热交换器衬里的制作方法

热交换器衬里


背景技术：

1.板式热交换器的典型构造包括堆叠在彼此的顶部上的多个传热板。传热板形成有图案，以使得在每组相邻的传热板之间形成流动路径。在传热板中形成开口，以限定流体进出这些流动路径的入口和出口。一些热交换器具有钎焊在一起的板，而在另一些热交换器中，将垫片定位在传热板之间，并位于形成在传热板中的垫片槽中。然后，将垫片布置在传热板的边缘部分处以密封流动路径，并布置在开口周围的区域以密封成对的开口，从而使得仅其中两个开口具有到形成在传热板一侧处的流动路径的流动通路，而另外两个开口被从那里密封。
2.框架板可以诸如在顶部和底部处连接并固定到一叠热交换器板，并且与传热板相比具有较大的厚度以承担较大的载荷。在传热板通常由耐流过热交换器的介质的材料(诸如不锈钢、钛等)制成的情况下，这对于相对较厚的框架板来说将是昂贵的。除了从开口外，框架板通常与流动介质隔开，因此衬里可以插入其中。
3.这种衬里的许多现有设计的问题在于，它们在结构中经常需要几个不同的元件，并且经常需要针对相关的传热板，框架板等进行专门设计。因此，本发明的目的是简化衬里并使它们更具通用性，以使得相同的衬里可用于不同的传热板设计等。


技术实现要素：

4.提供本发明通过引入如权利要求中所述的衬里解决了这些问题。
5.这包括引入待定位在热交换器的框架板中的衬里，所述热交换器包括堆叠的传热板，每个传热板平行于所述框架板定位，所述衬里包括管状部分，所述管状部分的第一端形成有第一法兰，其中，第二法兰被定位成与第二端相距一距离，因此将管状部分分成中间段和外部段，其中，所述中间段形成在第一法兰和第二法兰之间，其中，所述第二法兰和所述外部段一起形成一平台以容纳密封元件，所述密封元件待定位在第二法兰和所述堆叠的传热板中的与所述框架板相邻的传热板中间。
6.第一法兰和第二法兰因此平行于框架板和传热板延伸。
7.相邻的传热板是在所述堆叠的传热板中的与框架板接触的一个传热板。
8.框架板可以在其内表面中形成有环绕开口并临接开口的凹槽，其中，第一法兰适于被定位成第一法兰的“内”表面形成与框架板的外表面接触的第一法兰接触段，并且其中，凹槽适于容纳第二法兰，以使得第二法兰的内表面与凹槽的表面形成接触。
9.密封元件可以适于被定位在第二法兰上，该密封元件被限制在凹槽的边缘或仅在框架板的内表面、第二法兰、外部段、以及所述堆叠的传热板中的相邻的传热板之间。
10.在一实施例中，相邻的传热板形成有突出部，该突出部形成与密封元件的接触，其中该突出部可以仅接触密封元件的表面的部分。
11.当例如通过钎焊或熔焊将第二法兰连接到管状部分时，外部段可以被形成。
12.外部段和第二法兰可通过弯曲管状部分的外部段而形成。
13.管状部分可以由两个单独的段形成，一个段包括第二法兰，一个段包括第一法兰，
并且其中，这两段适于从框架板的每一侧导入到框架板开口中。管状部分的所述两段可以在框架板开口内重叠，所述两段简单地通过压在彼此上并压在框架板的开口的内壁上而连接。
附图说明
14.图1是本发明的板式热交换器的一个实施例的总体示图。
15.图2是框架板的一段的图示，其中衬里被插入到框架板的开口中。
16.图3是根据本发明的衬里的图示。
17.图4是具有插入的衬里和与相邻的板接触的密封元件的框架板开口的侧视图。
18.图5a和图5b是具有插入的衬里和在两个不同部位处与相邻的板接触的密封元件的框架板开口的侧视图。
具体实施方式
19.应当理解，具体实施方式和具体示例虽然示出了本发明的实施例，但是仅是通过示例的方式给出，因为根据具体实施方式在本发明的精神和范围内的各种改变和修改对于本领域技术人员而言将是清楚的。
20.图1示出了由结构化传热板(11)的集合或堆叠形成的板式热交换器(10)的一个示例。传热板(11)中的每个传热板设有四个开口，所述四个开口形成穿过堆叠的板的两个入口(12、13)和两个出口(14、15)的通道。在示出的示例中，传热板(11)在边沿部分处适于容纳垫片，以从外部分别密封形成在每两个相邻的板(11)之间的流动路径，并密封一组相应的入口(12)和出口(14)开口
–
其中相应的另一入口(13)和出口(15)在板(11)的相反侧被密封。另外，所述堆叠的板布置在两个框架板(20)之间，所述两个框架板由杆(30)保持在一起，所述杆使传热板(11)在压缩状态下紧密地保持在一起。框架板(20)中的至少一个框架板包括开口(21)，该开口与传热板开口(12、13、14、15)对准并连接至外部流体管道。
21.与流体直接接触的传热板(11)通常很薄，以实现相应的热流体和冷流体之间快速的热交换，并且该传热板由耐介质的材料制成。
22.与传热板(11)相比，框架板(20)相对较厚，以承受来自被压缩的堆叠的传热板的内力和框架板可能会遇到的外部冲击两者。为了降低成本，框架板通常由较便宜的但不一定适合于流体的材料制成。
23.衬里(100)因此被插入到框架板开口(21)(图2)中，以保护框架板(20)免受流体的影响，其中衬里可以是相对薄的并且由耐流体的材料形成，例如与传热板(11)相同的材料。
24.图3示出了根据本发明的实施例衬里(100)。衬里(100)由适于装配在框架板开口(20)中的管状部分(101)形成。管状部分(101)的第一端形成有第一法兰(102)，第二法兰(103)定位在距第二端一距离处，从而将管状部分(101)分为中间段(104)和外部段(105)，其中中间段(104)形成在第一法兰(102)和第二法兰之间(103)。
25.第二法兰(103)和外部段(105)一起形成一平台，以容纳密封元件或垫片元件(200)，并且适于具有第二法兰(103)的内表面(面向第一法兰(102))和相应的外表面，该内表面被定位成与框架板(20)连接，并且相应的外表面被定位成使得密封元件(200)被夹在外表面和相邻的传热板(11)之间。第二法兰(103)的内表面因此形成与框架板(20)的接触
(103a)。密封元件(200)因此适于直接面向相邻的传热板(11)。
26.在一个实施例中，当例如通过钎焊或熔焊将第二法兰(103)连接到管状部分(101)时，形成外部段(105)。在可替代的实施例中，如还在图4、图5a和图5b所示的那样，外部段(105)和第二法兰(103)通过弯曲管状部分(101)的外部段形成。在该实施例或任何其他实施例中，管状部分(101)可以由两个单独的段形成，一个段包括第二法兰(103)，一个段包括第一法兰(102)，并且从框架板(20)的每一侧将该两段导入框架板开口(21)内。在一个实施例中，管状部分(101)的两段在框架板开口(21)内重叠，所述两段简单地通过压在彼此上并压在内部框架板的开口(21)的内壁上而连接。
27.图4示出了具有开口(21)的框架板(20)的侧视图，其中衬里(100)被插入该开口(21)内。第一法兰(102)被定位成第一法兰的“内”表面形成与框架板(20)的外表面接触的第一法兰接触(102a)段。框架板(20)在其内表面中形成有环绕开口(21)并与开口(21)邻接的凹槽(22)，在所示的实施例中，该凹槽(22)环绕开口并与开口(21)邻接。可替代地，凹槽也可以一距离环绕开口(21)。
28.凹槽(22)适于容纳第二法兰(103)，以使得第二法兰(103)的内表面形成与凹槽(22)的表面的接触(103a)。
29.在凹槽(22)以一距离环绕开口(21)的实施例中，第二法兰(103)将相应地成形为具有“内部”段和接触(103a)部分，该“内部”段越过框架开口(21)的边缘部分，接触部分弯曲到凹槽(22)内。
30.当安装时，密封元件(200)被定位在第二法兰(103)的平台上，并且密封元件(200)被限制在凹槽(22)的边缘(23)、第二法兰(103)、外部段(105)、以及所述堆叠中的相邻的传热板(11)之间。密封元件(200)因此直接面向传热板(11)。
31.就从热交换器(10)的内侧密封流体(流动路径形成在堆叠的传热板(11)之间)，以及从与框架开口(21)的内表面和衬里(100)的中间段(104)的外表面之间的区域密封流体而言，密封元件(200)确保衬里(100)在框架开口(21)中的紧密地附接。
32.在一实施例中，密封元件(200)的厚度大于边缘(23)的对应于凹槽(2)的深度的高度，因此邻近密封元件(200)的是传热板(11)，由此挤压密封元件(200)。这具有多重效应。一种效应是第二法兰(103)和相邻的传热板(11)与密封元件(200)的连接是紧密的，即使在相邻的传热板(11)发生某种变形的情况下。另一种效应是密封元件(200)通过摩擦力被保持就位，使得例如密封元件(200)的横截面厚度小于凹槽(22)的长度。这使得在密封元件可能不太适配于框架开口(21)的情况下能够在各种不同的热交换器(10)中使用标准化的密封元件(200)。
33.在一个实施例中，垫片在面向相邻的传热板(11)或第二法兰(103)的一个或两个表面上包括波纹状或“凹陷”状图案。
34.在一实施例中，相邻的传热板(11)形成有突出部(50)，该突出部形成与密封元件(200)的接触，其中该突出部仅接触密封元件(200)的表面的部分。这可以使得突出部围绕相应的入口或出口开口(12、13、14、15)(可能隔开一距离)，从而在整个圆周处与密封元件(200)接触，但其顶部宽度仅接触密封元件(200)的宽度的部分，由此挤压到密封元件中。在一个实施例中，突出部(50)具有点接触，在另一实施例中具有平面的接触部分。在一个实施例中，密封元件(200)的接触表面形成有与突出部(50)匹配的凹槽或比突出部(50)略小的
凹槽，以确保突出部仍挤压到密封元件(200)内。在一实施例中，突出部(50)是适于在相反侧容纳垫片元件的突出部，如还在附图中示出的那样。
35.应该指出的是，尽管衬里(100)被示出为具有管状部分(101、104、105)，但是它也可以具有非圆形的横截面，以与框架开口(21)的形状相匹配。
36.图5a和图5b示出了框架板开口(21)的截面，其中相邻的板(11)的接触突出部(50)在两个不同的部位处接触密封元件(200)，从而示出了本发明的优点。