ЗАКРЕПЛЕНИЕ УПЛОТНИТЕЛЬНОЙ ПРОКЛАДКИ В ПЛАСТИНЧАТОМ ТЕПЛООБМЕННИКЕ Российский патент 2015 года по МПК F28F3/10 

Область техники

Настоящее изобретение относится к теплообменнику, содержащему пакет пластин теплообменника, изготовленных из листового металла и имеющих трехмерный структурированный рельеф, причем каждая пластина теплообменника имеет канавку под уплотнительную прокладку, причем уплотнительная прокладка располагается в упомянутой канавке и опирается на смежную пластину теплообменника, при этом упомянутая канавка имеет дно и упомянутое дно имеет по меньшей мере один выступ, направленный к упомянутой смежной пластине теплообменника.

Уровень техники

Такие теплообменники хорошо известны из уровня техники и могут иметь рельеф, например так называемый «елочный» рельеф, то есть рельеф, содержащий углубления, состоящие из прямых гребней и впадин. Упомянутые гребни и впадины меняют направление в центре, создавая рельеф, напоминающий рисунок «в елочку». В пакете теплообменника чередующиеся пластины повернуты так, что упомянутые углубления пересекают друг друга. Теплообменники могут быть уплотнены резиновыми уплотнительными прокладками.

Другие известные варианты конструктивного исполнения рельефа включают в себя так называемый «выемочный» рельеф, в котором множество пластин теплообменника содержит по меньшей мере одну секцию, имеющую углубления, располагаемые напротив соответствующих углублений другой пластины теплообменника соответствующей конструкции. Такие варианты конструктивного исполнения раскрыты, например, в документах ЕР 1794529, ЕР 2455694 и ЕР 2455695.

Настоящее изобретение относится к теплообменникам с уплотнительными прокладками и любым типом рельефа, причем пластины в теплообменнике с уплотнительными прокладками, как правило, находятся под растягивающим напряжением, создаваемым внешними силами, например, посредством введения болтов через отверстия в пластинах. Таким образом, пластины теплообменника в теплообменнике с уплотнительными прокладками поддерживаются в состоянии предварительного натяжения.

Для предотвращения выпадения уплотнительных прокладок из теплопроводящих пластин и их смещения внутри канавок под уплотнительные прокладки во время сборки и технического обслуживания теплообменника их необходимо прикрепить к теплопроводящей пластине.

Таким образом, для предотвращения выпадения уплотнительных прокладок из теплопроводящих пластин и их смещения внутри канавок под уплотнительные прокладки во время сборки и технического обслуживания теплообменника их необходимо прикрепить к теплопроводящей пластине внутри канавок под уплотнительные прокладки.

Таким образом, настоящее изобретение относится к креплению уплотнительных прокладок внутри канавок.

Подобное крепление известно из уровня техники, например из документа US 5988268, в котором раскрыта пластина с теплопередающей поверхностью, выполненной с соответствующим негладким рельефом. В части пластины, окружающей теплопередающую поверхность, выполнена канавка под уплотнительную прокладку. Крепежный элемент содержит пару выступов, проходящих от центральной части, и соединительную часть, соединяющую упомянутые выступы и проходящую параллельно центральной части, при этом предусмотрено углубление, содержащее выемки, предназначенные для вмещения упомянутых выступов крепежного элемента, и отверстие, предназначенное для вмещения соединительной части крепежного элемента. Благодаря такой трехмерной системе крепления соединение между уплотнительной прокладкой и пластиной обладает высокой прочностью. Кроме того, соединительная часть крепежного элемента проходит параллельно центральной части и соответственно параллельно канавке под уплотнительную прокладку и выполнена с возможностью вставки в отверстие, выполненное в виде удлиненной прорези, которая также проходит параллельно канавке под уплотнительную прокладку. Таким образом, крепежный элемент имеет некоторую подвижность в направлении, параллельном канавке под уплотнительную канавку.

Однако крепление, раскрытое в упомянутом документе, имеет ряд недостатков. Во-первых, в процессе формирования рельефов пластин в прессовом инструменте может произойти смещение пластин величиной до миллиметра или даже больше. Кроме того, существует опасность, что уплотнительная прокладка должным образом расположена вдоль одного края теплообменника, но не вдоль противоположного параллельного края, что приводит к риску протечки.

Раскрытие изобретения

Идея настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить дополнение для уплотнительной прокладки, которое должно закрепляться в углублении, как в документе US 5988268, но так, чтобы дополнительные части способствовали созданию ощущения того, что прокладка должным образом расположена, и дополнительно так, чтобы упростить размещение уплотнительной прокладки во время сборки теплообменника.

Таким образом, данное изобретение относится к креплению уплотнительной прокладки согласно формуле изобретения.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 показана пластина теплообменника с уплотнительной прокладкой, имеющей дополнительные части уплотнительной прокладки, в соответствии с настоящим изобретением.

На фиг.2 показана дополнительная часть канавки для крепления уплотнительной прокладки.

На фиг.3 показан вариант осуществления дополнительной части уплотнительной прокладки для крепления уплотнительной прокладки.

На фиг.4 показан другой вариант осуществления уплотнительной прокладки, имеющей дополнительные части уплотнительной прокладки.

Осуществление изобретения

На фиг.1 показана пластина (1) простого теплообменника, имеющая уплотнительную прокладку (2) рядом с краем, охватывающим теплообменный участок (3). Известно, что в теплообменниках, содержащих пакет таких теплообменных пластин (1), первая пара проходных отверстий (4а, 4b) образует соответственно впускное и выпускное отверстие для первой текучей среды, протекающей через первую систему каналов, сформированную рельефами пластин между соседними пластинами, а вторая пара проходных отверстий (5а, 5b) образует соответственно впускное и выпускное отверстие для второй текучей среды, протекающей через вторую систему каналов, также сформированную рельефами пластин между соседними пластинами. Каждый второй из таких каналов, сформированных между двумя соседними пластинами, входит в состав упомянутой первой системы каналов, а остальные каналы входят в состав второй системы каналов. При этом предпочтительно большинство пластин теплообменника имеет систему каналов первого типа на одной поверхности, а систему каналов второго типа - на противоположной поверхности пластины. Для каждой первой системы каналов вторая пара проходных отверстий (5а, 5b) будет изолирована (2а) от теплообменного участка (3), как показано на фиг.1, и, аналогичным образом, для каждой второй системы каналов первая пара проходных отверстий (4а, 4b) также будет изолирована (не показано).

Уплотнительная прокладка (2) расположена внутри канавки (6), причем часть находится вблизи проходного отверстия, например (4а), как показано на фиг.2. Уплотнительная прокладка (2) содержит дополнительные части (7) уплотнительной прокладки для ее закрепления в канавке (6) под уплотнительную прокладку. Упомянутые дополнительные части (7) уплотнительной прокладки выполнены, по существу, H-образной формы и имеют два первых участка (7а), проходящие в направлении от уплотнительной прокладки (2), и второй участок (7b), соединяющий два первых участка (7а). В этой связи в канавке (6) под уплотнительную прокладку выполнены дополнительные части (8) канавки, также имеющие, по существу, H-образную форму и содержащие две первые секции (8а) канавки, проходящие в направлении от основной канавки (6) под уплотнительную прокладку теплообменника, и одну секцию (8b) канавки, проходящую в таком направлении, чтобы соединять две первые секции (6) канавки. Дополнительные части (7) уплотнительной прокладки и дополнительные части (8) канавки выполнены так, что дополнительная часть (7) уплотнительной прокладки может быть расположена внутри дополнительной части (8) канавки.

В одном из вариантов осуществления изобретения по меньшей мере один из двух первых участков (7а) проходит, по существу, перпендикулярно уплотнительной прокладке (2), по меньшей мере там, где дополнительная часть (7) уплотнительной прокладки присоединена к уплотнительной прокладке (2).

В другом варианте осуществления изобретения второй участок (7b) проходит, по существу, параллельно уплотнительной прокладке (2), по меньшей мере там, где дополнительная часть (7) уплотнительной прокладки присоединена к уплотнительной прокладке (2).

Дополнительные части (8) канавки выполнены так, что на краю пластины (1) теплообменника образован проем (9), и по меньшей мере один из двух первых участков (7а) имеет такую длину, что при размещении внутри дополнительной части (8) канавки под уплотнительную прокладку он проходит через проем (9) во внешнее пространство. Благодаря этому удается достичь того, что во время сборки теплообменника, когда устанавливается уплотнительная прокладка, упомянутые первые участки (7а), выходящие за пределы теплообменника, обеспечивают возможность контакта с уплотнительной прокладкой, что позволяет менять ее расположение и с одной и с другой стороны.

Дополнительные части (8) канавки сформированы за имеющимися двумя выступами (10а, 10b), видимыми в отношении нижней поверхности канавки (6, 8).

Первый выступ (10а), расположенный ближе всего к канавке (6) под уплотнительную прокладку, предназначенной для размещения в ней уплотнительной прокладки, выполнен так, что его сторона (11а), обращенная к упомянутой канавке (6) под уплотнительную прокладку, является закрытой, а сторона (11b), обращенная в противоположном от канавки (6) под уплотнительную прокладку направлении, является открытой. Закрытая сторона (11а) предназначена для препятствования любому повреждению уплотнительной прокладки из-за возможных заусенцев, образовавшихся после разрезания материала теплопроводящей пластины для образования первого и второго выступов (10а, 10b). Второй выступ (10b), расположенный дальше всего от канавки (6) под уплотнительную прокладку, имеет открытую сторону (12), обращенную к канавке (6) под уплотнительную прокладку.

Первый (10а) и второй (10b) выступы имеют поверхности, расположенные на одном уровне с другими рельефами пластин (1) теплообменника, например рельефом теплообменной секции (3), представляющим собой «елочный» рельеф, «выемочный» рельеф и т.д. Таким образом, они дополнительно обеспечивают опору соседней пластине. Наклон незакрытых сторон выступов (10а, 10b) предпочтительно выполнен под углом в диапазоне 40-50°, предпочтительнее около 45°, для максимального протяжения материала теплопроводящей пластины, обеспечивающего устойчивый производственный процесс.

На фиг.3 показан один из вариантов осуществления дополнительной части (7) уплотнительной прокладки, дополнительно имеющей крыловидные элементы (13) на втором участке (7b), проходящие в противоположные стороны и выполненные с возможностью вставки в проемы открытых сторон (11b) и (12) первого (10а) и второго (10b) выступов соответственно. При правильном размещении дополнительных частей (7) уплотнительной прокладки внутри дополнительных частей (8) канавки упомянутые крыловидные элементы (13) входят в открытые стороны (11b) и (12), способствуя прочному удержанию уплотнительной прокладки (2) на месте. Кроме того, наличие упомянутых крыловидных элементов приводит к тому, что в процессе сборки может возникать ощущение, что прокладка «защелкивается» на месте, когда крыловидные элементы (13) с «защелкиванием» вставляются в открытые стороны (11b) и (12).

Благодаря такой конструкции обеспечивается, что уплотнительная прокладка всегда будет занимать точное положение относительно рельефа пластины и предотвращать смещение уплотнительной прокладки (2) внутри канавки (6) под уплотнительную прокладку, обусловленное неудовлетворительным выравниванием материала теплопроводящих пластин внутри прессового инструмента.

На фиг.3 проиллюстрирован вариант осуществления изобретения, в котором один из двух первых участков (7а) длиннее другого и может быть единственным участком, выходящим наружу из проема (9). Это может наблюдаться, например, из-за затягивающего болта, проходящего через пластины (1) теплообменника в данном местоположении.

На фиг.4 показан другой вариант конструктивного исполнения уплотнительной прокладки (2), в котором размещение каждой дополнительной части (7) уплотнительной прокладки также обеспечено за счет придания уплотнительной прокладке «направленной внутрь формы» (14) в сторону к теплообменной секции (2). Кроме того, показан другой вариант осуществления первых участков (7а) дополнительных частей (7) уплотнительной прокладки, выходящих за пределы теплообменника, в котором позже к одной или нескольким дополнительным частям (7) уплотнительной прокладки могут быть прикреплены элементы (15) с напечатанной информацией, например сведениями о товарном знаке, серийном номере, номере изделия и т.д.

Настоящее изобретение относится к теплообменнику, содержащему пакет пластин теплообменника, изготовленных из листового металла и имеющих трехмерный структурированный рельеф, причем каждая пластина теплообменника имеет канавку под уплотнительную прокладку, причем уплотнительная прокладка располагается в упомянутой канавке под уплотнительную прокладку и опирается на смежную пластину теплообменника, при этом упомянутая канавка имеет дно и упомянутое дно имеет по меньшей мере один выступ, направленный к упомянутой смежной пластине теплообменника. Технический результат - упрощение сборки теплообменника. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Уплотнительная прокладка (2), предназначенная для расположения внутри канавки (6) под уплотнительную прокладку, выполненной в пластине (1) теплообменника для теплообменника, причем уплотнительная прокладка (2) содержит дополнительные части (7) уплотнительной прокладки для закрепления уплотнительной прокладки (2) в канавке (6) под уплотнительную прокладку, отличающаяся тем, что дополнительные части (7) уплотнительной прокладки имеют, по существу, H-образную форму и содержат два первых участка (7а), проходящих в направлении от уплотнительной прокладки (2), и второй участок (7b), соединяющий два первых участка (7а).

2. Уплотнительная прокладка (2) по п.1, в которой по меньшей мере один из упомянутых двух первых участков (7а) проходит, по существу, перпендикулярно уплотнительной прокладке (2).

3. Уплотнительная прокладка (2) по п.1 или 2, в которой упомянутый второй участок (7b) проходит, по существу, параллельно уплотнительной прокладке (2).

4. Пластина (1) теплообменника, в которой выполнена канавка (6) под уплотнительную прокладку по любому из пп.1-3, имеющая дополнительные части (8) канавки, по существу, H-образной формы, с двумя первыми секциями (8а) канавки, проходящими в направлении от основной канавки (6) под уплотнительную прокладку теплообменника, и одну секцию (8b) канавки, проходящую в направлении для соединения упомянутых двух первых секций (6) канавки, причем дополнительные части (7) уплотнительной прокладки и упомянутые дополнительные части (8) канавки выполнены таким образом, что дополнительные части (7) уплотнительной прокладки конфигурированы для расположения внутри дополнительных частей (8) канавки.

5. Пластина (1) теплообменника по п.4, в которой дополнительная часть (8) канавки сформирована первым выступом (10а), ближайшим к канавке (6) под уплотнительную прокладку и выполненным так, что он имеет закрытую сторону (11а), обращенную к упомянутой канавке (6) под уплотнительную прокладку, и открытую сторону (11b), обращенную в противоположном от упомянутой канавки (6) под уплотнительную прокладку направлении, и вторым выступом (10b), наиболее отдаленным от упомянутой канавки (6) под уплотнительную прокладку и имеющим открытую сторону (12), обращенную к упомянутой канавке (6) под уплотнительную прокладку.

6. Пластина (1) теплообменника по п.5, в которой первый (10а) и второй (10b) выступы имеют поверхности, расположенные на одном уровне с другими рельефами пластин теплообменника.

7. Пластина (1) теплообменника по любому из пп.4-6, причем дополнительные части (8) канавки выполнены так, что на краю пластины (1) теплообменника образован проем (9), и по меньшей мере один из упомянутых двух первых участков (7а) имеет такую длину, что при расположении внутри дополнительной части (8) канавки он проходит через проем (9) во внешнее пространство.

8. Пластина (1) теплообменника по любому из пп.5-6, в которой дополнительная часть (7) уплотнительной прокладки содержит крыловидные элементы (13) на упомянутом втором участке (7b), проходящие в противоположные стороны и выполненные с возможностью вставки в проемы открытых сторон (11b) и (12) первого (10а) и второго (10b) выступов соответственно.