專利名稱：一種用于平板式熱交換器的襯里裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種如權(quán)利要求1的前序部分所述的用于平板式熱交換器的襯里裝置、一種如權(quán)利要求8的前序部分所述的平板式熱交換器以及一種用于制造平板式熱交換器的方法，該熱交換器包括具有熱交換板和一端板的組件，該熱交換器具有一外側(cè)和一面向該平板組件的內(nèi)側(cè)以及至少一個進(jìn)出口。
背景技術(shù)：
為平板式熱交換器的端板的進(jìn)出孔設(shè)置一襯里是已知的。在傳統(tǒng)的方法中，制造出原材料，該原材料由深拉拔管部分和圍繞著該管部分并且在其一個端部處從管部分基本上向外徑向延伸的凸緣部分構(gòu)成。管部分的另一個端部插入并且穿過端板的進(jìn)出孔，從而凸緣部分鄰接著該端板的一個側(cè)面。之后，該管部分的另一個端部向外彎曲，從而它形成鄰接端部的另一個側(cè)面的凸緣。這種襯墊具有一些缺點(diǎn)。該原材料分幾個具有中間熱處理的步驟生產(chǎn)。在某些情況中，會出現(xiàn)彎曲凸緣由于量裂紋的形成而導(dǎo)致該彎曲凸緣的質(zhì)量的問題。襯里的安裝分幾個步驟進(jìn)行。
SE-B-456856披露了一種用于平板式熱交換器的進(jìn)出孔的襯里。該文獻(xiàn)披露了兩個實(shí)施方案。最詳細(xì)地描述的第一實(shí)施方案對應(yīng)于上述傳統(tǒng)技術(shù)。第二實(shí)施方案涉及一種分成兩個部分即第一部分和第二部分的襯里。第一部分由金屬板制成并且具有基本上為圓柱形管部分和從該管部分向外延伸的凸緣部分。第二部分也由金屬板制成并且具有基本上為圓柱形的管部分和從該管部分向外延伸的凸緣部分。這些管部分插入在進(jìn)出孔中，從而形成這樣一種區(qū)域，在該區(qū)域處所述管部分相互重疊。這些管部分通過焊接相互連接，但是不顯示出焊縫是如何延伸的。
US4482089還披露了用于平板式熱交換器的進(jìn)出孔的襯里的不同實(shí)施方案。還有在該情況中，一個實(shí)施方案對應(yīng)于上述傳統(tǒng)技術(shù)。另一個實(shí)施方案涉及由管部分制成的襯里，該管部分可以插入在進(jìn)出孔中。凸緣焊接在管部分的每個端部處。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述問題并且提供一種改進(jìn)的襯里裝置或一種端板的進(jìn)出孔。具體地說，其目的在于提供一種襯里裝置，它可以采用容易的方式制造并且質(zhì)量得到了提高。
這個目的是通過開始所限定的襯里裝置來獲得的，其特征在于，至少在所述重疊區(qū)域處所述第一部分的材料厚度大于第二部分的材料厚度。
由于在這種襯里裝置的安裝期間在這兩個部分中的材料沒有出現(xiàn)任何變形，所以基本上減少了內(nèi)部鄰接部分形成裂紋的危險。
由于至少在所述重疊部分處一個部分的材料厚度大于另一個部分的材料厚度，即至少一個管部分的材料厚度大于另一個管部分的材料厚度，所以消除了在焊縫附近和在通常由碳鋼制成的這些端板和這兩個部分之間的過渡部分中的材料受到污染的危險。
另外，具有大于第二部分的材料厚度的第一部分使得第二部分在焊接期間能夠壓靠在第一部分上，從而驅(qū)除了在這些部分之間可能存儲的空氣以及氧氣。因此，不需要用于從該焊接區(qū)域中將氧氣替換出來的所謂的基礎(chǔ)氣體，即不需要供應(yīng)惰性氣體例如氬氣。
這兩個部分中的每一個在一個單一制造步驟中生產(chǎn)出，而無需中間熱處理。將該襯里裝置安裝在端板上的時間非常短，并且最好可以按照自動的方式施加焊縫。
根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施方案，第一部分的金屬板至少在所述重疊區(qū)域處厚度大于1.5mm。這個厚度足以防止材料受到污染并且足以抵抗與這些部分的上述相互擠壓相關(guān)的所施加的力。
根據(jù)本發(fā)明的另一個實(shí)施方案，焊縫在第一部分的基本上整個管部分的周圍延伸。另外，第二部分的管部分具有第一端部，該端部可以插入在第一部分的管部分中，其中所述焊縫施加在所述第一端部處。
根據(jù)本發(fā)明的另一個實(shí)施方案，第一部分和第二部分中的一個的鄰接部分設(shè)置成形成一外部鄰接部分并且鄰接著端板的外側(cè)，并且第二部分和第一部分中的一個的鄰接部分設(shè)置成形成一內(nèi)部鄰接部分并且鄰接著端板的內(nèi)側(cè)，其中外部鄰接部分的材料厚度大于內(nèi)部鄰接部分的材料厚度。外部鄰接部分然后可以具有一外側(cè)，該外側(cè)背對板組件并且包括至少一個凹陷部分例如一個或幾個凹槽，用來容納在所述外側(cè)和管連接部分之間的密封元件，其中所述密封元件可以以牢固而可靠的方式壓靠在所述外側(cè)上。優(yōu)選的是，第一部分的鄰接部分形成為一凸緣部分，它圍繞著管部分并且從該管部分中基本上徑向向外延伸，并且第二部分的鄰接部分形成為一凸緣部分，它圍繞著管部分并且從管部分基本上徑向向外延伸。
根據(jù)本發(fā)明的另一個實(shí)施方案，第一部分的管部分可以從端板的外側(cè)插入到所述進(jìn)出孔中，并且第二部分的管部分可以從端板的內(nèi)側(cè)插入到所述進(jìn)出孔中。這個實(shí)施方案是有利的，并且使得能夠在具有較大材料厚度的一塊材料中制造出第一外部并且在具有相對較小材料厚度的另一塊材料中制造出第二內(nèi)部。
該目的還可以通過最初限定的平板式熱交換器獲得，其特征在于，所述第一部分的材料厚度至少在所述重疊區(qū)域處大于所述第二部分的材料厚度。
另外，該目的通過最初所限定的方法來獲得，該方法包括以下步驟提供第一部分，該部分由具有一材料厚度的金屬板制成并且具有一基本上為圓柱形的管部分和一鄰接部分；提供一第二部分，該部分由具有一材料厚度的金屬板制成并且具有一基本上為圓柱形的管部分和一鄰接部分；將所述第一部分的管部分插入在所述進(jìn)出孔中；在所述進(jìn)出孔中將所述第二部分的管部分插入在所述第一部分的管部分中，使得形成所述管部分相互重疊的區(qū)域，其中所述第一部分的材料厚度至少在所述重疊區(qū)域中大于所述第二部分的材料厚度；通過施加焊縫將所述第二部分的管部分連接在所述第一部分的管部分上。
在權(quán)利要求12至15中限定了該方法的優(yōu)選實(shí)施方案。
附圖的簡要說明現(xiàn)在通過以實(shí)施例的方式披露的各個實(shí)施方案的說明并且參照附圖對本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)地說明。


圖1示意性地顯示出平板式熱交換器的剖視圖；圖2更詳細(xì)地顯示出在圖1中的平板式熱交換器的端板的具有襯里裝置的進(jìn)出孔的剖視圖；和圖3示意性地顯示出如何在襯里裝置上實(shí)施焊縫。
優(yōu)選實(shí)施方案的詳細(xì)說明圖1顯示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方案的平板式熱交換器。該平板式熱交換器包括多塊熱交換板1，它們形成板組件。這些熱交換板1被壓制成這樣一種形狀，即當(dāng)它們并排布置在所述板組件上時，在每對板1之間形成板間隙。這些板間隙布置成形成用于第一流體的第一通道3和用于第二流體的第二通道4。第一通道3與第二通道4分開。該平板式熱交換器還包括兩塊端板5和6，板組件設(shè)置在這兩塊端板之間。
另外，該平板式熱交換器包括四個進(jìn)出孔管道7、8，其中兩個在圖1中顯示出。每個進(jìn)出孔管道7、8延伸穿過所有板1以及至少一塊端板5、6。其中兩個進(jìn)出孔管道7、8與第一通道3連通，并且另兩個進(jìn)出孔管道與第二通道4連通。要注意的是，根據(jù)本發(fā)明的平板式熱交換器還可以是這樣一種類型，它具有不同數(shù)量的進(jìn)出孔管道7、8例如2個或6個進(jìn)出孔管道和/或用于熱交換流體的不同數(shù)量的通道3、4。
每個進(jìn)出孔管道7、8由在每塊板1中的一開口或進(jìn)出孔和其中一塊端板5形成。這些進(jìn)出孔優(yōu)選但不是必須沿進(jìn)出孔管道7、8的方向看為圓形。每個進(jìn)出孔管道7、8與從平板式熱交換器延伸出的管9連接。更具體地說，進(jìn)出孔管道7形成第一入口管道，該管道設(shè)置成將第一流體輸送給第一通道3，并且進(jìn)出孔管道8形成第一出口管道，該管道布置成將第一流體從第一通道3輸送到該平板式熱交換器外。另兩個進(jìn)出孔管道以相同的方式形成一第二入口管道和一第二出口管道，其中第二入口管道布置成將第二流體輸送給第二通道4，而第二出口管道布置成從第二通道4將第二流體輸送出該平板式熱交換器。
在圖1中所示的平板式熱交換器中，板1通過延伸穿過板1和端板5、6的螺栓12在兩塊端板5和6之間相互壓在一起。但是該平板式熱交換器還可以通過貫穿螺栓之外的其它部件例如緊固在板組件和端板5、6周圍的細(xì)長元件保持在一起。然后可以將墊圈(未示出)設(shè)置在這些板1之間以便使所述通道3和4相互分開。
在端板5的進(jìn)出孔中，設(shè)有襯里裝置15。在圖2和3中更詳細(xì)地顯示出該襯里裝置15。該襯里裝置包括第一外部16和第二內(nèi)部17。這兩個部分16、17通過焊縫18相互連接。這兩個部分16、17包括相應(yīng)的基本上為圓柱形的管部分16a、17a，它們延伸進(jìn)入所述進(jìn)出孔。另外，這兩個部分16、17包括相應(yīng)的鄰接部分16b、17b，它們在相應(yīng)的管部分16a和17a周圍延伸并且鄰接著端板5的相應(yīng)表面。在所示的實(shí)施方案中，這些鄰接部分形成為凸緣部分16b、17b，它們從相應(yīng)的管部分16a和17a中基本上徑向向外延伸。但是，要注意的是，這些鄰接部分還可以具有其它形狀。外部鄰接部分例如可以成形為與管路等連接并且包括一螺紋、插入式安裝部分等。第一部分16的凸緣部分16b因此鄰接端板5的外側(cè)，并且第二部分17的凸緣部分17b鄰接端板5的內(nèi)側(cè)。而且，第一部分的管部分16a鄰接附近的進(jìn)出孔的限定表面5′。第二部分17的管部分17a其直徑比管部分16a稍小，并且如圖2所示鄰接管部分16a的內(nèi)表面。因此，在兩個管部分16a和17a相互重疊的進(jìn)出孔中形成區(qū)域19。
通過利用焊縫18相互連接的兩個部分16和17，因此在進(jìn)出孔周圍的區(qū)域中獲得端板5的有效襯里。這樣，可以由相對簡單的碳鋼制成的端板5不會受到腐蝕或者不會以其它方式受到有侵蝕性的熱交換介質(zhì)的腐蝕。這兩個部分16和17由其質(zhì)量和耐腐蝕性比端板5更高的金屬板制成。這兩個部分16和17可以例如由基本上為平面的深拉拔金屬板制成以便形成相應(yīng)的管部分16a和16b。如圖2所示，第一部分16的金屬板其厚度大于第二部分17的厚度。在所述的實(shí)施方案中，第一部分16的凸緣部分16b和管部分16a的材料厚度都大于第二部分17的相應(yīng)部分17a、17b。在所述的實(shí)施方案中，材料厚度更大的第一部分16設(shè)置壓靠在平板式熱交換器的外側(cè)上，而材料厚度更小的第二部分17設(shè)置壓靠在平板式熱交換器內(nèi)側(cè)上，即壓靠在板組件的內(nèi)側(cè)上。第一部分16可以具有大于1.5mm尤其大于2mm并且優(yōu)選小于8mm的材料厚度，而第二部分17可以具有至少為0.5mm并且至多為3mm尤其大約為1mm的材料厚度。
另外，第二部分的管部分17a徑向設(shè)置在進(jìn)出孔中的第一部分16的管部分16a內(nèi)部。這樣，內(nèi)管部分17a可以在制造期間通過實(shí)施焊縫18而壓靠在徑向外部管部分16a上。這種壓制可以通過在圖3中示意性地所示的壓制部件20來獲得，通過這種壓制，從而可以將空氣以及氧氣壓出實(shí)施有焊縫18的區(qū)域，即在所示的實(shí)施方案中在管部分17a的外端處實(shí)施有焊縫的區(qū)域。由于徑向外部管部分16a的較大材料厚度，所以允許向徑向內(nèi)部管部分17a施加相對較大的擠壓力。在所述實(shí)施方案中可以利用在圖3中示意性地顯示出的TIG焊接裝置21獲得焊縫18。焊縫18適當(dāng)?shù)厥┘釉诠懿糠?7a的外端處并且更具體地說施加在管部分16a和管部分17a之間的過渡部分處。焊縫18圍繞著基本上整個進(jìn)出孔延伸。相對較大的材料厚度由于它減小了燒穿的危險所以有利于施加焊縫18。
第一部分16的凸緣部分16b還包括三個銑削出的凹槽22，它們圍繞著進(jìn)出孔延伸。在凸緣部分16b的外側(cè)外面設(shè)有例如一墊圈形式的密封元件23。由于這些凹槽22，所以密封元件23可以受到擠壓以牢固而緊密地壓靠在凸緣部分16b上。在密封元件23外面，設(shè)有管9的凸緣24。凸緣24鄰接著密封元件23，并且通過多個螺栓25安裝成緊密鄰接，這些螺栓擰入到端板5中并且圍繞著進(jìn)出孔設(shè)置。
本發(fā)明并不限于所示的實(shí)施方案，而且可以在以下權(quán)利要求的范圍內(nèi)改變和改進(jìn)。
例如，可以為面對著該平板式熱交換器的內(nèi)側(cè)的部分設(shè)置相對較厚的管部分，因此從平板式熱交換器的外側(cè)并且以這樣一種方式設(shè)置該具有較薄管部分的部分，該方式為使這個較薄的管部分鄰接著更厚管部分的內(nèi)表面。然后將該焊縫適當(dāng)?shù)厥┘釉谕獠康墓懿糠值膬?nèi)端處。
在所示的實(shí)施方案中，第一部分的凸緣部分16b和管部分16a具有相同的材料厚度，并且第二部分的凸緣部分17b和管部分17a也具有相同的材料厚度。這樣，可以采用更較容易的方式制造出這兩個部分。但是，可以讓相應(yīng)部分的凸緣部分和管部分具有不同的厚度。例如，第一部分16的管部分16a其材料厚度可以比第一部分16的凸緣部分16b更大。
權(quán)利要求
1.一種用于平板式熱交換器的襯里裝置，該熱交換器包括由熱交換板(1)和一端板(5，6)構(gòu)成的組件，該端板具有至少一個進(jìn)出孔，并具有一外側(cè)和面對著所述板組件的一內(nèi)側(cè)，其中該襯里裝置(15)包括第一部分(16)，它由具有一材料厚度的金屬板制成，并且它具有一基本上為圓柱形的管部分(16a)以及一鄰接部分(16b)；以及第二部分(17)，它由具有一材料厚度的金屬板制成，并且它具有一基本上為圓柱形的管部分(17a)和一鄰接部分(17b)，其中所述第一部分的管部分(16a)可以插入在所述孔中，所述第二部分的管部分(17a)在所述進(jìn)出孔中插入到該第一部分的管部分中，使得形成這樣一個區(qū)域(19)，在該區(qū)域處所述管部分相互重疊，并且其中所述第一部分(16)通過焊縫(18)與第二部分(17)連接，其特征在于，至少在所述重疊區(qū)域(19)處所述第一部分(16)的材料厚度大于所述第二部分(17)的材料厚度。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述第一部分(16)的金屬板至少在所述重疊區(qū)域(19)處厚度大于1.5mm。
3.如權(quán)利要求1和2中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述焊縫(18)在第一部分的基本整個管部分(16a)上延伸。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述第二部分的所述管部分(17a)具有第一端部，該端部可以插入在第一部分的管部分(16a)中，其中所述焊縫(18)實(shí)施在所述第一端部處。
5.如前面權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述第一部分(16)和第二部分(17)中的一個的鄰接部分(16b)設(shè)置成形成一外部鄰接部分并且鄰接著所述端板(5)的外側(cè)，并且所述第二部分(17)和第一部分(16)中的一個的鄰接部分(17b)設(shè)置成形成一內(nèi)部鄰接部分并且鄰接著所述端板(5)的內(nèi)側(cè)，而且所述外部鄰接部分的材料厚度大于所述內(nèi)部鄰接部分的材料厚度。
6.如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述外部鄰接部分(16b)具有一外側(cè)，該外側(cè)背對板組件并且包括至少一個凹陷部分(22)，用來容納在所述外側(cè)和管連接部分(9，24)之間的密封元件(23)。
7.如前面權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述第一部分的管部分(16a)可以從端板(5)的外側(cè)插入在所述進(jìn)出孔中，并且所述第二部分的管部分(17a)可以從所述端板(5)的內(nèi)側(cè)插入在所述進(jìn)出孔中。
8.如前面權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述第一部分的所述鄰接部分(16b)形成為一凸緣部分，它圍繞著所述管部分并且從該管部分基本上徑向向外地延伸，并且所述第二部分的所述鄰接部分(17b)形成為一凸緣部分，它圍繞著管部分并且從管部分基本上徑向向外延伸。
9.一種平板式熱交換器，它包括一由熱交換板(1)和端板(5，6)構(gòu)成的組件，該端板具有至少一個進(jìn)出孔以及安裝在所述進(jìn)出孔中的襯里裝置(15)，所述端板具有一外側(cè)和一面對著所述板組件的內(nèi)側(cè)，其中所述襯里裝置包括第一部分(16)，它由具有一材料厚度的金屬板制成，并且它具有一基本上為圓柱形的管部分(16a)以及一鄰接部分(16b)；以及第二部分(17)，它由具有一材料厚度的金屬板制成，并且它具有一基本上為圓柱形的管部分(17a)和一鄰接部分(17b)，其中所述第一部分的管部分(16a)可以插入所述進(jìn)出孔中，在所述進(jìn)出孔中該第二部分的管部分(17a)插入到第一部分的管部分(16a)中，使得形成這樣一個區(qū)域(19)，在該區(qū)域處所述管部分相互重疊，并且其中所述第一部分(16)通過焊縫(18)與第二部分(17)連接，其特征在于，至少在所述重疊區(qū)域(19)處所述第一部分(16)的材料厚度大于所述第二部分(17)的材料厚度。
10.一種如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，它包括權(quán)利要求1-8的特征中的至少一個。
11.一種制造平板式熱交換器的方法，該熱交換器包括一由熱交換板和端板構(gòu)成的組件，該端板具有至少一個進(jìn)出孔，所述端板包括一外側(cè)和面對著所述板組件的內(nèi)側(cè)，其中所述方法包括以下步驟提供第一部分，該部分由具有一材料厚度的金屬板制成并且具有一基本上為圓柱形的管部分和一鄰接部分；提供一第二部分，該部分由具有一材料厚度的金屬板制成并且具有一基本上為圓柱形的管部分和一鄰接部分；將所述第一部分的管部分插入在所述進(jìn)出孔中；在所述進(jìn)出孔中將所述第二部分的管部分插入在所述第一部分的管部分中，使得形成所述管部分相互重疊的區(qū)域，其中所述第一部分的材料厚度至少在所述重疊區(qū)域中大于所述第二部分的材料厚度；通過實(shí)施焊縫將所述第二部分的管部分連接在所述第一部分的管部分上。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述第二部分的管部分通過實(shí)施焊縫壓靠在所述第一部分的管部分上。
13.如權(quán)利要求11和12中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述焊縫實(shí)施在第一部分的基本整個管部分上。
14.如權(quán)利要求11至13中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述第二部分的管部分具有第一端部，該端部插入在所述第一部分的管部分中，并且其中所述焊縫實(shí)施在所述第一端部處。
15.一種如權(quán)利要求11至14中任一項(xiàng)所述的裝置，其中所述焊縫是通過TIG焊機(jī)來施加的，而無需供應(yīng)任何材料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于平板式熱交換器的襯里裝置(15)、一種平板式熱交換器和一種用于制造平板式熱交換器的方法，該熱交換器具有一由熱交換板和一端板(5)構(gòu)成的組件，該端板具有至少一個進(jìn)出孔。該襯里裝置包括一第一部分(16)和一第二部分(17)。這些部分中的每一個由金屬板制成，并且具有一基本上為圓柱形的管部分(16a，17a)和一鄰接部分(16b，17b)。第一部分的管部分可以插入在所述進(jìn)出孔中，并且所述第二部分的管部分可以在所述進(jìn)出孔中插入到所述第一部分的管部分中，使得形成這樣一種區(qū)域(19)，在該區(qū)域處這些管部分相互重疊。這些部分通過焊縫(18)相互連接。第一部分的材料厚度至少在所述重疊區(qū)域處大于所述第二部分的材料厚度。
文檔編號B23K9/02GK1503893SQ02808736
公開日2004年6月9日 申請日期2002年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月24日
發(fā)明者A·安德松, M·約恩松, I·斯文松, A 安德松, 乃, 魎 申請人:阿爾法拉瓦爾有限公司