CN108139180B - 用于热交换器的端口连接件 - Google Patents

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Abstract

一种端口连接件，包括第一元件、第二元件和密封件。所述第一元件具有第一套筒和第一凸缘。所述第一套筒被构造成滑入穿过所述板式热交换器的压力板设置的端口内，且所述第一凸缘具有第一支撑表面以抵靠所述压力板的第一面。所述第二元件具有第二套筒和第二凸缘。所述第二套筒被构造成滑入所述端口，且所述第二凸缘具有第二支撑表面以抵靠所述压力板的第二面。所述密封件响应于所述第一套筒缩入第二套筒而形成。

Description

用于热交换器的端口连接件
技术领域
本发明一般涉及板式热交换器。更具体地，本发明涉及用于板式热交换器的端口连接件。
背景技术
板式热交换器在相对较小的体积内提供从一种流体到另一种流体的有效的热传递。热交换器通常由多个单独的或焊接的成对的板组装而成，成对的板被称作板组，所述板组用垫圈材料围绕外边缘进行密封。板组在热交换器的框架内被压紧以在板或板对之间形成密封。板组包括用于两种流体的入口和出口。
将压紧力压紧均匀地施加在板组的表面以防止从密封处的泄漏及减少对板的损坏。由于板组的尺寸和施加的压力的量，板组被***到被称作头部和从动件的两个压力板之间，头部和从动件用于平均分配负载。为了均匀地提供该压力，压力板通常是由厚的金属平板形成的。
为了进入板组的入口和出口，压力板包括与入口和出口对准的端口。对于一些应用，端口可以是无衬里的，且一种或两种流体可以直接接触压力板的金属。在其他示例中，端口可以与端口连接件作为衬里。端口连接件例如可以为弹性材料或耐腐蚀性金属。可惜，这些传统的端口连接件有多种缺点。例如，弹性的端口连接件不太耐热，且比板式热交换器的寿命老化速度相对更快。金属端口连接件比弹性的端口连接件更耐用，但是安装起来更困难。传统的金属端口连接件安装方法包括液压成形或焊接。这些方法劳动强度大、耗时和/或需要针对每个端口尺寸的特定工装。
因此，有必要减少安装端口连接件的费用和时间以解决上述问题和/或其他传统方法带来的问题。
发明内容
本发明的实施方式至少能够在一定程度上减少在热交换器中安装端口连接件的费用和时间。
本发明的一个实施方式涉及一种用于板式热交换器的端口连接件。所述端口连接件包括第一元件、第二元件和密封件。所述第一元件具有第一套筒和第一凸缘。所述第一套筒被构造成滑入穿过所述板式热交换器的压力板设置的端口内，且所述第一凸缘具有第一支撑表面以抵靠所述压力板的第一面。所述第二元件具有第二套筒和第二凸缘。所述第二套筒被构造成滑入所述端口内，且所述第二凸缘具有第二支撑表面以抵靠所述压力板的第二面。所述密封件响应于所述第一套筒缩入第二套筒而形成。
本发明的另一个实施方式涉及一种用于板式热交换器的压力板。所述压力板包括第一面、第二面和多个端口连接件。所述第一面被构造成抵靠所述板组。所述多个端口连接件设置在相应的多个端口内以使流体能够进入所述板组，所述端口穿过所述压力板。每个端口连接件包括第一元件、第二元件和密封件。所述第一元件具有第一套筒和第一凸缘。所述第一套筒被构造成滑入相应的端口，且所述第一凸缘具有第一支撑表面以抵靠所述第一面。所述第二元件具有第二套筒和第二凸缘。所述第二套筒被构造成滑入相应的端口，且所述第二凸缘具有第二支撑表面以抵靠所述第二面。所述密封件响应于所述第一套筒缩入第二套筒而形成。
本发明的又一个实施方式涉及一种板式热交换器。所述板式热交换器包括板组、一对压力板和框架。所述板组具有用于第一流体的第一入口、用于第一流体的第一出口、用于第二流体的第二入口、以及用于第二流体的第二出口。所述板组被构造成引导和所述第二流体流热力接触的所述第一流体流。该对压力板的一个或两个包括第一面、第二面和多个端口连接件。所述第一面被构造成抵靠所述板组。所述多个端口连接件设置在相应的多个端口内以使流体能够进入所述板组，端口穿过所述压力板。每个端口连接件包括第一元件、，第二元件和密封件。所述第一元件具有第一套筒和第一凸缘。所述第一套筒被构造成滑入相应的端口，且所述第一凸缘具有第一支撑表面以抵靠所述第一面。所述第二元件具有第二套筒和第二凸缘。所述第二套筒被构造成滑入相应的端口，且所述第二凸缘具有第二支撑表面以抵靠所述第二面。所述密封件响应于所述第一套筒缩入第二套筒而形成产生。所述框架压紧所述压力板之间的板组。
因此，已经相当宽泛地概述了本发明的更重要的特征，以便可以更好地理解下文的详细描述，以及为了更好地理解对现在技术本的贡献。当然，本发明的附加特征将在下面描述并且将构成所附从属权利要求的主题。
在这方面，在详细解释本发明的至少一个实施方式之前，应该理解的是，本发明的应用不限于在以下说明书中阐释的或在附图中示出的构造的细节和组件的布置。本发明能够具有其他实施方式并且能够以各种方式实践和执行。而且，应该理解的是，这里采用的措辞和术语以及摘要是为了描述的目的，而不应该被认为是限制性的。
因此，本领域技术人员将认识到，本发明所基于的概念可以容易地被设计用于执行本发明的多个目的的其他结构、方法和***的基础。因此，重要的是，只要等效构造不偏离本发明的精神和范围，权利要求被视为包括这样的等同等效构造。
附图说明
图1是适用于本发明实施方式的热交换器的透视图。
图2是根据本发明实施方式的热交换器的部分分解图。
图3是根据本发明实施方式的热交换器的一部分的前视图。
图4是沿安装在根据本发明实施方式的热交换器中的端口连接件4-4的横截面图。
图5是根据本发明实施方式的端口连接件的分解图。
所示出的附图仅用于说明的目的，因此既不期望也不旨在将本发明的主题限制于任何或全部所示出的具体构造细节，除非它们可能被认为是权利要求所必需的。
具体实施方式
通常，本发明的实施方式涉及用于热交换器的端口连接件以及将改进的端口连接件组装在热交换器的压力板的端口中的方法，所述端口连接件比传统的端口连接件更容易安装和/或维护，和/或与传统的端口连接件相比节省成本。除了本文描述的改进的端口连接件的易于安装、改进的维护和降低的成本之外，通过省略与传统的端口连接件安装相关联的焊接和/或液压成形来减少了工装和机器成本。
现在参考附图，其中相同的参考标记表示相同的元件，图1是适于与本发明实施方式一起使用的热交换器10的透视图。如图1所示，热交换器10包括框架12、板组18、多个系杆组件20和多个供应/输出管道22，其中所述框架12具有一对压力板14和16。所述框架12被构造成保持和压紧该对压力板14和16之间的板组18。
更特别的，该对压力板14和16也被称为头部(压力板14)和从动件(压力板16)。为了使得流体循环通过板组18，供应/输出管道22被固定成与多个端口26流体连通(如图2和4所示)。尽管显示出供应/输出管道22固定到压力板14，但是在其他实例中，一些或者所有的供应/输出管道22连同各个端口26可以设置在压力板16上。
图2是根据本发明实施方式的热交换器10的部分分解图。如图2所示，热交换器10包括设置在多个端口26中的多个端口连接件30。如本文所述，每个端口连接件30包括第一元件32和第二元件34。第一元件32包括第一套筒36、第一凸缘38和密封件40。在特定实例中，密封件40包括一个或多个O形环。然而，在其他实例中，密封件40可以包括任何合适的数量或类型的密封构件。第二元件34包括第二套筒42和第二凸缘44。
如本文所述，通过将第一元件32滑动或缩到第二元件34中，而将端口连接件30安装在端口26中，并且密封件40在第一套筒36和第二套筒42之间形成密封，使得在端口26内形成衬里。组装完成的端口连接件30在图4中示出。
通过将供应/输出管道22固定成与端口连接件30配合对准而将供应/输出管道22组装在热交换器10上。在特定实例中，供应/输出管道22包括凸缘50，凸缘50具有一连串螺栓孔52。这些螺栓孔52与从压力板14突出的相应的一连串螺纹螺柱54对准，并且多个螺母56拧到螺柱54上以固定供应/输出管道22。可选地，垫圈60可以设置在凸缘50和第二凸缘44之间。
还如图2所示，板组18包括垫圈62。垫圈62包括围绕板组18的周边设置的部分以及选择性地密封板组18中的多个入口/出口64的部分。如通常理解的，多个入口/出口64的这种选择性密封被用于控制板组18中的两种不同流体的流动，以便将热量从一种流体传递到另一种流体。
端口连接件30的优点在于端口连接件30可以在不移除供应/输出管道22的情况下被检修。例如，板组18通常当在一般检修过程中被例行检修，并且在该过程期间和/或在另一时刻，板组18可以被减压并移动离开压力板14，从而可以检查第一元件32。检查可以在原地和/或包括移除。例如，第一元件32可以从端口26滑出，并且可以检查第一套筒36、第一凸缘38和/或密封件40。如果磨损或以其他方式损坏，密封件40可以被更换，并且第一元件32可以滑回到端口26中以缩到第二套筒42中并与其形成密封。
图3是根据本发明实施方式的热交换器10的一部分的前视图。如图3所示，当组装时，供应/输出管道22设置成与端口26配合对准。
图4是沿根据本发明实施方式的安装在热交换器10中的端口连接件30的4-4的横截面图。如图4所示，第一元件32缩到第二元件34中，并且密封件40在第一套筒36和第二套筒42之间形成密封，从而在端口26内形成衬里。以此方式，流过端口26的流体不与端口26接触，而是端口连接件30提供了作为端口26与流体之间的屏障的衬里。就此而言，端口连接件30可以包括相对惰性的材料或层。例如，第一元件32和/或第二元件34可以包括不锈钢(例如美国钢铁学会(AISI)316L)、钛等。
第一套筒36被构造成滑入或缩入第二套筒42。另外，第一套筒36和第二套筒42的尺寸被设计成使得密封件40被压紧在它们之间以形成密封。以这种方式，由第一套筒36与第二套筒42之间的O形环的压紧形成的密封件构造成减少或防止端口26中的流体泄漏以避免与端口26表面接触。就此而言，形成或涂覆密封件40的材料可以包括任何合适的材料。通常，选择密封件40的材料以承受端口连接件30中的热和/或化学性质的环境。形成或涂覆密封件40的合适材料的特定实例包括丁腈橡胶(NBR)、三元乙丙(M级)橡胶(EPDM)、具有偏二氟乙烯作为单体的氟弹性橡胶(FKM)等。
还如图4所示，第一套筒36包括一个或多个基座70以将密封件40保持在适当位置。例如，基座70可以包括围绕第一套筒36设置的环形凹槽。尽管示出了两个基座70，但基座和相应的密封件40的数量可以变化以包括任何合适的数量。例如，第一套筒36可以包括一个、两个、三个、四个或更多个基座70以及对应的密封件40。
如图4所示，板组18包括多对或单个板80，并且垫圈62设置在交替板80之间以产生交替流体的流动，以将热量从一种流体传递到另一种流体。
图5是根据本发明实施方式的端口连接件30的分解图。如图5所示，端口连接件30包括第一元件32和第二元件34。第一元件32包括第一套筒36、第一凸缘38和密封件40。第一套筒36包括基座70以保持密封件40。第二元件34包括第二套筒42和第二凸缘44。
根据详细说明书，本发明的许多特征和优点是显而易见的，因此，所附权利要求意图覆盖落入本发明的真正精神和范围内的本发明的所有这些特征和优点。此外，由于本领域技术人员容易想到许多修改和变化，因此不希望将本发明限制为所示和所述的确切结构和操作，并且因此可以采用落入本发明的范围的所有合适的修改和等同物。

Claims (9)

1.一种端口连接件，其用于板式热交换器，所述端口连接件包括：
第一元件，所述第一元件具有第一套筒和第一凸缘，所述第一套筒被构造成滑入穿过所述板式热交换器的压力板设置的端口内，且所述第一凸缘具有第一支撑表面以抵靠所述压力板的第一面；
第一密封表面，所述第一密封表面围绕所述第一凸缘呈环状设置，且所述第一密封表面被构造成与所述板式热交换器的板组中的第一热交换板形成密封；
第一垫圈，所述第一垫圈设置在所述第一密封表面和所述第一热交换板之间，其中所述第一凸缘被***到所述第一垫圈和所述压力板之间，所述第一垫圈直接抵靠在所述第一密封表面上并且所述压力板直接抵靠在所述第一支撑表面上；
第二元件，所述第二元件具有第二套筒和第二凸缘，所述第二套筒被构造成滑入所述端口内，且所述第二凸缘具有第二支撑表面以抵靠所述压力板的第二面；
密封件，所述密封件响应于所述第一套筒缩入第二套筒内而形成密封；以及
一对环形凹槽，所述一对环形凹槽围绕所述第一套筒设置，以便提供用于一对O形环的一对基座，所述一对O形环被构造成在所述一对基座和所述第二套筒的内表面之间形成密封，
所述第一垫圈包括围绕所述第一热交换板的周边设置的部分以及选择性地密封所述第一热交换板中的端口的部分。
2.根据权利要求1所述的端口连接件，进一步包括：
第二密封表面，所述第二密封表面围绕所述第二凸缘呈环状设置，且所述第二密封表面被构造成与供应/输出管道形成密封。
3.根据权利要求2所述的端口连接件，进一步包括：
第二垫圈，所述第二垫圈设置在所述第二密封表面和所述供应/输出管道之间。
4.一种压力板，其用于板式热交换器，所述压力板包括：
第一面，所述第一面被构造成抵靠板组；
第二面，以及
多个端口连接件，所述多个端口连接件设置在相应的多个端口内以使流体能够进入所述板组，所述多个端口穿过所述压力板，每个端口连接件包括：
第一元件，所述第一元件具有第一套筒和第一凸缘，所述第一套筒被构造成滑入相应的端口内，且所述第一凸缘具有第一支撑表面以抵靠所述第一面；
第一密封表面，所述第一密封表面围绕所述第一凸缘呈环状设置，且所述第一密封表面被构造成与所述板式热交换器的板组中的第一热交换板形成密封；
第一垫圈，所述第一垫圈设置在所述第一密封表面和所述第一热交换板之间，其中所述第一凸缘被***到所述第一垫圈和所述压力板之间，所述第一垫圈直接抵靠在所述第一密封表面上并且所述第一面直接抵靠在所述第一支撑表面上；
第二元件，所述第二元件具有第二套筒和第二凸缘，所述第二套筒被构造成滑入相应的端口内，且所述第二凸缘具有第二支撑表面以抵靠所述第二面；
密封件，所述密封件响应于所述第一套筒缩入第二套筒内而形成密封；以及
一对环形凹槽，所述一对环形凹槽围绕所述第一套筒设置，以便提供用于一对O形环的一对基座，所述一对O形环被构造成在所述一对基座和所述第二套筒的内表面之间形成密封，
所述第一垫圈包括围绕所述第一热交换板的周边设置的部分以及选择性地密封所述第一热交换板中的端口的部分。
5.根据权利要求4所述的压力板，进一步包括：
第二密封表面，所述第二密封表面围绕所述第二凸缘呈环状设置，且所述第二密封表面被构造成与供应/输出管道形成密封。
6.根据权利要求5所述的压力板，进一步包括：
第二垫圈，所述第二垫圈设置在所述第二密封表面和所述供应/输出管道之间。
7.一种板式热交换器，包括：
板组，所述板组具有用于第一流体的第一入口、用于第一流体的第一出口、用于第二流体的第二入口、以及用于第二流体的第二出口，其中所述板组被构造成引导和所述第二流体的流热接触的所述第一流体的流；
一对压力板，所述一对压力板中的一个或两个包括：
第一面，所述第一面被构造成抵靠所述板组；
第二面；
多个端口，每个端口设置成与所述第一入口、第一出口、第二入口和第二出口中相应的的一者配合对准；
多个端口连接件，每个端口连接件设置在所述多个端口中的相应端口内，每个端口连接件包括：
第一元件，所述第一元件具有第一套筒和第一凸缘，所述第一套筒被构造成滑入相应的端口内，且所述第一凸缘具有第一支撑表面以抵靠所述第一面；
第一密封表面，所述第一密封表面围绕所述第一凸缘呈环状设置，且所述第一密封表面被构造成与所述板式热交换器的板组中的第一热交换板形成密封；
第一垫圈，所述第一垫圈设置在所述第一密封表面和所述第一热交换板之间，其中所述第一凸缘被***到所述第一垫圈和所述一对压力板中的一个之间，所述第一垫圈直接抵靠在所述第一密封表面上并且所述第一面直接抵靠在所述第一支撑表面上；
第二元件，所述第二元件具有第二套筒和第二凸缘，所述第二套筒被构造成滑入相应的端口内，且所述第二凸缘具有第二支撑表面以抵靠所述第二面；
密封件，所述密封件响应于所述第一套筒缩入第二套筒内而形成密封；
框架，所述框架压紧所述压力板之间的板组；以及
一对环形凹槽，所述一对环形凹槽围绕所述第一套筒设置，以便提供用于一对O形环的一对基座，所述一对O形环被构造成在所述一对基座和所述第二套筒的内表面之间形成密封，
所述第一垫圈包括围绕所述第一热交换板的周边设置的部分以及选择性地密封所述第一热交换板中的端口的部分。
8.根据权利要求7所述的板式热交换器，进一步包括：
第二密封表面，所述第二密封表面围绕所述第二凸缘呈环状设置，且所述第二密封表面被构造成与供应/输出管道形成密封。
9.根据权利要求8所述的板式热交换器，进一步包括：
第二垫圈，所述第二垫圈设置在所述第二密封表面和所述供应/输出管道之间。
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