专利名称：端盖和具有该端盖的热交换器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及热交换设备领域，特别涉及一种用于封闭热交换器的集流管的端盖。本实用新型还涉及一种包括上述端盖的热交换器。
背景技术：
热交换器是制冷系统中常用的装置，例如在制冷系统中可以用作蒸发器或冷凝器。图1为一种传统的热交换器的局部示意图。如图1所示，该热交换器通常包括大体平行设置的两个集流管1’，连接在两个集流管1’之间的换热管2’和设置在相邻换热管2’之间的翅片3’(图1中只示出部分集流管1’、换热管2’和翅片3’)。集流管1’包括中空管体和焊接于管体两端，用于密封集流管1’的端盖4’。端盖4’为柱状体，且通过其外周壁与集流管1’管体的内壁相贴合。不管是在制冷循环还是制热循环中，各个元器件和管路系统均需承载一定的压力，这就使得作为系统内的热交换器必须具有一定的耐压能力。如图1所示，热交换器中的主要承压部件为集流管1'和换热管2'。端盖用于密封集流管1’，因此端盖4’也是热交换器的承压部件，在热交换器的工作过程中，热交换器的内部会对集流管1’的端盖4’产生较大的压力。图中1中，端盖4’的右端为顶端，端盖的左端底端。通过实验分析发现，在端盖4’的与集流管1’连接的外周壁的顶端(图1中用B表示)应力集中最大。在端盖4’ 的与集流管1’连接的外周壁的底端(图1中用A表示)，应力值较大。应力集中处的最大局部应力到达强度极限时，会造成端盖4’破坏。为了提高端盖4’的耐压能力，通常增加端盖4’的厚度，但是由于集流管1’内容积有限，为了防止端盖4’与扁管2’之间尺寸的干涉，集流管1’也需要变长，因此需要更多的端盖4’和集流管1’材料，也增大了热交换器的体积。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种用于封闭热交换器的集流管的端盖，其能够在保持自身厚度不变的条件下，分散端盖外周壁的顶端和底端的应力集中，有效降低端盖的最大应力值，提高端盖的强度。本实用新型的另一目的是提供一种包括上述端盖的热交换器。为解决上述技术问题，本实用新型提供一种端盖，用于封闭热交换器的集流管，包括盖体，所述盖体的底面包括底面中心部分和环绕所述底面中心部分的至少一个环状凸起或环状凹陷，所述至少一个环状凸起或环状凹陷在所述盖体的轴向剖面上构造为分别位于所述底面中心部分两侧的弧形段，且所述至少一个环状凸起或环状凹陷与所述底面中心部分平滑过渡。优选地，所述至少一个环状凸起或环状凹陷与所述盖体的外周壁的底端平滑过渡。优选地，所述弧形段相对于所述盖体的底面中心对称。优选地，所述盖体内形成有中空腔，所述中空腔的顶端敞开。[0010]优选地，在所述中空腔的顶端处所述中空腔的周壁沿从底朝向顶的方向逐渐变薄以便所述中空腔在其顶端处向外扩口。优选地，所述盖体的底面包括围绕所述底面中心部分的所述环状凸起和所述环状凹陷，所述环状凸起和所述环状凹陷沿所述盖体的径向间隔设置。优选地，所述盖体的底面中心部分为平的。优选地，所述盖体的底面中心部分为平的，所述底面中心部分由所述环状凹陷环绕，且所述中空腔的底面上与所述底面中心部分对应的部分为平的，所述中空腔的底面上与所述环状凹陷对应的部分朝向中所述中空腔的所述顶端突出。优选地，所述盖体的底面中心部分为凸起，所述凸起由所述环状凹陷环绕，在所述盖体的轴向剖面上所述凸起为弧形。优选地，所述盖体的底面中心部分为凸起，所述凸起由所述环状凹陷环绕，在所述盖体的轴向剖面上所述凸起为弧形，且所述中空腔的底面上与所述凸起对应的部分朝向所述盖体的底端凹入，所述中空腔的底面上与所述环状凹陷对应的部分朝向所述中空腔的所述顶端突出。优选地，所述盖体的底面中心部分为凹陷，所述凹陷由所述环状凸起围绕，在所述盖体的轴向剖面上所述凹陷为弧形。优选地，所述盖体的底面中心部分为凹陷，所述凹陷由所述环状凸起围绕，在所述盖体的轴向剖面上所述凹陷为弧形，且所述中空腔的底面上与所述凹陷对应的部分朝向所述中空腔的所述顶端突出，所述中空腔的底面上与所述环状凸起对应的部分朝向所述盖体的底端凹入。本实用新型提供的端盖，用于封闭热交换器的集流管，包括盖体，所述盖体的底面包括底面中心部分和环绕所述底面中心部分的至少一个环状凸起或环状凹陷，所述至少一个环状凸起或环状凹陷在所述盖体的轴向剖面上构造为分别位于所述底面中心部分两侧的弧形段，且所述至少一个环状凸起或环状凹陷与所述底面中心部分平滑过渡。其能够在保持自身厚度不变的条件下，分散端盖外周壁的顶端和底端的应力集中，有效降低了端盖的最大应力值，而且可以有效地增加端盖的受力面积，提高端盖的强度。本实用新型还提供一种热交换器，包括第一集流管；第二集流管；换热管，所述换热管的两端分别插入第一和第二集流管内以连接第一和第二集流管；翅片，所述翅片分别设置在相邻的换热管之间；和端盖，所述端盖为上述任一项所述的端盖，其中所述端盖设置在至少一个集流管的一端内用于封闭所述一端。由于端盖具有上述有益效果，具有上述端盖的热交换器也具有相同的技术效果。
图1为传统热交换器的局部结构示意图；图2为根据本实用新型第一实施例的端盖的侧视图；图3为图2所示端盖的仰视图；图4为图3的A-A方向的剖视图；图5为根据本实用新型第二实施例的端盖的结构示意图；图6为根据本实用新型第三实施例的端盖的结构示意图；[0027]图7为根据本实用新型第四实施例的端盖的结构示意图；图8为图7所示端盖的制作过程；图9为根据本实用新型第一实施例的热交换器的局部结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型的描述中，术语“横”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、
“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型而不是要求本实用新型必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。下面参考附图描述根据本实用新型实施例的端盖和包括该端盖的热交换器。根据本实用新型实施例的端盖4，用于封闭热交换器的集流管1，包括盖体40，盖体40的底面包括底面中心部分41和环绕所述底面中心部分41的至少一个环状凸起43或环状凹陷42，至少一个环状凸起43或环状凹陷42在盖体40的轴向剖面上构造为分别位于底面中心部分41两侧的弧形段，且所述至少一个环状凸起43或环状凹陷42与所述底面中心部分41平滑过渡。发明人通过实验和分析发现，安装时本实用新型实施例的端盖4的底面朝向集流管1的内部，端盖4能够在保持自身厚度不变的条件下，分散端盖4外周壁的顶端和底端的应力集中，有效降低了端盖4的最大应力值，而且可以有效地增加端盖4的受力面积，提高端盖4的强度。请参考图2、图3、图4 ；图2为本实用新型第一实施例的端盖的侧视图；图3为图 2所示端盖的仰视图；图4为图3的A-A方向的剖视图；在第一实施例中，本实用新型的端盖4为圆柱体。端盖4包括盖体40，盖体40内形成有中空腔45，中空腔45的顶端(图2、图4中的上端)敞开。盖体40的底面中心部分 41为凸起(向图2、图4的下方突出)，所述凸起由环状凹陷42(向图2、图4的上方凹入) 环绕，在所述盖体40的轴向剖面上所述凸起为弧形(图2、图4中的上下方向为轴向)，环状凹陷42在所述盖体40的轴向剖面上构造为分别位于所述底面中心部分41两侧的弧形段，环状凹陷42与凸起平滑过渡。中空腔45的底面上与盖体40的底面中心部分41对应的部分朝向盖体40的底端凹入，中空腔45的底面上与环状凹陷42对应的部分朝向中空腔 40的顶端突出。弧形段相对于盖体40的底面中心对称。环状凹陷42与所述盖体40的外周壁的底端平滑过渡。盖体40内形成有中空腔45可以节约材料，而且加工方便，端盖4可以直接压制成型。中空腔45的底面上与底面中心部分41对应的部分朝向盖体40的底端凹入，中空腔45 的底面上与环状凹陷42对应的部分朝向中空腔40的顶端突出，加工方便，端盖4可以直接压制成型。弧形段相对于盖体40的底面中心对称，可以使端盖4均勻受力，分散应力，减少应力集中。环状凹陷42与所述盖体40的外周壁的底端平滑过渡，可以减少应力集中。[0038]需要理解的是，本实用新型并不限于此，盖体40的中空腔45的底面的形状不限于上述结构。盖体40也可以是实心的，以增加端盖4的强度。端盖4可以由具有矩形或正方形横截面的柱状体构成，以适应具有矩形或方形横截面的集流管1。此外，端盖4也可以具有截锥体，例如截圆锥体，由此便于端盖4安装到热交换器的集流管1内，需要说明的是，当端盖4为截锥体时，端盖4的下部与集流管1之间的间隙可以在焊接时用焊料填充，也就是说，截锥体形式的端盖4与焊料一起构成柱状体，例如，当端盖4为截圆锥体时，端盖4与焊料一起构成圆柱体。请参考图5 ；图5为根据本实用新型第二实施例的端盖的结构示意图。在第二实施例中，盖体40的底面中心部分41为平的，底面中心部分41由环状凹陷环绕42，中空腔45的底面上与底面中心部分41对应的部分为平的，中空腔45的底面上与环状凹陷42对应的部分朝向中空腔45的顶端突出。请参考图6 ；图6为根据本实用新型第三实施例的端盖的结构示意图。在第三实施例中，盖体40的底面中心部分41为朝向盖体40的顶端凹入的凹陷， 凹陷由环状凸起43(向图6的下方突出)环绕，在盖体40的轴向剖面上所述凹陷为弧形 (图6中的上下方向为轴向)，环状凸起43在盖体40的轴向剖面上构造为分别位于底面中心部分41两侧的弧形段，环状凸起43与凹陷平滑过渡。中空腔45的底面上与底面中心部分41对应的部分朝向中空腔45的顶端突出，中空腔45的底面上与环状凸起43对应的部分朝向盖体40的底端(图6的下端)凹入。弧形段相对于盖体40的底面中心对称。环状凸起43与所述盖体40的外周壁的底端平滑过渡。需要理解的是，本实用新型并不限于此，例如盖体40的底面可以包括围绕底面中心部分41的环状凸起43和环状凹陷42，环状凸起43和环状凹陷42沿盖体40的径向间隔设置。底面中心部分41可以为平的。盖体40的底面中心部分41由环状凸起43环绕时， 底面中心部分41可以为凹陷；盖体40的底面中心部分41由环状凹陷42环绕时，底面中心部分41可以为凸起。请参考图7、图8 ；图7为根据本实用新型第四实施例的端盖的结构示意图，图8为图7所示端盖的制作过程。在第四实施例中，盖体40内形成有中空腔45，中空腔45的顶端(图7，图8的上部)敞开。在中空腔45的顶端处中空腔45的周壁沿从底朝向顶的方向逐渐变薄以便中空腔45在其顶端处向外扩口。如图8所示，第四实施例的端盖4可以通过将上述任一实施例所述的盖体40的中空腔45的侧壁靠近端盖4的顶部处部分(图8中的黑色部分)切除形成，也可以直接通过压制形成第四实施例的端盖4。本实用新型实施例的端盖4分散了端盖4外周壁的顶端和底端的应力集中，有效降低了端盖4的最大应力值，但是会在盖体40的中空腔45的内侧壁的顶部处(如图8的 C处)产生应力集中。发明人通过实验和分析发现，盖体40内形成有中空腔45，中空腔45 的顶端敞开，中空腔45的侧壁靠近盖体40的顶部处逐渐变薄，且中空腔45靠近盖体45的顶部处向外扩口，可以有效减少中空腔45的内侧壁的顶部的应力集中，提高端盖的强度。本实用新型还提供一种包括上述端盖的热交换器。请参考图9 ；图9为根据本实用新型第一实施例的热交换器的局部结构示意图。[0049]根据本实用新型实施例的热交换器10包括两个集流管1、换热管3、翅片2、端盖 4(图中只示出部分集流管1、换热管3和翅片2、。两集流管1分别大体沿水平方向设置， 且它们在竖直方向间隔开一定距离。两集流管1两端通过焊接端盖4密封，端盖4为上述端盖4。各换热管3大体沿着竖直方向延伸，彼此间隔开排列，各换热管3两端分别插入两集流管1中以连通两集流管1。换热管3例如可以为扁管。相邻的换热管3间设置翅片2。 端盖4的侧壁与集流管1内壁焊接，用于密封集流管1。以上对本实用新型所提供的端盖以及包括该端盖的热交换器进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。上述实施例中的特征可以相互组合形成新的实施例。
权利要求1.一种端盖，用于封闭热交换器的集流管，其特征在于，包括盖体，所述盖体的底面包括底面中心部分和环绕所述底面中心部分的至少一个环状凸起或环状凹陷，所述至少一个环状凸起或环状凹陷在所述盖体的轴向剖面上构造为分别位于所述底面中心部分两侧的弧形段，且所述至少一个环状凸起或环状凹陷与所述底面中心部分平滑过渡。
2.根据权利要求1所述的端盖，其特征在于，所述至少一个环状凸起或环状凹陷与所述盖体的外周壁的底端平滑过渡。
3.根据权利要求1所述的端盖，其特征在于，所述弧形段相对于所述盖体的底面中心对称。
4.根据权利要求1所述的端盖，其特征在于，所述盖体内形成有中空腔，所述中空腔的顶端敞开。
5.根据权利要求4所述的端盖，其特征在于，在所述中空腔的顶端处所述中空腔的周壁沿从底朝向顶的方向逐渐变薄以便所述中空腔在其顶端处向外扩口。
6.根据权利要求1至5任一项所述的端盖，其特征在于，所述盖体的底面包括围绕所述底面中心部分的所述环状凸起和所述环状凹陷，所述环状凸起和所述环状凹陷沿所述盖体的径向间隔设置。
7.根据权利要求1至5任一项所述的端盖，其特征在于，所述盖体的底面中心部分为平的。
8.根据权利要求4所述的端盖，其特征在于，所述盖体的底面中心部分为平的，所述底面中心部分由所述环状凹陷环绕，且所述中空腔的底面上与所述底面中心部分对应的部分为平的，所述中空腔的底面上与所述环状凹陷对应的部分朝向所述中空腔的所述顶端突出ο
9.根据权利要求1至5任一项所述的端盖，其特征在于，所述盖体的底面中心部分为凸起，所述凸起由所述环状凹陷环绕，在所述盖体的轴向剖面上所述凸起为弧形。
10.根据权利要求4所述的端盖，其特征在于，所述盖体的底面中心部分为凸起，所述凸起由所述环状凹陷环绕，在所述盖体的轴向剖面上所述凸起为弧形，且所述中空腔的底面上与所述凸起对应的部分朝向所述盖体的底端凹入，所述中空腔的底面上与所述环状凹陷对应的部分朝向所述中空腔的所述顶端突出。
11.根据权利要求1至5任一项所述的端盖，其特征在于，所述盖体的底面中心部分为凹陷，所述凹陷由所述环状凸起围绕，在所述盖体的轴向剖面上所述凹陷为弧形。
12.根据权利要求4所述的端盖，其特征在于，所述盖体的底面中心部分为凹陷，所述凹陷由所述环状凸起围绕，在所述盖体的轴向剖面上所述凹陷为弧形，且所述中空腔的底面上与所述凹陷对应的部分朝向所述中空腔的所述顶端突出，所述中空腔的底面上与所述环状凸起对应的部分朝向所述盖体的底端凹入。
13.一种热交换器，其特征在于，包括 第一集流管；第二集流管；换热管，所述换热管的两端分别插入第一和第二集流管内以连通所述第一和第二集流管；翅片，所述翅片分别设置在相邻的换热管之间；和端盖，所述端盖为根据权利要求1-12中任一项所述的端盖，其中所述端盖设置在至少一个集流管的一端内用于封闭所述一端。
专利摘要本实用新型提供了一种端盖和具有该端盖的换热器。所述端盖用于封闭热交换器的集流管且包括盖体，所述盖体的底面包括底面中心部分和环绕所述底面中心部分的至少一个环状凸起或环状凹陷，所述至少一个环状凸起或环状凹陷在所述盖体的轴向剖面上构造为分别位于所述底面中心部分两侧的弧形段，且所述至少一个环状凸起或环状凹陷与所述底面中心部分平滑过渡。这种结构的端盖能够在保持自身厚度不变的条件下，分散端盖外周壁的顶端和底端的应力集中，有效降低了端盖的最大应力值，而且可以有效地增加端盖的受力面积，提高端盖的强度。
文档编号F28F9/02GK202182669SQ20112026321
公开日2012年4月4日 申请日期2011年7月22日 优先权日2011年7月22日
发明者汪峰, 王美, 黄宁杰 申请人:三花丹佛斯(杭州)微通道换热器有限公司