CN103962474A - 用于形成热交换器的热传递元件的辊 - Google Patents

用于形成热交换器的热传递元件的辊 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于形成热交换器的热传递元件的辊。一种用于形成热传递元件400的辊100可包括中心轴110和多个辊元件120。多个辊元件120可堆叠在中心轴110上。各个辊元件120限定外周122，外周122构造成包括横跨其的几何形状特征130。堆叠在中心轴110上或不使用中心轴110堆叠的堆叠的辊元件120使辊100构造成具有对应于堆叠的辊元件120的几何形状特征130的周向表面150，以形成对应于周向表面150的热传递元件400。

Description

用于形成热交换器的热传递元件的辊
技术领域
本公开涉及热交换器，并且更具体地涉及用于形成在用于传递热的此类热交换器中使用的热传递元件的辊。
背景技术
热交换器(诸如旋转再生式空气预热器)包括堆叠在其中以将热从热气流传递至冷气流的各种热传递元件。为了有效的热传递，热传递元件包括一个或多个几何形状特征，诸如，起伏、波状、凹口和平面。大体上，此类特征通过在一对金属辊之间卷压金属片或板来形成，该对金属辊包括横跨其圆周的一个或多个类似特征。形成在卷压金属片上的特征对应于横跨压辊的圆周的特征。
具有所述特征的金属辊大体上通过横跨其圆周加工辊来生产。除开不经济外，在金属辊上加工所述特征或其各种组合可为非常麻烦、冗长和耗时的工作。此外，辊的此类加工大体上还将特征限制为当前加工技术和实践以及不间断特征的几何形状。此外，用于形成具有变化的特征的热传递元件的辊压力机上的此类金属辊的装载和卸载还可增加其总体冗长性和时间。
发明内容
本公开描述了一种用于形成热交换器的热传递元件的辊，其将在以下简要概述中提出，以提供旨在克服所讨论缺陷的本公开的一个或多个方面的基本理解，但包括其所有优点，连同提供一些附加优点。该概述不是本公开的广泛综述。旨在既不识别本公开的关键或重要元件，也不叙述本公开的范围。相反地，该概述的唯一目的在于以简化形式提出本公开的一些构思、其方面和优点来作为下文提出的更详细描述的前序。
本公开的目的在于描述一种具有几何形状特征的辊，其相对于常规加工的辊在形成中相当经济、容易和较不耗时。本发明的另一个目的在于描述一种以方便且经济的方式并且在大致较少时间内形成辊的方法。本公开的另一个目的在于描述热传递板的形成和用于其形成的辊布置。本公开的又一个目的在于在每次需要形成新的热传递元件轮廓时消除辊从辊布置的装载和卸载。本公开的各种其它目的和特征将从以下详细描述和权利要求为显而易见的。
一方面，上文提到的和其它的目的可通过用于形成热交换器的热传递元件的本公开的辊来实现。在其它方面，上文提到的和其它的目的可通过用于形成辊的方法、具有用于形成热传递元件的辊的辊布置，以及用于获得热交换器的热传递元件的方法来实现。
根据本公开的第一方面，提供了一种用于形成热交换器的热传递元件的辊。辊包括多个辊元件，其均限定外周。各个辊元件包括构造成横跨其外周的几何形状特征。多个辊元件适于堆叠以使辊构造成具有对应于堆叠的辊元件的几何形状特征的周向表面，以形成对应于周向表面的热传递元件。
在本公开的另一个方面中，提供了一种用于形成热传递元件的辊，其具有中心轴和适于堆叠在中心轴上的多个辊元件。各个辊元件限定外周，该外周构造成包括横跨其的几何形状特征。在一个实施例中，各个辊元件可为从金属片切下的具有平面形状或非平面形状中的一个的大致薄的金属片。此外，各个辊元件成形为圆形或非圆形中的一个。中心轴上的堆叠的辊元件使辊构造成具有对应于堆叠的辊元件的几何形状特征的周向表面，以形成对应于周向表面的热传递元件。在一种形式中，没有任何限制的几何形状特征可为可通过所需的工具切割或可通过激光或任何其它数字方法切割的起伏、波状、平面和凹口、肋条、凸片、凹座或波纹中的至少一个。
在一个实施例中，各个辊元件包括切口，其限定与外周相对的内周，各个辊元件通过该切口堆叠在中心轴上。
在一个实施例中，描述了一种使得多个辊元件能够适合地堆叠在中心轴上的接合布置。接合布置可包括在中心轴的表面上沿纵向延伸的接合部件；以及从各个辊元件的内周向下延伸以匹配接合部件来将多个辊元件堆叠在中心轴上的互补的接合部件。接合部件可为凹槽，而互补的接合部件可为凸起。
在本公开的另一个方面中，描述了一种用于形成辊的方法。该方法包括：
形成中心轴；
从金属片切割多个辊元件，各个辊元件限定外周；
形成横跨辊元件中的各个的外周的几何形状特征；以及
将多个辊元件堆叠在中心轴上以使辊构造成具有对应于堆叠的辊元件的几何形状特征的周向表面，以形成对应于周向表面的热传递元件。
在本公开的另一个方面中，描述了一种用于形成热交换器的热传递元件的辊布置。辊布置包括一对辊，各个辊包括
中心轴，以及
多个辊元件，其均限定外周，各个辊元件包括构造成横跨其外周的几何形状特征，多个辊元件适于堆叠在中心轴上，
中心轴上的堆叠的辊元件使辊构造成具有对应于堆叠的辊元件的几何形状特征的周向表面，
成对的辊以间隔方式平行布置以构造辊隙，成对的辊能够沿相应的轴线旋转用于使得辊隙能够收纳金属片以形成对应于周向表面的热传递元件。
在本公开的又一个方面中，一种用于形成热交换器的热传递元件的方法。该方法包括：
以间隔方式布置一对辊来构造辊隙，成对的辊能够沿其相应的轴线旋转，各个辊包括：
中心轴，以及
多个辊元件，其均限定外周，各个辊元件包括构造成横跨其外周的几何形状特征，多个辊元件适于堆叠在中心轴上，
中心轴上的堆叠的辊元件使辊构造成具有对应于堆叠的辊元件的几何形状特征的周向表面；以及
使金属片从成对的辊的辊隙经过以形成对应于成对的辊的周向表面的热传递元件。
在方法和辊布置的以上方面的一个实施例中，可在不将其堆叠在中心轴上的情况下获得辊的形成。
这些与本公开的其它方面一起，连同构成本公开的特征的新颖的各种特征在本公开中被具体指出。为了更好理解本公开、其操作优点和其使用，应当参照附图和描述的事物，其中，示出了本公开的示例性实施例。
附图说明
连同附图参照以下详细描述和权利要求，本公开的优点和特征将更好理解，附图中相似的元件标有相似的标号，并且在附图中：
图1A和图1B分别示出了根据本公开的示例性实施例的用于形成热交换器的热传递元件的部分堆叠的辊的透视图和侧视图；
图1C示出了根据本公开的示例性实施例的用于形成热交换器的热传递元件的完全堆叠的辊的侧视图；
图2A和图2B分别示出了根据本公开的示例性实施例的图1A至图1C的辊的辊元件的正视图和侧视图；
图3示出了根据本公开的示例性实施例的用于形成图1A至图1C的辊的方法的流程图；
图4示出了根据本公开的示例性实施例的用于形成热交换器的热传递元件的辊布置的透视图；以及
图5示出了根据本公开的示例性实施例的用于通过使用图4的辊布置来形成热传递元件的方法的流程图。
相似的附图标记遍及附图的若干视图的描述表示相似部分。
部件列表
100 辊
110 中心轴
112a 远端部分
112b 近端部分
112c 中间部分
114 中心轴的表面
120 辊元件
122 外周
124 切口
126 内周
128 通孔
130 几何形状特征
140 接合布置
142 接合部件
144 互补的接合部件
150 周向表面
162,164 支承板
170 伸长螺杆和螺母组件
172 伸长螺杆
174 螺母
200 用于形成辊的方法
210-230 方法步骤
300 辊布置
310 辊隙
400 热传递元件
500 用于形成热传递元件的方法
510-520 方法步骤
'M' 金属片。
具体实施方式
为了彻底理解本公开，将参照以下详细描述，包括结合上述附图的所附权利要求。在以下描述中，为了阐释的目的，阐明了许多具体细节以便提供本公开的彻底理解。然而，本领域技术人员将很清楚的是本公开可在没有这些具体细节的情况下实践。在其它情况下，结构和装置仅以框图形式示出，以便避免使本公开模糊。本说明书中提到的"一个实施例"、"实施例"、"另一个实施例"、"各种实施例"意思是结合实施例描述的具体特征、结构或特性包括在本公开的至少一个实施例中。在说明书各处出现的短语"在一个实施例中"不必所有都指同一个实施例，单独或备选的实施例不相互排斥其它实施例。此外，描述了各种特征，其可由一些实施例呈现并且不由其它实施例呈现。同样地，描述了各种要求，其可为一些实施例的要求，但可不为其它实施例的要求。
尽管以下描述包含出于示出目的的许多细节，但本领域技术人员将认识到这些细节的许多变型和/或改型在本公开的范围内。同样地，尽管按照彼此或连同彼此描述了本公开的特征中的许多个，但本领域技术人员将认识到这些特征中的许多个可独立于其它特征来提供。因此，阐明了本公开的该描述，而没有本公开的一般性的任何损失，并且不对本公开施加限制。此外，相对用语诸如"内"、"外"、"远侧"、"近侧"、"中间"等在本文中不表示任何顺序、高度或重要性，而是用于将一个元件与另一个元件区分开。此外，用语"一个"和"一种"在本文中不表示量的限制，而是表示存在提到的物品中的至少一个。
现在参照图1A至图1C，分别示出了根据本公开的示例性实施例的用于形成热交换器的热传递元件的辊100的透视图和侧视图。辊100为用于形成热传递元件的冲压成型模。辊100包括中心轴110。中心轴110可为取决于工业要求的任何适合的长度和直径的金属轴。中心轴110包括与彼此相对的远端部分112a和近端部分112b，以及在远端部分112a与近端部分112b之间延伸的中间部分112c。在一种形式中，远端部分112a和近端部分112b可凸缘连接来操作性地联接到适合的机械布置上，该适合的机械布置可使中心轴110沿其轴线旋转。
此外，辊100包括多个辊元件120。辊元件120可适于堆叠在中心轴110上。
在本公开的一个优选实施例中，辊元件120可堆叠来形成辊，而不需要任何中心轴，诸如中心轴110。例如，没有中心轴的辊可由一系列辊元件120生产，并且围绕堆叠的组件的各个端部上的短轴旋转。
各个辊元件120可为大致较薄的金属片，其可为平面的或非平面的，大体上通过切割所需周向几何形状的金属片来获得，使得当堆叠时，可形成所需的加热元件形成辊的特性。在一个实施例中，辊元件120可为圆形，而在另一个实施例中，辊元件120可为除圆形外的任何形状。此外，在另一个实施例中，辊元件120可通过本领域中已知的激光切割工艺、水射流切割工艺或任何其它适合的数字切割工艺中的一种来切割。辊元件120的正视图和侧视图分别在图2A和图2B中示出，并且将连同图1A至图1C描述。各个辊元件120包括外周122。此外，辊元件120中的各个可包括构造成在中心穿过其的切口124，限定与外周122相对的内周126。各个辊元件120包括构造成横跨外周122的几何形状特征130。在一个实施例中，几何形状特征130可包括但不限于起伏、波状、平面、凹口、肋条、凸片、凹座或波纹中的至少一个，这些几何形状特征通过所需的工具切割或可通过激光或任何其它数字方法切割。各个辊元件120可包括几何形状特征130，诸如，起伏区段、波状区段、平面区段、凹口区段、肋条区段、凸片区段、凹座区段和波纹区段或以任何期望的组合或单独的任何其它几何形状特征，而不脱离本公开的范围。
如提到的，在一个实施例中，辊元件120中的各个适于堆叠在中心轴110上。多个辊元件120中的各个适于横跨中心轴110的中间部分112c的整个长度堆叠，留下远侧凸缘连接的端部部分112a和近侧凸缘连接的端部部分112b。辊元件120可横跨中心轴110上的中间部分112c通过切口124整齐地堆叠。在图1A和图1B中，仅示出了中心轴110的局部部分。此外在图3C中，辊元件120示为横跨中心轴110的中间部分112c的整个长度堆叠，用于形成辊100。在本公开的一个实施例中，为了横跨中心轴110正确堆叠辊元件120，可提供接合布置140。接合布置140可包括沿纵向在中心轴110的表面114上延伸的接合部件142。接合布置140还可包括互补的接合部件144，其从辊元件120中的各个的内周126向下延伸以匹配接合部件142，以将多个辊元件120堆叠在中心轴110上。接合布置140的变型中的一个可为阳-阴接合布置，其中，接合部件142可为凹槽，而互补的接合部件144可为匹配凹槽的凸起。
中心轴110上的堆叠的辊元件120使辊100构造成具有对应于堆叠的辊元件120的几何形状特征130的周向表面150。
此外，在图4中最清楚的一个实施例中，堆叠的辊元件120可支承在两个支承板162,164之间，并且通过使用各种伸长螺杆和螺母组合170(杆和螺母组合170')来紧抓在一起。支承板162,164可置于中心轴110的中间部分112c上的堆叠的辊元件120的相对端部处。此外，杆和螺母组合170可用于将堆叠的辊元件120连同支承板162,164紧抓。各个辊元件120可包括通孔128(如图2A中所示)，用于使得杆和螺母组合170能够在中心轴110上连同支承板162,164与其紧抓在一起，支承板162,164也可包括通孔(未示出)。伸长的螺杆172可插入堆叠的辊元件120的同心的通孔128中，并且螺母174可旋拧在伸长杆162上，从而将堆叠的辊元件120连同支承板162,164紧抓在一起。
构造对应于堆叠的辊元件120的几何形状特征130的辊100的周向表面150的堆叠的辊元件120用于形成对应于周向表面150的热传递元件，并且将随后在本文中参照图4和图5阐释。
现在参照图3，示出了根据本公开的示例性实施例的用于形成辊100的方法200的流程图。在方法200的210处，通过使用激光切割工艺或水射流切割工艺或本领域已知的任何其它适合的工艺来从金属片切割各种辊元件120。在220处，形成了横跨辊元件120中的各个的外周122的几何形状特征130。此外，在230处，辊元件120堆叠在一起。在一个实施例中，辊元件120的堆叠可在如上文所述的中心轴110上完成。然而，在另一个实施例中，可在没有中心轴110的情况下完成辊元件120的堆叠。此外，在一个实施例中，如上文所述，如果在中心轴110上完成各种辊元件120的堆叠，则此类堆叠可通过接合布置140来实现。各种构件、其形成和其堆叠的详细描述可源于图1A至图2B的以上阐释，该以上阐释已经为了本公开的简短而在本文中避免。
现在参照图4，辊布置300可提供成根据本公开的示例性实施例形成对应于辊100的周向表面150的热传递元件。如图4中所示的辊布置300将连同图1A至图3来阐释。辊布置300包括一对辊，诸如辊100。为了简短，本文中排除了辊100的重复描述，并且如上文阐释的辊100的所有限制将在本文中相关。成对的辊100以平行关系和以大致间隔的方式设置以构成辊隙310。辊100中的各个能够沿其轴线在与其它相反的方向上旋转，用于使辊隙310能够收纳金属片"M"。金属片"M"在穿过辊100之间的辊隙310的同时，可被压制来形成具有对应于辊100的周向表面150的几何形状特征130的热传递元件400。
现在参照图5，示出了根据本公开的示例性实施例的用于形成热传递元件400的方法500的流程图。热传递元件400可由图4的辊布置300形成。在510处，成对的辊100以如上文参照图4所述的方式布置。此外，在520处，允许金属片"M"穿过成对的辊100的辊隙310以形成具有对应于如上文阐释的辊100的周向表面150的几何形状特征130的热传递元件400。为了简短，本文中排除了其重复描述。
本公开的辊在各种范围中是有利的。具有几何形状特征的辊相对于常规加工的辊在形成中相当经济、容易和较不耗时。堆叠以形成辊的辊元件(具有几何形状特征)可通过激光切割工艺容易地生产，降低了成本并将形成时间从数月减少至数小时。与形成辊元件相关联的前面的成本由于按需要排除加工工艺同时形成常规热传递元件而显著降低。此外，几何形状特征的形成现在可不限于可用的加工工艺，从而增大按照将来的需求的各种新几何形状的形成范围。此外，由于各种辊元件的堆叠，每次需要形成新的热传递元件轮廓时，就排除了辊从辊布置的装载和卸载。
为了图示和描述的目的，已经呈现了本公开的特定实施例的以上描述。它们不旨在为详尽的或将本公开限于公开的精确形式，并且明显地，按照以上教导，许多改型和变型是可能的。选择和描述实施例，以便最佳地阐释本公开的原理和其实际应用，从而使本领域的其他技术人员能够最佳地使用本公开和具有适于构想出的特定使用的各种改型的各种实施例。理解的是，由于情形可提出或造成便利，故构想出等同方案的各种省略和置换，但这旨在覆盖应用或实施，而不脱离本公开的权利要求的精神或范围。

Claims (17)

1. 一种用于形成热交换器的热传递元件的辊，所述辊包括：
中心轴；以及
多个辊元件，其均限定外周，各个辊元件包括构造成横跨其外周的几何形状特征，所述多个辊元件适于堆叠在所述中心轴上，
所述中心轴上的所述堆叠的辊元件使所述辊构造成具有对应于所述堆叠的辊元件的几何形状特征的周向表面，以形成对应于所述周向表面的所述热传递元件。
2. 根据权利要求1所述的辊，其特征在于，各个辊元件包括切口，所述切口限定与所述外周相对的内周，各个辊元件通过所述切口堆叠在所述中心轴上。
3. 根据权利要求2所述的辊，其特征在于，还包括接合布置，以使得所述多个辊元件能够堆叠在所述中心轴上，其中，所述接合布置包括：
在所述中心轴的表面上沿纵向延伸的接合部件；以及
互补的接合部件，其从各个辊元件的所述内周向下延伸，以匹配所述接合部件来将所述多个辊元件堆叠在所述中心轴上。
4. 根据权利要求3所述的辊，其特征在于，所述接合部件为凹槽。
5. 根据权利要求3所述的辊，其特征在于，所述互补的接合部件为凸起。
6. 根据权利要求1所述的辊，其特征在于，各个辊元件为从金属片切割的具有平面形状或非平面形状中的一个的大致薄的金属片。
7. 根据权利要求1所述的辊，其特征在于，各个辊元件成形为圆形或非圆形中的一个。
8. 一种用于形成辊的方法，所述辊能够形成热交换器的热传递元件，所述方法包括：
形成中心轴；
从金属片切割多个辊元件，各个辊元件限定外周；
形成横跨所述辊元件中的各个的外周的几何形状特征；以及
将所述多个辊元件堆叠在所述中心轴上以使所述辊构造成具有对应于所述堆叠的辊元件的几何形状特征的周向表面，以形成对应于所述周向表面的所述热传递元件。
9. 根据权利要求8所述的方法，其特征在于，堆叠所述多个辊元件还包括切割各个辊元件以成切口，各个辊元件通过所述切口堆叠在所述中心轴上，所述切口限定与所述外周相对的所述辊元件的内周。
10. 根据权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括使所述多个辊元件接合在所述中心轴上以使得其能够通过接合布置堆叠，其中，所述接合布置包括：
在所述中心轴的表面上沿纵向延伸的接合部件；以及
互补的接合部件，其从各个辊元件的所述内周向下延伸以与所述接合部件接合，用于将所述多个辊元件堆叠在所述中心轴上。
11. 一种用于形成热交换器的热传递元件的辊，所述辊包括：
多个辊元件，其均限定外周，各个辊元件包括构造成横跨其外周的几何形状特征，所述多个辊元件适于堆叠以使所述辊构造成具有对应于所述堆叠的辊元件的几何形状特征的周向表面，以形成对应于所述周向表面的所述热传递元件。
12. 根据权利要求11所述的辊，其特征在于，各个辊元件成形为圆形或非圆形中的一个。
13. 根据权利要求11所述的辊，其特征在于，各个辊元件为从金属片切割的具有平面形状或非平面形状中的一个的大致薄的金属片。
14. 一种用于形成辊的方法，所述辊能够形成热交换器的热传递元件，所述方法包括：
从金属片切割多个辊元件，各个辊元件限定外周；
形成横跨所述辊元件中的各个的外周的几何形状特征；以及
堆叠所述多个辊元件以使所述辊构造成具有对应于所述堆叠的辊元件的几何形状特征的周向表面，以形成对应于所述周向表面的所述热传递元件。
15. 一种用于形成热交换器的热传递元件的辊布置，所述辊布置包括：
一对辊，各个辊包括，
多个辊元件，其均限定外周，各个辊元件包括构造成横跨其外周的几何形状特征，所述多个辊元件适于堆叠以使所述辊构造成具有对应于所述堆叠的辊元件的几何形状特征的周向表面，
所述成对的辊以间隔方式平行布置以构造辊隙，所述成对的辊能够沿相应的轴线旋转，用于使得所述辊隙能够收纳金属片以形成对应于所述周向表面的所述热传递元件。
16. 一种用于形成热交换器的热传递元件的方法，所述方法包括：
以间隔方式布置一对辊以构造辊隙，所述成对的辊能够沿其相应的轴线旋转，各个辊包括，
多个辊元件，其均限定外周，各个辊元件包括构造成横跨其外周的几何形状特征，所述多个辊元件适于堆叠以使所述辊构造成具有对应于所述堆叠的辊元件的几何形状特征的周向表面；以及
使金属片从所述成对的辊的辊隙经过以形成对应于所述成对的辊的周向表面的所述热传递元件。
17. 一种通过使用权利要求1至权利要求16的辊、辊布置或方法获得的热传递元件。
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