เลขที่ 196, Lifa Avenue, เมืองไห่อัน, หนานทง, มณฑลเจียงซู, จีน
การดัดขดลวดเกลียว เป็นกระบวนการขึ้นรูปโลหะแบบพิเศษที่สร้างรูปร่างของท่อ ซึ่งโดยทั่วไปคือทองแดงหรือเหล็กกล้า ให้เป็นโครงสร้างขดลวดแบบต่อเนื่องหรือแบบหลายรอบโดยใช้ลูกกลิ้งนำทาง ลูกกลิ้งปรับ และระบบควบคุมที่มีความแม่นยำ ผลลัพธ์ที่ได้คือคอยล์ที่มีพื้นที่ผิวสูงขนาดกะทัดรัด (โดยทั่วไปเรียกว่าท่อเกลียวหรือท่อคอยล์) ที่ใช้เป็นองค์ประกอบแลกเปลี่ยนความร้อนหลักในระบบ HVAC เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนทางอุตสาหกรรม ชุดคอยล์พัดลม และอื่นๆ กระบวนการนี้ดำเนินการโดยเครื่องดัดขดเกลียวโดยเฉพาะ ซึ่งสามารถควบคุมระยะพิทช์ เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก มุมการดัด และความยาวของคอยล์ในการทำงานต่อเนื่องเพียงครั้งเดียว
แตกต่างจากการดัดท่อทั่วไป การดัดเกลียวขดต้องการการประสานงานหลายแกนที่แม่นยำ ท่อที่โค้งงอไม่ถูกต้อง — ผนังบาง รูปไข่ หรือมีระยะพิทช์ไม่สม่ำเสมอ — จะทำงานต่ำกว่าอุณหภูมิหรือล้มเหลวภายใต้วงจรแรงดัน นั่นคือเหตุผลว่าทำไมการทำความเข้าใจพื้นฐานของกระบวนการนี้จึงเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับวิศวกรที่ระบุส่วนประกอบเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนและผู้จัดการฝ่ายจัดซื้อในการจัดหาอุปกรณ์ดัดขดลวด
เครื่องดัดขดเกลียวป้อนท่อตรงผ่านสถานีขึ้นรูปหลายชุด แต่ละสถานีมีบทบาทเฉพาะ:
เครื่องดัดเกลียวขดเกลียวที่ควบคุมด้วย CNC สมัยใหม่สามารถจัดเก็บโปรแกรมคอยล์ได้หลายโปรแกรมและสลับระหว่างโปรแกรมเหล่านั้นโดยอัตโนมัติ พารามิเตอร์หลักที่ตั้งค่าระหว่างการเขียนโปรแกรมประกอบด้วย:
อัตราส่วนรัศมีการดัด (BRR = รัศมีคอยล์ / OD ของท่อ) เป็นตัวบ่งชี้คุณภาพที่สำคัญ BRR ที่ต่ำกว่า 3 เสี่ยงต่อการทำให้ผนังบางเกินไปในส่วนโค้งด้านนอกและเกิดรอยย่นที่ส่วนโค้งด้านใน ข้อมูลจำเพาะของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนส่วนใหญ่เรียกร้องให้มี BRR 4 หรือสูงกว่า เพื่อรักษาความสมบูรณ์ของโครงสร้างภายใต้การหมุนเวียนความร้อนซ้ำๆ
การใช้งานที่โดดเด่นของการดัดขดลวดเกลียวคือการผลิตเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบขดลวดแบบเกลียว เมื่อเปรียบเทียบกับการออกแบบเปลือกและท่อแบบท่อตรง ขดลวดเกลียวมีให้ พื้นที่ถ่ายเทความร้อนเพิ่มขึ้น 30–50% ต่อหน่วยปริมาตรเปลือก เนื่องจากผลกระทบจากการไหลทุติยภูมิ (Dean vortex) ที่เกิดจากความโค้ง กระแสน้ำวนนี้จะรบกวนชั้นขอบเขตอย่างต่อเนื่อง ทำให้ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนเพิ่มขึ้นโดยไม่เพิ่มความยาวของท่อหรือพลังงานของปั๊ม
ประเภทเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนทั่วไปที่ต้องอาศัยการดัดขดลวดแบบเกลียว ได้แก่:
Fan Coil Unit (FCU) เป็นหนึ่งในอุปกรณ์ปลายทาง HVAC ที่แพร่หลายมากที่สุด ประกอบด้วยพัดลมแบบแรงเหวี่ยงหรือแบบแกนขนาดเล็กและคอยล์แลกเปลี่ยนความร้อนซึ่งมีน้ำเย็น (สำหรับทำความเย็น) หรือน้ำร้อน (สำหรับทำความร้อน) ไหลเวียนผ่าน ขดลวดเกลียวหรือขดลวดคดเคี้ยวซึ่งเกิดจากการดัดขดลวดถือเป็นหัวใจด้านความร้อนของ FCU
ใน FCU อาคารพาณิชย์ทั่วไป:
ในโรงงานแปรรูป โรงไฟฟ้า และลานต่อเรือ ระบบท่อรวมถึงท่อเครื่องมือ สายตรวจจับ ท่อไฮดรอลิก และสายการผลิตเจาะขนาดเล็กที่ต้องนำทางไปรอบๆ ชิ้นส่วนโครงสร้างและอุปกรณ์ เครื่องดัดขดเกลียวช่วยให้ผู้ผลิตสามารถผลิตลูปขยาย คอยล์ตรวจจับ (ผมเปีย) และชุดอุปกรณ์ที่ขึ้นรูปล่วงหน้าในการผ่านอัตโนมัติเพียงครั้งเดียว — ขจัดข้อต่อหลายตัวและลดความเสี่ยงของจุดรั่ว
ตัวอย่างเช่น ขดลวดตรวจจับ (หรือที่เรียกว่ากาลักน้ำผมเปีย) ที่ทำจาก ท่อสแตนเลส OD 12 มม มีลักษณะโค้งงอเป็นเกลียวโดยมีเส้นผ่านศูนย์กลางคอยล์ประมาณ 50 มม. และติดตั้งไว้ที่ต้นน้ำของเครื่องส่งสัญญาณแรงดันเพื่อป้องกันไอน้ำอุณหภูมิสูง นี่เป็นผลิตภัณฑ์โดยตรงของการดัดขดเกลียว
ในเครื่องสะสมความร้อนจากแสงอาทิตย์ ขดลวดทองแดงแบบเกลียวจะถูกฝังหรือยึดติดกับแผ่นดูดซับเพื่อส่งของเหลวถ่ายเทความร้อน ในระบบปั๊มความร้อนจากแหล่งความร้อนใต้พิภพ เครื่องดัดขดลวดเกลียวจะผลิตขดลวด "สลิง" แนวนอนขนาดกะทัดรัดที่วางอยู่ในร่องลึกตื้น เพื่อให้บรรลุผล มากถึง 3 เท่าของพื้นที่แลกเปลี่ยนความร้อน ของท่อตรงต่อมิเตอร์เชิงเส้นของร่องลึก ซึ่งช่วยประหยัดพื้นที่ได้อย่างมาก
ตารางด้านล่างเปรียบเทียบการกำหนดค่าท่อตรงและขดลวดเกลียวสำหรับงานด้านเปลือกเดียวกัน แสดงให้เห็นว่าเหตุใดการดัดขดลวดเกลียวจึงมักเป็นตัวเลือกที่ต้องการในการออกแบบเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนขนาดกะทัดรัด
| พารามิเตอร์ | การออกแบบท่อตรง | การออกแบบคอยล์เกลียว |
|---|---|---|
| พื้นที่ถ่ายเทความร้อน (ปริมาตรเปลือกเท่ากัน) | เส้นพื้นฐาน (1×) | 1.3× – 1.5× |
| ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนโดยรวม (U) | พื้นฐาน | สูงขึ้น 20–40% เนื่องจากกระแสน้ำวนของคณบดี |
| รอยเท้า / ความยาวเปลือก | ต้องใช้เปลือกอีกต่อไป | กะทัดรัด; เปลือกสั้นกว่า |
| จำนวนข้อต่อ / ข้อต่อ | แผ่นท่อและอุปกรณ์ฟิตติ้งจำนวนมาก | ข้อต่อน้อยลง ลดความเสี่ยงการรั่วไหล |
| ที่พักการขยายตัวทางความร้อน | ต้องใช้ข้อต่อขยาย | ชดเชยตัวเองด้วยความยืดหยุ่นของคอยล์ |
| การทำความสะอาด/บำรุงรักษา | ทำความสะอาดกลไกได้ง่าย | ควรทำความสะอาดด้วยสารเคมี |
| ความซับซ้อนในการผลิต | ปานกลาง | ต้องใช้เครื่องดัดขดเกลียว |
การเลือกใช้วัสดุท่อมีอิทธิพลอย่างมากต่อทั้งพารามิเตอร์กระบวนการดัดงอและอายุการใช้งานของคอยล์สุดท้าย วัสดุแปรรูปที่พบบ่อยที่สุดคือ:
ตลาดมีการกำหนดค่าเครื่องจักรหลายแบบ แต่ละแบบเหมาะสมกับบริบทการผลิตที่แตกต่างกัน:
เหมาะสำหรับโรงงานขนาดเล็กและการผลิตต้นแบบ ผู้ปฏิบัติงานจะปรับตำแหน่งลูกกลิ้งด้วยตนเองและตรวจดูระยะห่างจากการมองเห็น คุณภาพผลผลิตขึ้นอยู่กับทักษะของผู้ปฏิบัติงานเป็นอย่างมาก ความสอดคล้องของแบทช์อาจแตกต่างกันไปตาม ±2–3 มม ในเส้นผ่านศูนย์กลางคอยล์ตลอดขั้นตอนการผลิต เหมาะสำหรับขดลวดทองแดงธรรมดาในร้านซ่อม HVAC ขนาดเล็ก
มาตรฐานการผลิตที่ทันสมัย เครื่องจักร CNC จัดเก็บโปรแกรมคอยล์หลายสิบโปรแกรมและดำเนินการโปรแกรมเหล่านั้นด้วยการทำซ้ำ ±0.1 มม บนเส้นผ่านศูนย์กลางคอยล์และ ±0.5 มม ในสนาม แกนฟีดและแกนดัดที่ขับเคลื่อนด้วยเซอร์โวช่วยให้สามารถเปลี่ยนแปลงได้อย่างรวดเร็ว โดยทั่วไปจะใช้เวลาไม่เกิน 15 นาทีสำหรับข้อกำหนดของคอยล์ที่แตกต่างกัน เครื่องจักรเหล่านี้เป็นมาตรฐานในโรงงานที่ผลิตชุดคอยล์พัดลม เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน และเครื่องระเหยทำความเย็นในปริมาณที่มากกว่าสองสามร้อยเครื่องต่อเดือน
การใช้งานที่มีปริมาณงานสูงจะจับคู่การดัดขดลวดเกลียวด้วยการทำงานแบบอินไลน์: การยืดท่อ การตัดตามความยาว การขึ้นรูปส่วนปลาย (บานออก ประดับด้วยลูกปัด การพันแบบเกลียว) และการเรียงซ้อนอัตโนมัติ สายการผลิตแบบครบวงจรสามารถผลิตคอยล์ที่ผ่านการตรวจสอบเรียบร้อยแล้วได้ทุกๆ 30–90 วินาที ช่วยให้สามารถผลิตระบบไฟดับสำหรับซัพพลายเออร์ส่วนประกอบ HVAC ในปริมาณมาก
ออกแบบมาสำหรับเหล็กผนังหนาหรือท่อสแตนเลสที่ใช้ในภาชนะรับความดัน ส่วนหัวของหม้อไอน้ำ และคอยล์โรงงานเคมี เครื่องจักรเหล่านี้มีโครงที่แข็งแรง ระบบขับเคลื่อนไฮดรอลิกแรงบิดสูง และระบบทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำที่ทำความร้อนท่อไว้ล่วงหน้าเพื่อลดความเครียดจากการโค้งงอ และลดผนังบางบน OD ของท่อที่มีขนาดตั้งแต่ 100 มม. ขึ้นไป
ขดลวดเกลียวโค้งงออย่างเหมาะสมต้องเป็นไปตามมาตรฐานทั้งด้านมิติและโลหะวิทยา การตรวจสอบคุณภาพต่อไปนี้เป็นมาตรฐานในการดัดคอยล์แบบมืออาชีพ:
การแยกความแตกต่างการดัดขดเกลียวจากกระบวนการที่เกี่ยวข้องจะเป็นประโยชน์เพื่อเลือกอุปกรณ์และเทคนิคที่ถูกต้อง:
| กระบวนการ | เรขาคณิตเอาท์พุต | การใช้งานทั่วไป | ข้อจำกัดที่สำคัญ |
|---|---|---|---|
| การดัดขดลวดเกลียว | เกลียวหลายรอบ / ขดลวดวงแหวน | เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน, FCU, ลูปส่วนขยาย | ข้อจำกัด BRR; ต้องใช้แมนเดรลสำหรับผนังบาง |
| การดัดท่อ CNC แบบระนาบเดียว | โปรไฟล์หลายโค้ง 2D | สายเบรกรถยนต์ โครงเฟอร์นิเจอร์ | ไม่สามารถสร้างเกลียวต่อเนื่องได้ |
| การดัดท่อ 3D CNC | ท่อกำหนดเส้นทาง 3 มิติที่ซับซ้อน | การบินและอวกาศ, ท่อไอเสียมอเตอร์สปอร์ต | ช้า; ต้นทุนต่อการโค้งงอสูง |
| การม้วนงอ (การรีดแหวน) | ส่วนโค้งหรือวงแหวนรัศมีขนาดใหญ่เดี่ยว | ดัดโค้งท่อ, วงแหวนโครงสร้าง | ไม่สามารถสร้างเกลียวหรือพิทช์หลายรอบได้ |
| การทำไฮโดรฟอร์ม | ส่วนกลวงที่ซับซ้อน | ชิ้นส่วนโครงสร้างยานยนต์ | ไม่เหมาะกับการผลิตคอยล์ต่อเนื่อง |
วิศวกรและทีมจัดซื้อที่ระบุขดลวดเกลียวสำหรับเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนหรือการใช้งาน HVAC ควรระบุพารามิเตอร์ต่อไปนี้ตั้งแต่เนิ่นๆ ในกระบวนการออกแบบ:
ขดลวดเกลียวที่ใช้ในอุปกรณ์รับแรงดันต้องเป็นไปตามรหัสที่บังคับใช้ มาตรฐานอ้างอิงบ่อยที่สุด ได้แก่:
การเลือกเครื่องดัดขดเกลียวที่เหมาะสม — หรือคู่หูการดัดขด OEM ที่เหมาะสม — มีความสำคัญพอๆ กับการทำความเข้าใจกระบวนการเอง Gipfel เป็นองค์กรเทคโนโลยีขั้นสูงที่เชี่ยวชาญด้านอุปกรณ์การประมวลผลท่อและโซลูชันระบบอัตโนมัติ โดยบูรณาการ R&D การผลิต การขาย และการบริการไว้ภายใต้หลังคาเดียวกัน
Gipfel ดำเนินงานโรงงานผลิตขั้นสูงที่ได้รับการสนับสนุนจากศูนย์สาธิตมัลติมีเดีย โดยติดตั้งเครื่องแมชชีนนิ่งเซ็นเตอร์ CNC ขนาดใหญ่ ศูนย์แมชชีนนิ่งเซ็นเตอร์ และอุปกรณ์ทดสอบที่มีความแม่นยำสูง — โครงสร้างพื้นฐานที่รับประกันความเสถียรของมิติและความแม่นยำเชิงกลของเครื่องดัดเกลียวเกลียวทุกเครื่องโดยตรง
ในฐานะผู้อุทิศตน ผู้จัดจำหน่ายเครื่องดัดเกลียวแบบเกลียวแบบกำหนดเอง และ บริษัท OEM/ODM Spiral Coil Bending , กิปเฟลยึดหลักการที่ว่า "คุณภาพเป็นรากฐานของบริษัท และนวัตกรรมเป็นแหล่งที่มาของการเติบโต" ปรัชญานี้เกิดขึ้นได้ผ่าน:
ไม่ว่าคุณจะจัดหาเครื่องดัดเกลียว CNC แบบสแตนด์อโลน สายการผลิตท่อแบบครบวงจร หรือการจัดหาคอยล์ OEM แบบครบวงจร Gipfel มอบความเชี่ยวชาญด้านวิศวกรรม ความสามารถในการผลิต และโครงสร้างพื้นฐานการบริการหลังการขาย เพื่อสนับสนุนโครงการของคุณตั้งแต่แนวคิดจนถึงการทดสอบเดินเครื่อง
เครื่องดัดเกลียว CNC ที่ใช้งานทั่วไปส่วนใหญ่จะใช้ท่อทองแดงหรือท่อเหล็ก OD 6 มม. ถึง 50 มม. OD . รุ่นสำหรับงานหนักขยายช่วงนี้เป็น 100 มม. OD หรือมากกว่าสำหรับคอยล์ภาชนะรับแรงดันทางอุตสาหกรรม สามารถสร้างเครื่องจักรแบบกำหนดเองสำหรับคอยล์ไมโครท่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางต่ำกว่า 4 มม. OD ซึ่งใช้ในอุปกรณ์ทางการแพทย์และเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนในห้องปฏิบัติการ
สำหรับท่อผนังบาง (ความหนาของผนังน้อยกว่าประมาณ 5% ของ OD ท่อ) แนะนำให้ใช้แมนเดรลหรือปลั๊กภายในเพื่อป้องกันไม่ให้ท่อยุบเข้าด้านในระหว่างการดัดงอ ท่อทองแดง HVAC ส่วนใหญ่ (ผนัง 0.5–1.0 มม., OD 9.52–19.05 มม.) โค้งงอโดยไม่ต้องใช้แมนเดรลโดยคงค่า BRR ไว้สูงกว่า 4 ท่ออุตสาหกรรมที่มีผนังหนาโดยทั่วไปไม่จำเป็นต้องใช้แมนเดรล
บนเครื่องจักร CNC แกนพิทช์จะถูกขับเคลื่อนด้วยเซอร์โวมอเตอร์ที่ซิงโครไนซ์กับแกนป้อนผ่านการควบคุมแบบวงปิด ข้อมูลป้อนกลับของตัวเข้ารหัสจากทั้งสองแกนจะถูกเปรียบเทียบแบบเรียลไทม์ และตัวควบคุมจะทำการแก้ไขระดับไมโครในอัตราหลายร้อยครั้งต่อวินาที วิธีการนี้จะรักษาความสม่ำเสมอของระดับเสียงไว้ ±0.3 มม แม้ที่ความเร็วการผลิตของ 8–15 ม./นาที .
เครื่องดัดขดเกลียวจะสร้างท่อเปลือยให้เป็นเกลียว สายการประกอบแบบครีบและท่อเป็นกระบวนการปลายน้ำที่ครีบอะลูมิเนียมหรือทองแดงวางซ้อนกันบนท่อตรงหรือแบบกิ๊บ จากนั้นจึงขยายโดยกลไก สิ่งเหล่านี้เป็นกระบวนการเสริมแต่แตกต่างกัน ขดลวดเกลียวในเครื่องทำความร้อนแบบจุ่มและเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและคอยล์มักจะใช้โดยไม่มีครีบ คอยล์พัดลมและคอยล์จัดการอากาศใช้ครีบ แต่โดยทั่วไปจะเป็นแบบคดเคี้ยว ไม่ใช่แบบเกลียว