具有加强盖的板式换热器和生产该加强盖及其组件的方法与流程

本专利涉及板式换热器，且尤其涉及具有加强盖板的新型板式换热器以及用于生产所述加强盖板及其组件的方法。

背景技术：

现有技术的板式换热器包括分别用于初级流体和次级流体的循环的至少两个单独的回路，这些回路由多个交换板限定，所述多个交换板具有面对的表面、总体以鱼骨形图案分布的特征性脊部和凹部。

现有技术的换热器通过如此堆叠所讨论的板而制成，即，使所讨论的板一个接一个地彼此旋转180°，以使得一个板的脊部和凹部相对于相邻板的脊部和凹部交叉。

通常，当脊部和凹部使得两种流体所使用的两条路径的通道的截面基本相同、即生成具有相同流动的相同流阻时，所述板是所谓对称的。

这些类型的换热器通常用于使用加热系统的热流体来加热家用水。

现有技术还包括特殊形状的板，使得用于加热水的区段比用于家用水系统的区段宽，且因此流阻被区分。

为此目的，现有技术包括所谓的非对称换热器，即，非对称换热器由这样的板形成，所述板包括形状不同于凹部的脊部，比如平坦脊部，以使得通道的区段更宽。

已知的是，通过增加脊部的间距、即两个相邻通道的脊部之间的距离，可获得具有相同流动的不同流阻的板。这种类型的换热器适用于水和冷却流体之间的交换，其中水流过具有较低流阻的回路。

在这种情况下，所述板没有被旋转180°，而是彼此交替，因为所述板具有两种不同的配置。

不管脊部和凹部的大小和深度如何，现有技术的换热器的中间交换板通常由非常薄的金属板材制成，所述金属板材通常是钢或适合于制造换热器的其他材料。

换热器组由盖板闭合，该盖板的形状对应于交换板的形状，并且该盖板配备有进水孔和出水孔、以及用于连接至系统管路的孔。

所述盖板通常更坚硬，通常由钢板制成，并且所述盖板可以具有波纹表面，即，具有脊部和凹部，这进一步增加了所述盖板的刚度，或者所述盖板具有基本平坦的表面。

所述盖板的功能和目的是承受流体向外施加的压力、容纳与热煮单元的连接件、且形成用于紧固系统(诸如双头螺栓、配件等)的基部。

当前需要最小化热煮单元的重量和原材料的使用。为此目的，在现有技术中存在波纹状的盖板，其也用作交换板，因此能够减少中间交换板的数量。

文献cn101184574a涉及一种板式换热器，其包括安装在所述盖板与系统的入口和出口之间的适配板。所述适配板中的每个具有用于与换热板连接的两个孔。在旨在联接到盖板外侧的所述适配板的表面上有凹部，所述凹部旨在被用于后续连结至盖板本身的焊接材料填充。

技术实现要素：

本专利的目的是提供具有加强盖板的新型板式换热器以及用于生产所述加强盖板及其组件的方法。

本发明的主要目的是减轻换热器的重量，以最小化盖板的重量。

本发明的另一个重要目的是，由于在优选实施方式中可以省去一些焊接步骤，因此加快制造和组装换热器的程序。实际上，新型换热器的盖板可以方便地由单个零件制成，该零件通过对金属板进行剪切、冲压和变形而获得，而无需进一步的焊接步骤。随之而来的是生产成本降低，且成品更加坚固。

本发明的另一个目的是特别地使用于制成换热器和盖板的原材料的使用最小化。

本发明的又一个目的是实现板式换热器组的组装，在板式换热器组的组装中，所有板、包括在端部的那些板都以相同的冲压工艺制成，因此获得如下文所述且要求保护的将盖板施加在其上的组。

本发明的又一个目的是最小化当交换器完全运行时的热惯性。

本发明的另一个目的是实现全部具有相同形状、优选也具有相同厚度的交换板的使用，以使得能够以相同的生产方法来生产交换板。

这些和其他直接和互补的目的通过具有加强盖板的新型板式换热器以及用于生产所述加强盖板及其组件的方法来实现。

新的板式换热器在其主要部件中包括至少一组交换板，即，钎焊在一起的一系列堆叠板，用于将流体限制在内部，所述至少一组交换板中的每个均设有：交替的脊部和凹部，所述交替的脊部和凹部优选且基本以鱼骨形图案布置、或在彼此相交的两个方向上布置；以及用于至少两种换热流体的循环的孔，该孔适于在各板之间的空间中沿至少两个液压隔离的回路输送所述两种流体。

因此，交换器包括用于初级流体和次级流体的至少两个单独的回路，所述两个回路中的每个由设有所述脊部和凹部的一对所述面对的交换板限定。

所述交换板可以全部是相同类型或两种不同类型，以形成具有不同流阻的回路。

构成所述组的所述交换板通常由薄型钢板制成，所述薄型钢板与铜或另一种适合于钎焊的材料钎焊在一起。

特别地，每个换热板具有基本矩形的形状，所述基本矩形的形状具有两个纵向侧和两个横向侧，且用于所述流体的循环的所述孔位于所述横向侧附近，靠近于拐角，而板的其余表面为波纹状，具有所述脊部和凹部，所述脊部和凹部与面对的板一起形成用于流体循环的回路。

在每个横向侧上，在降低的区域中制成用于流体循环的第一通孔，而在相反的横向侧中的相对于所述孔倒转或对称的位置中，在升高的区域上制成第二孔。

在构成所述组的所述换热板的第一换热板上，安装两个盖板，所述盖板中的每个小于所述第一换热板的表面的一半。

所述第一换热板与所述组的中间板相同。

所述盖板中的每个的形状和尺寸还对应于所述第一换热板的侧部、即更靠近于横向边缘且包括用于流体循环的所述孔的部分。

在优选的实施方式中，所述盖板具有相同的对称形状，基本为矩形，具有四个倒圆角或具有两个短边，所述两个短边被半圆代替。

所述盖板中的每个还设有孔，所述孔被成形和定位成使得它们对应于换热板中的所述孔。

所述盖板安装在所述第一换热板的所述侧部的高度处，使得所述盖板中的所述孔的位置对应于被堆叠的换热板中的所述孔的位置。

这些盖板中的每个均由钢板制成、或者在任何情况下均由通常使用的材料制成、或者在任何情况下均适用于板式换热器的材料制成。

在所述盖板上的孔的高度处可以有金属环，该金属环适于确保盖板和第一换热板之间的密封，且其中，所述金属环位于所述第一换热板的降低的区域，在所述降低的区域中，制成用于流体的通孔，以将所述流体从盖板输送到换热器内部的通道。

所述金属环可以例如通过焊接连结到所述盖板、或者更优选地通过盖板本身在所述孔处的变形。换句话说，所述孔的边缘被变形和/或冲压以形成所述金属环。

因此，所述金属环具有连结到盖板的敞开柱体的形状。所述金属环优选还包括在所述敞开柱体的圆形边缘上的凸缘，所述凸缘例如通过进一步弯折圆柱壁本身而获得。

该实施方式具有上述优点。

所述盖板优选地通过点焊或电弧焊或其他机械工艺定位并居中在所述组的第一板上，以使所述盖板与所述组中的孔保持居中并处于正确的位置，直到进行钎焊步骤，所述盖板通过钎焊步骤永久地焊接至所述组。

替代地或与上文结合地，在可能的实施方式中，所述盖板中的每个可以包括成形的突片，所述突片从面对所述第一交换板的中心的边缘突伸，且适于插入在所述第一交换板本身上形成的凹部中。这有助于盖板的定心和组装，且保证正确的定位。

突片的形状和尺寸依据于所述第一交换板的凹部的构造、方位、以及可能的曲率。

所述盖板根据所述盖板被安装在其上的交换器的侧部，优选为两种、即右盖板和左盖板。

所述盖板还用作用于施加固定双头螺栓的座部或基部、且还可以适当地设有孔、座部或联接件，所述孔、座部或联接件通常用于将固定件安装到液压回路，固定件诸如是配件等。

本专利还涉及所述盖板及其与交换板组的组件的生产方法。

该生产方法包括以下基本步骤，这些步骤的顺序可以互换，并且其中一些步骤甚至可以被省去或分成一个或多个步骤：

-根据已知技术制备和组装堆叠的换热板。

-制备钢板，所述钢板优选为连续带材的形式且可能与以用于后续钎焊的铜板联接；

-在至少一个冲压步骤中使用所述钢板，其中一次冲压一个或多个盖板；

-在至少一个钻孔步骤中使用所述钢板，其中，在预设位置中制成用于流体循环的孔；

-在用于施加所述金属环的至少一个步骤中使用所述钢板，其中例如通过点焊、变形、机械组装或焊接来联接或制造所述金属环，所述金属环对于在第一换热板的降低的区域中形成所述盖板与第一换热板之间的紧密密封是必要的，在降低的区域处，制成用于两种流体中的每种的循环的通孔；所述金属环的特殊形状保证了气密密封，所述金属环基本包括连结到板材的敞开柱体，所述盖板通过所述板材制成，且金属环优选地还包括凸缘；

-在至少一个剪切步骤中使用所述钢板，其中，一次切割一个或多个盖板；

-在至少一个弯折步骤中使用所述钢板，其中，可能形成所述盖板的突片；

-组装板式换热器，其中，所述盖板被施加到所述换热板组的第一换热板的两个侧部；如提及的，所述组装步骤提供了所述盖板至第一换热板的例如点焊、或电弧焊、或其他机械定位/紧固工艺，以使各个孔居中。

所述冲压、钻孔和剪切、以及可能的突片的弯折步骤和所述金属环的施加/形成可以在单独且不同的步骤中进行，或者可以在一个或多个成组的步骤中进行。

例如，所述冲压、钻孔和剪切步骤都可以在单个步骤和加工站中进行。

附图说明

通过参照附图以非限制性示例所附的以下描述，将更好地阐明本发明的特征。

图1示出了完全组装的板式换热器(1)的三维视图，而图2和3分别示出了截面图和平面图。

图4示出了将安装在换热板组(10)的一侧上、例如左侧上的盖板(21)的三维视图。

图5示出了将安装在换热板组(10)的一侧上、例如右侧上的盖板(22)的三维视图。

在图1至图5中，根据第一可能实施方式，所述盖板(21、22)中的每个具有不对称的形状。相反，所述盖板(21、22)的优选实施方式在图6中示意性地示出，其中所述盖板(21、22)，无论是在右侧上还是在左侧上，都具有对称的基本矩形的形状，其中较短的边由半圆形构成。

图7示出了在盖板(21、22)本身中形成的孔(231)的高度处的盖板(21、22)的截面图，可以看到通过变形和/或冲压孔(231)本身的边缘(232)获得的金属环(3')。在该特定的实施方式中，所述金属环(3')是与所述盖板(21、22)一起的单个实体件，因此通常不需要焊接或机械连结。

具体实施方式

板式换热器(1)在其主要部分中包括至少一组交换板(10)，所述至少一组交换板(10)是成组的一系列重叠板(101)。

所述交换板(101)中的每个继而包括交替的脊部(102)和凹部(103)，二者优选地且基本以鱼骨形图案布置或沿两个相交的方向布置。

所述交换板(101)中的每个还设有两对通孔(104)，以使至少两种传热流体通过，所述孔(104)在板(101)的两侧上交替定位的降低和升高的区域的高度处制造，以将所述两种流体沿着至少两个液压隔离的回路输送到各板之间的空间中。

形成所述组(10)的所述交换板(101)通常由薄型钢板制成。

每个交换板(101)具有大致矩形的形状，所述大致矩形的形状具有两个纵向侧(105)和两个横向侧(106)，且所述流体通孔(104)形成在所述横向侧(106)附近，靠近于拐角。

两个盖板(21、22)被安装在所述组(10)的第一交换板(107)上，每个盖板的形状对应于其旨在被用于的横向侧。

所述盖板(21、22)中的每个的形状和尺寸基本对应于所述第一交换板(107)的靠近于所述两个横向侧(106)的侧部，且所述盖板中的每个包括中的一对孔(23、231)，所述一对孔对应于交换板(101)中的所述孔(104)。

在图6的示例中，所述盖板(21、22)中的每个具有对称的形状，使得它们可以被安装在所述组(10)的右侧或左侧上。

所述盖板(21、22)中的每个由钢板制成、或在任何情况下通常使用的材料或在任何情况下适合用于板式换热器的材料。

从图1、2和3可见，所述盖板(21、22)还用作用于施加固定双头螺栓的座部或基部(27)，且还可以适当地设有孔、座部或联接件，所述孔、座部或联接件通常用于将固定件、诸如配件等安装至液压回路。

所述盖板(21、22)中的一个或两者中的至少一个孔(231)可以设有金属环(3、3')，所述金属环对于在降低的区域处制成所述盖板(21、22)与所述第一交换板(107)之间的气密密封是必要的，在降低的区域中，形成有用于流体的通孔(104)，以便将所述流体从盖板(21、22)输送到交换器的内部通道。

在图4和5的实施方式中，所述金属环(3)例如被施加在盖板(21、22)中的所述孔(231)的高度处，并且通常借助于点焊和/或变形和/或焊接和/或机械组装而被约束/耦接。因此，所述环(3)是与盖板(21、22)不同的部件，且在生产/组装步骤期间连结至盖板(21、22)。

在图7中的特定且优选的、但非排他的实施方式中，所述金属环(3')相对于盖板(21、22)是单件，借助于盖板(21、22)本身中的孔(231)的边缘(232)的变形和/或冲压获得。

在这种情况下，所述盖板(21、22)中的所述孔(231)的边缘(232)朝向所述盖板(21、22)本身的一侧弯折、即所述一侧旨在转向所述第一交换板(107)，因此，将所述金属环(3')与所述盖板(21、22)一起形成为实体单件。

因此，所述金属环(3')基本由敞开的柱体形成。图7中的实施方式示出了所述金属环(3')如何能够进一步包括凸缘(31')，该凸缘适于确保在每个盖板(21、22)到所述组(10)的第一交换板(107)的后续组装中的紧密密封。

所述凸缘(31')也优选地通过变形/弯折获得。

所述盖板(21、22)中的每个还可以包括但非必须是成形的突片(24、25)，该突片从面对所述第一交换板(107)的中心的边缘(26)突伸，且适于插入所述第一交换板(107)本身的所述凹部(103)中的一个中。

因此，参考前面的说明和附图做出以下权利要求。