CN104981677A - 具有自动对准配件的热交换器 - Google Patents

Abstract

一种热交换器具有入口配件和出口配件，它们分别具有基部和顶部，并且具有周向凹槽，周向凹槽设有弹性密封元件以密封冷却剂歧管的钻孔。每个配件还具有基部配件，基部配件具有密封到热交换器表面上的环形密封表面。在一实施例中，基部的直径大于顶部，并且凹槽和密封元件设置于底部中，斜切面或倾斜表面使基部与顶部分开。在另一实施例中，顶部具有比基部更大的直径，并且凹槽和弹性密封元件设置于顶部中。

Description

具有自动对准配件的热交换器

相关申请的交叉引用

本申请要求保护在2013年2月提交的美国临时专利申请61/763,747的优先权和权益，该临时专利申请的内容以引用的方式并入到本文中。

技术领域

本发明涉及带有配件的热交换器，当配件插入于刚性歧管内时配件自动对准。

背景技术

大部分常规热交换器使用流体连接配件，流体连接配件经由管型或软管型流体管道而与车辆变速器、发动机、动力转向装置等形成接口连接。这些管道相对柔性，并且可以适应热交换器配件中的一定程度的未对准或变化。

近来，存在需要热交换器与刚性歧管直接形成接口连接的流体连接件。这些刚性歧管使用机械加工来形成配件插口或“插孔”以接纳热交换器配件。但目前的机械加工技术可以以比钎焊热交换器产品组件更加精确地实现尺寸公差，因为钎焊热交换器产品组件涉及显著的叠加公差变化。这可能形成实现可制造的热交换器组件和可靠密封所需的尺寸控制冲突。

需要一种具有配件的更易于制造的热交换器，其在插入于刚性歧管内期间自动对准。

发明内容

根据一实施例，提供一种热交换器，包括：入口开口，其设有入口配件；出口开口，其设有出口配件，其中入口配件和出口配件是中空的，并且具有敞开端部，并且配件朝向相同方向并且彼此间隔开；其中配件中的每一个具有圆柱形基部和圆柱形顶部；其中配件中的每一个设有槽绕其整个周缘延伸的周向凹槽，并且弹性密封元件接纳于凹槽中；其中配件中的每一个的基部具有平坦环形密封表面，平坦环形密封表面在入口开口或出口开口周围的区域中密封到热交换器的表面上。

根据一实施例，配件中的每一个的基部具有径向向外延伸的平面基部凸缘，并且其中平坦环形密封表面包括平面基部凸缘的底表面。

根据一实施例，热交换器的所述表面是平坦的。

根据一实施例，热交换器的所述表面包括由铝钎焊板片构成的板的外表面，其中入口配件和出口配件由铝或铝合金形成，并且入口配件和出口配件都通过钎焊而密封到所述板的外表面上。

根据一实施例，每个所述配件的基部还包括位于环形密封表面的内周界边缘处的肩部，肩部具有略小于入口开口或出口开口直径的外径。

根据一实施例，圆柱形基部具有比圆柱形顶部更大的直径。

根据一实施例，周向凹槽和弹性密封元件设置于顶部中。

根据一实施例，周向凹槽和弹性密封元件设置于基部中。

根据一实施例，配件中的每一个包括倾斜表面，倾斜表面在配件的基部与顶部之间形成过渡部，使得基部延伸到倾斜表面的底边缘。例如，配件中的每一个的倾斜表面可以包括斜切面。

根据一实施例，每个所述配件的基部的周向凹槽近似位于两端部之间的中途(midway,中间位置)。

根据一实施例，配件中的每一个具有顶端，顶端具有径向向内延伸的倾斜表面。

根据一实施例，顶部具有比圆柱形基部更大的直径，并且其中周向凹槽和弹性密封元件设置于顶部中。

根据一实施例，配件中的每一个具有顶端，顶端具有位于弹性构件与顶端之间的径向向内延伸的倾斜表面，并且配件的顶端的直径小于弹性构件的外径。

根据一实施例，凹槽具有矩形截面并且密封构件包括密封压盖，密封压盖在其内径向面上具有矩形轮廓，并且其可以在其外径向面上具有球形轮廓。

根据一实施例，配件顶部具有截断球形截面，截断球形截面具有小于密封压盖的外径向面上的球形轮廓半径的半径。

根据一实施例，提供一种热交换器和刚性歧管的组合，其中热交换器具有入口开口和出口开口，入口开口设有入口配件，并且出口开口设有出口配件，其中入口配件和出口配件朝向相同方向并且彼此间隔开；其中刚性歧管包括入口插孔和出口插孔，入口配件接纳于入口插孔中，出口配件接纳于出口插孔中，入口插孔和出口插孔彼此间隔开；配件中的每一个具有靠近与其关联的入口开口或出口开口的圆柱形基部、和远离与其关联的入口开口或出口开口的圆柱形顶部，基部具有比顶部更大的直径，其中基部设有绕其整个周缘延伸的周向凹槽，并且弹性密封元件接纳于凹槽中；插孔中的每一个具有靠近插孔的敞开口部的圆柱形基部、和远离插孔的敞开口部的圆柱形顶部，其中插孔的顶部接纳配件之一的顶部，并且插孔的基部接纳同一配件的基部，并且其中插孔的基部的内圆柱形表面提供密封表面，弹性密封构件以不透流体的密封而抵靠密封表面接纳。

根据一实施例，插孔中的每一个的密封表面具有如下内径，该内径等于或大于与其关联的配件的顶部的最大外侧直径加上配件顶端的最大直径位置公差。

根据一实施例，配件中的每一个还包括倾斜表面，倾斜表面在配件的基部与顶部之间形成过渡部；并且其中插孔中的每一个还包括倾斜表面，倾斜表面在插孔的基部与顶部之间形成过渡部。

根据一实施例，配件中的每一个和插孔中的每一个的倾斜表面包括斜切面。

根据一实施例，每个配件的倾斜表面使与其关联的插孔的倾斜表面与完全插入于插孔中的配件配合。

根据一实施例，配件中的每一个具有远离基部的顶端，并且其中从配件顶端到弹性构件的距离大于从插孔的敞开口部到插孔顶部的底端的距离。

根据一实施例，配件中的每一个具有顶端，顶端具有径向向内延伸的倾斜表面，并且在倾斜表面的底端与弹性构件之间的距离大于从插孔的敞开口部到插孔顶部的底端的距离。

根据一实施例，提供一种热交换器和刚性歧管的组合，其中热交换器具有入口开口和出口开口，入口开口设有入口配件，并且出口开口设有出口配件，其中入口配件和出口配件朝向相同方向并且彼此间隔开；其中刚性歧管包括入口插孔和出口插孔，入口配件接纳于入口插孔中，出口配件接纳于出口插孔中；配件中的每一个具有靠近与其关联的入口或出口开口的圆柱形基部和远离与其关联的入口或出口开口的圆柱形顶部，顶部具有大于基部的直径，其中顶部设有绕其整个周缘延伸的周向凹槽，并且弹性密封元件接纳于凹槽中；插孔中的每一具有靠近插孔的敞开口部的向外倾斜的基部和远离插孔的敞开口部的圆柱形顶部，其中插孔的顶部接纳配件之一的顶部，并且插孔的基部接纳同一配件的基部，并且其中插孔的基部的内圆柱形表面提供密封表面，弹性密封构件以不透流体的密封而抵靠密封表面接纳；其中配件中的每一个具有顶端，顶端具有位于弹性构件与顶端之间的径向向内延伸的倾斜表面，并且配件的顶端的直径小于弹性构件的外侧直径。

根据一实施例，凹槽具有矩形截面并且密封构件包括密封压盖，密封压盖在其内径向面上具有矩形轮廓。

根据一实施例，密封构件包括密封压盖，密封压盖在其外径向面上具有球形轮廓。

根据一实施例，配件顶部具有截断球形截面，截断球形截面具有小于密封压盖的外径向面上的球形轮廓半径的半径。

附图说明

现将参考附图仅以举例说明的方式描述发明，在附图中：

图1是根据本发明的第一实施例的热交换器和刚性歧管的截面图；

图2是图1的热交换器的配件的侧视图；

图3是沿着配件的中心纵向轴线的图2的配件的截面图；

图4单独地示出了刚性歧管的插孔的放大截面图；

图5、图5a、图6和图7是示出了将图1的热交换器的配件插入到图1的刚性歧管的插孔内的截面侧视图；

图8是示出了在将配件插入于插孔中之前，根据本发明的第二实施例的热交换器的配件和刚性歧管的插孔的截面侧视图；

图8a是示出图8的配件和插孔的截面侧视图，其中配件部分地插入于插孔内；

图9是示出图8的配件和插孔的截面侧视图，其中配件插入于插孔内；

图10至图14示出了根据本发明的第三实施例将热交换器的配件插入于刚性歧管的插孔内的截面侧视图；

图15是示出根据本发明的第三实施例的变型的配件的截面侧视图；以及

图16是示出根据第三实施例的另一变型的配件的截面侧视图。

具体实施方式

在下文中参考图1至图7描述根据本发明的第一实施例的热交换器10。

热交换器10被示出为与刚性歧管12并排。热交换器10具有一对配件，即，入口配件14和出口配件16，这对配件插入于歧管12的插孔18和20内。

热交换器10被示出包括一对热交换器板，即顶板22和底板24。板22、24在其周界边缘处例如通过钎焊而密封在一起，并且封围出流体流动通路26，流体流动通路26用于使流体、诸如液体发动机冷却剂在图1所示的箭头方向上从入口配件14流到出口配件16。尽管流动通路26在本文中描述为用于液体发动机冷却剂的冷却流动通路，但并非总是这种情况。热交换器板22、24和配件14、16可以包括铝或铝合金，并且可以通过钎焊而连结在一起。歧管12也可以包括铝或铝合金。

尽管热交换器10的结构被示出为包括单对板22、24，应意识到除了配件14和16的结构和位置之外，热交换器10的结构对于本发明而言相对不重要，并且因此是可变的。例如，热交换器10可包括管或板的堆叠，管或板的堆叠自封闭或被封闭在外壳中，并且其未必具有图1的板22、24的外观。而且，在热交换器10包括多个流动通路26的情况下，它们可能与用于一种或多种其它流体的流动通路交替。而且，在通过流动通路26流动的流体是冷却剂的情况下，热交换器的顶板22和/或底板24可以与需要冷却的流体和/或固体物体直接接触。

一对开口28、30形成于热交换器10的顶板22中。开口28是入口开口，入口开口接纳入口配件14，而开口30是出口开口，出口开口接纳出口配件16。配件14、16例如通过钎焊密封地连接到顶板22。在此实施例中，开口28、30是圆形的，但应意识到开口的形状取决于配件形状。

配件14和16被示出是相同的。因此，将在下文中详细地描述入口配件14，并且配件14、16的元件用相同附图标记来标示。除非另外指示，入口配件14的下文的描述也适用于出口配件16。

配件14具有基部32和在配件14的另一端处的顶部34，配件14通过基部32附连到顶板22。基部32的直径大于顶部34。对准轴线A延伸穿过配件14和插孔18并且限定轴向方向。配件14的中心纵向轴线C也在附图中示出。当配件14与插孔彼此完全对准时，配件14和插孔18的对准轴线A和中心纵向轴线C共线，如图1所示。

配件14具有侧壁36，侧壁36在配件14的整个高度上轴向延伸，并且限定了配件14的中空内部38。侧壁36和内部38被示出大体上圆柱形，并且配件14的端部是敞开的，以允许流体通过中空内部38流进或流出热交换器流动通路26。

配件14的基部32具有平坦环形密封表面41，平坦环形密封表面41安放于顶板22顶上，并且在入口开口28周围的区域中密封到顶板22的外表面上，例如通过钎焊。在附图所示的实施例中，配件14的基部32具有从基部32沿径向向外延伸的平面基部凸缘40，其中环形密封表面41包括凸缘40的底表面。然而，应意识到向外延伸的凸缘40可能并非所有实施例必需的，至少部分地取决于基部32的外径。基部凸缘40也可以帮助在钎焊期间保持配件14的垂直取向，即，以使得配件的中心线基本上平行于轴线A。

在密封表面41径向向内定位有环形脊42，该环形脊通过轴向延伸的肩部44与密封表面41分开。肩部44设置于环形密封表面41的内周界边缘处，并且具有略小于开口28直径的外径，并且因此安放于开口28内，其中肩部44面向开口28的边缘，并且可以通过钎焊而密封到开口28的边缘上。

配件14的基部32从基部凸缘40延伸到侧壁36的外表面46上的点54，该点是配件14的倾斜表面56的底边缘(在本文中也被称作“侧部斜切面56”)。侧部斜切面56在配件14的较大直径基部32与较小直径顶部34之间形成过渡部。

在基部32内，侧壁36的外表面46设有凹槽48。在图示实施例中，凹槽48设置于配件14的顶端与底端之间近似中间位置(midway,中途)，并且比基部凸缘40更靠近点54。凹槽48绕侧壁36的整个周缘延伸并且从外表面46沿径向向内延伸。凹槽48具有一定高度(轴向测量)和一定深度(径向测量)，高度和深度足以容纳弹性密封构件，诸如O形圈50。除了基部凸缘40和凹槽48之外，基部32具有基本上恒定的直径。

顶部34从配件14的顶端延伸到侧壁36的外表面46上的点58，点58是侧部斜切面56的顶边缘。顶部34具有基本上恒定直径，除了在鼻部处沿径向向内延伸的顶部斜切面60，以便于将配件14插入于插孔18内之外。

刚性歧管12的插孔18、20可以通过机械加工形成。为了方便起见，插孔18在本文中被称作入口插孔，因为其接纳入口配件14，而插孔20被称作出口插孔，因为其接纳出口配件16。插孔18、20通过相应的歧管流动通路62、64与用于液体诸如液体冷却剂的循环系统流动连通。

插孔18和20被示出相同。因此，将在下文中仅详细地描述入口插孔18并且插孔18、20的元件用相同的附图标记来标注。除了在其它地方指示的内容之外，入口插孔14的下文的描述也适用于出口插孔20。

插孔18具有基部66，基部66限定插孔18的敞开口部。基部66具有圆柱形密封表面67，其具有大于配件14基部32直径的基本上恒定直径，以使得利用配件14的基部32形成不透流体的密封。底部斜切面74设置于基部66的底部处，从基部66的密封表面67的底边缘延伸到插孔18的敞开口部，并且提供直径略大于基部66的其余部分直径的口部。

插孔18还具有顶部68，顶部的直径小于基部66直径，通过顶部68，插孔18连接到歧管流动通路62。插孔18顶部可以设有顶部斜切面(chamfer，斜角)70，顶部斜切面70在插孔18与歧管流动通路62之间形成过渡部。除了顶部斜切面70之外，顶部68的直径基本上恒定并且大于配件14顶部34的直径，以允许配件14的顶部34接纳于插孔18的顶部68内。

侧部斜切面72在插孔18的较大直径基部66与较小直径顶部68之间形成过渡部。

如上文所提到的那样，热交换器10的钎焊构造涉及显著的叠加公差变化。叠加公差变化是热交换器部件制造、组装和钎焊中多个单独变化之和。例如存在开口28、30大小的较小变化；开口28、30在顶板22上的位置和相对于彼此的位置；钎焊组件肩部44的大小和同心度；以及，配件中心轴线与垂线的偏差。除了热交换器10中的叠加公差之外，存在由于热膨胀和歧管孔机械加工造成的相对公差。因此，每个配件14、16的基部的位置会以超过约0.5mm偏离于沿轴线A限定的标称中心线，并且每个配件14、16的顶端会以多达1.5-2度偏离于垂线(即，相对于轴线A)，这表示配件顶端的位置可能以多达约1mm偏离于垂线(轴线A)。

在将配件14插入于插孔18内期间，配件14将变得在插孔18中基本上居中，以使得O形圈50在O形圈制造商推荐的压缩范围内与表面67密封。同时，应避免在O形圈50与插孔18的底边缘或敞开口部周围的任何表面之间的接触。这些表面应包括插孔18的底部斜切面74和底部斜切面74的顶边缘和底边缘。与插孔18的底边缘的接触可能会损坏O形圈50和/或使之从凹槽48弹出，这会破坏密封。此外，在配件14与插孔18的密封表面67之间不应存在滑动的金属对金属的接触。这个密封表面67可能被光滑地加工，并且可能由于与配件14的金属部分接触而受损，而这也可能损害配件到插孔的密封。

如将在下文中进一步讨论，配件14、16和插孔18、20被形成为允许配件14、16插入插孔18、20内、并在插孔内置于中心和可靠密封，同时避免损坏O形圈50和密封表面67。现参考图5、图5a、图6和图7，其示出配件14插入到插孔18内，其中插孔和配件的不对准度最大。图5至图7示出了在配件14的中心轴线C与对准轴线A之间沿径向和轴向的不对准。为了清楚和易于说明，略微夸大了这种不对准。而且，应意识到可能存在插孔18的一定的径向不对准，但这可能相对于配件14的不对准是可忽略的，并且因此未图示。

图5示出了开始将未对准的配件14插入于插孔18内。如图所示，在配件14与插孔18之间的第一次接触可能是在配件14的顶部斜切面60与插孔18的底部斜切面74之间。在插入配件14时，在这两个表面之间的接触将造成未对准的配件14引导至插孔18的基部66内，因为它被置于中心并且朝向垂直(轴线A)倾斜。

为了防止在配件14的顶部34与插孔18的密封表面67之间的金属对金属的接触，基部66的内径足够大，以使得在配件14的顶部34与密封表面67之间存在一定空隙。因此，基部66的内径和密封表面67的内径可等于或大于配件14的顶部34的最大外侧直径加上配件14的顶端的最大直径位置公差。这将确保顶部34将进入插孔18而不接触底部斜切面74，或者如在图5中所示，在配件14进入插嘴18时，在配件14的顶部斜切面60与插孔18的底部斜切面74之间可以存在滑动接触。在这两种情况下，将避免配件14与密封表面67之间的接触。

如图5a所示，将配件14持续插入到插孔18可能导致配件14的顶部斜切面60接触插孔18的侧部斜切面72，而这使插孔18的基部66与顶部68分开。图5a还示出了将配件14连续地插入到插孔18内可能导致配件14的侧部斜切面56接触插孔18的底部斜切面74。特别地，在配件14的顶端开始进入插孔18的较小直径顶部68时，在斜切面60与72之间的滑动接触造成当其进一步置于中心并且朝向轴线A倾斜时配件14的顶部34朝向插孔18的顶部68引导。

在插入配件时，配件14继续对中，直到配件14的顶部斜切面60向上滑动经过插孔18的侧部斜切面72，并且配件14的顶部34开始进入到插孔18的顶部68，如在图6中所示。而且，如图6所示，更大直径的基部32进入到插孔18的底部66。此时，配件14基本上居中并且朝向轴线A倾斜，并且从图6可以看出在配件14的基部34的外表面与插孔18的密封表面67之间存在间隙。因此，在插入配件14期间避免了在密封表面67与配件14的基部32的外表面之间的金属对金属的接触。

图6示出了部分插入的配置，其中，O形圈50位于插孔18的略外侧，以便示出配件14和插孔18的相对配置帮助至少部分地防止损坏O形圈的方式。在此方面，从图6可以看出避免在O形圈50与插孔18之间的接触直到在配件14的顶部斜切面60的底边缘进入插孔18的顶部68。这确保了配件14将基本上居中并且朝向轴线A倾斜，由此确保了O形圈50将与插孔18基本上同心对准。因此，随着将配件14继续插入到插孔18，将避免在O形圈50与插孔18的口部(即，底部斜切面74的底边缘)之间的接触，并且在其通过插孔18的口部时，这防止O形圈50损坏和/或从凹槽48移位。

为了防止损坏如上文所论述的O形圈50，从图5可以看出从顶部斜切面60的底边缘到O形圈50和/或凹槽48的顶部的距离D1大于在侧部斜切面72的顶边缘与底部斜切面74的顶边缘和/或插孔18的口部之间的距离D2。这确保了O形圈50并不进入插孔18、直到配件14的顶部34被引导至插孔18的顶部68内，并且直到配件14的基部32被引导至插孔18的底部内，如图6所示。

随着配件14插入继续，凹槽48和O形圈50进入插孔18的基部66，其中O形圈经历均匀压缩并且沿着密封表面67向上滑动，而不会在配件18与插孔18的密封表面67之间存在任何金属对金属的接触。继续插入直到配件14的侧部斜切面56接触插孔18的侧部斜切面72，并且凹槽48和O形圈50完全接纳于插孔18的基部66之内，此时，完成插入。在图7中示出了完全插入的配置，从图7可以看出O形圈50在配件14与插孔18的密封表面67之间压缩，并且在配件14与密封表面67之间并无任何金属对金属的接触。为了确保适当密封，从侧部斜切面72的底边缘到插孔18的底部斜切面74的顶边缘的距离D3(即，密封表面67的高度)大于从侧部斜切面56的底边缘到配件的凹槽48和/或O形圈50的底部的距离D4，如图6所示。这确保了O形圈50抵靠密封表面67放置，并且在底部斜切面74的上边缘上方间隔开。

上文所描述的斜切面56、60、70、72和74的角度相对于垂直(轴向)方向在约30-60度的范围，并且应意识到配件14的侧部斜切面56和顶部斜切面60的角度分别与插孔18的侧部斜切面72和顶部斜切面70的角度大约相同。

将在下文中参考图8、图8a和图9来描述本发明的第二实施例。

本发明的第二实施例提供了配件200，配件200可以是入口或出口配件并且其可以形成热交换器的一部分，包括彼此间隔开的两个这样的配件200，并且在其它方面，其可以与上文所描述的热交换器10相似或相同。第二实施例也提供插孔202，插孔202可以是入口或出口插孔并且其可以形成刚性歧管的一部分，包括彼此间隔开的两个这样的插孔202，并且其在其它方面与上文所描述的歧管12相似或相同。如在上文所描述的实施例中那样，在配件200与插孔202之间的不对准被夸大，以为了清楚并且易于说明。图8示出了在将配件200插入于插孔202内之前，配件200的中心纵向轴线X相对于对准轴线A的不对准。

第二实施例的配件200和插孔202的结构类似于上文所描述的第一实施例的配件14、16和插孔18、20。因此，在附图中使用相同附图标记来标注配件200和插孔202的相似元件，并且除非在下文中另外指出，配件14、16和插孔18、20的元件描述同样适用于配件200和插孔202。

配件200在一端处具有基部32和在其相对端处有顶部34。基部32的直径大于顶部34。配件200还具有侧壁36，侧壁36限定中空内部38。侧壁36和内部38大体上为圆柱形，并且配件200的端部是敞开。基部32在其底端处具有平面基部凸缘40，基部凸缘40具有安放于顶板22顶上的平坦环形底部密封表面41、以及环形脊42和轴向延伸的肩部44。

配件200侧壁36的外表面46具有侧部斜切面56，侧部斜切面56在配件200的较大直径基部32与较小直径顶部34之间形成过渡部。

配件200与配件14、16之间的主要差异在于配件200的密封元件设置于配件200的顶部34中、靠近配件200的顶端。因此，侧壁36的外表面46设有位于顶部34中的周向凹槽48，凹槽48容纳弹性密封构件、诸如O形圈50。

插孔202具有基部66，基部66限定敞开口部，具有在基部66的底部处的底部斜切面74。插孔202还具有顶部68，顶部68具有比基部66更小的直径，插孔202通过顶部68连接到歧管流动通路62。侧部斜切面72在插孔202的较大直径基部66与较小直径顶部68之间形成过渡部。插孔202的外观和结构与上文所描述的插孔18、20基本上相同。然而，由于弹性密封构件在配件200顶部34上的位置，插孔202的圆柱形密封表面67必需位于插孔202的顶部68中。密封表面67具有大于配件200的顶部34直径的基本上恒定的直径，从而与位于配件200的顶部34中的弹性密封元件形成不透流体的密封。

如在第一实施例中，插孔202的基部66的内径可以等于或大于配件200顶部34的最大外侧直径加上配件200顶端的最大直径位置公差。因此，基部66内径足够大，以使得配件200顶部34将进入插孔202基部66，以使得O形圈将不会因为与插孔202口部周围的表面和边缘接触而受损。取决于未对准程度，配件200的顶部34可以直接进入插孔202顶部68或者可以通过顶部斜切面60沿着插孔202的侧部斜切面72向上滑动接触而引导至顶部68内，如图8a所示。而且，如图8a所示，配件200的基部32可能通过配件200的侧部斜切面56沿着插孔202的底部斜切面74向上滑动接触而引导至插孔202的底部66内。因此，除了密封的位置之外，配件200在插孔202中的插入和居中类似于在上文中参考第一实施例所描述的那样。

如从图8可以看出，插孔202具有对应于图6的D3的尺寸D3，该距离是从底部斜切面74的顶部到侧部斜切面72的底部。在此实施例中，距离D3大于D5，D5为从侧部斜切面56的顶部到配件200中的凹槽48顶部的距离。这意味着当配件200基部32进入插孔202的底部66时，配件200的O形圈50将位于插孔202的侧部斜切面72处或下方。基部32进入底部66有助于将配件200的顶部34引导到插孔202的顶部68内，同时防止破坏O形圈与侧部斜切面72的上边缘之间的接触，并且同时防止在配件200与插孔22的密封表面67之间的金属对金属的接触。

图9示出了完全插入于插孔202内并且与插孔202基本上对准的配件200，其中O形圈48密封于配件200与插孔202的密封表面67之间。

现将在下文中参考图10至图16来描述本发明的第三实施例。

本发明的第三实施例提供一种配件100，配件100可以是入口或出口配件并且其可以形成包括彼此间隔开的两个这样的配件100的热交换器的一部分，并且其可以在其它方面与上文所描述的热交换器10相似或相同。附图仅示出了对于描述第三实施例必需的配件100的那些部分。尽管未图示，应意识到配件100的基部可以设有与上文所描述的配件14、16的基部凸缘40、底部密封表面41、脊42和肩部44相似或相同的基部凸缘、底部密封表面、脊和肩部。

第三实施例提供一种插孔102，插孔102可以是入口或出口插孔并且其可以形成包括彼此间隔开的两个这样的插孔100的、刚性歧管的一部分，并且其可以在其它方面与上文所描述的歧管12相似或相同。应了解附图仅示出了对于描述第三实施例必需的插孔102的那些部分，并且插孔102的中空内部将与歧管流动通路(未图示)流体流动连通。

配件100具有：基部104，配件100通过基部104附连到热交换器的顶板；以及，在配件100的另一端处的头部106。基部104具有比头部106更小的直径。配件100具有侧壁108，侧壁108限定配件100的中空内部110。侧壁108和内部110被示出为大体上圆柱形并且配件100的端部敞开，以允许流体通过中空内部110流动。

配件100的基部104被示出为基本上恒定的直径。配件100的头部106被示出具有球的截断部段的形式，在其下边缘112处和在其上边缘114处直径减小。下边缘112构成头部106与基部104之间的过渡点。头106在下边缘112与上边缘114之间的大约中途具有最大直径。在这点，头部106设有周向凹槽116，周向凹槽116容纳呈O形圈118形式的弹性密封元件。凹槽116将头部106分成从凹槽116的顶部延伸到头部106的上边缘114的上部107和从凹槽116底部延伸到头部106的下边缘112的下部109。

O形圈118在图10至图14中被示出具有球形外表面和圆形截面。

插孔102具有基本上恒定直径的上部120，上部120具有大于配件10的头部106的最大直径的内部圆柱形密封表面124，使得与配件100的头部106形成不透流体的密封。插孔102还具有下部122，下部122从上部120的底边缘126朝向插孔102的敞开口部128沿径向向外弯曲或斜切。

作为热交换器组件的一部分，配件100可以以与上文所描述的配件14、16基本上相同的方式径向和/或在轴向未对准。图10示出了在配件100插入于插孔102时和在配件100与插孔102之间做出任何接触之前未对准的配件100。可以看出插孔102的口部128的直径足够大，以使得将在O形圈118上方的头部106的弯曲侧与插孔102的下部122的斜切面之间先接触。因此，口部128的直径大于头部106在其上边缘114处的直径加上头部106的最大直径位置公差。在图示实施例中，头部106的直径位置公差略微小于该最大公差。

图11示出了在插孔102的下部122的斜切面与头部106的上部107之间的接触。在头部106在下部122的表面上滑动时，可以看出配件100的头部106向内并且向上朝向密封表面124引导(在其居中并且朝向垂线倾斜时)。如图11所示，在O形圈118与插孔102的下部122之间并无接触。

图12示出了进一步插入配件100，其中头部106的上部107到达插孔102上部120的底边缘126，并且头部106的上边缘114开始进入插孔102的上部120内。此时，在O形圈118与插孔102的下部122之间仍无接触。

图13示出了在上部120的底边缘126附近、O形圈118首先接触插孔102的内表面的点。超过这点，O形圈118在其继续插入到插孔102内时沿着密封表面124滑动，如图4所示。在此点，配件100沿轴向仍未对准，然而，O形圈118的球形轮廓和高度允许它维持与密封表面124的牢固密封接触，即使其可能保持相对于垂直轴线以多达约5度未对准。

在图10至图14中，配件100的弹性密封元件包括O形圈118，O形圈118在轴向平面中具有圆形的截面。为了保持在密封元件与插孔102的密封表面124之间的牢固接触，图10至图14的O形圈可以被弹性密封元件替换，弹性密封元件呈定制形状弹性密封圈130的形式，在本文中也被称作“压盖130”，如在图15中所示。

压盖130具有外密封表面132，当在轴向平面中以截面图观看时，外密封表面132是倒圆的，如图15所示。密封表面132的倒圆在配件100插入于插孔102中时允许配件100在插孔102表面上旋转或滚动。在图示实施例中，外密封表面132在轴向截面图中具有截断球形，并且具有比头部106其余部分略微更大的半径，以使得外密封表面132从头部106的上部107和下部109凸出。

在图15所示的配件100中，在头部106中的凹槽116在轴向平面中具有矩形截面形状，并且压盖130的内部134同样具有矩形轮廓使得其贴合地装入凹槽116内。

可以看出压盖130具有大于O形圈118高度的高度(凹槽116或内部134的顶部与底部之间的轴向距离)。这向头部106提供更大的密封表面132，以确保与插孔102的密封表面124牢固接触，并且在配件100相对于垂直(轴向)方向存在显著倾斜的情况下保持密封。例如，压盖130的高度可能大于头部106的高度的50％，高度是在头部106的下边缘112与上边缘114之间沿轴向测量的。

应意识到在不偏离本发明的情况下可以修改配件100的头部106，特别是在弹性密封元件包括压盖130的情况下。例如，如图16所示，可以取消头部106的下部109的球形轮廓，因为在插入配件100期间，头部106的这个部分并不与102的内表面接触。例如，如图16所示，头部106的下部109可以设有垂直圆柱形表面并且可以具有与基部104的外表面相同的直径，使得106的下部109呈现为基部104的连续体。替代地，头部106的下部109可以是斜切的，而不是倒圆的，只要斜切面并不向外延伸经过压盖130的外密封表面132。

同样，头部106的上部107未必具有连续倒圆的轮廓，如图10至图15所示，但可以替代地包括从上边缘114向下和向外延伸的斜切面136，例如，如图16所示。头部106的上部107也可以包括垂直部分138，如图16所示，从斜切面136的基部延伸到凹槽116的顶部。然而，应意识到如果斜切面136在上部107的整个高度上延伸，或者如果在斜切面136与凹槽116之间的区域保持其倒圆形状，如图10至图15所示，则可取消这个垂直部分138。然而，无论其形状如何，上部107并无任何部分向外延伸经过压盖130的外密封表面132。

尽管关于某些实施例描述了本发明，本发明并不受这些实施例限制。然而，本发明包括属于所附权利要求范围内的所有实施例。

Claims (28)

1.一种热交换器，包括：

入口开口，所述入口开口设有入口配件；

出口开口，所述出口开口设有出口配件，其中所述入口配件和出口配件是中空的并且具有敞开端部，并且所述配件朝向相同方向并且彼此间隔开；

其中所述配件中的每一个具有圆柱形基部和圆柱形顶部，

其中所述配件中的每一个设有绕其整个周缘延伸的周向凹槽，并且弹性密封元件接纳于所述凹槽中；

其中所述配件中的每一个的所述基部具有平坦环形密封表面，所述平坦环形密封表面在围绕所述入口开口或所述出口开口的区域中密封到所述热交换器的表面。

2.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，所述配件中的每一个的所述基部具有径向向外延伸的平面基部凸缘，并且所述平坦环形密封表面包括所述平面基部凸缘的底表面。

3.根据权利要求1或2所述的热交换器，其特征在于，所述热交换器的所述表面是平坦的。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的热交换器，其特征在于，所述热交换器的所述表面包括由铝钎焊板片构成的板的外表面，其中所述入口配件和出口配件由铝或铝合金形成，并且所述入口配件和出口配件都通过钎焊而密封到所述板的所述外表面。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的热交换器，其特征在于，每个所述配件的所述基部还包括位于所述环形密封表面的内周界边缘处的肩部，所述肩部具有略小于所述入口开口或所述出口开口的直径的外径。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的热交换器，其特征在于，所述圆柱形基部具有比所述圆柱形顶部更大的直径。

7.根据权利要求6所述的热交换器，其特征在于，所述周向凹槽和所述弹性密封元件设置于所述顶部中。

8.根据权利要求6所述的热交换器，其特征在于，所述周向凹槽和所述弹性密封元件设置于所述基部中。

9.根据权利要求8所述的热交换器，其特征在于，所述配件中的每一个还包括倾斜表面，所述倾斜表面在所述配件的所述基部与顶部之间形成过渡部，使得所述基部延伸到所述倾斜表面的底边缘。

10.根据权利要求9所述的热交换器，其特征在于，所述配件中的每一个的所述倾斜表面包括斜切面。

11.根据权利要求8至10中任一项所述的热交换器，其特征在于，每个所述配件的所述基部的所述周向凹槽位于近似各端部之间的中途。

12.根据权利要求8至11中任一项所述的热交换器，其特征在于，所述配件中的每一个具有顶端，所述顶端具有径向向内延伸的倾斜表面。

13.根据权利要求1至5中任一项所述的热交换器，其特征在于，所述顶部具有比所述圆柱形基部更大的直径，并且其中所述周向凹槽和所述弹性密封元件设置于所述顶部中。

14.根据权利要求13所述的热交换器，其特征在于，所述配件中的每一个具有顶端，所述顶端具有位于所述弹性构件与所述顶端之间的、径向向内延伸的倾斜表面，并且所述配件的所述顶端的直径小于所述弹性构件的外侧直径。

15.根据权利要求13或14所述的热交换器，其特征在于，所述凹槽具有矩形截面并且所述密封构件包括密封压盖，所述密封压盖在其内径向面上具有矩形轮廓。

16.根据权利要求15所述的热交换器，其特征在于，所述密封构件包括密封压盖，所述密封压盖在其外径向面上具有球形轮廓。

17.根据权利要求15或16所述的热交换器，其特征在于，所述配件的顶部具有截断球形截面，所述截断球形截面具有小于所述密封压盖的所述外径向面上的所述球形轮廓半径的半径。

18.一种热交换器和刚性歧管的组合，

其中所述热交换器具有入口开口和出口开口，所述入口开口设有入口配件，并且所述出口开口设有出口配件，其中所述入口配件和出口配件朝向相同方向并且彼此间隔开；

其中所述刚性歧管包括入口插孔和出口插孔，所述入口配件接纳于所述入口插孔中，所述出口配件接纳于所述出口插孔中，所述入口插孔和出口插孔彼此间隔开；

所述配件中的每一个具有靠近与其关联的入口开口或出口开口的圆柱形基部和远离与其关联的入口开口或出口开口的圆柱形顶部，所述基部具有比所述顶部更大的直径，其中所基部设有绕其整个周缘延伸的周向凹槽，并且弹性密封元件接纳于所述凹槽中；

所述插孔中的每一个具有靠近所述插孔的敞开口部的圆柱形基部和远离所述插孔的敞开口部的圆柱形顶部，其中所述插孔的所述顶部接纳所述配件之一的顶部，并且所述插孔的所述基部接纳同一配件的基部，并且其中所述插孔的所述基部的内圆柱形表面提供密封表面，弹性密封构件以不透流体的密封而抵靠密封表面接纳。

19.根据权利要求18所述的组合，其特征在于，所述插孔中的每一个的密封表面的内径等于或大于与其关联的所述配件的所述顶部的最大外侧直径加上所述配件的顶端的最大直径位置公差。

20.根据权利要求18或19所述的组合，其特征在于，所述配件中的每一个还包括倾斜表面，所述倾斜表面在所述配件的所述基部与所述顶部之间形成过渡部；以及

其中所述插孔中的每一个还包括倾斜表面，所述倾斜表面在所述插孔的所述基部与所述顶部之间形成过渡部。

21.根据权利要求20所述的组合，其特征在于，所述配件中的每一个和所述插孔中的每一个的所述倾斜表面包括斜切面。

22.根据权利要求20或21所述的组合，其特征在于，每个配件的所述倾斜表面使与其关联的插孔的倾斜表面与完全插入于插孔的配件配合。

23.根据权利要求18至22中任一项所述的组合，其特征在于，所述配件中的每一个具有远离所述基部的顶端，并且从所述配件的顶端到所述弹性构件的距离大于从所述插孔的所述敞开口部到所述插孔的所述顶部的底端的距离。

24.根据权利要求18至22中任一项所述的组合，其特征在于，所述配件中的每一个具有顶端，所述顶端具有径向向内延伸的倾斜表面，并且所述倾斜表面的底端与所述弹性构件之间的距离大于从所述插孔的所述敞开口部到所述插孔的所述顶部的底端的距离。

25.一种热交换器和刚性歧管的组合，

其中所述热交换器具有入口开口和出口开口，所述入口开口设有入口配件，并且所述出口开口设有出口配件，其中所述入口配件和出口配件朝向相同方向并且彼此间隔开；

其中所述刚性歧管包括入口插孔和出口插孔，所述入口配件接纳于所述入口插孔中，所述出口配件接纳于所述出口插孔中，

所述配件中的每一个具有靠近与其关联的入口或出口开口的圆柱形基部和远离与其关联的入口或出口开口的圆柱形顶部，所述顶部的直径大于所述基部，其中所述顶部设有绕其整个周缘延伸的周向凹槽，并且弹性密封元件接纳于所述凹槽中；

所述插孔中的每一个具有靠近所述插孔的敞开口部的向外倾斜的基部和远离所述插孔的敞开口部的圆柱形顶部，其中所述插孔的所述顶部接纳所述配件之一的顶部，并且所述插孔的所述基部接纳同一配件的基部，并且其中所述插孔的所述基部的内圆柱形表面提供密封表面，弹性密封构件以不透流体的密封而抵靠所述密封表面接纳；以及

其中所述配件中的每一个具有顶端，所述顶端具有位于所述弹性构件与所述顶端之间的径向向内延伸的倾斜表面，并且所述配件的所述顶端的直径小于所述弹性构件的外侧直径。

26.根据权利要求25所述的组合，其特征在于，所述凹槽具有矩形截面并且所述密封构件包括密封压盖，所述密封压盖在其内径向面上具有矩形轮廓。

27.根据权利要求25或26所述的组合，其特征在于，所述密封构件包括密封压盖，所述密封压盖在其外径向面上具有球形轮廓。

28.根据权利要求27所述的组合，其中，所述配件的顶部具有截断球形截面，所述截断球形截面具有小于所述密封压盖的所述外径向面上的所述球形轮廓半径的半径。