專利名稱：一種具有溫度和壓力自控制功能的板翅式換熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種熱交換器，特別是一種具有溫度和壓力自控制功能的板翅式
換熱器。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中，風(fēng)冷式換熱器往往采用的是管套片式結(jié)構(gòu)，近年來，也出現(xiàn)了大 量的釬焊式鋁制板翅式風(fēng)冷換熱器，換熱器芯體外通道采用的是一些結(jié)構(gòu)簡單、高度低的 翅片，翅片的形式有平直型、波紋型、錯(cuò)齒型、打孔型、釘狀型，翅片高度均限制在10. 3mm以 下，當(dāng)一些場合需要高通道時(shí)，往往用雙疊翅片組合，這樣造成了耗材、熱效率低、易堵塞的 缺點(diǎn)。另外，換熱器是由鋁合金材料釬焊而成，其強(qiáng)度和抗流體脈沖壓力破壞能力差，利用 現(xiàn)有的釬焊技術(shù)在加大材料厚度的情況下制成的，換熱器一般只能耐100萬次左右的壓力 疲勞沖擊，當(dāng)換熱器用在重要設(shè)備或是維修不方便的場合，往往會(huì)造成很大的經(jīng)濟(jì)損失。而 為解決脈沖壓力破壞問題，現(xiàn)有技術(shù)只在換熱器外部安裝開啟壓力恒定的單向旁通閥，結(jié) 構(gòu)復(fù)雜、體積大、拆裝不方便且易泄漏，這種旁通閥靈活性差，反應(yīng)滯后，且只對壓力變化時(shí) 閥才起作用，當(dāng)機(jī)器或設(shè)備在冷啟動(dòng)時(shí)，經(jīng)換熱器的流體由于溫度低而粘度很大，在經(jīng)過帶 有翅片的內(nèi)通道的阻力就很大，因此，流體的過流量就小，機(jī)器設(shè)備需潤滑的部位得不到充 分的供液，導(dǎo)致機(jī)器或設(shè)備的磨損加劇以及運(yùn)動(dòng)部件加速老化。在現(xiàn)有技術(shù)中，還未涉及到 一種有效的辦法綜合解決上述問題。
發(fā)明內(nèi)容為了解決上述問題，本實(shí)用新型的目的在于在提高換熱器性能的同時(shí)，解決脈沖
壓力的作用易使換熱器疲勞失效、流體過量易使換熱器內(nèi)通道翅片變形堵塞、以及機(jī)器設(shè)
備冷啟動(dòng)時(shí)流體不足量易使機(jī)器磨損加速老化的技術(shù)問題，提供一種能抗脈沖壓力破壞不
易疲勞失效的、流體不會(huì)過量內(nèi)通道不會(huì)堵塞的、機(jī)器設(shè)備冷啟動(dòng)時(shí)流體不會(huì)不足量機(jī)器
不會(huì)加速老化的、具有溫度和壓力自控制功能的、結(jié)構(gòu)簡單、使用壽命長的、板翅式換熱器。
本實(shí)用新型解決其問題所采用的技術(shù)方案是一種具有溫度和壓力自控制功能的
板翅式換熱器，主要包括換熱器芯體、位于換熱器芯體上部的封頭、位于換熱器芯體一側(cè)的
旁通封頭、設(shè)于旁通封頭上的連接件、設(shè)于封頭和旁通封頭相接處且與封頭和旁通封頭相
通的閥座、設(shè)于閥座內(nèi)的旁通閥，所述換熱器芯體為百葉窗式翅片，所述翅片具有預(yù)定的高
度，所述旁通閥包括滑動(dòng)導(dǎo)筒、套于滑動(dòng)導(dǎo)筒上的閥芯、套于閥芯上的彈簧、設(shè)于滑動(dòng)導(dǎo)筒
前端的卡簧、設(shè)于滑動(dòng)導(dǎo)筒內(nèi)的銅制容器、設(shè)于銅制容器后端的滑動(dòng)桿、套于滑動(dòng)桿上的導(dǎo)
套體、用于頂住導(dǎo)套體的螺塞和設(shè)于螺塞上用于密封的o型圈，所述銅制容器中裝有固態(tài)
的具有預(yù)定線性膨脹系數(shù)的化學(xué)樹脂。 上述技術(shù)方案還可有以下的改進(jìn)方案所述翅片的高度為9. 5-19mm ;所述翅片的 高度為19mm ;所述化學(xué)樹脂的線性膨脹系數(shù)為8. 633X 10—3/°C 。 本實(shí)用新型的有益效果是由于所述換熱器芯體為百葉窗式翅片，提高了換熱器的換熱性能，所述翅片具有預(yù)定的高度，較傳統(tǒng)的雙疊翅片結(jié)構(gòu)重量減輕10% _20%，單位 面積的外通道流通截面積增大50%，阻力損失降低20%，而換熱效率提高10%以上，所以 提高了換熱器的性能；由于所述旁通閥的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，及裝有固態(tài)的具有預(yù)定線性膨脹系數(shù) 的化學(xué)樹脂，使得旁通閥具有溫度和壓力自控制功能，所以解決了脈沖壓力的作用易使換 熱器疲勞失效、流體過量易使換熱器內(nèi)通道翅片變形堵塞、以及機(jī)器設(shè)備冷啟動(dòng)時(shí)流體不 足量易使機(jī)器磨損加速老化等技術(shù)問題，并克服了一般單向閥作用單一、靈敏度不高、易泄 漏的缺點(diǎn)，延長了換熱器的使用壽命，有效降低了換熱器的成本；同時(shí)，旁通閥通過螺紋連 接內(nèi)置在旁路上，其結(jié)構(gòu)簡單、體積小、易于安裝和拆卸，而且耐用性強(qiáng)；另外，換熱器和旁 通閥的作用實(shí)現(xiàn)了很好的結(jié)合，能適用于不同工況不同場合，而且換熱器和旁通閥的組合 可以實(shí)現(xiàn)系列化和標(biāo)準(zhǔn)化。因此，本實(shí)用新型是一種優(yōu)良的換熱器裝置。以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
圖1是本實(shí)用新型的外部結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本實(shí)用新型的旁通閥的結(jié)構(gòu)分解圖； 圖3是本實(shí)用新型的翅片的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式參照
圖1、圖2、圖3，本實(shí)用新型一種具有溫度和壓力自控制功能的板翅式換熱 器，主要包括換熱器芯體1、位于換熱器芯體1上部的封頭2、位于換熱器芯體1 一側(cè)的旁通 封頭4、設(shè)于旁通封頭4上的連接件3、設(shè)于封頭2和旁通封頭4相接處且與封頭2和旁通 封頭4相通的閥座5、設(shè)于閥座5內(nèi)的旁通閥6，所述換熱器芯體1為百葉窗式翅片16，所述 翅片16具有預(yù)定的高度，所述旁通閥6包括滑動(dòng)導(dǎo)筒10、套于滑動(dòng)導(dǎo)筒10上的閥芯7、套 于閥芯7上的彈簧8、設(shè)于滑動(dòng)導(dǎo)筒10前端的卡簧9、設(shè)于滑動(dòng)導(dǎo)筒10內(nèi)的銅制容器11、設(shè) 于銅制容器11后端的滑動(dòng)桿12、套于滑動(dòng)桿12上的導(dǎo)套體13、用于頂住導(dǎo)套體13的螺塞 15和設(shè)于螺塞15上用于密封的0型圈14，所述銅制容器11中裝有固態(tài)的具有預(yù)定線性膨 脹系數(shù)的化學(xué)樹脂。旁通閥6與閥座5通過螺紋連接。 上述技術(shù)方案還可有以下的改進(jìn)方案。所述翅片16的高度為9. 5-19mm，在這個(gè)范 圍內(nèi)都可以，通常，所述翅片16的高度為19mm，這是最佳高度。所述化學(xué)樹脂的線性膨脹系 數(shù)通常定為8. 633X 10—3/"，這是最佳系數(shù)，當(dāng)然，在8. 633X 10—3/"的上下調(diào)動(dòng)也是可以 的。 本實(shí)用新型一種具有溫度和壓力自控制功能的板翅式換熱器，其工作原理如下 換熱器內(nèi)流體的溫度變化時(shí)，由于銅的導(dǎo)熱系數(shù)很高，熱量可以很快地傳遞到銅 制容器11中的化學(xué)樹脂，也可以很快地將銅制容器11中化學(xué)樹脂的熱量傳遞出去，而所述 化學(xué)樹脂的線性膨脹系數(shù)為8. 633 X 10—3/°C ，這個(gè)系數(shù)很大，這樣，隨著溫度的變化，銅制容 器11中的化學(xué)樹脂能迅速地發(fā)生熱脹或者冷縮變化。 旁通閥6內(nèi)置于進(jìn)口端封頭2和旁通封頭4的交接處，與換熱器芯體1內(nèi)通道并 聯(lián)連通，封頭2、閥座5、旁通閥6和旁通封頭4組成旁通通道。初始狀態(tài)或流體溫度《32°C 時(shí)，旁通閥6呈開啟狀態(tài)，此時(shí)流體由流體入口 17進(jìn)入封頭2后，大部分直接從旁通通道通過，從流體出口 18流出，而不經(jīng)過換熱器芯體1內(nèi)通道，從而為機(jī)器設(shè)備提供足量的潤滑 液，減少磨損。當(dāng)流體溫度逐漸升高并達(dá)到4(TC時(shí)，化學(xué)樹脂受熱膨脹，并推動(dòng)或帶動(dòng)滑動(dòng) 桿12移動(dòng)，由于螺塞15固定在閥座5上，當(dāng)滑動(dòng)桿12頂?shù)铰萑?5時(shí)，就迫使銅制容器11 作反向移動(dòng)，從而推動(dòng)滑動(dòng)導(dǎo)筒10、彈簧8、閥芯7向封頭2靠攏，當(dāng)閥芯7接觸到封頭2時(shí)， 旁通閥6開始閉合，此時(shí)，旁通通道被阻斷，旁通閥6的開啟壓力達(dá)到0. 1Mpa，當(dāng)流體溫度升 高到50°C時(shí)，旁通閥的開啟壓力為0. 14Mpa，當(dāng)流體溫度達(dá)到65°C時(shí)，旁通閥的開啟壓力達(dá) 到0. 2Mpa，5(TC -6(TC狀態(tài)時(shí)，由于旁通閥的開啟壓力超過換熱器芯體1內(nèi)通道的阻力，流 體大部分經(jīng)過換熱器芯體l內(nèi)通道流過，從流體出口 18流出，從而達(dá)到換熱的目的。當(dāng)流 體溫度逐漸降低到低于4(TC時(shí)，化學(xué)樹脂遇冷收縮，使得閥芯7能回位，離開封頭2，于是， 旁通閥6又開啟，旁通通道暢通。 當(dāng)換熱器應(yīng)用在具有脈沖壓力或過流量場合時(shí)，如果溫度升高至旁通閥6處于閉 合狀態(tài)，由于旁通閥中的彈簧8具有預(yù)緊力，即彈簧自身的彈力，彈簧8就隨流體的壓力變 化而發(fā)生伸縮，從而控制旁通閥的閉合和開啟。 一般鋁質(zhì)板翅式換熱器能承受《0. 6Mpa的 脈沖壓力，實(shí)驗(yàn)證明超過此脈沖壓力，換熱器的壽命就會(huì)大幅縮短。旁通閥6閉合時(shí)，旁通 閥中的彈簧8在0. 3-0. 4Mpa的壓力沖擊下會(huì)發(fā)生收縮，從而使旁通閥開啟，直接從旁通通 道泄流出具有脈沖壓力峰值時(shí)的流體，保護(hù)換熱器芯體1內(nèi)通道翅片16不被疲勞破壞，保 護(hù)換熱器的性能。當(dāng)換熱器的過流量突然加大時(shí)，旁通閥也可因壓力加大而被打開，起泄流 保護(hù)作用。當(dāng)壓力減小時(shí)，彈簧8回位，旁通閥6閉合，流體流過換熱器芯體1內(nèi)通道，以保 證換熱效率。 上述溫度和壓力的變化過程反復(fù)進(jìn)行，則實(shí)現(xiàn)了本實(shí)用新型溫度和壓力自控制的 功能。 本實(shí)用新型換熱器芯體的各部件用真空釬焊而成，其它部件再與芯體通過氬弧焊 焊接成一個(gè)整體，其材質(zhì)為鋁合金，當(dāng)然也可采用其它的焊接方式和材質(zhì)。
權(quán)利要求一種具有溫度和壓力自控制功能的板翅式換熱器，主要包括換熱器芯體(1)、位于換熱器芯體(1)上部的封頭(2)、位于換熱器芯體(1)一側(cè)的旁通封頭(4)、設(shè)于旁通封頭(4)上的連接件(3)、設(shè)于封頭(2)和旁通封頭(4)相接處且與封頭(2)和旁通封頭(4)相通的閥座(5)、設(shè)于閥座(5)內(nèi)的旁通閥(6)，其特征在于所述換熱器芯體(1)為百葉窗式翅片(16)，所述翅片(16)具有預(yù)定的高度，所述旁通閥(6)包括滑動(dòng)導(dǎo)筒(10)、套于滑動(dòng)導(dǎo)筒(10)上的閥芯(7)、套于閥芯(7)上的彈簧(8)、設(shè)于滑動(dòng)導(dǎo)筒(10)前端的卡簧(9)、設(shè)于滑動(dòng)導(dǎo)筒(10)內(nèi)的銅制容器(11)、設(shè)于銅制容器(11)后端的滑動(dòng)桿(12)、套于滑動(dòng)桿(12)上的導(dǎo)套體(13)、用于頂住導(dǎo)套體(13)的螺塞(15)和設(shè)于螺塞(15)上用于密封的O型圈(14)，所述銅制容器(11)中裝有固態(tài)的具有預(yù)定線性膨脹系數(shù)的化學(xué)樹脂。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有溫度和壓力自控制功能的板翅式換熱器，其特征在于 所述翅片(16)的高度為9. 5-19mm。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有溫度和壓力自控制功能的板翅式換熱器，其特征在于 所述翅片(16)的高度為19mm。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的具有溫度和壓力自控制功能的板翅式換熱器，其特 征在于所述化學(xué)樹脂的線性膨脹系數(shù)為8. 633X10-3/°C。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種具有溫度和壓力自控制功能的板翅式換熱器，包括換熱器芯體、位于換熱器芯體上部的封頭、位于換熱器芯體一側(cè)的旁通封頭、設(shè)于旁通封頭上的連接件、設(shè)于封頭和旁通封頭相接處且與封頭和旁通封頭相通的閥座、設(shè)于閥座內(nèi)的旁通閥，換熱器芯體為百葉窗式翅片，翅片具有預(yù)定的高度，旁通閥包括滑動(dòng)導(dǎo)筒、套于滑動(dòng)導(dǎo)筒上的閥芯、套于閥芯上的彈簧、設(shè)于滑動(dòng)導(dǎo)筒前端的卡簧、設(shè)于滑動(dòng)導(dǎo)筒內(nèi)的銅制容器、設(shè)于銅制容器后端的滑動(dòng)桿、套于滑動(dòng)桿上的導(dǎo)套體、用于頂住導(dǎo)套體的螺塞和設(shè)于螺塞上用于密封的O型圈，銅制容器中裝有固態(tài)的具有預(yù)定線性膨脹系數(shù)的化學(xué)樹脂。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，使用壽命長。
文檔編號F28F27/00GK201438083SQ200920060548
公開日2010年4月14日 申請日期2009年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月15日
發(fā)明者張銳, 王真勇, 趙強(qiáng), 陳小莛, 龍海勇 申請人:佛山神威熱交換器有限公司