太阳城集团

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用于板式换热器的端口孔垫片、板组及具有此端口孔垫片的板式换热器.pdf

摘要
申请专利号:

CN201580051867.2

申请日:

2015.09.21

公开号:

CN106716043A

公开日:

2017.05.24

当前法律状态:

实审

有效性:

审中

法律详情: 实质审查的生效IPC(主分类):F28F 3/08申请日:20150921|||公开
IPC分类号: F28F3/08; F28F3/10 主分类号: F28F3/08
申请人: 阿尔法拉瓦尔股份有限公司
发明人: R.克里斯坦森; P.维格哈根
地址: 瑞典隆德
优先权: 2014.09.26 EP 14186564.2
专利代理机构: 中国专利代理(香港)有限公司 72001 代理人: 严志军;李强
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法律状态
申请(专利)号:

CN201580051867.2

授权太阳城集团号:

|||

法律状态太阳城集团日:

太阳城集团2017.06.16|||2017.05.24

法律状态类型:

太阳城集团实质审查的生效|||公开

摘要

太阳城集团端口孔垫片(22)构造成密封围绕板式换热器的两个相邻换热器板(3)中的两个重叠的端口孔(13)的周向区域,以便限定用于流体进入或离开板式换热器(100)的通路。端口孔垫片(22)具有环形部分(22A)以在环绕重叠的端口孔(13)的同时在两个相邻的换热器板(3)之间受压。端口孔垫片(22)还包括多个凸起(22B),其从环形部分(22A)的外周凸出且构造成在两个相邻的换热器板(3)之间受压,以便相对于由流体施加的压力支承环形部分(22A)。用于板式换热器的板组(1)构造成包括两个相邻的换热器板(3)和端口孔垫片(22)。

权利要求书

1.一种用于安装在板式换热器(100)的两个相邻的换热器板(3)之间的端口孔垫片
(22),所述端口孔垫片构造成密封围绕两个重叠的端口孔(13;15)的周向区域,所述端口孔
(13;15)中的每一个形成在所述两个相邻换热器板(3)中的相应一个中,以便限定用于流体
进入或离开所述板式换热器(100)的通路,其中所述端口孔垫片包括环形部分(22A),其构
造成在环绕所述重叠的端口孔(13;15)的同时在所述两个相邻的换热器板(3)之间受压,所
述端口孔垫片还包括多个凸起(22B),其从所述环形部分(22A)的外周凸出且构造成在所述
两个相邻的换热器板(3)之间受压,以便相对于由所述流体施加的压力支承所述环形部分
(22A)。
2.根据权利要求1所述的端口孔垫片(22),其特征在于,所述凸起(22B)中的至少一个
包括加强摩擦的表面图案(40),其限定带图案的第一表面部分(22B';22B''),以用于在所
述凸起(22B)在所述两个相邻的换热器板(3)之间受压时接合所述两个相邻的换热器板(3)
中的第一个。
3.根据权利要求2所述的端口孔垫片(22),其特征在于,所述表面图案(40)限定带图案
的第二表面部分(22B'';22B'),以用于在所述凸起(22B)在所述两个相邻的换热器板(3)之
间受压时接合所述两个相邻的换热器板(3)中的第二个,所述第一表面部分(22B')和所述
第二表面部分(22B'')布置在所述凸起(22B)中的所述至少一个的相对侧上。
4.根据权利要求2或权利要求3所述的端口孔垫片(22),其特征在于,所述表面图案
(40)包括如平行于所述带图案的第一表面部分(22B';22B'')的法线方向(N)所见的多个间
隔开的图案结构(41)。
5.根据权利要求4所述的端口孔垫片(22),其特征在于,所述图案结构包括凸起(41),
其从所述凸起(22B)中的所述至少一个的主体部分(22B''')平行于所述带图案的第一表面
部分(22B';22B'')的法线方向(N)凸出以限定所述带图案的第一表面部分(22B';22B'')。
6.根据权利要求4至权利要求5中任一项所述的端口孔垫片(22),其特征在于,所述图
案结构(41)包括伸长的肋条。
7.根据权利要求4至权利要求6中任一项所述的端口孔垫片(22),其特征在于,所述凸
起(22B)中的所述至少一个为伸长的且在纵向方向上远离所述环形部分(22A)的外周延伸,
且其中所述图案结构(41)的至少一部分基本上横向于所述纵向方向延伸。
8.根据任何前述权利要求所述的端口孔垫片(22),其特征在于,所述凸起(22B)的至少
一个子集是伸长的且在纵向方向上远离所述环形部分(22A)的外周延伸。
9.根据权利要求8所述的端口孔垫片(22),其特征在于,对于所述凸起(22B)中的至少
一个,所述纵向方向不垂直于所述环形部分(22A)的外周。
10.根据任何前述权利要求所述的端口孔垫片(22),其特征在于,所述端口孔垫片(22)
还包括附接部件(22E),其从所述环形部分(22a)的内周凸出且布置成与所述重叠的端口孔
(13;15)中的一个的边缘部分(31)接合。
11.一种板式换热器(100),包括根据任何前述权利要求所述的端口孔垫片(22)。
12.一种用于板式换热器(100)的板组(1),包括两个相邻的换热器板(3)和在所述两个
相邻的换热器板(3)之间受压的根据任何前述权利要求所述的端口孔垫片(22),所述两个
相邻的换热器板(3)中的每一个形成有端口孔(13;15),所述两个相邻的换热器板(3)的端
口孔(13;15)重叠,且所述端口孔垫片(22)环绕所述端口孔(13;15)。
13.根据权利要求12所述的板组(1),其特征在于,所述凸起(28)中的每一个在所述两
个相邻的换热器板(3)上的相应一对相对的接合表面(37)之间受压,且其中所述凸起(28)
中的每一个在受压之前具有超过所述相应一对相对的接合表面(37)之间的距离达大约5%
到20%的厚度。
14.根据权利要求12或权利要求13所述的板式换热器(1),其特征在于,所述环形部分
(22A)位于形成在所述两个相邻的换热器板(3)中的至少一个中的环槽(32)中,且其中所述
凸起(22B)的至少一个子集位于由所述两个相邻的换热器板(3)限定以远离所述环槽(32)
延伸的通道(36')中。
15.根据权利要求14所述的板组(1),其特征在于,所述凸起(22B)中的一个或多个配合
在具有远离所述环槽(32)的非线性范围的所述通道(36')中的相应一个中,其中所述凸起
(22B)中的所述一个或多个中的每一个具有符合所述通道(36')中的所述相应一个的非线
性范围的范围。

说明书

用于板式换热器的端口孔垫片、板组及具有此端口孔垫片的板式换热器

技术领域

本发明大体上涉及板式换热器,并且具体涉及用于安装在板式换热器的两个相邻
换热器板之间的端口孔垫片。

背景

板式换热器(PHE)通常由两个端板构成,换热器板组布置在两个端板之间。板组通常包
括多个换热器板,它们堆叠在彼此上以限定用于第一流体和第二流体的第一空间和第二空
间,其中各个换热器板均包括允许与第一空间和第二空间流体连通的端口孔。在一种类型
的公知的PHE(所谓的带垫片的PHE)中,场和端口孔垫片布置在换热器板之间。场垫片通常
布置在沿换热器板的外缘延伸的场垫片凹槽中,而端口孔垫片通常布置在沿内缘(更具体
是围绕换热器板的端口孔)延伸的端口孔垫片凹槽中。端板且因此换热器板朝彼此压制,由
此垫片在换热器板之间密封。在另一类型的公知的PHE(所谓的半焊接板式换热器)中,板组
由板模块形成,板模块分别包括两个换热器板,它们焊接到彼此以限定第一空间中的一个,
场和端口孔垫片因此通过焊接替换,且板模块堆叠,其中中间场和端口孔垫片分别布置在
场和环垫片凹槽中,以限定它们之间的第二空间。半焊接换热器常用于第一流体是侵蚀性
或在显著升高的压力下且第二流体相对非侵蚀性的应用中。端口孔垫片将经受第一流体且
可能必须由高质量材料制成。然而,由于端口孔垫片包含相对减小的材料量,故这不应当必
须涉及成本上的任何较大提高。

对于防漏的板式换热器,可能重要的是,垫片适当地定位在垫片凹槽中。垫片凹槽
通常由外侧壁、内侧壁和在它们之间延伸的底壁限定。外侧壁和内侧壁通常由换热器板的
压制产生,在此操作期间,板设有谷和脊的图案。在常规板式换热器中,端口孔垫片凹槽的
外侧壁是间断的,以便向端口孔垫片仅提供周期性支承,即,分开的支承区域中的支承。因
此,存在端口孔垫片在支承区域之间从其在端口孔垫片凹槽中的适当定位移位的风险,尤
其是在端口孔垫片内(即,端口孔里面)主要的压力显著高于端口孔垫片外主要的压力时。

作为该问题的解决方案,WO2004/072570提出了重新设计换热器板,以便使端口孔
垫片凹槽的外侧壁连续,且因此能够提供不间断的端口孔垫片支承。然而,存在对备选解决
方案的需要。

概要

本发明的目的在于至少部分地克服现有技术的一个或多个局限。另一个目的在于降低
具有由端口孔垫片密封的重叠端口孔的板式换热器中的流体泄漏的风险。更进一步的目的
在于降低由位于具有沿其外侧壁的间断开口的专用环形垫片凹槽中的端口孔垫片密封的
板式换热器中的流体泄漏的风险。这些目的中的一个或多个以及可从以下描述显现的其它
目的至少部分地借助于根据独立权利要求的端口孔垫片、用于板式换热器的板组和板式换
热器来达成,其实施例由从属权利要求限定。

本发明的第一方面是一种用于安装在板式换热器的两个相邻的换热器板之间的
端口孔垫片,端口孔垫片构造成密封围绕两个重叠的端口孔的周向区域,其中每一个形成
在两个相邻的换热器板中的相应一个中,以便限定流体进入或离开板式换热器的通路。端
口孔垫片包括环形部分,其构造成在环绕重叠的端口孔的同时在两个相邻换热器板之间受
压。端口孔垫片还包括多个凸起,其从环形部分的外周凸出且构造成在两个相邻换热器板
之间受压,以便相对于由流体施加的压力支承环形部分。

相比于具有光滑连续外周的常规端口孔垫片,在端口孔垫片在换热器板之间受压
时,凸起将用于增大端口孔垫片的总接触面积且因此端口孔垫片与两个相邻的换热器板之
间的摩擦。因此,端口孔垫片围绕两个重叠的端口孔更牢固地保持就位,减小了跨过由端口
孔垫片密封的周向区域的流体泄漏的风险。

增大的接触面积和摩擦允许端口孔垫片牢固地保持就位(例如,如果安装于在其
外侧壁中具有开口的环形垫片凹槽中)。对于此垫片凹槽中的安装,端口孔垫片适当地构造
成使得其环形部分与垫片凹槽匹配,同时其凸起与垫片凹槽的外侧壁中的开口的至少一个
子集匹配且延伸穿过其。这些开口可具有沿外侧壁的任何分布。

然而,本发明的端口孔垫片可安装在可设有或可不设有用于接纳端口孔垫片的垫
片凹槽的任何类型的相邻换热器板之间。在某些应用中,且取决于端口孔和其凸起的设计,
端口孔垫片可具有足够的能力来密封围绕重叠的端口孔的周向区域,且经得起由端口孔内
的流体施加的压力,即使在两个相邻的换热器板上的基本平的表面之间安装和受压。

应当理解的是,"环形的"不表示圆形形状,而是仅指出环形部分构造成环绕周向
区域中的重叠的端口孔。因此,端口孔垫片的环形部分可为圆形或非圆形,包括规则形状,
诸如椭圆形、矩形、三角形或六边形形状,以及不规则形状。

在一个实施例中,凸起中的至少一个包括加强摩擦的表面图案,其限定带图案的
第一表面部分以在凸起在两个相邻的换热器板之间受压时接合两个相邻换热器板中的第
一个。发现此表面图案的提供通过进一步增大端口孔垫片与两个相邻的换热器板之间的摩
擦而显著地改善了端口孔垫片经受压力的能力。

例如根据以下实施例中的一个或多个,端口孔垫片的密封能力和稳定性可通过优
化表面图案的设计来进一步改善。

在一个实施例中,表面图案限定带图案的第二表面部分以用于在凸起在两个相邻
换热器板之间受压时接合两个相邻换热器板中的第二个,第一表面部分和第二表面部分布
置在凸起中的所述至少一个的相对侧上。

在一个实施例中,如平行于带图案的第一表面部分的法线方向所见,表面图案包
括多个间隔开的图案结构。如平行于带图案的第一表面部分的法线方向所见,还有利的是
图案结构分开一定间隙距离,如平行于带图案的第一表面部分的法线方向所见,间隙距离
为图案结构的最小尺寸的一半。此外,如平行于带图案的第一表面部分的法线方向所见,图
案结构的至少一个子集可具有圆化端,如平行于带图案的第一表面部分的法线方向所见,
所述圆化端具有大致等于相应图案结构的最小尺寸的一半的半径。

在一个实施例中,图案结构包括平行于带图案的第一表面部分的法线方向从凸起
中的所述至少一个的主体部分凸出的凸起,以限定带图案的第一表面部分。各个凸起可具
有从主体部分且平行于法线方向的范围,其为平行于法线方向的主体部分的厚度的大约
2.5%到5%或甚至2%到10%。

在一个实施例中,图案结构包括伸长的肋条。

在一个实施例中,凸起中的所述至少一个是伸长的且在纵向方向上远离环形部分
的外周延伸,且图案结构的至少一部分基本上横向于纵向方向延伸。

作为备选或此外,例如根据以下实施例中的一个或多个,端口孔垫片的密封能力
和稳定性可通过优化凸起的设计来进一步改善。

凸起中的一个或多个可通过链接部分连接到环形部分,链接部分相比凸起中的所
述一个或多个具有较小的材料厚度。

在一个实施例中,凸起的至少一个子集是伸长的且在纵向方向上远离环形部分的
外周延伸。还可能有利的是,对于凸起中的至少一个,纵向方向不垂直于环形部分的外周。

凸起可围绕环形部分的外周的至少主要部分均匀地分布。

环形部分可在几何平面中延伸,且凸起可从平行于几何平面的环形部分延伸。环
形部分和凸起可在相同的几何平面中延伸。

为了便于两个相邻的换热器板之间的端口孔垫片的安装,端口孔垫片还可包括附
接部件,其从环形部分的内周凸出且布置成与重叠的端口孔中的一个的边缘部分接合。

在另一个实施例中,端口孔垫片包括标记部件,其从环形部分的外周凸出且布置
成延伸超过两个相邻的换热器板,以便在板式换热器外部可见。

本发明的第二方面为一种包括第一方面的端口孔垫片的板式换热器。

本发明的第三方面为一种用于板式换热器的板组,包括两个相邻的换热器板和在
两个相邻的换热器板之间受压的第一方面的端口孔垫片,两个相邻的换热器板中的每一个
形成有端口孔,两个相邻的换热器板的端口孔重叠,且端口孔垫片环绕端口孔。

在一个实施例中,各个凸起在两个相邻的换热器板上的相应一对相对的接合表面
之间受压,且其中各个凸起在受压之前具有一定厚度,其超过受压之后的相应一对相对的
接合表面之间的距离达大约10%到20%,或甚至5%到20%。

在一个实施例中,环形部分位于两个相邻的换热器板中的至少一个中形成的环槽
中,且凸起的至少一个子集位于由两个相邻的换热器板限定以远离环槽延伸的通道中。相
应的通道可由其中一个换热器板中的单个通道凹槽形成,或如下文进一步限定的两个相互
对准的通道凹槽形成。为了进一步改善端口孔垫片的稳定性,凸起中的一个或多个可配合
在通道中的相应一个中,其具有远离环槽的非线性范围,且凸起中的所述一个或多个中的
每一个可具有符合通道中的相应一个的非线性范围的范围。作为备选或此外,环形部分可
在形成于两个相邻的换热器板的第一个中的第一环槽与形成在两个相邻的换热器板中的
第二个中的第二环槽的底面之间受压,第一环槽和第二环槽布置成相互对准,且所述凸起
的至少一个子集可在通道凹槽的底面之间受压,通道凹槽形成在两个相邻的换热器板中且
布置成相互对准以限定所述通道。

两个相邻的换热器板中的第一个可形成为在至少中间平面、上平面和下平面中延
伸,所述平面大致平行于彼此,其中环形部分可接合中间平面中的两个相邻的换热器板中
的所述至少一个,且其中凸起可接合下平面中的两个相邻换热器板中的所述至少一个。中
间平面和下平面可重合。

第一方面的实施例中的任一个可与第二到第三方面组合来获得对应的技术效果
或优点。

本发明的还有其它目的、特征、方面和优点将从以下详细描述、从所附权利要求和
从附图中清楚。

附图的简要说明

现在将更详细地参照示意性附图来更详细描述本发明的实施例。

图1为具有板组的板式换热器的侧视图。

图2为用于图1中的板组的换热器板的示意性平面视图,

图3为焊接到另一个换热器板上的图2中的换热器板的示意性平面视图。

图4为焊接到另一个换热器板上且设有垫片部件的图2中的换热器板的示意性平
面视图。

图5为图2中的换热器板的区域I的放大平面视图。

图6A为沿图5中的线II-II截取的截面视图,图6B为其中端口孔垫片置于换热器板
上的对应的截面视图,且图6C为具有在其间的端口孔垫片的两个组装的换热器板的截面视
图。

图7为对应于图5的平面视图,其中根据一个实施例的端口孔垫片安装成环绕换热
器板中的端口孔。

图8为对应于图7的透视图。

图9为图8中的换热器板和端口孔垫片的一部分的放大图。

图10为根据另一个实施例的端口孔垫片的平面视图。

图11为图10中的端口孔垫片的一部分的透视图。

图12为沿图10中的线III-III截取的截面视图。

图13为沿图10中的线IV-IV截取的截面视图。

图14为图10中的区域V的平面视图。

图15为根据还有另一个实施例的环垫片的一部分的平面视图。

示例性实施例的详细描述

图1示出了包括具有若干板模块2的板组1的板式换热器100,板模块2分别包括布置在
彼此附近的若干换热器板3。在本文公开的实施例中,各个此板模块2包括两个换热器板3,
但板模块2可通过组合多于两个换热器板3的组来形成。

板组1布置在两个端板4、5之间。端板4、5借助于延伸穿过端板4、5的上紧螺栓6来
相对于板组1和彼此压制。上紧螺栓6包括螺纹,且板模块2的堆叠因此可通过将螺母7以本
来已知的方式拧到上紧螺栓6上而受压。在本文公开的实施例中,包含四个上紧螺栓6(其中
仅两个在附图中可见)。将注意到的是,上紧螺栓6的数目可在不同应用中变化且不同。板式
换热器100还包括两个入口部件8(仅示出一个)和两个出口部件9(仅示出一个)。入口部件8
和出口部件9可附接到与端板4、5中的相应入口端口和出口端口(未示出)对准的端板4、5中
的一个上。这些入口端口和出口端口继而又与入口通道和出口通道对准,入口通道和出口
通道由换热器板3的相互对准的端口孔形成,如将下文更详细描述的那样。

各个换热器板3具有主侧3'和副侧3''(图6A),且形成为在大致平行于彼此的至少
三个平面中延伸:中间平面a1、上平面a2和下平面a3。中间平面a1可以但不一定居中地位于
上平面a2与下平面a3之间。

在本文公开的实施例中,各个板模块2中的换热器板3布置成使得其副侧3''面向
彼此且限定内部第一空间。此外,每对两个相邻的板模块2限定第二空间。因此,第二空间由
两个相邻的换热器板3的主侧3'限定,相邻的换热器板包括在不同但相邻的板模块2中。各
个板模块2中的换热器板3优选例如借助于焊接、钎焊或胶合持久地连接到彼此。

图2示出了如朝其副侧3''所见的换热器板3的示例,且图3示出了通过组合图2中
的两个换热器板3产生的板模块2。在将两个换热器板3组合到板模块2中时,其中一个换热
器板3相对于另一个换热器板3倒置。因此,在堆叠的板模块2的板组1中,换热器板3中的每
两个板将相对于换热器板的基准定向倒置。

如图2中所见,各个换热器板3包括第一端口孔13,其布置成允许与第一空间的流
体连通。各个板3还包括第二端口孔15,其布置成允许与第二空间的流体连通。当板模块组
装成板组1时,端口孔13对准以限定与第一空间流体连通的入口通道和出口通道,且端口孔
15对准以限定与第二空间流体连通的入口通道和出口通道。如上文所述,当板组1安装为换
热器100的一部分时,入口通道与相应的入口部件8流体连通,且出口通道与相应的出口部
件9流体连通。

因此,第一流体可经由其中一个入口部件8和由第一端口孔13限定的入口通道引
入,流过第一空间,且通过由第一端口孔13限定的出口通道和其中一个出口部件9离开。第
二流体可经由另一个入口部件8和由第二端口孔15限定的入口通道引入,流过第二空间,且
通过由第二端口孔15限定的出口通道和另一个出口部件9离开。

各个换热器板3优选由金属板制成,例如,不锈钢、铝或钛,且包括大致居中的换热
表面20,见图2-图4。正如换热器板3的其它部分,换热表面20可以以本来已知的方式设有通
过金属板的形成而获得的脊和谷(未公开)的波纹。在变型中,换热表面20中的一个或多个
可没有波纹,且因此是完全平坦的。

图3-图4公开了板模块2,其中板3借助于焊接接头21(由虚线示出)连接到彼此,焊
接接头21围绕换热表面20和第一端口孔13延伸。焊接接头21(由相应的虚线示出)还围绕各
个第二端口孔15延伸。

在板模块2之间,使垫片部件安装且受压以密封第二空间。如图4中所示,垫片部件
包括端口孔垫片22(也代表"环垫片"),其安装在围绕各个第一端口孔13的周向区域中,以
及外周或场垫片23,其安装成围绕换热表面20和第二端口孔15延伸。

如图5中针对第一端口孔13所示,各个端口孔13、15由端口边缘31限定。各个第一
端口孔13由环槽32环绕,环槽32布置成接纳相应的端口孔垫片22。环槽32在离端口边缘31
预定距离处设在主侧3'上。如图5和图6A中更详细所示,环槽32由底面33、内侧壁34和外侧
壁35限定。如图6A的截面视图中所见,底面33大致形成在中间平面a1的水平处。内侧壁34围
绕底面33且从底面33在朝端口边缘31的方向上向上延伸。外侧壁35围绕底面33且从底面33
远离端口边缘31向上延伸。内侧壁34和外侧壁35两者包括沿其围绕底面33的相应延伸的开
口且因此是不连续的。沿主侧3'上的内侧壁34的开口由分别位于上平面a2和下平面a3处的
交错布置的脊和谷的波形部分限定。当板3组装成板组1时,相邻的板3的波形部分通过一个
板3的谷抵靠在另一个板3的脊上(且反之亦然)提供对端口边缘1的支承,同时允许流体经
由第一端口孔13流入或流出第一空间。沿主侧3'上的外侧壁35的开口同样由交错布置的脊
和谷的波形部分限定,脊和谷分别位于上平面a2和下平面a3处。这些谷限定通道凹槽36,其
从外侧壁35中的开口远离第一端口孔13延伸。通道凹槽36由位于下平面a3的水平处的底面
37和侧向的侧壁38、39(图9)限定。如下文更详细所述,通道凹槽36的至少一个子集构造成
容纳端口孔垫片22的相应凸起22B,使得底面37与凸起22B接合。在此意义上,底面37形成"
接合表面"。通道凹槽36沿外侧壁35的放置以及其远离外侧壁35的范围可设置成实现第一
流体从第一空间内的第一端口孔13的期望的流动通路(由于形成通道凹槽36的谷对应于相
应的副侧3''上的脊)。还可构想出的是,通道凹槽的至少一个子集提供成用于容纳相应的
凸起22B的唯一目的,例如,图5中的环槽32的右上部分处的通道凹槽36。

以下描述将聚焦于端口孔垫片22的构造。如本文所述,端口孔垫片22的外周方向
围绕其外周延伸,端口孔垫片22的径向方向相对于其中心点径向地延伸,且端口孔垫片22
的轴向方向垂直于其外周和径向方向延伸。

大体上,端口孔垫片22是由柔性材料(诸如橡胶或橡胶合成物)制成的整体构件。

图7-图8示出了如安装到图5中的换热器板3的主侧3'上以便环绕端口孔13的端口
孔垫片22。端口孔垫片22由环形部分22A(以下表示为"环部分")和多个凸起22B构成,凸起
22B围绕环部分22A的外周的基本上相等间隔地(均匀地)分布。在所示的示例中,凸起22B形
成为指部,其大体上沿相应的纵向方向远离环部分22A延伸。环部分22A在平行于图7的图形
平面的二维几何平面中延伸,且凸起22B大体上远离平行于该几何平面的环部分22A延伸。
环部分22A符合且布置在环槽32中,且凸起22B符合通道凹槽36且布置在通道凹槽36中。凸
起22B与环部分22A整体地形成。

将理解的是,当板模块2组装成板组1(图1)时,端口孔垫片22在相邻的板3的主侧
3'之间受压。各个端口孔垫片22的环部分22A接纳在围绕相邻的板3的相应第一端口孔13的
一对相互对准的环槽32内,同时端口孔垫片22的相应的凸起22B接纳在相邻的板3的一对相
互对准的通道凹槽36内。每对相互对准的通道凹槽36因此形成用于接纳其中一个凸起22B
(见图6C)的通道36'。

凸起22B用于增大端口孔垫片22的接触面积,且因此在板模块2压在一起以使端口
孔垫片22受压时增大端口孔垫片22和相邻的板3之间的摩擦。为了实现接触面积的增大,各
个凸起22B在受压之前具有端口孔垫片22的轴向方向上的一定厚度,其超过板3的表面之间
的总距离,在板3组装成板组1时,板3与凸起22B接合。这确保了凸起22B在板组1的板3之间
受压。在所示实施例中,如从图6A理解的那样,该总距离是上平面a2与下平面a3之间的距离
的两倍。目前相信,在凸起厚度与总距离之间的比率在从大约1.05到大约1.2的范围中时,
实现最佳的密封和垫片稳定性。

在所示的示例中,所有凸起22B都是伸长的,以实现高摩擦,且确保环部分22A并未
由经由第一端口孔13的第一流体施加在环部分22A上的压力而在环槽32中变位。

如图6B的截面视图中所见,其在图5中的线II-II的位置处在图7中截取,环部分
22A具有基本上平的底面,其符合环槽32的底面33和屋顶形顶面的形状。屋顶形顶面可提供
成在垫片12受压时实现期望的变形和密封作用。然而,环部分22A可具有本领域中已知的任
何其它截面。

在图6C的截面中,另一个换热器板3布置且压制在图6B中所示的换热器板3上,使
得端口孔垫片22配合在两个相邻的板3之间。因此,环部分22A在板3之间受压以基本上填充
两个相互面向的环槽32之间的空间,且凸起22B同样受压以基本上填充两个相互面向的通
道凹槽36之间的空间。因此,环部分22A与相对的环槽32的底面33接合且在其间受压,且凸
起22B与相对的通道凹槽36的底面37接合且在其间受压,这因此限定了用于容纳相应的凸
起22B的通道36'。通过其与端口孔垫片22的接合,底面33、37形成"接合表面"。尽管图6C中
未示出,但将理解的是,板3属于相应的板模块2。

如图6B-图6C中所见,相应的凸起22B具有在其相对侧上的第一表面部分22B'和第
二表面部分22B'',其在端口孔垫片22在板3之间受压时与相应的通道凹槽36的底面37接合
且面向其。这些第一表面部分22B'和第二表面部分22B''在下文中表示为"主接触表面"。如
图6B中指出那样,各个主接触表面22B'、22B''与垂直于相应的主接触表面22B'、22B''的法
线方向N相关联。将理解的是,法线方向N通常平行于端口孔垫片22的上文提到的轴向方向。

回到图7-图8,看到凸起22B的一部分从环部分22A非垂直地延伸,即,在偏离端口
孔垫片22的径向方向的方向上。如上文所论述的那样,此非径向延伸可由副侧3''上的流动
通道的布置支配。然而,还可能有利的是有意地将通道凹槽36设计成提供凸起22B的此非径
向延伸。非径向延伸可在板组1的组装期间提供端口孔垫片22在板3上的更牢固的附接。还
可增大端口孔垫片22对由经由第一端口孔13的第一流体施加的压力引起的径向移位的阻
力。此外,还如图7-图8中所见,一个或多个凸起22B可具有在上文提到的二维几何平面中的
非线性延伸,以进一步改善对径向移位的阻力。非线性延伸可实施为沿凸起22B的范围的弯
头或曲材。

在图7-图8的示例中,端口孔垫片22也与标记部件22D整体结合形成,标记部件22D
布置成在组装时从板组1凸出。标记部件22D具有连接部分,其从环部分22A或其中一个凸起
22B延伸至横臂部分。将理解的是,板3设有用于容纳连接部分的适合的通道凹槽。横臂部分
被标记以表示安装在板组1中的端口孔垫片22的类型。例如,换热器可取决于传送穿过板
组/换热器的流体的类型设有不同类型的端口孔垫片22。

在所示的示例中,如图6B和图9中最佳所见,链接部分22C将相应的凸起22B连接到
环部分22A。链接部分22C具有至少平行于主接触表面22B'、22B''的法线方向N的比连接的
凸起22B更薄(更小)的材料厚度,以便提高相应的凸起22B与环部分22A之间特别是在端口
孔垫片22的轴向方向上的柔性。该柔性可便于将端口孔垫片22安装在板3上,以确保凸起22
在板组1组装时在通道凹槽36中适当地接纳和受压。作为备选或此外,链接部分22C可具有
端口孔垫片22的周向方向上的材料厚度,其小于凸起22B的横向方向上的凸起22B的材料厚
度(例如,见图14和图15),以提高端口孔垫片22的周向方向上的柔性。然而,如果期望或需
要更大刚度的链接部分22,则链接部分22B的材料厚度可等于或超过凸起22B的材料厚度。

如连同图6B在图9中所见,凸起22B的主接触表面22B'、22B''由表面图案40限定。
在所示的示例中,表面图案40由肋条41形式的三个或四个图案结构构成,其在凸起22B的纵
向方向上间隔开,且具有在凸起22B的横向方向上的伸长范围。肋条41是从凸起22B的主体
部分22B'''凸出的三维结构,且因此具有法线方向N上的预定高度。主体部分22B'''因此表
示三维图案结构(诸如肋条41)除去之后的凸起22B的剩余材料。在所示实施方式中,肋条41
具有大约0.2mm的高度,大约0.4mm的横向方向上的宽度,大约0.2mm的纵向方向上的宽度,
且在纵向方向上间隔开大约0.2mm的间隙距离。这些尺寸仅给出为非限制性示例。

大体上发现表面图案40设在主接触表面22B'、22B''上会增大凸起22B与板3(即,
底面37)之间的摩擦,且因此提高端口孔垫片22经受流体压力的能力。表面图案40还可通过
允许此流体在板模块2在组装期间压在一起时在图案40的结构(例如,肋条)之间压出来减
小组装之前沉积在通道凹槽36的底面37上的流体的影响。在无图案40的情况下,流体膜可
形成在凸起22B与板3之间,导致其间非期望的低摩擦。

图10-图14示出了端口孔垫片22的变型,其中凸起22B设有不同的表面图案40,其
由伸长肋条41的形式的七个图案结构构成。此外,如图10中的端口孔垫片22的左下方所示,
其中两个凸起22B形成为非伸长的球状物,其也没有表面图案。凸起22的该构造可由端口孔
垫片22将安装在其间的换热器板3(未示出)的设计支配。如图10中进一步所见,端口孔垫片
22包括用于端口孔垫片22在环槽32中的附接的若干附接部件22E。附接部件22E设在环部分
22A的内周上,以确保端口孔垫片22在板组1的组装期间(且具体而言是在板模块2与彼此接
合时)不动。各个附接部件22E具有T状形状。连接部分45从环部分22A沿径向向内延伸至横
臂部分46。横臂部分46在端口孔垫片22的周向方向上延伸,且具有在其端部处的两个钩47。
钩47朝环形部分22A延伸,且具有配合在由沿端口边缘31的谷和脊形成的开口内的截面。因
此,当端口孔垫片22安装到换热器板3上时,钩47插入这些开口中以使端口孔垫片22不动。
更具体而言,附接部件22E由与主侧3'接合的其相应的连接部分45和与换热器板3的副侧
3''接合的其相应的钩47紧固到端口边缘31。

图15示出了凸出的表面图案40的另一个示例,其由在凸起22B的纵向方向上间隔
开的一系列箭头形肋条41构成。

表面图案40的许多其它变型可在本发明的范围内构想出。例如,图案40可包括基
本上为线性、椭圆形、圆形、锯齿形或箭头形或其任何组合的图案结构。还可构想出的是,图
案结构的至少一部分形成为凸起22B中的切口、凹槽或缺口。将了解的是,图案结构的布置、
类型和实施可通过模拟和测试来针对特定安装优化。

在本文所示的实施例中,肋条41从凸起22B的相对侧上的主体部分22B'''凸出,以
便限定主接触表面22B'、22B''。目前相信,太阳城集团摩擦和以流体沉积分送的能力,可通过应用
将肋条41的高度与主体部分22B'''的厚度关联的设计规则来实现足够的性能。该设计规则
太阳城集团图12进一步阐释,其中变量A表示包括肋条41(平行于法线方向N)的凸起22B的总厚度
或最大厚度,且变量B表示主体部分22B'''的厚度,即,排除肋条41的凸起22B的厚度(平行
于法线方向N)。根据设计规则,比率A/B对于在其主接触表面22B'、22B''两者上设有肋条41
的凸起22B为大约1.05到1.1,且对于仅在其主接触表面22B'、22B''中的一者上设有肋条41
的凸起22B为大约1.025到1.05。这意味着各个肋条41均具有高度(即,从主体部分22B'''平
行于法线方向N的范围),其为平行于法线方向N的主体部分22B'''的厚度的大约2.5%到5%。
该设计规则应用于在其主接触表面22B'、22B''中的至少一者上具有凸出图案结构的任何
类型的凸起22B。

目前相信,基本上横向于相应的凸起22B的纵向方向延伸的图案结构(如图14-图
15中的肋条41)的提供用于改善端口孔垫片22与板3之间的摩擦。

特别参看由多个平行的横向延伸的肋条41构成的图案40,目前相信肋条41之间的
间隙距离应当为凸起22B的纵向方向上的肋条41的宽度的至少一半,E≥D/2(图14)。该构造
将便于带图案的端口孔垫片22的制造,例如,通过模制。根据可适用于多个单独的图案结构
构成的任何表面图案的更一般的设计规则,如主接触表面22B'、22B''的平面视图中所见,
即,平行于相应的主接触表面22B'、22B''的法线方向(见图6B),间隙距离应当为图案结构
的最小尺寸的至少一半。

制造还通过向相应的肋条41提供其端部41A、41B处的半径来促进,即,端部41A、
41B在平面视图中为圆化的(图14和图15)。在一个优选实施例中,半径大致等于凸起22B的
纵向方向上的肋条41的宽度的一半,F≈D/2(图14)。作为可适用于任何表面图案的一般设
计规则,如主接触表面22B'、22B''的平面视图中所见,即,平行于相应主接触表面22B'、
22B''的法线方向N(见图6B),具有圆化端41A、41B的各个图案结构均应当设计成具有大致
等于图案结构的最小尺寸的一半的圆化端41A、41B的半径。

表面图案40不必限于主接触表面22B'、22B'',而是还可在凸起22B的周向,以便还
与通道凹槽36的侧壁38、39接合。这可进一步增进端口孔垫片22与板3之间的摩擦。例如,凸
起22B可设有多个周向凸缘,其在凸起22B的纵向方向上与彼此间隔开(未示出)。例如,这些
凸缘可对应于图14中的凸起22B的相对侧上的肋条41,其延伸以会合且因此围绕凸起22B的
整个外周。

本发明的上文所述的实施例仅应当看作是示例。本领域的技术人员认识到所论述
的实施例可以在不脱离本发明的构想的情况下以若干方式改变和组合。

例如,上述板式换热器为平行逆流类型,即,用于各流体的入口和出口布置在板式
换热器的同一半上,且流体在相反方向上流过换热器板3之间的第一空间和第二空间。自
然,板式换热器可改为对角流动类型和/或同向流动类型。

此外,板组1不必由包括若干持久地连接的换热器板3的板模块2形成。作为替代,
板组1可形成为独立换热器板3的堆叠,且前文中公开的焊线可由适合的垫片部件替换,包
括端口孔垫片22。

更进一步,端口孔垫片22可用于任何类型的换热器板3,以用于密封重叠的端口孔
周围的周向区域。因此,相邻的板3不必布置成使其主侧3'面向彼此和副侧3''面向彼此,而
是可布置成使一个板3的主侧3'面向另一板3的副侧3'',如本领域中已知的那样。还有可能
的是,相邻的板为不同的类型。

还有可能的是,凸起22B的全部或子集形成为没有表面图案40,或表面图案40设在
主接触表面22B'、22B''中的仅一个上。同样,凸起22B的全部或子集可形成为环部分22A(见
图10)的外周上的非伸长的球状物。

更进一步,凸起22B不必围绕环形部分22A均匀地分布。取决于板式换热器100的设
计,可能有利的是确保凸起22B围绕环形部分22A的外周的至少主要部分均匀地分布。

场垫片和端口孔垫片不必分离,而是可连接到彼此或甚至整体地形成。

应当强调的是,与本发明无关的细节的描述已省略,且附图仅为示意性的且未根
据比例绘制。还应当说,其中一些附图比其它的更简化。因此,一些构件可在一个图中示出
但在另一个图中省去。

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用于 板式 换热器 端口 垫片 具有
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本文标题:用于板式换热器的端口孔垫片、板组及具有此端口孔垫片的板式换热器.pdf
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