CN105403092B - 用于机器的热交换器的密封件 - Google Patents

Abstract

一种用于机器的热交换器的密封件，其包括衬垫和密封唇。衬垫包括外周、芯面、以及罐面。芯面与罐面为相对的关系。衬垫限定衬垫平面和在芯面与罐面之间延伸的开口。密封唇界定衬垫的外周，并包括基端和终端，所述基端连接到衬垫的外周。密封唇沿衬垫平面从衬垫外周向外延伸，并从芯面突出。密封唇包括外唇壁，外唇壁沿唇轴线从基端延伸至终端，所述唇轴线相对于衬垫平面成倾斜的唇俯仰角布置。

Description

用于机器的热交换器的密封件

技术领域

本发明总体涉及用于机器的热交换器的密封件，并且更具体地，涉及模块式热交换器的密封件，用于在罐与模块式芯之间提供密封。

背景技术

具有发动机系统的机器在多种环境中运行。这些发动机通常依靠某些用于冷却的装置来移除在运行期间产生的过多热量。因此，具有发动机的典型机器包括冷却组件，诸如散热器和风扇形式的热交换器，以至少循环空气来冷却发动机。通常，风扇和散热器与冷却泵组合使用，其中冷却泵用于循环在散热器与发动机内的内部通道之间的诸如水或水/防冻液等冷却液，以冷却发动机。发动机和散热器组合可安装于在包括空气灰尘和碎屑的环境中运转的各种运动机器中，诸如公路卡车、越野卡车、挖掘机、拖拉机、自动平地机、轮式装载机、铲运机等。

当这些污染物渗入密封区域时，它们会引发问题和/或降低操作效率。例如，在散热器部件的热循环期间，密封件与散热器的系统罐之间积聚的碎屑会阻止密封件充分压缩。受限的散热器部件可遭遇增大的机械载荷，这会导致早期失效。

美国专利No.6267881的名称为“Cooling System Filter”，其涉及与内燃机相关联的散热器一起使用的冷却系统过滤器。用于过滤内燃机中使用的冷却剂的布置利用设置在散热器芯和出口集罐之间的板式过滤器，以在冷却剂返回发动机之前捕集冷却剂中夹带的微粒。板式过滤器具有由垫圈包围的折叠式过滤介质，所述垫圈提供散热器芯的出口端和出口集罐之间的密封。

可以理解，发明人给出该背景技术描述是用来帮助读者，并不将所指出的任意问题当作现有技术中存在的问题本身。虽然在一些方面和实施例中，所述原理可以减轻其他系统中的固有问题，但可以理解所保护发明的范围由所附权利要求限定，并不是由所公开的以解决本文所述具体问题的任意特征的能力限定。

发明内容

在一个实施例中，本发明描述一种用于机器的热交换器的密封件。该密封件包括衬垫和密封唇。

衬垫包括外周、芯面、以及罐面。芯面与罐面为相对的关系。衬垫限定衬垫平面和在芯面和罐面之间延伸的开口。

密封唇界定衬垫的外周。密封唇包括基端和终端。基端连接到衬垫的外周。密封唇沿衬垫平面从衬垫的外周向外延伸，并从衬垫的芯面突出。密封唇包括外唇壁，外唇壁沿唇轴线从基端延伸至终端，唇轴线相对于衬垫平面成唇俯仰角布置。唇俯仰角为斜角。

在另一实施例中，提供一种用于机器的热交换器。热交换器包括罐、芯组件和密封件。

罐限定芯通道和与芯通道流体连通的内腔。芯组件在其内部限定内部流体通道。芯组件包括端部，端部具有从其突出的鼻状部。鼻状部限定与内部流体通道流体连通的芯口。鼻状部设置在罐的芯通道内，使得芯组件的内部流体通道经由芯口与罐的内腔流体连通。密封件设置在罐和芯组件之间。

密封件包括衬垫和密封唇。衬垫包括外周、芯面、以及罐面。芯面与罐面为相对的关系。衬垫限定衬垫平面和在芯面与罐面之间延伸的开口。罐面与罐为接触关系，使得衬垫的开口与罐的芯通道对齐。芯组件与衬垫的芯面相邻，并布置为使芯组件的鼻状部延伸穿过衬垫的开口进入罐的芯通道。

密封唇界定衬垫的外周。密封唇包括基端和终端。基端连接到衬垫的外周。密封唇沿衬垫平面从衬垫的外周向外延伸，并从衬垫的芯面朝芯组件的端部突出。芯组件以压缩方式与密封唇接合。密封唇的终端与芯组件端部为接触关系，以限定密封唇内的密封区域。芯组件的鼻状部设置在密封区域内。

所公开原理的其他和可选方面和特征将从下述详细说明和附图认识到。可以理解，与本发明公开的用于机器热交换器的密封件的相关的原理能够在其他不同实施例中实施，并能够在多方面进行变形。因此，可以理解，前面概述和下述详细说明仅仅是示例性和解释性的，不对所附权利要求的范围构成限制。

附图说明

图1是轮式装载机实施例的示意侧视图，其能够使用根据本发明原理构造的用于热交换器的密封件实施例。

图2是根据本发明原理构造的热交换器的实施例示意前视图。

图3是图2的热交换器的示意侧视图。

图4是图2的热交换器的模块式芯组件的立视图。

图5是图4的模块化芯组件的集管单元的立体图。

图6是根据本发明原理构造的密封件实施例的立体图，其能够用于图2的热交换器。

图7是图6的密封件的俯视图。

图8是图6的密封件的仰视图。

图9是图6的密封件的局部剖视前视图。

图10是取自图9的由图9中圆圈X标示的放大细节图。

图11是取自图9的由图9中圆圈XI标示的放大细节图。

图12是取自图11的由图11中圆圈XII标示的放大细节图。

图13是沿图3中线XIII-XIII截取的图2的热交换器的截面图。

图14是根据本发明原理构造的密封件的另一实施例的立体图，其能够用于机器热交换器的实施例。

图15是图14的密封件的俯视图。

图16是图14的密封件的仰视图。

图17是图14的密封件的局部剖视前视图。

图18是取自图17的由图17中圆圈XVIII标示的放大细节图。

图19是取自图18的由图18中圆圈XIX标示的放大细节图。

具体实施方式

本发明总体涉及用于机器的热交换器，诸如在与发动机相关联的冷却组件中使用的模块式散热器。在实施例中，本发明涉及用于机器的热交换器的密封件。

在实施例中，密封件包括衬垫和密封唇。衬垫包括外周、芯面和罐面。芯面与罐面是相对的关系。衬垫限定衬垫平面和鼻状开口，鼻状开口在芯面与罐面之间延伸。罐面能够设置为与热交换器的罐成接触的关系，使得衬垫的鼻状开口与罐的芯通道对齐。热交换器的芯组件可设置为与衬垫的芯面相邻，并布置为使得芯组件的鼻状部延伸穿过衬垫的鼻状开口进入罐的芯通道。

密封唇界定衬垫的外周。密封唇包括基端和终端。基端连接到衬垫的外周。密封唇从衬垫外周沿衬垫平面向外延伸，并从衬垫的芯面朝芯组件的端部突出。芯组件以压缩方式与密封唇接合。密封唇的终端与芯组件的端部为接触关系，以限定密封唇内的密封区域。芯组件的鼻状部布置在密封区域内。密封唇具有外唇壁，外唇壁沿相对于衬垫平面成倾斜的唇俯仰角布置的唇轴线从基端延伸到终端。

现在参照附图，在图1中示出轮式装载机形式的机器50的示例实施例。机器50具有框架55，其支撑操作员控制台60、动力系统62、驱动系统64、以及执行系统68。在另一些实施例中，机器50可以为使用具有根据本发明原理构造的密封件的热交换器的任意其他适合机器。这种机器的示例包括用于建筑业、农业、矿业、林业、运输业、以及其他类似行业的运动机器或固定机器。在一些实施例中，机器可以是挖掘机、装载机、反铲挖土机、起重机、越野卡车、压实机、推土机、轮式拖拉机-铲运机、物料搬运机、或包括用于冷却发动机或其他装置的热交换器的任意其他适当机器。

操作员控制台60包括用于经由动力系统62来运行机器50的控制装置。示出的操作员控制台60构造为能够限定内舱70，在内舱70中容纳有操作员控制装置并且经由门72可进入内舱70。

动力系统62构造为能够向机器50提供动力。动力系统62与操作员控制台60操作地布置，以接收来自操作员控制台60中控制装置的控制信号，并且与驱动系统64和执行系统68操作地布置，以根据从操作员控制台60接收的控制信号选择性地操作这些系统64、68。如该领域普通技术人员所理解的，动力系统62能够为驱动系统64的推进和执行系统68的操作提供操作动力。动力系统62可包括例如发动机74、冷却系统或冷却组件76、以及液压系统(未示出)。

框架55的后部79可包括发动机舱81，用于容纳发动机74。在实施例中，发动机74可以为任意合适的发动机，诸如内燃机、柴油发动机、汽油发动机、气体燃料发动机或其他任意类型的合适发动机。在实施例中，动力系统62可以包括若干发动机。

在发动机74后部，框架55可包括容纳冷却系统76的散热器舱83。冷却系统76可包括散热器和风扇87形式的热交换器85。如该领域已知的，通过在发动机74和热交换器85之间的闭环冷却剂流体环路来循环冷却介质，从而冷却发动机74。

例如，散热器输入线路91可以与发动机组74以及热交换器85中的入口流体连通，并且散热器输出线路93可以与热交换器85中的出口以及发动机组74流体连通。通过对与闭环流体环路相关联的合适的泵的操作，冷却介质可从发动机74经散热器输入线路91、经热交换器85循环，并经散热器输出线路93返回发动机74。冷却介质可以为任意合适的介质，包括乙二醇、水、空气、或其他任意适合流体。

风扇87可用于促进散热。风扇87可与热交换器85布置为使空气穿过热交换器85运动，以冷却经此循环的冷却介质。在实施例中，风扇87可构造为能够抽吸或推动冷却空气穿过热交换器85。在实施例中，风扇87可构造为能够从机器50外侧经散热器舱83中的通风口抽吸空气并穿过热交换器85。

液压系统可包括多个部件，诸如泵、阀、以及管道和液压流体贮存器(未示出)。液压系统116和机器的其他系统可包括其自身的冷却结构。

驱动系统64与动力系统62以能够操作方式布置，以经由通过操作员控制台60发送的控制信号选择性地推进机器50。驱动系统64可包括多个地面接合件，诸如在所示实施例中示出的轮子95，其可经轮轴、驱动轴或其他部件(未示出)能够运动地连接至框架55。在实施例中，驱动系统64可设置为轨道驱动系统、轮驱动系统或构造为能够推进机器50的任何其他类型驱动系统的形式。

执行系统68与动力系统62以能够操作方式布置，使得执行系统68通过从操作员控制台60向动力系统62传送的控制信号能够选择性地运动。所示实施系统68包括连杆组件96和执行件97，其中连杆组件96枢转地连接至框架55，执行件97通过一系列铰接接头枢转地连接至连杆组件96，该一系列铰接接头允许执行件97相对于框架55以至少两个自由度运动。执行系统68还包括与动力系统62以能够操作方式布置的致动器98、99，以经由操作员控制台60中的控制装置选择性地运动和铰接执行件97。在实施例中，致动器98、99可包括液压缸，所述液压缸经由动力系统62的液压系统选择性地启动。

所示执行件97为铲斗。其他实施例可包括用于多种任务的其他任意适当执行件，多种任务包括例如刷涂、压实、平地、提升、装载、翻耕、松土等，所述其他任意适当执行件可包括例如螺旋钻、铲、破碎机/锤子、刷子、夯土机、刀具、叉式升降装置、平路机配件(bits)和端部配件、抓斗、刃、裂具等。

参见图2和图3，示出根据本发明原理构造的散热器形式的热交换器85的示例性实施例。热交换器85可包括根据本发明原理构造的至少一个密封件100。图2和图3的热交换器85适用于图1的机器50。热交换器85包括顶部或入口罐110、底部或出口罐112、多个芯组件114以及模块式框架118，芯组件114为模块式。

各芯组件114安装为与入口罐110和出口罐112流体连通。模块式框架118能够帮助热交换器85的部件保持就位，并为组件提供刚度。在实施例中，根据本发明原理构造的至少一个密封件100可与各芯组件114相联。密封件100可设置于相应芯组件114和罐112之间，以提供二者之间的流体密封，并且有助于将芯组件114与罐112隔离开。

在图2和图3所示实施例中，入口罐110和出口罐112都具有矩形箱结构。在另外一些实施例中，入口罐110和出口罐112可以具有不同形状，诸如柱形、球形或其他几何形状。

参见图2，入口罐110在其内部限定内腔120和与内腔120流体连通的入口122。出口罐112在其内部限定内腔124和与内腔124流体连通的出口126。入口122和出口126能够设置为与机器50的发动机74流体连通，使得冷却介质可在入口122处被接收，从发动机74经热交换器85循环，并经出口126返回发动机74。在实施例中，热交换器85可包括多个入口122和/或多个出口126。

参见图3，入口罐110和出口罐112各自包括与热交换器85中的芯组件114的数量相对应数量的芯通道130、132。各芯通道130与相应内腔120、124流体连通。入口罐110的内腔120和出口罐112的内腔124各自作为歧管，所述歧管经各芯通道130、132与各芯组件114的相应端部流体连通。

各芯组件114包括经过入口罐110和出口罐112的相应芯通道130、132安装在入口罐110中的第一端140和安装在出口罐112中与第一端140为相对关系的第二端142。各芯通道130、132构造为能够对芯组件114的相应端部140、142提供流体路径，以将各芯组件114流体连接至入口罐110和出口罐112的内腔120、124。

在所示实施例中，各芯组件114为大致相同的。在另一些实施例中，热交换器85可包括若干芯组件，其中至少一个芯组件与其他芯组件不同。

参见图2和图3，模块式框架118包括上保持件145、下框架件146和侧壁支撑件148，以提供大致矩形箱状的支撑结构。侧壁支撑件148的两端在上保持件145与下框架件146之间延伸。上保持件145和下框架件146分别连接至顶部罐110和底部罐112。芯组件114布置在模块式框架118内。

冷却介质可经入口122进入热交换器85并进入入口罐110。冷却介质可流经芯组件114进入出口罐112并经出口126离开热交换器85。

应该理解，词语诸如“顶部”、“底部”、“入口”和“出口”仅仅为了方便参考而不应该视为任何方式的限制。在实施例中，冷却介质可经热交换器85以与上述相反的方向循环(即，经出口126进入热交换器并经入口122离开热交换器)，并且热交换器可以不同定向安装在机器中(诸如，顶部罐110在竖向方向布置在下方、或者与底部罐112在相同的水平面上)。

参见图4，其示出图2中热交换器85的芯组件114之一。应该理解，对该具体芯组件114的描述也适用于热交换器85的其他芯组件114。芯组件114在其内部限定内部流体通道并包括沿芯轴线CA在第一端140和第二端142之间延伸的芯155。

如该领域技术人员所理解的，芯155可具有任意合适结构，用于促进来自经内部流体通道循环至芯155的冷却介质的热量转移。在实施例中，芯155包括以适当结构布置的多个管和散热片。在实施例中，管可布置为矩阵形式(诸如，一个6×10的矩阵)，并且散热片在不同列中管的外部之间延伸。

芯155的管与第一端140和第二端142限定内部流体通道，冷却介质经所述内部流体通道流动。当芯组件114安装在罐110、112中时，管可布置为与入口罐110和出口罐112流体连通。在实施例中，至少一个管包括延伸通过芯组件114的端部140、142之一并进入罐110、112之一的内腔120、124的管端。管可具有任何适当形状，诸如具有椭圆或扁平形状的截面。

散热片可具有任意适当结构，并能够帮助促进经内部流体通道和芯155循环的冷却介质的热量转移。在实施例中，散热片是板状散热片。在另一些实施例中，散热片是蛇形散热片或板状散热片和蛇形散热片的组合。散热片可包括多个附件，所述附件的作用是当冷却介质流经管时促进其散热。在实施例中，附件相对较薄且平坦，并且能够形成格栅模式。

参见图4和图5，第一端140可在结构和功能上与第二端142相似。各端140、142可包括集管160和连接到集管的模块式罐162，集管160与模块式罐162一起限定位于二者之间的模块式贮存器。第一端140和第二端142的模块式贮存器都是芯组件114的内部流体通道的一部分。模块式罐162可通过任意适当的技术连接到集管160，诸如通过钎焊、焊接或铜焊一起。

芯155在集管160之间延伸。在实施例中，芯155的管延伸经过集管160并结合至集管160。集管160可通过任意适当的技术诸如钎焊、焊接、铜焊、胶粘剂、密封件、螺栓、或其他紧固方式联结到芯155的端部。

各端140、142可包括从该处突出的定位螺柱或鼻状部164。在所示实施例中，鼻状部164从模块式罐162突出。鼻状部164限定与内部流体通道流体连通的芯口167。芯组件114的各鼻状部164可布置在相应罐110、112的芯通道130、132内，使得芯组件114的内部流体通道经由芯口167与罐110、112的内腔120、124流体连通。

芯组件114的各端140、142可包括从该处突出的一对定位销169。定位销169可构造为能够适配在热交换器85的另一部件中的配合插座中，以促进芯组件114的安装，使其相对于密封件100和/或罐110、112以特定取向布置。在所示实施例中，定位销169位于鼻状部164的侧面，使得鼻状部164布置在定位销169之间。芯组件114的端部具有芯外周171，在所示实施例中，芯外周171由模块式罐162限定。在实施例中，定位销169可构造为将芯外周171相对于与其相联的密封件100大致定位成理想的关系。

在实施例中，用于构造入口罐110、出口罐112和芯组件114的材料可以是不同的。适当材料的示例包括铝、铜、黄铜、钢、塑料、PVC或能够承受热交换器85计划使用的温度和腐蚀环境的任意其他材料。也可根据成本、强度、重量、耐温性、导热性和其他性能标准来选择材料。单个部件也可通过与热交换器85的其他部件不同的材料构造而成。

参见图6至图9，其示出根据发明原理构造的密封件100。密封件100可用在例如图1至图3示出的机器50的热交换器85中。密封件100构造为能够设置在相应芯组件114和罐112之间，以在二者之间提供流体密封，并且帮助将芯组件114与罐112隔离开。所示密封件100包括衬垫180、密封唇182、加载件184(图8)、隔离件186、芯凸起部188和一对定位凸起部190。在实施例中，密封件100的部件为整体形成。

密封件100优选可弹性压缩，从而提供充分的流体密封，并促进芯组件114与罐112隔离。密封件100可由诸如弹性材料的任意合适材料制成。合适材料的示例包括三元乙丙橡胶(EPDM)、包括高饱和丁腈橡胶的腈(氢化丁腈橡胶(HNBR)或丁二烯丙烯腈)、聚氨酯、以及苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)。其他合适包括热塑性弹性体的弹性体可用在其他实施例中。优选地，材料与发动机的散热器使用的常用冷却介质不发生反应，并且与常见的污染物诸如可与冷却剂混合的柴油燃料不发生反应。在实施例中，可使用具有适当硬度的材料，以对芯组件提供适当支撑。在实施例中，密封件100可由在邵氏A硬度计上具有50至90之间范围硬度读数的材料制成。在另一些实施例中，密封件100在硬度计上的硬度读数的范围在60至80之间。在又一些实施例中，密封件100由具有在邵氏A硬度计上硬度读数为70的EPDM制成。

参见图6至图9，衬垫180构造为能够与罐112密封接合，并且构造为能够将芯组件与罐112隔离开。衬垫180大致为平板状并限定衬垫平面PP(参见例如图6)。衬垫180包括衬垫外周192、芯面194和罐面196。所示衬垫180的衬垫外周192为矩形。芯面194与罐面196为相对的关系。衬垫180限定鼻状开口198，鼻状开口198经衬垫180的厚度沿竖向轴线VA在芯面194与罐面196之间延伸，竖向轴线VA垂直于衬垫平面PP(参见图9和图10)。

参见图6，密封唇182能够与芯组件114的端部密封接合。密封唇182优选为可弹性压缩，使得在密封唇182与和其相联的芯组件114的端部之间提供密封。在实施例中，密封唇182构造为能够在其被芯组件114的重量加载时压缩，使得芯组件114的端部142与密封唇182和隔离件186接触。

密封唇182界定衬垫180的外周192。密封唇182包括基端202和终端204。基端202连接到衬垫180的外周192。密封唇182沿衬垫平面PP从衬垫180的外周192向外延伸，并从衬垫180的芯面194突出。

参见图9和图11，示出密封唇182处于未压缩状态。密封唇182沿竖向轴线VA以型芯方向206远离衬垫180的芯面194延伸。所示终端204为凸状。在实施例中，终端204可包括具有适当曲率半径的外表面208。密封唇182包括外唇壁210和内唇壁212。

参见图11，密封唇182在横断竖向平面中具有截面唇形状214，如图11所示，所述横断竖向平面垂直于衬垫平面PP，并垂直于由衬垫外周192限定的切向轴线TA。截面唇形状214由外唇壁210、终端204以及内唇壁212限定，并从基端202竖向地延伸到终端204。在所示实施例中，截面唇形状214大致为连续的并且围绕由密封唇182形成的整个闭环是相同的。在其他实施例中，截面唇形状214沿密封唇182的轴向路径可以是不同的。

密封唇182的外唇壁210沿唇轴线LA从基端202延伸到终端204，唇轴线LA相对于衬垫平面PP以唇俯仰角θ布置。在实施例中，唇俯仰角θ为斜角。在实施例中，唇俯仰角θ的范围在45度至75度之间。在其他实施例中，唇俯仰角θ的范围在50度至65度之间。在所示实施例中，唇俯仰角θ为55度。

外唇壁210和内唇壁212以彼此非平行、会聚的关系布置。外唇壁210和内唇壁212沿唇轴线LA从基端202向终端204彼此成会聚关系布置，以限定二者之间的唇锥角γ。在实施例中，唇锥角γ是锐角。在实施例中，唇锥角γ在5度至15度的范围内。在另一些实施例中，唇锥角γ在5度至10度的范围内。所示唇锥角γ为7.5度。

在实施例中，唇俯仰角θ大于唇锥角γ。在实施例中，唇俯仰角θ与唇锥角γ的唇角比在3至15的范围内。在其他实施例中，唇俯仰角θ与唇锥角γ的唇角比在5至12的范围内。在所示实施例中，唇俯仰角θ与唇锥角γ的唇角比是

参见图8、图11和图12，加载件184构造为能够将从密封唇182传递的载荷转移至其上安装有密封件100的罐112。参见图8，加载件184界定衬垫180的衬垫外周192并与其相邻。参见图11，加载件184连接至衬垫180的罐面196，并从其向加载件184的远端220延伸。加载件184沿竖向轴线VA以罐方向222远离衬垫180的罐面196延伸。加载件184构造为能够将从密封唇182的终端204传递的载荷转移至加载件184的远端220。参见图12，加载件184在垂直于衬垫平面PP的横断竖向平面内具有三角形截面形状224，如图12所示。所示远端220为具有适当曲率半径的凸状。在实施例中，远端220可具有不同形状。

在所示实施例中，加载件184的三角形截面形状224为大致连续的，并且围绕由加载件184形成的整个闭环是相同的。在另一些实施例中，截面形状224可以沿加载件184的轴向路径变化。在所示实施例中，加载件184的三角形截面形状224为等腰三角形。在另一些实施例中，加载件184的截面形状224可以具有诸如等边三角形的其他三角形形状，并且还具有其他几何形状。

参见图6，隔离件186连接至衬垫180并从芯面194向隔离件的远端228突出。参见图6和图7，当从与鼻状部相联的芯组件114的端部142突出的鼻状部164布置在衬垫180的鼻状开口198内时，隔离件186构造为能够设置在热交换器85的芯组件114的端部与衬垫180的芯面194之间。隔离件186为可弹性压缩。在实施例中，隔离件186可弹性压缩，以允许安装在密封件100的鼻状开口198中的芯组件114在热条件范围内承受沿其芯轴线CA的轴向热膨胀，同时支撑芯组件114，以使芯组件114的端部在动态加载条件的范围内从衬垫180的芯面194竖向偏离，所述芯轴线CA平行于竖向轴线VA并与其对齐，所述芯轴线CA又垂直于衬垫平面PP。

所示隔离件186包括围绕衬垫180的外周192布置的多个隔离段231、232、233、234。在所示实施例中，衬垫外周192为矩形并包括彼此成间隔关系的一对外周端部段241、242和彼此也成间隔关系并在外周端部段241、242之间延伸的一对外周侧部段243、244。一对隔离件端部段230、231分别围绕矩形衬垫外周192的外周端部段241、242延伸。隔离件端部段230、231为大致C形。衬垫外周192的各外周侧部段243、244具有沿相应的外周侧部段243、244彼此成间隔关系布置的相应一对隔离件侧部段233、234。

参见图11，其示出隔离件186的隔离件端部段231之一。在所示实施例中，各隔离件段231、232、233、234具有如图11示出的相同的横断截面形状。所示隔离件186包括在垂直于衬垫平面PP的横断竖向平面内的三角形截面的隔离件形状248，如图11所示。所示远端220为具有适当曲率半径的凸状。在实施例中，远端228可具有不同形状。

在所示实施例中，隔离件186的三角形截面形状248为等腰三角形。在其他实施例中，隔离件186的截面形状248可以具有诸如等边三角形的其他三角形形状，并且也可具有其他几何形状。在其他实施例中，截面形状248可沿隔离件186的轴向路径变化，隔离件186的轴向路径包括从一个隔离件段至另一个隔离件段。

参见图11，密封唇182的终端204相对于隔离件186的远端228成竖向向外布置关系。隔离件186沿竖向轴线VA以芯方向206远离衬垫的芯面194延伸。密封唇182的终端204相对于隔离件186的远端228成沿竖向轴线VA偏离唇偏离距离250的竖向偏离关系，使得隔离件186的远端228竖向布置在密封唇182的终端204和衬垫180的芯面194之间。

在实施例中，隔离件段231、232、233、234的轴向长度、横断截面尺寸和形状可以变化。在实施例中，隔离件186的轴向长度可与计划操作条件下的芯组件的重量和希望的轴向膨胀相关，使得隔离件186可支撑芯组件114，同时允许在热条件范围内的轴向膨胀，而不会过硬或抗压缩。在实施例中，隔离件段231、232、233、234的数量和类型可以变化。在实施例中，隔离件段231、232、233、234的位置可以变化。在实施例中，隔离件186可以以连续方式界定衬垫外周192，以形成封闭回路或闭环。

参见图9和图10，芯凸起部188构造为能够以密封方式将芯组件114之一的鼻状部164接收在其中。芯凸起部188从衬垫180的罐面196延伸，并在其内部限定鼻状通道255。芯凸起部188沿竖向轴线VA以罐方向222远离衬垫180的罐面196延伸。鼻状通道255与衬垫的鼻状开口198对齐并连通。鼻状开口198可自鼻状通道255径向向外张开，以促进鼻状部164从衬垫180的芯面194插入鼻状通道255。所示鼻状通道255包括围绕鼻状通道255周向延伸的若干波纹部257，并沿竖向轴线VA沿其轴向布置。波纹部257可构造为能够促进鼻状部164插入鼻状通道255同时保持鼻状部164和鼻状通道255之间的密封关系。

可将芯凸起部188的远端258倒角，以促进芯凸起部188插入罐112的芯通道132。芯凸起部188的外表面259可构造为能够以密封方式接合罐112的芯通道132。

参见图9和图10，定位凸起部190可构造为能够使密封件100相对于与其以密封方式接合的芯组件114至少在一个特定方向取向。定位凸起部190大致为相同的。各定位凸起部190在其内部限定有销通道260。与密封件100相联的芯组件114的定位销169中的一个(例如参见图5)可布置在密封件100的定位凸起部190的销通道260中。密封件100的定位凸起部190可构造为能够布置在罐112中限定的定位凸起部通道265(参见图13)中。定位销169和定位凸起部190可构造为能够协同将芯组件114以相对于彼此的特定取向安装至密封件100。

参见图8，在所示实施例中，沿由衬垫180限定的主轴线PA布置定位凸起部190，并且使芯凸起部188以大致等距的关系设置在定位凸起部190之间，以允许芯组件114以彼此相隔180度的两个取向之一安装至密封件100。在另一些实施例中，定位凸起部190可相对于芯凸起部188成不同关系布置，使得对于芯组件114只存在一个安装取向。在另一些实施例中，可设置单个定位凸起部190或不同数量的定位凸起部190。

参见图13，示出密封件100安装至底部罐112，并且示出芯组件114之一的端部142部分地安装至密封件100和底部罐112。应该理解，芯组件114的端部142将以罐方向222运动更加靠近罐面196，以充分安装在密封件100上，并且密封唇182将会响应于此而压缩变形。

衬垫180、隔离件186、以及芯凸起部188的作用为密封芯组件114并将其与罐112隔离。密封件100的罐面196与罐112是接触的关系，使得衬垫180的鼻状开口198和芯凸起部188与罐112的芯通道132对齐。

芯凸起部188延伸经过罐112的芯通道132。芯凸起部188的外表面259与罐112的芯通道132的内部密封接合。芯凸起部188被限定尺寸以适配在罐112的芯通道132内，以抵靠罐112的芯通道132的内部密封芯凸起部188的外表面259。

芯组件114与衬垫180的芯面194相邻，并布置为使芯组件114的鼻状部164延伸经过衬垫180的鼻状开口198进入密封件100的芯凸起部188的鼻状通道255，从而使鼻状部164延伸进入罐112的芯通道132。芯组件114的鼻状部164与芯凸起部188的鼻状通道255密封接合。芯组件114的芯口167与罐112的内腔124流体连通。

密封件100的定位凸起部190分别布置在罐112的定位凸起部通道265内。芯组件114的定位销169分别与密封件100的销通道260对齐，使得一旦芯组件114安装在密封件的隔离件186上，定位销169分别布置在销通道260内。芯组件114的定位销169、密封件100的定位凸起部190以及罐112的定位凸起部通道265一起协作，以将芯组件114相对于密封件100和罐112以特定取向安装到罐112。

密封唇182作用为提供围绕芯组件114的鼻状部164的外侧密封。密封唇182沿衬垫平面PP从衬垫180的衬垫外周192向外延伸，并从衬垫180的芯面194朝芯组件114的端部142突出。芯组件114以可压缩方式与密封唇182接合。密封唇182的终端204与芯组件114的端部142处于接触关系，以限定密封唇182内的密封区域270。芯组件114的鼻状部164布置在密封区域270内。在实施例中，密封唇182以密封方式与芯组件114的端部142接合，使得围绕由密封唇182界定的回环在二者之间形成大致无间隙密封，从而防止污染物275进入密封区域270。

在实施例中，密封件100构造为能够在如图13所示的密封唇没有被压缩但与端部142为接触关系的未加载状态与见底回升状态之间，使得密封唇182的终端204在芯组件114端部142的行进范围内沿竖向轴线VA布置在芯外周171内，竖向轴线VA垂直于衬垫平面PP，在触底反弹状态，芯组件114的端部142与密封唇182处于压缩接合，使得密封唇182以罐方向227朝罐112向外旋转，并大致与衬垫平面PP对齐，并且芯组件114的端部142与密封件100的衬垫180的芯面194为接触关系。换句话说，密封件100可构造为能够使得密封唇182的终端204在与密封唇的压缩接合的范围内保持在芯组件的芯外周171内，与密封唇的压缩接合的范围包括极端情况，其中芯组件114的端部142抵靠密封件100衬垫180的芯面194见底回升。

现在参见图14至图17，示出根据本发明原理构造的密封件300的另一实施例。图14的密封件300可用于诸如如图1所示的机器50的热交换器中。密封件300构造为能够设置在相应芯组件和热交换器的适当实施例的罐之间，以在二者之间提供流体密封，并帮助将芯组件与罐隔离开。所示密封件300包括衬垫380、密封唇382、加载件384(图16和图19)、隔离件386、芯凸起部388、以及一对定位凸起部390。在实施例中，密封件300的部件整体形成。

参见图14和图15，所示隔离件386包括围绕衬垫380的外周392布置的隔离件拐角段431、432、433、434。在所示实施例中，衬垫外周392为矩形并包括一对外周端部段441、442和一对外周侧部段443、444，所述一对外周端部段441、442彼此成间隔开的关系，所述一对外周侧部段443、444也彼此成间隔开的关系并在端部段441、442之间延伸，以限定四个外周拐角446、447、448、449。隔离件拐角段431、432、433、434分别布置在衬垫380的外周拐角446、447、448、449内。隔离件拐角段431、432、433、434为大致L形。在其他方面，图14的密封件300的隔离件386与图6的密封件100的隔离件186相似。

参见图17和图18，密封唇382在结构和功能上与图6的密封件100的密封唇182大致相似。参见图19，加载件384在结构和功能上与图6的密封件100的加载件184大致相似，如图11和图12所示。在其他方面，图14的密封件300与图6的密封件100相似。

工业实用性

通过上述讨论易于理解本文所述密封件实施例的工业应用。本文所述密封件的至少一个实施例可用于机器的热交换器。

可以发现，根据本发明原理的密封件的实施例可潜在应用于任意合适的机器。这些机器包括但不限于推土机、装载机、挖掘机、或利用上述冷却系统的其他任意公路或越野车辆或固定机械。

可应用所公开的技术以在热交换器的模块式芯组件和系统罐之间提供密封。根据本发明构造的密封件的实施例可在芯组件的端部和系统罐之间提供密封，并且在所希望的动态加载情况下在竖向动态加载条件下为大致无间隙连接。根据本发明构造的密封件的实施例可包括隔离件，所述隔离件构造为能够允许芯组件的热膨胀，而不允许集管在热和加载条件的范围内在密封件的衬垫的芯面上见底回升。

可以理解上述描述提供了所公开系统和技术的示例。然而，可以预期，本发明的其他实施可与上述示例在细节上有所不同。对本发明的公开内容或其示例的引用旨在引用在具体情况下所讨论的特定示例，并不意味着对本发明的范围进行任何更一般的限制。对于特定特征的所有区分性和贬抑性语言旨在表示所述特征缺少优先性，而不是将该特征从本发明的范围整体排除，除非具体指出。

本文对数值范围的叙述仅是单独参考落入范围内每个数值的一种简略方法，除非另有说明，并且每个单独数值并入说明书中，就像本文单独列举一样。本文所述的所有方法可以按适当的顺序执行，除非本文另有说明或者与上下文明显相抵触。

Claims (20)

1.一种用于机器的热交换器的密封件，所述密封件包括：

衬垫，所述衬垫包括外周、芯面、以及罐面，所述芯面与所述罐面为相对的关系，所述衬垫限定衬垫平面并限定在所述芯面和所述罐面之间延伸的开口；

密封唇，所述密封唇界定所述衬垫的外周，所述密封唇包括基端和终端，所述基端连接到所述衬垫的外周，所述密封唇沿所述衬垫平面从所述衬垫的外周向外延伸，并从所述衬垫的芯面突出，所述密封唇包括外唇壁，所述外唇壁沿唇轴线从所述基端延伸至所述终端，所述唇轴线相对于所述衬垫平面以唇俯仰角布置，所述唇俯仰角为斜角。

2.根据权利要求1所述的密封件，其中，所述衬垫的外周为矩形。

3.根据权利要求1所述的密封件，其中，所述密封唇的唇俯仰角在45度至75度之间的范围内。

4.根据权利要求3所述的密封件，其中，所述密封唇包括内唇壁，所述外唇壁和所述内唇壁沿所述唇轴线从所述基端到所述终端彼此呈会聚关系布置，以限定二者之间的唇锥角，所述唇锥角为锐角。

5.根据权利要求4所述的密封件，其中，所述密封唇的唇锥角在5度至15度之间的范围内。

6.根据权利要求1所述的密封件，其中，所述密封唇的唇俯仰角在55度至65度之间的范围内。

7.根据权利要求1所述的密封件，其中，所述密封唇包括内唇壁，所述外唇壁和所述内唇壁沿所述唇轴线从所述基端到所述终端彼此成会聚关系布置，以限定二者之间的唇锥角，所述唇锥角为锐角。

8.根据权利要求7所述的密封件，其中，所述密封唇的唇锥角在5度至15度之间的范围内。

9.根据权利要求7所述的密封件，其中，所述密封唇的唇锥角在5度至10度之间的范围内。

10.根据权利要求1所述的密封件，所述密封件还包括：

加载件，所述加载件界定所述衬垫的外周并与其相邻，所述加载件连接至所述衬垫的罐面并从其延伸到所述加载件的远端，所述加载件被构造为能够将从所述密封唇的终端传递的载荷向所述加载件的远端转移。

11.根据权利要求1所述的密封件，所述密封件还包括：

隔离件，所述隔离件连接到所述衬垫，并从所述芯面朝所述隔离件的远端突出，所述隔离件为可弹性压缩的。

12.根据权利要求11所述的密封件，其中，所述隔离件在垂直于衬垫平面的横断竖向平面中包括三角形截面的隔离件形状。

13.根据权利要求11所述的密封件，其中，所述密封唇的终端相对于所述隔离件的远端以沿竖向轴线竖向偏离的关系设置，所述竖向轴线垂直于所述衬垫平面，使得所述隔离件的远端竖向布置在所述密封唇的终端和所述衬垫的芯面之间。

14.根据权利要求11所述的密封件，其中，所述隔离件包括围绕所述衬垫的外周布置的若干隔离件段。

15.根据权利要求1所述的密封件，所述密封件还包括：

定位凸起部，所述定位凸起部从所述衬垫的所述罐面延伸，所述定位凸起部在其内部限定销通道；

芯凸起部，所述芯凸起部从所述衬垫的所述罐面延伸，所述芯凸起部在其内部限定鼻状通道，所述鼻状通道与所述衬垫的所述开口对齐并连通。

16.一种用于机器的热交换器，所述热交换器包括：

罐，所述罐限定芯通道和与所述芯通道流体连通的内腔；

芯组件，所述芯组件在其内部限定内部流体通道，所述芯组件包括端部，所述端部具有从其突出的鼻状部，所述鼻状部限定与所述内部流体通道流体连通的芯口，所述鼻状部布置在所述罐的芯通道内，使得所述芯组件的内部流体通道经由所述芯口与所述罐的内腔流体连通；以及

密封件，所述密封件设置在所述罐和所述芯组件之间，所述密封件包括：

衬垫，所述衬垫包括外周、芯面、以及罐面，所述芯面与所述罐面为相对的关系，所述衬垫限定衬垫平面并限定在所述芯面和所述罐面之间延伸的开口，所述罐面与所述罐为接触关系，使得所述衬垫的开口与所述罐的芯通道对齐，所述芯组件与所述衬垫的芯面相邻，并布置为使得所述芯组件的鼻状部延伸穿过所述衬垫的开口进入所述罐的芯通道，和

密封唇，所述密封唇界定所述衬垫的外周，所述密封唇包括基端和终端，所述基端连接到所述衬垫的外周，所述密封唇沿所述衬垫平面从所述衬垫的外周向外延伸，并从所述衬垫的芯面朝所述芯组件的端部突出，所述密封唇包括外唇壁，所述外唇壁沿唇轴线从所述基端延伸至所述终端，所述唇轴线相对于所述衬垫平面以唇俯仰角布置，所述唇俯仰角为斜角，所述芯组件以压缩方式与所述密封唇接合，所述密封唇的终端与所述芯组件的端部为接触关系，以限定所述密封唇内的密封区域，并且所述芯组件的鼻状部布置在所述密封区域内。

17.根据权利要求16所述的热交换器，其中，在所述外唇壁处于未压缩状态时，所述唇俯仰角在45度至75度之间的范围内。

18.根据权利要求16所述的热交换器，其中，所述密封件包括隔离件，所述隔离件连接到所述衬垫并从所述芯面朝所述隔离件的远端突出，所述隔离件设置在芯组件的端部与衬垫的芯面之间，所述隔离件可弹性压缩，以允许芯组件在热条件范围内承受沿垂直于衬垫平面的竖向轴线的轴向热膨胀，同时支撑芯组件，以使芯组件的端部在动态加载条件的范围内从衬垫的芯面竖向偏离。

19.根据权利要求16所述的热交换器，其中，所述芯组件的端部具有芯外周，并且所述密封件被构造成在芯组件的端部沿着垂直于所述衬垫平面的竖向轴线在未加载状态和触底反弹状态之间的行进范围内使得所述密封唇的终端设置在所述芯外周内，其中，在所述未加载状态，所述密封唇未被压缩，而在所述触底反弹状态，所述芯组件的端部与所述密封唇处于压缩接合，使得所述密封唇与所述衬垫平面大致对齐，并且所述芯组件的端部与所述密封件的衬垫的芯面为接触关系。

20.根据权利要求16所述的热交换器，其中，所述芯组件的端部包括从其突出的定位销，所述密封件包括从所述衬垫的罐面延伸的定位凸起部，所述定位凸起部在其内部限定销通道，并且所述罐在其内部限定定位凸起部通道，所述芯组件的定位销设置在所述密封件的定位凸起部的所述销通道内，所述密封件的定位凸起部设置在所述罐的定位凸起部通道内，所述定位销、所述定位突起部、以及所述定位凸起部通道共同配合，以将所述芯组件以相对于所述密封件和所述罐的特定取向安装至所述罐。