CN100538248C - 具有可置换法兰环的压缩机空气冷却器 - Google Patents

具有可置换法兰环的压缩机空气冷却器 Download PDF

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Abstract

一种空气冷却器装置，包括具有直径为D的内表面的基本上为中空的壳管。法兰环设置在壳管中，并具有密封地固定在壳管内表面的法兰环外表面。法兰环具有小于直径D的直径r的法兰环内表面。冷却器设置在壳管中，并具有第一、第二集管和在两者之间延伸的多个冷却管。至少第一集管具有约等于或稍小于直径r的第一集管外径I。冷却器定位时使第一集管与法兰环轴向对齐并密封地抵住法兰环。

Description

具有可置换法兰环的压缩机空气冷却器
与其它申请的相互引用
本申请依据美国专利法第119款(U.S.C.sec119)要求2004年7月30日申请的临时系列申请60/592,639为优先权，该申请在此被引用包含。
技术领域
本发明涉及一种用于压缩机的空气冷却器装置。更具体地，本发明涉及一种包括可置换法兰环的空气冷却器装置。
背景技术
许多申请，例如离心式压缩机，利用设置在壳内的空气冷却器冷却流过该冷却器的空气。一个这种现有技术的例子，空气冷却装置2在图1和2中示出。空气冷却装置2一般包括一壳管4，一可移动的冷却器30和一可移动的盖20。壳管4通常是带有入口端6和出口端8的中空管。在离心式压缩机申请中，入口端6用于连接邻接的压缩机叶轮(未示出)，这样，压缩了的空气在空气冷却器装置入口9中接收。轴肩10典型地设置在入口端6以限定一用于可移动冷却器30的轴向止块。壳管4的出口端8具有足够大的开口11以允许冷却器30***其中。一旦***冷却器30，盖20接着固定到壳管4上以将冷却器保持在适当位置。
冷却器30一般包括在两个集管(header)32，34之间具有多个冷却管36的进口集管32和出口集管34。运行时，冷却水或者其它冷却流体通过壳体入口和出口5和7，围绕冷却管36，流过壳管4。进入壳管入口9的空气流过管36，将热传给管36周围循环的冷却流体。集管32，34为冷却管36提供间隔以及为冷却器30提供结构支承，同时也必定给冷却流体提供气封。考虑到这点，每个集管32，34配置成在密封区域16和18上分别与壳管4的内表面14密封。
当冷却器30用于压缩机或其它设备时，则可能产生问题。壳管内表面14由于水的腐蚀，通常会出现空洞。由于恰当的密封一般取决于集管和壳管的光滑配合表面，因此，空洞减弱了冷却器集管32，34恰当地将水与空气隔绝的能力。
另外，压缩机或其它设备维修期间，需要不时地将冷却器30从壳体4中移开。如果冷却器30使用充满微粒(污垢)的水，这些污垢常常在冷却器30和壳管的内表面14之间累积起来。当冷却器30通过出口端8中的开口11移开时，入口集管32作为刮片，试图将污垢从冷却器30中刮出。因此当移动冷却器30时，这种污垢常常引起冷却器30被卡住，并使冷却器30的移动非常困难和/或损坏冷却器30。
发明内容
本发明提供一种冷却器装置，包括具有直径为D的壳管内表面的基本上为中空的壳管。法兰环设置在壳管中，并具有密封地固定在壳管内表面上的法兰环外表面。法兰环具有小于直径D的直径为r的法兰环内表面。冷却器设置在壳管中，并具有第一和第二集管以及在这两者之间延伸的多个冷却管。至少第一集管具有约等于或稍小于直径r的第一集管外径I。由于直径r的缘故使直径I小于直径D，所以第一集管与壳管内表面之间留有间隙。冷却器定位时使第一集管与法兰环轴向对齐并密封地抵住法兰环。
附图说明
图1是现有技术的空气冷却器装置的轴测图。
图2是图1中现有技术的空气冷却装置的截面图。
图3是本发明的第一实施例的冷却器装置的截面图。
图4是图3中空气冷却装置的法兰环的截面图。
图5是图4中圆圈5指示的法兰环的部分剖示图。
图6是图3中圆圈6指示的空气冷却器装置的部分剖示图。
具体实施方式
本发明将参照附图进行描述，其中相同的数字始终代表相同的元件。在下述的说明书中使用某些术语，例如，“顶”、“底”、“右”、“左”、“前”、“前部”、“向前”、“后”、“后部”、“向后”，仅用于相对清楚的描述，并不意味着被限定。
参照图3，示出了本发明的第一实施例的空气冷却器装置40。空气冷却器装置40一般包括壳管4，可移动的盖20，可移动的冷却器40，和法兰环50。壳管4是带有入口端6、出口端8和直径为D的内表面14的一般中空管。轴肩10被限定在与入口端6邻接的壳管4内，以限定缩减的直径d的至少第一区域。盖20可移动地与壳管4连接以关闭开口11。
冷却器41具有多个冷却管46(为清楚起见仅示出两个)在其中延伸的入口集管42和出口集管44。通过冷却管46的流动实质上与描述的关于现有技术的冷却器装置2一样。在本实施例中，入口集管42具有小于壳管4的内径D的外径I，出口集管44具有约等于壳管4的内径D的外径O。这样，出口集管44配置成在密封区域18相对于壳管4的内表面14密封。可利用O形环或类似物来辅助在出口集管44和壳管内表面14之间的密封。
入口集管42与壳管内表面14不密封，而是与壳管内表面14之间留有空隙。这样，当冷却器41通过开口11从壳管4中移开时，进口集管42不再刮擦壳管内表面14。即使在污垢积聚的情况下，入口集管42还是能相当容易地从壳管4中移出。
为了便于在进口密封区域16中密封进口集管42，法兰环50密封地结合在与轴肩10邻接的壳管4内。参照图4和5，将描述优选的法兰环50。法兰环50具有中空的圆柱体52，其外表面54具有约等于或稍小于壳管4的内径D的直径R。在本实施例中，壳管4和法兰环体52被描述为圆柱形，然而，它们可以有其它互补的形状。例如，壳管4可具有正方形构造，法兰环50具有互补的正方形构造。优选地，法兰环50采用不锈钢制造，但也可采用其它材料制造，包括其它金属和非金属。
优选地，法兰环体52在法兰环50的进口面上沿外表面54具有斜切表面56，以辅助法兰环50***到壳管4中。如以下将更具体描述地那样，外表面54也可包括一个或多个环形槽58以辅助在壳管内结合法兰环50。法兰环50具有约等于或稍大于进口集管42的外径I的内径r的内表面62。径向轴肩60向内表面62的内部径向延伸，以限定用于进口集管42的轴向止块。在安装位置(参见图6)，优选地，径向轴肩60由壳管轴肩10支承。优选地，内表面62也具有与法兰环50的出口侧邻接的径向向外的引入端倒角64。引入端倒角64辅助冷却器的进口集管42***到法兰环50中。
进口集管42的密封将参照图3和6具体描述。法兰环50在密封区域16中使用可去除的高温密封剂70与壳体内表面14密封。密封剂举例是由Loctite制造的SuperflexTMBlueRTV密封剂。优选地，密封剂70是最初可变形，经过给定时间后硬化的材料。这样，应用密封剂70时，密封剂70将填充在壳体4的密封区域16中可能已经出现的任何空洞内以保证恰当的密封。优选地，法兰环50具有大于标准集管(参见图3)的密封宽度w的宽度W。这样，法兰环50覆盖和填充更大的区域的空洞。硬化后的材料可以仍具有一定的弹性，但能使法兰环50牢固地结合在壳管4内。如图6所示，密封剂70填充环形槽58以帮助固定法兰环50，防止轴向运动。
一旦法兰环50固定在壳管4内，冷却器41就通过开口11***到壳管4中。引入端倒角64辅助引导进口集管42进入法兰环50中。优选地，进口集管42具有密封地抵住法兰轴肩60的入口侧轴肩47。为了有利于可置换的法兰环50和较小直径的进口集管42之间的密封，进口集管42沿其外表面具有环形槽43以容纳O形环45或类似物。O形环45在进口集管42和法兰环内表面62之间进行密封。在法兰环50腐蚀和损害这种密封的情况下，法兰环50可以容易地移开和置换。另外，如上说明，小于壳管内径D的进口集管直径I容许冷却器41很容易移动，在壳管4中没有任何刮擦或者挤压。
同时，优选实施例的出口集管44被描述成具有基本上等于壳管内径D的外径O，并与壳管内表面14直接密封。在密封区域18设置法兰环(未示出)和制造与进口集管42类似的出口集管44是可能的。这种情况下，法兰环将优选没有径向轴肩，但仍起填充密封区域18中可能已经产生的任何空洞的作用。

Claims (19)

1.一种冷却器装置，包括：
基本上是中空的壳管，它具有直径为D的内表面；
设置在壳管中的法兰环，它具有密封地固定在壳管内表面上的外表面，该法兰环具有小于直径D的直径为r的内表面；以及
设置在壳管中的冷却器，它具有第一集管、第二集管和在两者之间延伸的多个冷却管，其中第一集管具有约等于或稍小于直径r的第一集管外径I，该冷却器定位时使第一集管与法兰环轴向对齐并密封地抵住法兰环，该冷却器可独立于法兰环从壳管中***和移开。
2.如权利要求1所述的冷却器装置，其特征在于，法兰环包括从法兰环内表面径向向内延伸的环状轴肩，以形成用于第一集管的轴向止块。
3.如权利要求1所述的冷却器装置，其特征在于，壳管还包括从壳管内表面径向向内延伸的轴肩，其中轴肩形成用于法兰环的轴向止块。
4.如权利要求1所述的冷却器装置，其特征在于，法兰环宽度为W，第一集管宽度小于W。
5.如权利要求1所述的冷却器装置，其特征在于，法兰环外表面具有倒角部分以辅助法兰环***壳管。
6.如权利要求1所述的冷却器装置，其特征在于，法兰环内表面具有倒角部分以辅助第一集管***法兰环。
7.如权利要求1所述的冷却器装置，其特征在于，法兰环外表面具有至少一个基本上为环形的槽，以辅助将法兰环结合到壳管上。
8.如权利要求1所述的冷却器装置，其特征在于，还包括，法兰环和第一集管之间的O形环。
9.如权利要求8所述的冷却器装置，其特征在于，第一集管包括具有容纳O形环的槽的外表面。
10.如权利要求1所述的冷却器装置，其特征在于，法兰环用高温密封剂与壳管密封。
11.一种冷却器装置，包括：
基本上是中空的壳管，它具有直径为D的内表面，并包括从壳管内表面径向向内延伸的壳管轴肩；
抵靠壳管轴肩设置在该壳管中的法兰环，它具有密封地固定在该壳管内表面的外表面，该法兰环具有小于直径D的直径为r的内表面，并具有从法兰环内表面径向向内延伸的环状轴肩；以及
设置在该壳管内的冷却器，它具有第一集管和第二集管以及在两个集管之间延伸的多个冷却管，其中，第一集管具有约等于或稍小于直径r的第一集管外径I，该冷却器定位时使第一集管与法兰环轴向对齐并密封地抵住法兰环，环状轴肩形成用于第一集管的轴向止块，该冷却器可独立于法兰环从壳管中***或移开。
12.如权利要求11所述的冷却器装置，其特征在于，法兰环宽度为W，第一集管的宽度小于宽度W。
13.如权利要求11所述的冷却器装置，其特征在于，法兰环外表面具有倒角部分以辅助法兰环***壳管中。
14.如权利要求11所述的冷却器装置，其特征在于，法兰环内表面具有倒角部分以辅助第一集管***法兰环中。
15.如权利要求11所述的冷却器装置，其特征在于，法兰环外表面具有至少一个基本上为环形的槽以辅助将法兰环与壳管结合。
16.如权利要求11所述的冷却器装置，其特征在于，还包括在法兰环和第一集管之间的O形环。
17.如权利要求16所述的冷却器装置，其特征在于，第一集管包括具有容纳O形环的槽的外表面。
18.如权利要求11所述的冷却器装置，其特征在于，法兰环与壳管用高温密封剂密封。
19.一种装配冷却器装置的方法，该方法包括：
提供基本上为中空的壳管，其内表面形成了壳管轴肩；
涂抹高温密封剂使其至少局部覆盖壳管内表面和壳管轴肩；
将法兰环***到该壳管中，并抵靠壳管轴肩，其中该法兰环包括外表面、内表面和从法兰环内表面径向向内延伸的环状轴肩；
将冷却器***到该壳管中，其中该冷却器包括第一集管、第二集管和在两者之间延伸的多个冷却管，使第一集管与法兰环轴向对齐并密封地抵靠在法兰环上，环状轴肩形成用于第一集管的轴向止块；以及
使密封剂硬化。
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