ТЕПЛООБМЕННАЯ ПЛАСТИНА Российский патент 2020 года по МПК F28F3/10 

Настоящее изобретение относится к теплообменной пластине, содержащей кромку, канавку, выполненную вдоль кромки, прокладку, расположенную в канавке, и гофрированную область, имеющую выступы и углубления между канавкой и кромкой, причем выступы выполнены по существу перпендикулярно кромке.

Такая теплообменная пластина известна, например, из EP 2 361 365 В1.

Теплообменная пластина используется в теплообменниках пластинчатого типа. Для изготовления такого теплообменника пластинчатого типа теплообменные пластины укладывают вместе в стопу и размещают между двумя концевыми пластинами. Таким образом, образуется два пути потока, так что две текучие среды могут циркулировать для обеспечения теплообмена между ними.

Перед укладыванием пластин в стопу необходимо разместить и зафиксировать в канавке прокладку. Для этого в известной теплообменной пластине используют защелкивающуюся крышку, которая прижимается с одной стороны кромки к гофрированной области и удерживает прокладку в канавке. Однако такой способ фиксации прокладки в канавке требует наличия дополнительного элемента и дополнительного монтажного этапа.

Известна еще одна теплообменная пластина пластинчатого теплообменника, например, из US 5 178 212 А. В данном решении прокладка содержит крепежную деталь, которая расположена в вырезе в части между кромкой и канавкой. Однако в данном решении невозможно использовать гофрированную область. Гофрированная область повышает способность теплообменника выдерживать высокое давление.

Задача изобретения состоит в создании теплообменной пластины, в которой прокладка может быть надежным образом закреплена без влияния на прочность теплообменника.

Данная задача решена посредством описанной выше теплообменной пластины благодаря тому, что по меньшей мере в одном углублении выполнена выступающая секция, проходящая от нижней области углубления, а прокладка содержит защелкивающуюся выступающую часть, расположенную в углублении и имеющую вырез, соответствующий выступающей секции.

Когда такая теплообменная пластина используется для сборки пластинчатого теплообменника, прокладка снабжена по меньшей мере одной защелкивающейся выступающей частью, а предпочтительно множеством защелкивающихся выступающих частей, соответствующих множеству выступающих секций в углублениях. Затем защелкивающуюся выступающую часть прокладки вдавливают в углубление. В процессе данного этапа выступающая секция входит в вырез защелкивающейся выступающей части, так что прокладка оказывается закреплена относительно теплообменной пластины. Помимо выступающей секции в нижней области углубления больше не требуется никаких изменений в теплообменной пластине, так что теплообменная пластина может использоваться как доказавшая свою надежность и способность выдерживать необходимое давление. Одновременно может использоваться гофрированная область для повышения прочности секции кромки теплообменной пластины. В некоторых случаях гофрированная область может использоваться как соединительная область между двумя смежными теплообменными пластинами.

В варианте осуществления изобретения в вырезе защелкивающейся выступающей части прокладки выполнен по меньшей мере один внутренний выступ, причем выступающая секция образует полость и по меньшей мере один внутренний выступ выступает в полость. Когда защелкивающуюся выступающую часть прокладки вдавливают в углубление гофрированной области и выступающая секция входит в вырез, внутренний выступ защелкивается в полости, образованной выступающей секцией. Это увеличивает удерживающее усилие, которое удерживает прокладку в теплообменной пластине.

В варианте осуществления изобретения в вырезе выполнено два внутренних выступа, причем выступы направлены в противоположных направлениях. Таким образом, выступающая секция оказывается охваченной с двух сторон, что обеспечивает повышенную прочность и надежное удержание прокладки в теплообменной пластине.

В варианте осуществления изобретения защелкивающаяся выступающая часть полностью заполняет углубление. Таким образом, отсутствует возможность бокового перемещения защелкивающейся выступающей части в направлении, параллельном кромке. Риск того, что защелкивающаяся выступающая часть отсоединится от выступающей секции углубления, снижается.

В варианте осуществления изобретения выступающая секция образована вырезанием части нижней области. Это простой способ создания выступающих секций. Для создания выступающей секции необходим лишь этап вырезания и этап выдавливания.

В варианте осуществления изобретения выступающая секция соединена на двух концах с нижней областью. В данном случае необходимо наличие двух вырезов, выполненных по существу параллельно. Полоса, образующаяся между двух вырезов, выгибается из нижней области. Таким образом, автоматически формируется полость.

В варианте осуществления изобретения два конца расположены на линии, перпендикулярной кромке. Таким образом, два выреза выполняются по существу перпендикулярно кромке.

В варианте осуществления изобретения выступающая секция содержит верхнюю стенку, имеющую толщину в направлении, параллельном кромке, которая меньше соответствующей толщины отверстия в нижней области углубления. Отверстие в нижней области углубления формируют путем выгибания верхней стенки выступающей секции после этапа вырезания. Когда ширина верхней стенки меньше соответствующей ширины отверстия в нижней области, облегчается удаление теплообменной пластины из производственного станка.

В варианте осуществления изобретения верхняя стенка выполнена изогнутой. Изогнутая форма может быть выпуклой или вогнутой. Изогнутая форма может быть создана в процессе выдавливания. Когда верхняя стенка изогнута, ширина верхней стенки уменьшается.

В варианте осуществления изобретения верхняя стенка содержит изгиб. Другими словами, верхняя стенка изогнута так, что содержит, например, тупой угол. Изгиб, аналогично, может быть создан в процессе выдавливания. Когда верхняя стенка имеет изгиб, ширина верхней стенки уменьшается.

Изобретение будет описано ниже более подробно со ссылками на чертежи, на которых:

- на фиг. 1 показан вид сбоку пластинчатого теплообменника;

- ни фиг. 2 показан подробный вид теплообменной пластины;

- на фиг. 3 показан подробный вид прокладки;

- на фиг. 4 показана схематическая иллюстрация прокладки в углублении;

- на фиг. 5 показан первый вариант выполнения выступающей секции;

- на фиг. 6 показан второй вариант выполнения выступающей секции;

- на фиг. 7 показан третий вариант выполнения выступающей секции; и

- на фиг. 8 показан четвертый вариант выполнения выступающей секции.

На всех чертежах одинаковые элементы обозначены одинаковыми номерами позиций.

На фиг. 1 схематически показан теплообменник 1, содержащий стопу теплообменных пластин 2, которые расположены между первой концевой пластиной 3 и второй концевой пластиной 4. Для того чтобы создать первый путь потока и второй путь потока через теплообменник 1, использованы четыре канала (показаны только два канала 5, 6). Два пути потока отделены друг от друга посредством теплообменных пластин 2.

На фиг. 2 показан подробный вид теплообменной пластины 2. Теплообменная пластина 2 содержит кромку 7, канавку 8, выполненную вдоль кромки 7, прокладку 9 (фиг. 3), которая показана отдельно от теплообменной пластины, но при использовании расположена в канавке 8, и гофрированную область 10, имеющую углубления 11 и выступы 12 между канавкой 8 и кромкой 7.

Каждое углубление 11 содержит нижнюю область 13. По меньшей мере в одном углублении 11 имеется выступающая секция 14, выступающая из нижней области 13 углубления 11, а прокладка 9 содержит защелкивающуюся выступающую часть 15, которая расположена в углублении 11, содержащем выступающую секцию 14. Защелкивающаяся выступающая часть 15 содержит вырез 16. Вырез 16 вмещает в себя выступающую секцию 14, когда защелкивающаяся выступающая часть 15 расположена в углублении 11, имеющем выступающую секцию 14.

Когда прокладка 9 установлена в канавке 8, защелкивающаяся выступающая часть 15 полностью заполняет углубление 11.

Выступающую секцию 14 формируют путем вырезания в нижней области 13 двух линий 17, 18 (фиг. 5 и 6) и выгибания части нижней области 13 между двумя линиями 17, 18 резки наружу из нижней области 13 для формирования верхней стенки 19. Линии 17, 18 резки проходят по существу перпендикулярно кромке 7. Таким образом, два конца выступающей секции расположены на линии, перпендикулярной кромке 7.

Таким образом, с помощью выступающей секции формируется полость 20, расположенная под верхней стенкой 19.

Защелкивающаяся выступающая часть 15 содержит два выступа 21, 22, выполненных в вырезе 16. Выступы 21, 22 направлены в противоположных направлениях, в частности по существу параллельно кромке 7. Когда прокладка 9 размещена в канавке 8, а защелкивающаяся выступающая часть 15 помещена в углубление 11, содержащее выступающую секцию 14, два выступа 21, 22 выступают в полость 20. Так как прокладка 9 выполнена из эластичного материала, защелкивающаяся выступающая часть 15 может быть защелкнута на выступающую секцию 14, так что защелкивающаяся выступающая часть 15 удерживается в углублении 11 посредством фиксации.

Это схематично показано на фиг. 4. Прокладка 5 имеет вырез 16, а два выступа 21, 22 проходят или выступают внутрь в вырез 16, так что они могут защелкиваться под верхней стенкой 19, образованной выступающей секцией 14.

Как показано на фиг. 5 и 6, верхняя стенка 19 имеет толщину в направлении, параллельном кромке 7, которая меньше соответствующей толщины отверстия 23 в нижней области 13 углубления 11. Отверстие выполнено между двумя линиями 17, 18 резки путем выгибания или выдавливания верхней стенки 19 наружу из нижней области 13.

Ширина верхней стенки 19 уменьшена путем выполнения нижней стенки 19 с изогнутой формой.

На фиг. 5 показан первый вариант выполнения выступающей области 14, в которой верхняя стенка 19 имеет вогнутую форму. На фиг. 6 показан альтернативный вариант выполнения, в котором верхняя стенка 19 имеет вогнутую форму.

Обе изогнутые формы верхней стенки 19 могут быть выполнены в процессе выдавливания, во время которого верхнюю стенку 19 выгибают из нижней области 13. Когда ширина верхней стенки 19 меньше ширины отверстия 23 между двумя линиями 17, 18 резки, облегчается удаление теплообменной пластины 2 из соответствующего станка.

На фиг. 7 и 8 показаны дополнительные варианты выполнения выступающей области.

На фиг. 7 верхняя стенка 19 выгнута с образованием тупого угла, направленного к выступу. Выгибание верхней стенки 19 уменьшает ширину верхней стенки по сравнению с шириной отверстия 23.

На фиг. 8 показан альтернативный вариант выполнения, в котором верхняя стенка 19 образует аналогичный тупой угол, однако он направлен к низу.

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в пластинчатых теплообменниках. В теплообменной пластине (2), содержащей кромку (7), канавку (8), выполненную вдоль кромки (7), прокладку, расположенную в канавке (8), и гофрированную область (10), имеющую выступы (12) и углубления (11) между канавкой (8) и кромкой (7), причем выступы (12) выполнены по существу перпендикулярно кромке (7), по меньшей мере в одном углублении (11) выполнена выступающая секция (14), проходящая от нижней области (13) углубления (11), а прокладка (9) содержит защелкивающуюся выступающую часть, расположенную в углублении (11) и имеющую вырез, соответствующий выступающей секции (14). Технический результат - надежное закрепление прокладки без влияния на прочность теплообменника. 9 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Теплообменная пластина (2), содержащая кромку (7), канавку (8), выполненную вдоль кромки (7), прокладку (9), расположенную в канавке (8), и гофрированную область (10), имеющую выступы (12) и углубления (11) между канавкой (8) и кромкой (7), причем выступы (12) выполнены по существу перпендикулярно кромке (7), отличающаяся тем, что по меньшей мере в одном углублении (11) выполнена выступающая секция (14), проходящая от нижней области (13) углубления (11), а прокладка (9) содержит защелкивающуюся выступающую часть (15), расположенную в углублении (11) и имеющую вырез (16), соответствующий выступающей секции (14).

2. Пластина по п. 1, отличающаяся тем, что в вырезе (16) защелкивающейся выступающей части (15) прокладки (9) выполнен по меньшей мере один внутренний выступ (21, 22), причем выступающая секция (14) образует полость (20) и по меньшей мере один внутренний выступ (21, 22) выступает в полость (20).

3. Пластина по п. 2, отличающаяся тем, что в вырезе (16) выполнено два внутренних выступа (21, 22), причем выступы (21, 22) направлены в противоположных направлениях.

4. Пластина по любому из пп. 1-3, отличающаяся тем, что защелкивающаяся выступающая часть (15) полностью заполняет углубление (11).

5. Пластина по любому из пп. 1-4, отличающаяся тем, что выступающая секция (14) образована вырезанием части нижней области (13).

6. Пластина по п. 5, отличающаяся тем, что выступающая секция (14) соединена на двух концах с нижней областью (13).

7. Пластина по п. 6, отличающаяся тем, что два конца расположены на линии, перпендикулярной кромке (7).

8. Пластина по любому из пп. 5-7, отличающаяся тем, что выступающая секция (14) содержит верхнюю стенку (19), имеющую толщину в направлении, параллельном кромке (7), которая меньше соответствующей толщины отверстия (23) в нижней области (13) углубления (11).

9. Пластина по п. 8, отличающаяся тем, что верхняя стенка (19) выполнена изогнутой.

10. Пластина по п. 8, отличающаяся тем, что верхняя стенка (19) содержит изгиб.