，必須按圖9、圖10、圖11的方法清晰的表達裝配尺寸、角度等。四通閥部件焊接時需要泡在水中焊接，為方便車間員工看圖操作，四通閥部件仰視圖替代俯視圖,當?shù)蛪洪y與低壓閥接管角度非90°或者180°時，必要時可以增加視圖單獨表達該角度，如圖29所示。

圖29

對于有定位限制的零件不能以簡單的直配管或則L型管命名，如圖30中的零件3；自制件可以根據(jù)需要增加一些過定位的輔助角度尺寸控制組件及部件焊接整形后的裝配性，如圖31所示77°。

圖30

圖31

5.1.7 配重的增加在制冷系統(tǒng)振動、噪音起到重要作用，因此在增加配重的時候需要特別注意增加的位置、方向等，必須經(jīng)過充分的驗證才能增加，在制圖中需清晰的表達所用配重規(guī)格、安裝方式等，具體如下：

5.1.7.1 配重塊修改及繪制要點：

5.1.7.1.1 配重塊要清淅地畫在相應的配管直線段上

5.1.7.1.2 對位置有特殊要求的必須標出配重塊與配管中心線的尺寸，實際操作允許偏差±5mm，如圖32所示：

圖32

5.1.7.1.3 對配重塊開口方向有特殊要求的，必須加以說明或增加附助視圖表示（如圖34）；如無表示則視為開口方向無要求，實際生產(chǎn)按水平管段開口向下，豎直管段開口向彎位內部操作（如圖33）

圖33

圖34

5.1.7.1.4 對配重塊的束緊帶的扎口有特殊要求的，必須加以說明或增加附助視圖表示，如無表示則實際生產(chǎn)按扎口在配重塊的開口處操作（如圖35）；

圖35

5.1.7.2 防振膠的修改及繪制要點：防振膠的粘貼方式有兩種，一種是對包，一種是卷包

5.1.7.2.1 畫出防振膠相對位置，有三種畫法分別代表不同意思：

5.1.7.2.1.1以直線段居中，即防振膠畫在直線段上不加尺寸標注表示防振膠貼在該段直線段的中間位置（如圖36）；

5.1.7.2.1.2以彎位居中，即防振膠畫在彎位上不加尺寸標注表示防振膠貼在該彎位的中間位置（如圖36）；

5.1.7.2.1.3相對參照物的距離，即防振膠畫在直線段或彎位上用尺寸標注表示防振膠貼的準確位置（如圖36）；

圖36

5.1.7.2.2 文字描述“對包”或“卷包”；對包方式還必須文字描述開口方向，若無文字描述則貼在水平管段（或彎位處）的防振膠默認開口向下（或斜向下）；豎直管段的防振膠默認為開口向彎位內部。

5.1.7.2.3 對包（或卷包）統(tǒng)一以長邊對折（或對卷），即防振膠的“長X寬”規(guī)格為“AXB”，則統(tǒng)一以A邊對折（或對卷），對折后尺寸為“A/2XB”；對卷后防振膠成了長度為B的圓柱體。（如圖37）

圖37

5.1.7.3 對貼了配重塊、防振膠后會影響總裝焊接工序的該類配管或部件，配重塊、防振膠可以在整機明細、制冷系統(tǒng)圖中體現(xiàn)，由總裝增加。