BR102014007953B1 - conexão de ponta para um trocador de calor - Google Patents

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Abstract

TROCADOR DE CALOR E MÉTODO DE PRODUÇÃO Uma conexão de ponta para um trocador de calor que é disposto em um alojamento. A conexão de ponta inclui uma primeira parte, a qual é presa ao trocador de calor, e uma segunda parte, a qual tem uma haste de ponta que se estende através de uma abertura no alojamento e é assentada em um orifício da primeira parte. A conexão de ponta também inclui pelo menos dois selos. O primeiro selo é um selo anular, o qual é assentado em uma ranhura da haste de ponta, e o segundo selo é uma gaxeta, a qual é disposta entre a abertura, a haste de ponta e a primeira parte. O primeiro selo é assentado no orifício e forma um selo entre a haste de ponta e a primeira parte.

Description

REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS RELACIONADOS
[0001] Este pedido reivindica prioridade a partir do Pedido de Patente Alemã N° 10 2013 005 806.6, depositado em 4 de abril de 2013, o qual é incorporado como referência aqui.
ANTECEDENTES
[0002] A invenção se refere a uma conexão de ponta para um trocador de calor, o qual é disposto em um alojamento e inclui uma primeira parte a qual é presa ao trocador de calor e uma outra parte, que tem uma haste de ponta que se estende através de uma abertura no alojamento e é disposta em um orifício da primeira parte, e o que tem pelo menos dois selos, o primeiro selo sendo um selo anular, o qual é assentado em uma ranhura da haste de ponta. A invenção também se refere a um arranjo de trocador de calor.
[0003] A DE 10 2009 039 569 A1 expõe um resfriante gasoso para um motor de combustão interna com uma conexão de ponta. A parte é soldada a uma caixa de cabeçote do resfriante gasoso, o resfriante gasoso é empurrado para o alojamento, e a outra parte da conexão de ponta é aparafusada, através de uma abertura no alojamento, em um orifício da primeira parte, e é presa. A ranhura tem o primeiro selo e está situada na extremidade mais superior da haste de ponta.
[0004] Esta conexão de ponta conhecida é vantajosa, porque a fixação do trocador de calor no alojamento também é obtida por meio da conexão entre as duas partes da conexão de ponta.
[0005] O projeto do meio de vedação é desvantajoso, contudo, porque o segundo selo entra em contato com seu lado interno com um meio de troca de calor e em seu lado externo com o outro meio de troca de calor, como resultado do que a ação de vedação diminui rapidamente. Mais ainda, um by-pass, mesmo que seja pequeno, é produzido no lado de gás entre o alojamento e o trocador de calor, como resultado da conexão de parafuso das duas partes, o que é desvantajoso.
SUMÁRIO
[0006] O objetivo da invenção é uma conexão de ponta para um trocador de calor, o qual é disposto em um alojamento, tendo os recursos os quais são especificados no começo, de forma tal que a ação de vedação seja melhorada.
[0007] É provido de acordo com um aspecto da invenção que o segundo selo seja uma gaxeta, a qual forma um selo entre a abertura, a haste de ponta e a primeira parte, e que o primeiro selo é assentado no orificio e forma um selo entre a haste de ponta e a primeira parte. O segundo selo é disposto acima do primeiro selo.
[0008] Devido ao fato de a gaxeta também formar um selo em direção à primeira parte, os selos estão situados em cada caso apenas em contato com um meio de troca de calor, razão pela qual sua eficiência é melhorada, também visto em relação a um periodo de tempo relativamente longo. O posicionamento da ranhura tendo o primeiro selo na região inferior da haste de ponta, por meio do que a referida haste de ponta é assentada no orificio da primeira parte, também contribui para a ação melhorada.
[0009] O selo anular preferencialmente é um selo de anel em 0, quer dizer, com uma seção transversal aproximadamente redonda. A gaxeta, a qual também forma uma configuração anular, preferencialmente tem uma seção transversal aproximadamente em formato de L. Um trecho do L forma um selo em direção à haste de ponta. A extremidade distal do mesmo trecho forma um selo em direção à primeira parte. 0 outro trecho forma um selo em direção à abertura e/ou ao exterior. Aqui, a extremidade distal do outro trecho pode se confinar com uma borda da abertura.
[0010] A gaxeta também pode ter, por exemplo, uma seção transversal em formato de C ou em formato de U; o lado de seção transversal aberto da gaxeta deve apontar em direção à abertura e o lado fechado deve ficar na haste de ponta.
[0011] Um colar na haste de ponta se apoia na borda e, ao mesmo tempo, limita a profundidade de inserção da outra parte em uma parte da conexão de ponta, como resultado do que as forças de grampeamento da gaxeta também não podem subir além de um nivel inadmissível.
[0012] Os recursos e seus efeitos também resultam da descrição a seguir de modalidades de exemplo.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[0013] A figura 1 mostra meramente em esboço uma seção através da conexão de ponta e o trocador de calor no alojamento em uma primeira modalidade de exemplo.
[0014] A figura 2 mostra um trocador de calor.
[0015] A figura 3 mostra uma segunda modalidade de exemplo.
[0016] A figura 4 mostra uma conexão de ponta tendo uma ponta inclinada.
DESCRIÇÃO DETALHADA
[0017] O alojamento 1 pode ser, por exemplo, o coletor de admissão 1 de um motor de combustão interna, através do que ar de carga comprimido flui, de modo a ser resfriado no trocador de calor 2, antes de ser alimentado para um motor de combustão interna (não mostrado). Para esta finalidade, o ar de carga LL (isto é, um segundo meio de troca de calor) tem que ser capaz de fluir para o coletor de admissão 1 e, depois de fluir através do trocador de calor 2, também tem que ser capaz de fluir para fora de novo, o que não pode ser visto da mesma forma, contudo, a partir das ilustrações de esboço.
[0018] Obviamente, pode haver também um gás diferente, o qual é para ser resfriado e também um trocador de calor diferente, o qual é disposto em um alojamento diferente 1.
[0019] O trocador de calor 2 das modalidades de exemplo, as quais são mostradas nas figuras 1 e 2, tem uma pilha que inclui pares de placa 22 e aletas corrugadas 23, as quais são dispostas entre eles, através do que o ar de carga LL mencionado acima tem que fluir. Uma placa de cobertura 20 está situada na pilha. Um liquido, o qual flui através de uma conexão de ponta e através dos pares de placa 22, serve como um resfriante (isto é, um primeiro meio de troca de calor), conforme ilustrado na figura 2.
[0020] Nas modalidades de exemplo, o coletor de admissão 1 é feito a partir de plástico. A ponta 4 com sua haste de ponta 4a, também é uma parte de plástico.
[0021] Em contraste, uma parte 3 da conexão de ponta é um bloco de conexão 30, o qual é feito a partir de metal, e é conectado de uma maneira vedante e fixa na placa de cobertura 20 da pilha, preferencialmente é soldada a ela.
[0022] O coletor de admissão 1 tem duas aberturas 10. A conexão de ponta, a qual será descrita em maiores detalhes no texto a seguir, está situada em cada abertura 10.
[0023] Uma vez que o bloco de conexão 30 foi equipado com duas aberturas passantes 31 ou com dois orificios 3a e o bloco de conexão 30 representa uma parte 3 mencionada acima da conexão de ponta, uma parte 3 pode ser utilizada aqui para duas conexões de ponta.
[0024] O trocador de calor 2 com o bloco de conexão 30, a qual é soldada ao trocador de calor 2, é empurrado para o coletor de admissão 1, com o resultado de os dois orifícios 3a ou as duas aberturas passantes 31 virem a ficar abaixo das aberturas 10 mencionadas acima no coletor de admissão 1. Na modalidade ilustrada, oito orifícios cegos roscados 31 (figura 2) estão situados no bloco de conexão 30. O coletor de admissão 1 tem outras oito aberturas passantes (não mostradas), as quais correspondem aos orifícios cegos roscados 31, com o resultado de parafusos (não mostrados da mesma forma) poderem ser aparafusados através das aberturas passantes nos orifícios cegos roscados 31, de modo a se prender o trocador de calor 2 no coletor de admissão 1. Em outras modalidades, pode haver mais ou menos orifícios cegos roscados 31, aberturas passantes e parafusos.
[0025] As duas pontas 4 então são usadas. Um segundo selo 6, especificamente, uma gaxeta 6, é empurrado para a haste de ponta 4a das pontas 4. Na modalidade de exemplo, a gaxeta 6 tem uma seção transversal aproximadamente em formato de L. As pontas 4 têm uma ranhura 4b na haste de ponta 4a, em cuja ranhura 4b o primeiro selo 5, especificamente, um anel em 0, é inserido.
[0026] De acordo com a figura 1, as pontas 4 são aparafusadas, por exemplo, nas aberturas atribuídas 10 ou são presas de alguma outra forma, o que não foi mostrado.
[0027] Na posição de extremidade das pontas 4, a haste de ponta 4a é tamponada no selo de anel em 0 5 na abertura passante 31 do bloco de conexão 30. Nesta posição, um colar 4c da ponta 4 se poaia contra uma borda 11 da abertura 10. Nesta posição, a gaxeta 6 é carregada com uma força de pressão admissível.
[0028] Conforme mostram as figuras 1, 3 e 4, uma extremidade distai de um trecho (vertical) da gaxeta 6 fica de forma fixa sobre o bloco de conexão 30, e evita que o ar de carga LL flua entre o alojamento de plástico 1 e o bloco de conexão metálico 30, tão longe quanto até a ponta 4. Ao mesmo tempo, a gaxeta 6 impede com seu outro trecho (horizontal) que o ar de carga escape para o exterior e passe através de um percurso superior para a ponta 4, o que as figuras 1, 3 e 4 mostram da mesma forma.
[0029] Uma vez que o ar de carga não pode fluir para cima para a ponta 4, o outro lado do selo de anel em 0 5 (seu lado superior nas figuras 1, 3 e 4) também não entra em contato com o ar de carga LL. Em contraste, o lado inferior do selo de anel em O 5 está em contato com o resfriante.
[0030] Uma vez que a ponta 4 esteja tamponada com sua haste de ponta inferior 4a da maneira de uma ponta de encaixe na abertura passante 31 do bloco de conexão 30, o resfriante, o qual flui através das aberturas 21, pode passar tão longe quanto o lado inferior mencionado acima do selo de anel em 0 5, mas não além dele. O resfriante, portanto, não pode penetrar tão longe quanto a gaxeta 6, a qual forma um selo no lado de ar.
[0031] Na modalidade de exemplo de acordo com a figura 3, um tipo diferente de fixação foi mostrado e, mais ainda, as duas pontas 4 foram combinadas para a formação de um componente comum 12, o qual é preso por meio de parafusos 13 em orificios roscados 14, os quais são formados no coletor de admissão 1. Neste caso, o componente comum 12 forma a outra parte 4. Pode ser dito que o componente comum 12 foi produzido em virtude do fato de que os colares mencionados acima 4c nas pontas 4 terem sido formados como uma parede comum ou como uma conexão. Conforme deve ser claro a partir da figura 3, nenhum meio adicional de vedação é requerido na região dos parafusos 13, porque a gaxeta 6 também assume a ação de vedação, a qual é necessária ali. Considerando as designações faltando na figura 3, uma referência pode ser feita à figura 1.
[0032] As modalidades de acordo com a figura 3 ou 4 (veja abaixo) têm a vantagem adicional, em comparação com a técnica anterior, a qual foi citada no começo, de a ligação das partes 3 e 4, o que é para ser realizado durante a instalação do trocador de calor no alojamento (coletor de admissão 1) não levar ao by-pass de lado de gás, o qual foi endereçado acima, para ser preciso, abaixo, entre o alojamento 1 e o trocador de calor 2, cujo by-pass tem que ser aceito ou tem que ser selado de uma maneira complicada na técnica anterior.
[0033] A figura 4 mostra uma modalidade com uma ponta inclinada 4. Aqui, uma fixação da mesma forma ocorre por meio de uma conexão de parafuso 13, a qual é configurada através do colar 4c da ponta 4, à borda 11 da abertura 10, a qual é indicada por meio das duas linhas verticais de traço e ponto. Obviamente, também há uma modalidade (não mostrada) como a figura 3, com duas pontas inclinadas 4.
[0034] Caso a ação do selo anular 5, não obstante, diminua após um periodo de tempo extremamente longo, a função do arranjo, antes de tudo, não seria prejudicada porque o resfriante então não seria parado pelo segundo selo 6 (gaxeta).

Claims (15)

1. CONEXÃO DE PONTA PARA UM TROCADOR DE CALOR (2), que é disposto em um alojamento (1), a conexão de ponta compreende: uma parte (3), a qual é presa ao trocador de calor (2); uma outra parte (4), a qual tem uma haste de ponta (4a) que se estende através de um alojamento (1), a haste de ponta incluindo uma primeira extremidade de ponta com uma primeira abertura de extremidade de ponta e uma segunda extremidade de ponta com uma segunda abertura de extremidade de ponta, a segunda extremidade de ponta sendo assentada em um primeiro orifício da primeira parte; caracterizado por compreender: pelo menos dois selos (5, 6), o primeiro selo (5) sendo um selo anular, o qual é assentado em uma ranhura (4b) da haste de ponta (4a), o segundo selo (6) sendo uma gaxeta a qual é disposta entre a abertura (10) do alojamento (1), a haste de ponta (4a) e a parte (3); em que o primeiro selo (5) é assentado no primeiro orifício (3a) e forma um selo entre a haste de ponta (4a) e a parte (3).
2. CONEXÃO DE PONTA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo segundo selo (6) ser disposto acima do primeiro selo (5).
3. CONEXÃO DE PONTA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pela parte (3) ser um bloco de conexão (30), o qual é preso a uma placa de cobertura (20) do trocador de calor e o qual tem uma abertura passante (31) a qual forma o primeiro orifício (3a) e na qual a haste de ponta (4a) é assentada com o primeiro selo (5).
4. CONEXÃO DE PONTA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pela parte (3) ser um bloco de conexão (30), o qual é preso a uma placa de cobertura (20) do trocador de calor e inclui um segundo orifício, em que o primeiro orifício e o segundo orifício são orifícios separados que se estendem através do bloco de conexão e estão cada um em comunicação fluida separada com o trocador de calor.
5. CONEXÃO DE PONTA, de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo trocador de calor (2) ter uma pilha incluindo pares de placa (22) e aletas corrugadas (23) e a placa de cobertura (20), os pares de placas tendo aberturas (21) que conectam de forma hidráulica os pares de placa.
6. CONEXÃO DE PONTA, de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo primeiro e segundo orifícios do bloco de conexão serem conectados de forma hidráulica às aberturas.
7. CONEXÃO DE PONTA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo primeiro selo (5) formar um selo em direção a um primeiro meio de troca de calor e não estar em contato com o segundo meio de troca de calor.
8. CONEXÃO DE PONTA, de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo segundo selo (6) formar um selo em direção a um segundo meio de troca de calor e não estar em contato com o primeiro meio de troca de calor.
9. CONEXÃO DE PONTA, de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo lado do primeiro selo (5) ser disposto de modo a apontar em direção ao segundo selo (6) e um lado do segundo selo (6) se apoiar contra a haste de ponta.
10. CONEXÃO DE PONTA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo selo anular (5) ser um selo de anel em O e a gaxeta (6) ter uma seção transversal em formato de L.
11. CONEXÃO DE PONTA, de acordo com a reivindicação 10, caracterizada por um primeiro trecho do L formar um selo em direção à haste de ponta, e uma extremidade distal do primeiro trecho se estender através da abertura (10) e formar um selo em direção à parte (3).
12. CONEXÃO DE PONTA, de acordo com a reivindicação 11, caracterizada por um segundo trecho do L formar um selo em direção a um dentre a abertura ou o exterior.
13. CONEXÃO DE PONTA, de acordo com a reivindicação 12, caracterizada por uma extremidade distal do segundo trecho se confinar com uma borda (11) da abertura (10).
14. CONEXÃO DE PONTA, de acordo com a reivindicação 13, caracterizada por um colar (4c) na haste de ponta se apoiar na borda (11) e limitar a profundidade de inserção da outra parte (4) na parte (3) da conexão de ponta, de modo que as forças de grampeamento que atuam sobre a gaxeta (6) não subam acima de um limite inadmissível.
15. CONEXÃO DE PONTA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pela parte (3) ser disposta em um dos selos com o primeiro orifício e o outro dos selos com a superfície superior da parte (3).
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