热交换装置的制作方法

文档序号:4532560阅读:111来源:国知局
专利名称:热交换装置的制作方法
技术领域
本发明涉及一种热交换装置,包括一具有在换热面上延伸的成形 件的板件的。
背景技术
在机械装置、例如机床中,如果不采取散热措施,由于驱动装置 的热损失,重载的轴承以及由过程引起的热源会造成支承件内局部的 温度升高。在高精度机器中,由于构件发热引起的变形严重影响工件 尺寸稳定性。采取冷却作为预防措施非常极其困难或者不可能实现, 因为结构条件不提供集成的冷却装置、例如用于流动的载热介质的孔 或通道的可能性。这种孔或通道不仅导致损害大负荷构件的承载能力, 而且导致机械装置成本的提高。

发明内容
鉴于此本发明的目的是,提供一种热交换装置,其特征是结构简 单,但是并不会因此减少在希望的部位、亦即尽可能接近产生热量的 部位或与热敏感组件的交接部位按要求地传递热量。
按照本发明这个目的通过一在其总体方面具有权利要求1特征的 热交换装置实现。
据此本发明设置一柔性冷却环垫(或者类似地一加热环垫,对此 下面再详细说明)型式的板件,它紧贴在待冷却(或待加热)的机械 零件上,并通过柔性的贴合形成对于热传递的大的接触面。由此也可 以对里面不能集成内部冷却系统的构件进行局部冷却。作为特殊的优 点还有,本发明装置也可以事后地补充安装。本发明装置可以模块式 构造,可以通过这样的方法灵活地扩大和缩小,即安装并相互连接希 望数量的板件或环垫,其中连接可以并联或串联地进行。
在优良的实施例中,成形件可以由弹性体、尤其是硝化橡胶NBR构成。这种成形件一方面具有希望的柔性,另一方面耐常用载热介质, 例如水-乙二醇和带防锈剂的水。此外对在机械设备周围出现的其他流 体、如油有耐抗性。
在成形件上密封地封闭用于载热介质的空腔并构成用于热交换的 接触面的底面侧的料幅由与成形件的壁厚相比薄的最好同样由硝化橡
胶NBR组成的薄膜构成。
为了在它上面施加压力用来将板件压紧在有关物体上,贴在成形 件顶面上的固定板最好由薄金属板构成。其厚度可以这样选择,使它 可以用手使板件与待冷却物体的几何形状匹配,但同时又具有可以传 递必要的压紧力的厚度。
可以采取这样的布局,即换热面具有在角部倒圆的、矩形的轮廓, 其中固定板在留出在用于载热介质的输入和输出通道区域的孔的情况 下在换热面的整个表面上延伸。因此环垫具有一封闭的在未变形状态 是平面形的平板的形状,其中在顶面上的平的表面仅仅通过用于载热 介质输入和输出的通道口中断。
在优良的实施例中成形件形成一具有沿换热面外边缘连续延伸的 平面形密封边缘的板,底面侧的料幅尤其是通过粘接贴在密封边缘上, 同时形成一密封件,其中板在密封边缘内部区域内具有一背向底面侧 的料幅错位的分布,以便在板和底面侧的料幅之间形成一 内部空腔。 因此用于载热介质的空腔在板的除外部密封边缘之外的整个表面区域 上延伸,因此可以以有利的方式大面积且相当有效的热传递。
在特别优良的实施例中,在板的朝向底面侧的料幅的一侧上设置 突出空腔内的凸点,作为底面侧的料幅和板之间的间隔件并且用来使 载热介质流产生涡流。可以在成形件上一体成形的大量凸点不仅使用 作底面侧的料幅的薄膜固定在离空腔位于对面的壁规定的距离上,而 且通过产生涡流使在空腔内流动的载热介质充分混合,从而同样有利 于效率的提高。
最好采取这样的布局,即板具有生成在顶面上的用来将载热介质 输入空腔和从空腔输出的连接管接头,其中连接管接头插入在紧贴在顶面上的固定板上形成的通道口内。由此对分布在有关待冷却物体外 侧上的管道给予方便地连接的可能性,这里可以毫无困难地建立多个 板件之间的连接。
构成成形件的板最好在其顶面上在空腔上方的中心部分域内形成 一用于固定板的平的支承面,其中在沿换热面外侧延伸的密封边缘上 形成至少一个沿边缘区环形延伸的在顶面上突起的凸缘,以促使提高 作用在密封边缘上的由固定板施加的压紧力。


下面借助于附图详细说明本发明。附图表示
-图1示出一本发明热交换装置实施例的简化表示的斜视示意透 视图,其中板件表示在一与待冷却物体壁区匹配的状态,这里物体的 壁区仅仅示意表示;
-图2示出类似于图1的斜视透视图,其中示出一具有与图l相比 做得更细长的板件的例子,板件与物体的圆柱形外壁匹配;
-图3示出一斜视透视图,图中表示按图l设计的板件在一平面板 的未变形状态;
-图4示出一斜视透视图,朝图3中的板件的仅仅成形件的顶面看; -图5示出一斜视透视图,朝图4中的成形件的底面看; -图6示出图3至5中的实施例的示出实际实施形式大致一半大小 的俯视-图7示出一沿图6的线VII-VII的近似于按自然尺寸画出的剖视
-图8示出相应于图6中的剖分线VIII-VIII近似于按自然尺寸画 出的剖视-图9示出相应于图4中的剖分线IX-IX大致相当于图4的比例画 出的成形件的横剖视-图IO表示在图9中用X表示的区域的以与自然尺寸相比大致放 大一倍的比例画出的局部剖视-图11表示实施例的用小得多的比例画出的斜视透视图,配备了用来将板件贴在未画出的物体上的固定夹。
具体实施例方式
下面借助于冷却环垫的例子说明本发明,该冷却环垫与一未画出 的冷却剂循环回路连接可由载热介质、例如普通的载热流体如水-乙二 醇或带防锈剂的水流过。如上面已经简短说明的那样,本发明的热交 换装置也可以用作为用于希望的区域按要求局部加热的加热环垫,这 时板件连接在一加热系统上并由加热的载热介质流过。
图l和2表示应用实例,其中构成冷却环垫的板件1分别为与物 体3的壁部分匹配而变形,其中在图1的例子中板件1与物体3有台 阶的外形匹配。图2表示一个例子,其中板件1与图1中的例子相比 具有大大拉长的形状,并紧贴在一圆柱形物体3的壁区上。在图l和 2中分别省略了用来贴在物体3上的固定元件以及用来输入和输出所 用的有流动能力的载热介质的连接管道。
在这里要描述的板件1实施例的主要组成部分是一由柔性板5构 成的成形件,板5在图4和5中单独表示,所述板件特别是在图3中 以倾斜的俯视图和在图7和8的剖视图中总体表示,并且整个面在一 换热面上延伸。板5具有一带倒圆的角部区域的矩形外形轮廓。如图 l和2的比较示出的那样,为了与实际状况匹配,外形轮廓或多或少 地是细长的。在本实施例中,起成形件作用的板5由一弹性体、在特 殊情况下由硝化橡胶NBR制成。采用这种材料是有利的,因为既对 于板件1与相应轮廓的匹配与贴合提供足够的柔性,又提供对外绝缘 和对所考虑的流体的耐久性。此外如果板件1做成壁厚在3至5mm 范围内的成形件,便得到例如对平均2Bar的介质压力必要的耐压强 度。
如由图4, 7和8可以最清楚地看到的那样,板5在其顶面上具有 相互错开的、分别是平的壁区域,亦即一在板面积的大部分上延伸的 中心部分7和一包围它们的密封边缘9。如图7和8所示,这个平面 中心部分7相对于环绕的密封边缘9以这样的方式错开,使得在由密 封边缘9的底面确定的平面与中心部分7的底面之间形成一距离。如果作为在密封边缘9底面上的底面封闭通过一底面侧的料幅11、在本 实施例中是一薄膜形成密封封闭,薄膜与密封边缘9底面粘接,那么 便在中心部分7底面和料幅11之间形成一空腔13,它用作有关载热 介质的流动腔。在板5的中心部分7的底面上成形大量凸点15,它们 在图中未全部标注,并在空腔13内向料幅11方向突起。这些凸点15 既构成使料幅11保持与空腔13位于对面的壁相同距离的隔离元件, 从而料幅11在板5未变形时与密封边缘9的底面分布在同一个平面 内,而且凸点15还在载热介质在空腔13内的流动中引起涡流,这促 使良好的混合及热传递效率的提高。料幅11在密封边缘9的底面上除 粘接之外还借助于条状的在图中未画出的密封元件密封,它们装在密 封边缘9的底面上环形形成的槽17内。
在板5的矩形的纵向中心线上,在空腔13的与密封边缘邻接的末 端区域处,亦即在中心部分7和密封边缘9的过渡区内与板5 —体构 成连接管接头19,它们在所示例子中垂直于板平面延伸。但是根据局 部状况和连接条件的不同,这种连接管接头也可以按相对于板平面以 其他的倾角设置或者做成弯曲的或折弯的。在由板5构成的成形件在 整个板面积上的壁厚基本上保持不变的情况下,通过将中心部分7相 对于换热面错开设置形成空腔13,换热面由贴合在密封边缘9底面上 的料幅11确定,在中心部分7顶面和密封边缘9顶面之间形成一台阶, 如由图7至9所见。设置一板材形式的固定板21作为用来将用作冷却 环垫的板件1压紧在有关物体3上的固定装置的组成部分,板材的壁 厚这样选择,使得可以手工变形以便板件1与有关物体3的外轮廓匹 配。与板5面积相同地在整个换热面上延伸的固定板21具有用于穿过 管接头的与连接管接头19对齐的孔23。紧贴在平面形中心部分7的 顶面上的固定板21使得可以例如借助于搭接固定板21边缘的固定夹 25将压紧力传递到板5上(图11)。
为了 可靠地运行,应该注意,通过固定板21产生的压紧力特别是 在密封边缘9上起作用。因为如上所述,密封边缘9的顶面相对于中 心部分7顶面的平面形成台阶,亦即相对于固定板21贴合在中心部分7上的平面错位,在密封边级9的顶面和固定板9朝向它的底面之间 有一边缘体27,它是一隔离件,压紧力通过它从固定板21传到密封 边缘9上,见图7和8。
作为用来提高作用在密封边缘9上的压紧力的附加特殊措施,在 板5顶面上形成两个向固定板21突起的环形凸缘29和31,其位置布 局可以由图10的大大放大的局部视图最清楚地看到。在作用的通过固 定板21和环形体27施加的压紧力和作为成形件的由弹性体组成的板 5的柔性的情况下,凸缘29、 31在板件1的工作状态下平面压紧,见 图8。如图7所示,环形凸缘29仅仅一短的长度段在用于连接管接头 19的孔23的区域内悬空,因此在这个部位不是平面压紧。
如上所述,在用作成形件的板5的壁厚在实际例子中大致在3至 5mm的范围内时既提供足够的耐压强度,如果它是一种弹性体,例如 NBR的话,又提供可变形性,使板件1可通过固定板21的变形与有 关物体3匹配。板件1的柔性不受底面的构成接触面的封闭元件的影 响,因为在所述例子中它是一柔性料幅11,它可以是薄壁的且薄膜形 的,例如NBR-薄膜的形式。
为了有利于热传递,整个板件1可以借助于导热膏贴在有关物体3上。
权利要求
1. 热交换装置,包括一板件(1),该板件具有一在换热面上延伸的至少局部做成柔性的成形件(15),该成形件构成一空腔(13)的部分边界,载热介质可流过此空腔,并该空腔在底面侧通过一料幅(11)密封封闭,所述料幅在换热面上构成用于与物体(3)热传递的接触面,板件(1)可贴靠在该物体上,其中在成形件(5)的、背向底面侧的换热面的顶面上设置一用来将板件(1)压紧在物体(3)上的柔性固定板(21),其中固定板(21)的柔性和成形件(5)及底面侧的料幅(11)的可变形性这样选择,使板件(1)可与物体(3)的几何形状匹配。
2. 按权利要求1的热交换装置,其特征为成形体(5)由弹性 体、尤其是硝化橡胶NBR构成。
3. 按权利要求1或2的热交换装置,其特征为底面侧的料幅(11) 由一与成形件(5 )的壁厚相比做得薄的薄膜、尤其是由硝化橡胶NBR 组成的薄膜构成。
4. 按权利要求1至3之任一项的热交换装置,其特下为固定板 (21)由薄金属板构成。
5. 按权利要求4的热交换装置,其特征为换热面具有一在角部 区域倒圆的、矩形的外形轮廓,固定板(21)在用于载热介质输入和 输出的通道区内留出孔(23)的情况下整个表面在换热面上延伸。
6. 按权利要求1至5之任一项的换热装置,其特征为成形件构 成一具有沿换热面外边缘连贯地延伸的平的密封边缘(9)的板(5), 底面侧的料幅(11)施设在此密封边缘上,同时形成密封,板(5)在 密封边缘(9)内部的区域内具有一远离底面侧的料幅(11)偏移的走 向,以便在板(5)和底面侧的料幅(11)之间形成内部空腔(13)。
7. 按权利要求6的热交换装置,其特征为在板(5)的朝向料 幅(11)的一侧上设置向空腔(13)内突起的凸点(15),所述凸点作 为底面侧的料幅(11)和板(5)之间的间隔件并且用来使载热介质流产生涡流。
8. 按权利要求7的热交换装置,其特征为板(5)具有在顶面 上形成的连接管接头(19),用来将载热介质输入空腔(13)中和从空 腔(13)输出,所述连接管接头穿过在紧贴在顶面上的固定板(21) 上形成的孔(23)。
9. 按权利要求8的热交换装置,其特征为板(5)在其顶面上 在空腔(13)上方的区域(7)内形成一用于固定板(21)的平的支承 面,在沿换热面外侧延伸的密封边缘(9)上具有至少一个沿边缘环形 延伸的突出于顶面的凸缘(29, 31),用来提高作用在密封边缘(9) 上的由固定板(21)施加的压紧力。
10. 按权利要求3至9之任一项的热交换装置,其特征为设置 作为底面侧的料幅(11)的薄膜通过粘接与成形件(5 )的密封边缘(9 ) 连接。
全文摘要
热交换装置,具有一板件(1),它具有一个在一换热面上延伸的至少部分做成柔性的成形件(5),它构成空腔(13)的局部边界,载热介质可流过此空腔,并且空腔在底面侧通过一料幅(11)密封地封闭,它在换热面上构成用来与物体(3)热传递的接触面,板件(1)可贴靠在该物体上,其中在成形件(5)的背向底面侧的换热面的顶面上设置一用来将板件(1)压紧在物体(3)上的柔性固定板(21),其中固定板(21)的柔性和成形件(5)及底面侧的料幅(11)的可变形性这样选择,使板件(1)可与物体(3)的几何形状匹配。
文档编号F28F3/00GK101438120SQ200780016483
公开日2009年5月20日 申请日期2007年2月27日 优先权日2006年6月3日
发明者R·孔茨, W·哈曼 申请人:Hydac系统有限公司
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1