CN112219082B - 板式换热器的垫片 - Google Patents

Abstract

一种板式换热器的垫片(100)，包括环形的主体(110)，用于安装在板式换热器的板片上；其中，主体(110)包括沿环的至少一侧间隔设置的多个周边连接区域(114)；以及多个突耳(120)，用于将垫片固定在板片上；其中，每个突耳(120)与主体(110)分离，每个突耳(120)包括连接装置(122a)，其可容纳于或接合于一连接区域(114)，以将突耳(120)和主体(110)连接在一起。

Description

板式换热器的垫片

技术领域

本发明涉及板式换热器的垫片、垫片的形成方法、可连接至垫片的突耳、以及用于容纳多个突耳的垫片。

背景技术

在各类应用中，板式换热器用于从流体中传递或回收热能。应用包括船上海水淡化或油加热设备、化学处理、发动机冷却、以及工厂对牛奶进行巴氏消毒。

在商业应用中，典型的板式换热器包括一系列通过垫片密封的金属波纹薄板。垫片通常由橡胶和聚合物的混合物制成。流体在由垫片密封的区域中流过相邻板的表面。较大的表面积有利于在成对的相邻板之间流动的流体进行热传递。

但是，橡胶垫片容易随时间推移而降解。因此，需要定期更换，以防止密封失效和泄漏。商业换热器通常较大，且密封件难以操作。在由相邻的板片将密封件固定到位之前，很难将密封件放置并固定在换热器板片上。

为解决此问题，在某些情况下，可将垫片粘在适当的位置。但是，为了更换粘在板片上的垫片，例如，避免损坏板片，维修人员必须小心地将其撬开。此过程不仅花费时间和精力，还可能需要额外的时间来清理板片上的残留物。

针对上述问题，可以使用机械夹持板片边缘的夹式垫片，来取代粘在板片上的垫片。当将一系列的板片固定起来时，垫片仍能正常密封板片，但是在其边缘有一系列一体成型的夹子或突耳。由于这些夹子在制造过程中与垫片主体是共同成型的，因此，可较容易地将垫片定位在板片上，并且在维修期间也可以拆卸下来。

图1A至1F中示出了现有夹子类型的示例。图1A示出了两种“T”形夹，这两种“T”形夹分别从主体向外延伸不同的距离。T形夹具有臂或指状部，该臂或指状部取决于相同/不同长度的横杆。臂安装在板片的边缘或凸起上，以将垫片固定到位。如图1G中所示。

其他类型的夹子以类似方式将垫片固定在板片上。图1B示出了一个“D”形夹(D形的一部分由垫片主体形成)，指状部伸入了D形的中间。图1C示出了一个带有“核”的夹子，该夹子被推入穿过板片上的孔中。图1D和1E示出了条形夹的变型，该夹子被推入或被推入穿过板片中的、位于垫片的密封部之外的孔。图1F示出了槽型夹子，该槽型夹子安装在一从板片的一边缘向内延伸的槽中。

虽然使用夹子相较于使用胶粘的垫片具有益处，但是，这种方式会导致垫片的制造过程困难、耗时且昂贵，也还需要更多的橡胶。而且，还需要在板片上设置合适的放置孔或类似孔。

在垫片的制造过程中，橡胶在压力机中被加热并成型为垫片。首先，将冷橡胶放置在用于形成垫片的通道中的压板下部。长圆柱形橡胶件用于形成主密封。另外，还必须手动地将一定数量的额外的单个橡胶件放置在长橡胶件旁边的各夹子位置处(如图1H所示)，此过程很耗时，且增加了每个垫片的平均制造时间。另外，将各个橡胶件充分粘合到主垫片上也很耗时，且不能仓促制造，否则夹子之间的连接脆弱，容易折断。

如果在压力机激活时有夹子位置处遗漏了橡胶件，则整个垫片都将废弃，因为该垫片没有足够的夹子将其正确固定至板片上。在各垫片用于板式换热器中时，还需要去除其残边(或“毛边”)。因为需要小心地移除以避免损坏夹子，所以这是一个耗时的手工过程。通过翻滚垫片来去除残留的材料并不实际，因为它们会缠绕在一起，并且翻滚和随后的缠结都可能折断夹子。

本发明的目的是减少或实质上消除上述问题。

发明内容

本发明提出了一种板式换热器的垫片，该垫片包括：

环形的主体，用于安装在板式换热器的板片上；其中，主体包括沿环的至少一侧间隔设置的多个周边连接区域，每个周边连接区域与主体一体成型，所述周边连接区域包括突耳连接装置；以及

多个突耳，用于将垫片固定在板片上；其中，每个突耳与主体分离，每个突耳包括垫片连接装置，垫片连接装置可容纳于或接合于主体的连接区域中的突耳连接装置，以将突耳和主体连接在一起；

通过沿突耳连接装置的轴线移动突耳，当垫片连接装置与轴线对准时，每个突耳可与一个周边连接区域连接；其中，轴线实质垂直于连接区域的平面。

可选的特征在从属权利要求2至11中提出。

本发明具有与垫片制造相关的几个关键优势。由于周边连接区域较小，可以由形成垫片主体的材料来形成。因此，在形成垫片前，不需要在模具中放置用于形成连接区域的额外的橡胶件。这样，不仅加快了垫片形成前材料填充模具的速度，还避免了因不小心遗漏突耳材料导致垫片报废的情况。

由于垫片不含突耳，而是在制造完成后与突耳连接，因此可减少形成垫片的时间。一体成型的突耳与垫片会一起夹紧模具，从而增加了从模具上移除垫片的时间。由于制造的垫片主体中不包括突耳，因此，可以容易地从模具中取出垫片。由于周期缩短，因此可以更快地制造垫片。

此外，由于制造完成的垫片不含突耳，因此，可较容易地剥离掉垫片主体边缘的毛边(残留的垫片材料)，而无需担心额外的问题。因此，垫片制造的所有阶段都明显快于现有方式。在另外的步骤中，再将这些突耳增设到垫片上，例如，当技术人员将垫片连接至板式换热器的板片上时，可以免去胶粘。这样，突耳的制造不再是限制垫片制造速度的步骤。

对于传统垫片，突耳为垫片的一部分；与传统垫片不同的是，本发明的突耳未一体形成在垫片上。该突耳可释放地附接至垫片主体。如果某突耳损坏或磨损，则可以仅更换该突耳，而无需更换整个垫片。

各突耳均未连接至垫片的密封部，而是连接至垫片的密封部之外的指定部分，即周边连接区域。

突耳与垫片的组装可以是自动化的。即，使用机器人或机器将各突耳连接至垫片。在组装过程中，垫片可位于板片上。机器人或机器可从多个突耳中选择一个合适的突耳，将其连接至第一周边连接区域；或者，为机器人或机器提供合适的突耳，而不是由其从多个突耳中选择。在该突耳连接到位后，即可以对剩余的突耳和周边连接区域重复此过程。相对于手动组装突耳与垫片，自动组装节省了时间和精力。当然，如果需要，仍然可以手动组装。

将突耳连接装置和垫片连接装置对齐后，通过将突耳向下压至对应的连接区域上，以将突耳连接至不含突耳的垫片上。如上所述，当垫片位于板式换热器的板片上时，可以但不必需这样做。

在连接给定的突耳时，可能需要移动或操控其对应的连接区域，当然也可能不需要。例如，如果板片边缘的波纹阻碍了连接，则可以稍微抬起连接区域；在这样抬起后，可沿垂直于连接区域的轴线移动突耳来进行连接；然后，再降低突耳和连接区域以与板片接合。为实现此，可能需要对垫片已连接的突耳部分进行操作。垫片或周边连接区域的弹性也有利于此。

在一些情况下，所有突耳是实质相同的，且任意突耳可以连接至任意周边连接区域。而在其他情况下，可以设置两个或更多个不同形状的突耳。在这种情况下，需确保突耳能正确地连接至给定的连接区域。不同突耳的设置可确保各个特定的突耳在安装后不会干扰与之相邻的垫片的密封部。在设置了不同形状突耳的情况下，需要在组装过程中或在先前步骤中为特定区域选择合适形状的突耳。当然，可以使用多个机器人或机器，其中每个机器人或机器仅用于安装某突耳形状的子集(或一种类型的突耳)。

需要注意的是，并不能仅利用周边连接区域将垫片连接到板片上。换句话说，每个周边连接区域不具备将垫片主体连接或固定到板片上的整体结构。只有在离散的突耳主体连接至对应的连接区域后，这些区域才能连接至板片上。因此，周边连接区域是周边突耳连接区域。

每个周边连接区域可包括从主体向外延伸的指状或条状物(或其他细长部)。每个周边连接区域可包括从该区域平面延伸出去的凸起或凸点，以用于连接突耳。每个周边连接区域可包括细长部和突耳连接装置。

每个突耳连接装置可以是或用于将突耳连接到垫片的单一连接。

本说明书中的环指包括连续主体或路径的形状。环包括彼此不相遇的内周和外周。环的形状可以是规则的(例如圆形或椭圆形)，也可以是不规则的。环可以具有直边和/或弯边。环的边缘可以连接在一起，从而形成一个无端部的主体。例如，环可以包括成角度的或平滑的转角。当垫片在板式换热器中的两块板片之间被压缩时，环内部的区域被环密封。用于连接突耳的周边连接区域设置在垫片的密封部或密封区域之外。

各个突耳可释放地连接至垫片主体。为实现此，可沿远离连接区域的轴线的方向移动突耳。每个突耳可包括刚体。

各个突耳连接装置可与其对应的连接区域具有推入配合连接。各个突耳连接装置可为与其对应的连接区域互锁或具有摩擦配合连接。各个突耳可独立地连接至垫片上或从垫片上拆卸。

各个突耳或各个连接区域可包括凸起或凸点。凸起的远端处可设置有止动器或小块。各个连接区域或各个突耳可包括用于容纳凸起的相应凹部或孔。优选地，突耳包括凹部，而周边连接区域包括从该周边连接区域的平面垂直延伸出去的凸起。

使用互补的连接机制是将各个突耳连接到垫片的一种可靠方式，而且，还使得一系列的突耳连接到垫片主体变得快速和容易。在凸起的端部设置小块可防止凸起从与之接合的凹部/孔中意外脱离。

各突耳连接装置可设置在其周边连接区域的长度的大约中间位置处。即，在垫片主体的边缘与连接区域的远端(或自由端)之间大约一半的位置处。

对于连接至给定周边连接区域的给定突耳，该突耳的纵轴可以平行于该周边连接区域的纵轴。

可以在各个突耳上设置实质平面的区域。例如，该平面区域可以为突耳的背面的部分或全部。可以在各个周边连接区域上设置另一个实质平面的区域。突耳的平面区域和周边连接区域的平面区域可以具有不同的形状，但两者优选呈细长状。当给定突耳连接到其周边连接区域时，给定突耳的平面区域和连接区域的平面区域可彼此抵接。

对于连接至给定周边连接区域的给定突耳，该突耳的长度或平面区域可与该周边连接区域的长度或平面区域实质上共同延伸。

环所具有的带可具有大致恒定的宽度。连接区域可设置在带之外的区域中。带是垫片的一部分，用于密封板片。一般地，带不适于连接或容纳突耳，因为它可能会损害垫片的密封性能。相反，突耳连接区域可设置为垫片主体的加宽部分，邻近带。

带不一定要与连接区域明显区分。连接区域优选地为带的延伸或与带一体成型。可认为带是垫片主体的一个区域，该区域是由假想的平行内边界和外边界构成。内边界和外边界分别形成内环和外环，从而形成具有实质恒定宽度的部分。内外边界可绕一圈以形成环，但保持彼此实质平行。垫片主体的某些部分可能落在假想的内边界和/或外边界之外。这些部分可以包含或形成连接区域。

周边连接区域可设置在环的内侧和/或外侧。在带的内侧和外侧设置连接区域的情况下，该带可认为是中心带。可在各侧均设置连接区域，以便将垫片钩挂在板片的内边缘和外边缘上。

可设置至少一个额外的环连接至主体，用于密封通过板片的流道。该至少一个额外的环中的每一个可包括一个或多个用于连接突耳的周边连接区域。与连接区域和对应突耳相关的其他特征可与垫片主体的相关特征相同。次要环的连接区域和/或突耳可能比垫片主体的连接区域和/或突耳略小。

突耳的制成材料可与主体的制成材料不同。例如，突耳或夹子由塑料制成。主体可以由橡胶或掺杂橡胶或类似橡胶的材料制成。每一突耳均与本发明的第二方面所述的相一致。

垫片可以安装在板式换热器的板片上，或者设置在板式换热器中。

本发明的第二方面提出了一种用于连接至垫片的突耳；其中，该垫片包括环状的主体，用于安装至板式换热器的板片上；该主体包括多个沿环的至少一侧间隔设置的周边连接区域；各个周边连接区域与主体一体成型并包括突耳连接装置。该突耳包括预成型主体，该预成型主体包括用于与板片接合的板片连接装置(作为第一连接装置)、以及垫片连接装置(作为第二连接装置)，该垫片连接装置作为与突耳连接装置相连接的互补连接系统的一部分。垫片连接装置沿实质上垂直于预成型主体的平面的轴线设置。

可选的特征在从属权利要求13至17中提出。

与此相关的特征(以及下面的可选特征)的优点已在本发明的第一方面中进行了讨论。如果给定的突耳有缺陷，则仅需废弃或更换该突耳，而不是包括有缺陷突耳的整个垫片。

垫片的突耳连接装置可设置于实质上垂直于其连接区域的平面的轴线上，或沿该轴线设置。

每一突耳为分立的单元，即，没有一体成型为垫片的一部分。在压制或模制垫片主体之后，可将各个预成型的突耳连接至垫片。每一突耳具有与板片接合的部分，以及与垫片接合的部分。

主体可以实质上是T形或D形的。垫片连接装置可以设置在T形的主杆上或D形的一个或多个分支上。例如，垫片连接装置可设置在突耳主体的远端。垫片连接装置可包括或者可以为与垫片接合的凸起，或者为延伸入刚性体内或穿过刚性体的、用于容纳垫片上凸起的凹部。也就是说，凹部设置在主体自身中，例如杆部中(如果设置的话)。可以理解为凹部中断了主体的表面(例如平面或连续表面)。

凸起或凹部可包括椭圆形或卵形的横截面。当连接至连接区域时，突耳不能相对于突耳连接装置或凸起进行实质旋转。在将突耳连接至垫片时，突耳需与突耳连接装置位于同一轴线上，并且突耳还需相对于突耳连接装置保持正确的旋转位置以进行接合。

突耳可以由橡胶或塑料制成。虽然在某些情况下，其他材料(例如金属或合金)可能更有利。但在本发明优选的实施方式中，突耳是塑料突耳。

突耳可以为刚性突耳，包括实质刚性或不可弯曲的主体。该主体可能具有一定的弹性，但比同类橡胶主体的刚性更强。

如果主体为T形，则其可包括第一臂和第二臂或可包括第一指状部和第二指状部。臂或指状部取决于主体的T形杆。即，臂或指状部可沿着实质平行于T形主体的中心杆的轴线的轴线进行延伸。

臂或指状部中的一个或两个可包括阶梯状端部。臂或指状部上可设置有板片连接装置。T形突耳的主杆也可包括阶梯状远端。给定突耳上的阶梯状端部可根据突耳相对于换热器板的预设位置进行定制。

阶梯状端部的尺寸和形状优选地成型为容纳对应的板片，以防止干扰设置在板片之间的垫片的密封效果。例如，阶梯状端部可设置为容纳板片上的一个或多个V形。

单个垫片上不同突耳的阶梯状端部可以全部相同，也可以视板片的情况而不同。例如，用于板片上端的突耳的阶梯状端部可与具有不同的形状

如果主体是D形的，则其可包括用于连接到板片的臂或指状部(或多个臂或多个指状部)。臂或指状部可实质上设置在两个较长的臂或指状部之间，以连接至垫片。在只有单个臂或指状部的情况下，其可以实质上设置在较长的臂/指状部的中间。每个臂或指状部可包括一个阶梯状端部。

突耳可以连接至板式换热器的板片上的垫片，或者设置在板式换热器中。

本发明提出一种用于制造一个或多个刚性突耳的模具。模具可包括一个或多个单独的或分立的凹槽或节段，以制造单个或连接的突耳。模具可包括一个或多个细长的凹槽或节段，用于制造一系列连接的、且可在模制之后彼此分离的突耳。这样，可避免放置大量独立件或突耳材料。细长凹槽可具有多个狭窄部或颈部，以更容易地分离连接起来的突耳。突耳可成型为凹槽的主杆的分支。模具可为压缩模具或注射模具。

如果突耳是由橡胶制成的，则模具还可包括用于制造垫片主体或环的通道或凹槽。在这种情况下，突耳凹槽不连接至垫片通道。突耳凹槽可在垫片通道的周围间隔设置，这样，可避免在另外的步骤中制造突耳。相反，突耳与垫片主体可以同时受压，从而减少了制造的总时间。

如果突耳是由塑料制成的，则可以例如通过注射成型或压缩成型。这是优选的，无需在形成各个突耳后去除废橡胶料。

本发明的另一方面还提出了一种包括环形主体的垫片(或不含突耳的垫片)，以用于安装在板式换热器的板片上。主体可包括沿环的至少一侧间隔设置的多个周边连接区域。各个周边连接区域可与主体一体成型。部分/全部周边连接区域可包括突耳连接装置。部分/全部周边连接区域可不包括板片连接装置；或者，换句话说，可不包括与其一体形成的板片连接装置。特别地，垫片可不包括任何与其一体形成的突耳或夹子。各个周边连接区域可由细长部(不适于将垫片固定到板上)和突耳连接装置组成。细长部可在主体的平面中从主体延伸出去。细长部可长约2cm。本发明第二方面提出的突耳可连接至垫片。

本发明的第三方面提出了一种套件，包括多个如本发明的第二方面提出的突耳。可选地，套件包括不含突耳的垫片。

本发明还提出了一种板式换热器的板片，包括本发明的第一方面提出的垫片，或本发明的第二方面提出的突耳，或本发明的第三方面提出的套件。

本发明还提出了一种板式换热器，包括如本发明的第一方面提出的垫片，或者如本发明的第二方面提出的刚性突耳，或者如本发明的第三方面提出的套件，或者包括具有上述垫片、突耳或套件的一个或多个板片。

本发明的第四方面提出了一种制造板式换热器的垫片的方法，包括以下步骤：

a)在第一装置或模具中，形成环形的垫片主体，垫片主体包括一个或多个、用于连接至突耳的周边连接区域，其中，一个或多个周边连接区域沿环的至少一侧间隔设置，各个周边连接区域与垫片主体一体成型，各个周边连接区域包括突耳连接装置；和

b)在第二(或不同的)装置或模具中，形成与垫片主体相分离的多个突耳，并且各个突耳包括垫片连接装置，该垫片连接装置用于与垫片主体的周边连接区域上的突耳连接装置相配合或相接合。

可选的特征在从属权利要求24至26中提出。

将垫片主体模制为与突耳相分离的部件具有与本发明第一方面所讨论的优点。

步骤(a)可包括在模具中设置多个橡胶件，其中每个橡胶件的每个端部都与另一橡胶件相邻。每个橡胶件都为单个的“线”状或圆柱状原料。这意味着，在模制时，没有橡胶件的端部会形成为“自由端”，这是形成整体突耳时的情况。相反地，每个橡胶件的端部都与相邻橡胶件连接在一起，形成一个或多个环以及可选的桥接件，但是不含与其一体形成的突耳。

本方法包括将至少一个突耳与其对应的连接区域进行连接的步骤，以形成带突耳的垫片。优选地，对每个突耳都执行此步骤。为实现此，可以将给定连接区域中的突耳连接装置的轴线与给定突耳的垫片连接装置对齐，其中该轴线实质垂直于该连接区域的平面。然后，沿轴线将突耳朝着突耳连接装置的方向移动(即平移)，使突耳与突耳连接装置接合。

然后，以传统方式将垫片附接至板式换热器的板片上。或者，先将垫片主体位于板式换热器的板片上，然后，再将突耳分别与连接区域和板片进行连接，以将垫片固定到位。

各突耳可以是如本发明的第二方面提出的刚性突耳。

突耳可通过注射成型或压缩成型。当突耳由塑料制成时，优选采用上述方式。或者，垫片主体和突耳可在同一模具或压机的隔离区域中分别形成。若突耳和垫片均由橡胶制成，这样可节省制造时间和成本。

本发明的另一方面提出了一种板式换热器的垫片，包括：环形的主体，用于安装至板式换热器的板片上；该主体包括：沿环的至少一侧间隔设置的多个周边连接区域，以及多个用于将垫片固定在板片上的突耳。各个突耳都与主体相分离。突耳连接装置被一个连接区域容纳或接合，以将突耳和主体连接起来。可包括任意前述或后述的垫片相关和/或突耳相关的特征。例如，各周边连接区域可与主体一体成型。各周边连接区域包括突耳连接装置。

本发明的另一方面提出了一种连接至如本发明的上述方面所述的垫片的突耳。突耳包括预成型主体，该预成型主体包括用于接合至板片的第一连接装置，以及第二连接装置，该第二连接装置作为用于与垫片对应部分连接的互补连接系统的一部分。可包括任意前述或后述的垫片相关和/或突耳相关的特征。例如，突耳可由塑料制成。突耳可以是刚性的。

本发明的另一方面提出了一种制造板式换热器的垫片的方法，包括以下步骤：(a)形成包括一个或多个、用于连接至突耳的周边连接区域的环形的垫片主体，一个或多个连接区域沿环的至少一侧间隔设置；(b)形成与垫片主体相分离的多个突耳，并且包括用于与主体上的连接区域配合或接合的连接装置。可包括任意前述或后述的垫片相关和/或突耳相关的特征。

附图说明

为了更好地理解本发明，并且更清楚地展示本发明是如何实现的，现仅以举例的方式参考附图，其中：

图1A示出了附接至垫片的一部分的现有的T形夹的平面图；

图1B示出了附接至垫片的一部分的现有的D形夹的平面图；

图1C示出了附接至垫片的一部分的现有的第三类型的夹子的平面图；

图1D示出了附接至垫片的一部分的现有的第四类型的夹子的平面图；

图1E示出了附接至垫片的一部分的现有的第五类型的夹子的平面图；

图1F示出了附接至垫片的一部分的现有的第六类型的夹子的平面图；

图1G示出了板式换热器的现有的板片，以及通过图1A所示T形夹安装到板片上的垫片的平面图；

图1H示出了用于制造类似于图1G所示垫片的模具的一部分的立体图；

图2示出了与设置在垫片的部分上的凸起接合的突耳的第一实施例的剖视图；

图3示出了与垫片的部分接合的突耳的第二实施例的剖视图；

图4A示出了图2所示设置在垫片上的凸起的侧视图；

图4B示出了设置在垫片上的凸起的第二实施例的侧视图；

图5示出了具有凹部的垫片的一部分的另一实施例的平面图；

图6A示出了与设置在垫片的部分上的凸起接合的突耳的第三实施例的剖视图；

图6B示出了设置在图6A所示垫片上的凸起的侧视图；

图7示出了与设置在垫片的部分上的凸起接合的突耳的第四实施例的剖视图；

图8示出了本发明提出的垫片(部分)和突耳的另一实施例的平面图；

图9A示出了图8所示多个突耳中一个突耳的平面图；

图9B示出了图9A所示突耳的侧面立体图；以及

图10示出了图8所示垫片的一部分的立体图。

具体实施方式

首先参考图1A至图1G，示出了多种一体式突耳类型的现有实施例。垫片的一部分设置T型夹整体上以10表示，其中T型夹以12表示。垫片的一部分上设置D型夹整体上以20表示。其他类型的夹子整体上以30、40、50和60表示。在背景技术部分对这些类型的夹子进行了描述。

在图1G中，板式换热器的板整体上以70表示。板70具有常规形状。板70包括波纹状的表面，还包括堞形或锯齿形的边缘。垫片72安装在板70上的垫片容纳通道或垫片容纳区域中。垫片72包括多个T形夹12’，类似于图1A中所示的T形夹。T形夹的自由端以传统方式接合在板70的边缘。

图1H示出了制造垫片的现有装置的一部分，其整体上用80表示。该装置包括模具82的一部分，即上、下加工板中的下板。模具82具有一系列的主通道或凹槽82a。模具82还具有额外的通道82a’，用作板式换热器的板片中的端口或流动通道，这样，在使用中，垫片的一部分可密封端口的周边。

细长橡胶件84置于通道82a中，在被加压和加热后形成垫片。部分橡胶件还形成桥接部分，该桥接部分的两端连接在主通道82a中的橡胶件之间。模具82还包括用于形成突耳的次通道82b。较短的橡胶件86单独置于次通道82b中。各较短橡胶件的一端与一个主通道82a相邻，而另一端为不与其他橡胶件相邻的自由端。这样，较短橡胶件可模制为夹子。

下面结合图2至图7进行详细描述。在不同的实施例中，相似的附图标记用于表示等同部分。例如，如果某给定部分在第一实施例中标记为150，则其等同部分在后续实施例中将标记为250或350。

首先参考图2，垫片的第一实施例整体上以100表示。垫片100包括仅部分示出的垫片主体110。垫片主体110在制造时是“不含突耳”的；即，它不包括与其一体形成的突耳。垫片主体110包括连续环或无端环。环的形状大致呈梯形，包括上平行部和下平行部，且其中一个平行部的长度大于另一个平行部的长度。还包括额外的环(未示出)。垫片主体110可与图1G中所示垫片72的成型方式相似。

垫片主体110由具有平行侧面的条状材料构成，从而形成了整体上以112表示的带。带112主要由侧面的平行部分构成。如图2所示，主体110的边缘在某些位置处是平行的。在图中示出了假想线112a以便于参考。带112是环内的宽度实质恒定的区域。

垫片主体110还包括脊112b。脊112b的顶点处略圆。在本实施例中，脊112b沿带112的长度方向设置。倾斜表面从脊112b的两侧延伸。主体110的另一侧是实质平坦的。当压缩两块板片时，位于两块板片间的脊112b被压平，使得垫片主体的一侧抵靠在一块板片上实现密封，以及垫片主体的另一平坦侧抵靠在另一块板片上实现密封。

主体110还包括突耳接合部114。突耳接合部114是用于连接突耳的周边区域。突耳接合部114与主体110一体成型。图2中所示的突耳接合部114为主体110的凸起部或弯曲延伸部。突耳接合部的宽度约等于待连接的突耳的最大宽度。突耳接合部114可视为主体110的延伸部或加宽部。参考图3，垫片的一个变型整体上以200表示。图3中所示的突耳接合部214比图2中所示的突耳接合部114窄。垫片200与第一垫片100的其他特征相同。

再次参考图2，尽管图中仅示出了一个突耳接合部114，但垫片主体110上还设置有其他多个突耳接合部114。除非另有说明，否则该实施例中的各突耳接合部114实质相同，并可参照图2所示的单个示例的描述。

多个突耳接合部114沿垫片主体110的各边缘间隔设置，从而在垫片主体110的各边缘上形成起伏边缘(未示出)。例如，就垫片主体110的上平行部或下平行部的周长而言，一系列共线的直线段被偏离的曲线段中断，这些偏离的曲线段从一个直线段开始弯曲，然后再弯曲回到另一个直线段。各边缘的起伏部分不一定是同相的。

用于容纳垫片主体110的板片(未示出)应成型为容纳突耳接合部114，且不会破坏垫片100的密封效果。因此，垫片主体110的中心区域具有沿其整个长度的实质不间断区域。

在本实施例中，在垫片主体110的两侧均设置突耳接合部114。但可以理解的是，在一些实施例中，可仅在一侧设置突耳接合部114。虽然这种设置可能会降低整体运行效率，但可避免破坏板式换热器中板片的形状(例如，波纹状区域)。

突耳接合部114包括凸起116。凸起116设置在带112的外部。凸起116是互补突耳连接系统或互补突耳接合系统的一部分。凸起116与突耳接合部114一体成型。在本实施例中，从上方看凸起116，其具有实质上呈正方形的轮廓。在图4A中可看到，其侧面轮廓实质上呈正方形。可以理解的是，凸起的一个或两个轮廓也可以呈矩形。正方形或矩形的凸起轮廓可确保在将突耳与板片接合之前，附接至垫片主体110的突耳不会相对于垫片主体110转动。

参考图4B，示出了一替代凸起316，该替代凸起316为垫片310的一部分。凸起316包括小块318或加宽端。当凸起316与突耳中的孔接合时，小块318可防止突耳的脱离。

再次参考图2，垫片100还包括突耳120。突耳120是T形的。突耳120具有预成型主体，即，它是分立部件，并不作为垫片主体110的一部分而与垫片主体一体形成。尽管仅示出了一个突耳120，但可以理解的是，还设置了未示出的其他多个突耳120。每一突耳120可连接至上述多个突耳接合部114中的一个。除非另有说明，否则该实施例中的突耳120全部实质相同，并且参考图2所示的单个示例进行了描述。

在本实施例中，与垫片主体110一样，各个突耳120由橡胶制成。但可以理解的是，可以将一种橡胶配方或类型用于垫片主体110，而将另一不同的橡胶配方或类型用于突耳120。

突耳120包括主杆122。朝向主杆122的一端设置有连接孔122a。孔122a从主杆122的端部插入。在本实施例中，孔122a以主杆122的纵轴为中心。

横杆124连接在主杆122的另一端。两个次杆或臂126连接在横杆124的两端。臂126实质上平行于主杆延伸。臂126与主杆122在横杆124的同一侧延伸。臂126比主杆122短。臂126可以传统方式安装在板的边缘。

连接孔122a设置为与突耳接合部114上的凸起116配合或互补。孔122a可以与凸起116接合或与凸起116互锁，以将突耳120固定至垫片主体110。在本实施例中，利用推入配合连接可确保将突耳120固定在垫片主体110上的合适位置。

当突耳120与凸起116接合时，主杆122远端的一部分位于带112的上方。在本实施例中，在带112的相关部分设置凹部112c，以容纳突耳120的远端。由于垫片100在各个突耳位置处的有效厚度没有增加，因此会降低其在使用过程中的密封性。但是，上述设置并不是必需的。在不设置凹部112c的情况下，垫片100仍能发挥作用。或者，突耳120的厚度减小或其远端变细，以便与垫片主体110齐平安装。

可先将突耳120增设到垫片主体110上以形成带突耳的垫片100，然后，再将该垫片100安装到板片上。或者，先将垫片主体110安装到板片上，然后，再将突耳120分别与垫片主体110和板片连接。

可将突耳120从垫片主体110上移除以进行维修。如果垫片主体和突耳都状态良好，则可以重新附接突耳120以将垫片100与板片连接。如果其中一个或另一个处于磨损状态，则可根据需要进行更换。

使用模具(未示出)来制造垫片100。模具具有对应于板式换热器的板片的形状的两部分。模具包括与垫片主体110的环相对应的主通道，以及用于形成板片内端口的额外的环的两个次通道。次通道连接到主通道。该设置类似于图1G中所示的设置。主通道包括与连接突耳的周边连接区域相对应的区域。次通道也可包括这种区域。但是，主通道或次通道的分支均不包括用于形成突耳的小凹槽或通道。换句话说，没有突耳或夹子的形成通道连接到垫片的形成通道。

相反地，可以在模具中与主通道或次通道相隔离的部分中设置突耳形成通道。例如，在模具中间，主通道环绕突耳形成通道。这样，即可在制造垫片主体的步骤中一起制造突耳。

圆柱形橡胶件(或其他合适材料)首尾相连地放置在所有通道中。加热模具并压缩橡胶件，使它们流动并形成不含突耳的单个垫片主体；可选地，还形成与垫片主体相隔离的多个分立的突耳。在压缩所需秒数后，打开模具，利用压缩空气将各个垫片主体和预成型的突耳从模具中分离出来；然后，再去除残留的橡胶边缘。如前所述，突耳可以单独地附接至垫片主体110。

在其他实施例中，突耳也可以不与垫片主体一起模制，例如由塑料注塑而成。多个突耳可用易碎的桥接件连接，然后再彼此分开；或者，就模制成单个单元。

现参考图5，示出了垫片410的另一实施例。在本实施例中，周边连接区域414包括孔416。孔416实质上呈椭圆形。可以理解的是，要与连接区域414结合的突耳应包括对应的凸起，且该凸起适于安装到孔416中或穿过孔416。

现参考图6A和图6B，垫片的另一实施例整体上用500表示。除非另有指出，否则该垫片的特征与图2描述的实施例相同。

在本实施例中，垫片主体510包括相邻的连接区域514a和514b。连接区域514a和514b之间的间隔距离对应于突耳的宽度。连接区域514a和514b分别包括凸起516a和516b。凸起516a包括正方形的端部。凸起516b包括圆形或椭圆形的端部以及小块518。图6B中示出了凸起516a和516b的侧面轮廓(为清楚起见，仅示出了垫片主体510)。

D形突耳520分别与凸起516a和凸起516b连接。突耳520包括中间臂522，该中间臂522的一端连接至横杆524。第一杆526和第二杆526分别设置在横杆524的两端。两个杆526分别包括孔526a和526b，该两个孔可分别环绕安装在凸起516a和516b上。第一孔526a呈正方形，第二孔526b呈椭圆形。

在本实施例中，如果安装在垫片主体510上的所有突耳都是D形突耳520，则连接区域与突耳的数量比例为2：1。当然，也可使用D形突耳和T形突耳的组合，此种情况存在相应数量的连接区域。另外，可以理解的是，在本实施例的变型中，两个凸起的形状可以相同。

现参考图7，垫片的另一个实施例整体上用600表示。该实施例类似于图5至图6B所示的实施例。但是，也存在一些如下的差异。

垫片主体610包括连接区域614。连接区域614从垫片主体610开始以固定角度而非弯曲角度延伸出去。换句话说，连接区域614的边缘不是平滑过渡到垫片主体610的边缘。连接区域614包括两个凸起616a和616b。凸起616a和616b之间的间隔距离与突耳对应。

D形突耳620包括三个臂622，它们在突耳620的中间间隔设置。每个臂622具有与板式换热器的板片的边缘进行接合的自由端。突耳620以与图5描述方式相似的方式连接至垫片主体610。

突耳620包括具有狭槽628a的横杆624。在本实施例中，横杆624设置了延伸部628以形成狭槽628a。这样，狭槽628a位于横杆624主体的外部。例如，狭槽628a可以与板片上的凸起接合。

现参考图8至图10，垫片和突耳的另一实施例整体上以700表示。除非另有说明，否则垫片和突耳的特征与本发明的前述实施例相似。

本实施例中提出了垫片710。图8和图10仅示出了垫片的一部分。可以理解的是，垫片710成型为适于安装到板式换热器的板片上的环。如图所示，垫片710的上表面实质上是平坦的或平面的。如前实施例所述，下表面(不可见)具有在脊处相交的两个成一定角度的表面。

垫片710包括多个周边突耳连接区域714。每个周边连接区域714实质上设置在垫片主体的平面中。周边连接区域714与垫片710一体成型。周边连接区域714不包括与其一体形成的突耳或夹子。即，它们不适于直接与板片连接。

图8示出了两个周边连接区域714，但可以理解的是，其他周边连接区域沿着垫片710的其他部分(这里未示出)间隔设置。每个周边连接区域714包括从垫片710延伸出去的细长部(或指状部)。细长部实质上具有矩形周边。各个细长部比垫片主体薄(在本实施例中，细长部的厚度约小于垫片主体的厚度的一半)。各个细长部具有实质上平坦的或平面的上表面(除了下面讨论的凸起)。细长部在其接合垫片的区域内垂直地从垫片710的纵轴延伸出去。各个细长部实质上朝向垫片710的一个成角度的面或在垫片710的一个成角度的面上连接至垫片710。

可以理解的是，根据给定板片的所需位置，各细长部可以以任意合适的角度从垫片延伸出去。在不同的实施例中，部分/所有细长部垂直于垫片轴线，部分/所有细长部相对于垫片轴线倾斜。

凸起716从细长部延伸出去。在本实施例中，凸起沿垫片710的平坦侧的平面的方向延伸。凸起716实质上呈圆柱状。在本实施例中，凸起716的长度略大于其宽度(在所示实施例中，其较长部分沿细长部设置)。因此，凸起716的横截面实质上呈椭圆形。在本实施例中，凸起716的高度约为2mm。当然，只要能够接合突耳，凸起可以具有任意合适的高度。凸起的高度和细长部的厚度大致上等于垫片主体的厚度。

一个突耳720以720表示。另一个突耳以720’表示，该突耳720’已附接至周边连接区域714。突耳720、720’可释放地附接至垫片710。各突耳720实质相同。下面仅描述突耳720，但是可理解的是，该描述适用于在该实施例中使用的任意其他突耳。

在本实施例中，突耳是刚性的，即实质上不具备弹性。在本实施例中，突耳由塑料制成。突耳一体成型，例如通过压缩成型。在本实施例中，突耳720实质上是T形的。突耳720的边缘呈圆形。突耳720包括主杆722。杆722的自由端722b(或远端)实质上是平坦的或平面的。扁平端722b比杆722的其他部分稍窄。如722c处所示，自由端可视为阶梯状端部(或包括台阶)。

主杆722的中间设置有孔722a。孔722a成型为与凸起716的尺寸和形状相适配。因此，孔722a的横截面大致上呈椭圆形。孔722a的深度约等于或略大于凸起716的高度。

横杆724连接在主杆722的一端。主杆722和邻接的横杆724的长度与周边连接区域714的细长部的长度实质相同。主杆722的长度和宽度大约等于连接区域714的细长部的长度和宽度。

两个次杆或臂726分别连接在横杆724的两端。两个次杆或臂分别略微插入横杆724的两端。横杆和杆/臂726的端部是圆形的。每个次杆或臂包括阶梯状末端(或阶梯)，整体上以726a表示。臂726实质上平行于主杆延伸。臂726与主杆722在横杆724的同一侧进行延伸。臂726比主杆722短。臂726可以成型为与板式换热器的板的边缘相适配。

孔722a设置为与周边连接区域714上的凸起716相互配合或互补。主杆722的后表面(未示出)包括用于抵接细长部上表面的实质平坦或平面的区域。通过将孔722a和凸起716在同一轴线上对准后，将孔722a压或推到凸起716上，即可将突耳720固定至垫片主体110上。由于突耳的横截面呈椭圆形，因此，在将突耳连接至垫片之前，需确认突耳720相对于凸起716的旋转方向是正确的。

当连接在一起时，凸起716实质上穿过孔722a的大部分或全部。换句话说，凸起的体积约等于孔容。在本实施例中，孔722a的深度略微大于凸起716的高度。

可以理解的是，在要求保护的发明的范围内，可以自由地组合不同实施例的特征的其他变化或组合。

使用凸起/通孔的连接方式仅是将突耳放置在垫片上的一种示例。还可以设置适于“插入”突耳的凹槽。例如，在垫片主体或突耳两者之一上设置具有封闭端的孔；相应地，在另一者上设置与该孔相适配的凸起。在其他实施例中，还可以设置钩子。例如，D形突耳的杆可以钩在垫片主体的一部分上。

例如，如上所述，垫片可以先成型为不含突耳的主体，然后再向其增设突耳。当然，可以理解的是，垫片也可以先成型为在特定位置具有一部分突耳的主体，然后再向其增设补充的突耳。虽然这不一定是优选的，但仍在权利要求的范围之内。例如，在某位置处设置周边连接区域会破坏或降低板式换热器的板的性能，因此，可在这些位置处设置集成的突耳。

仅以示例的方式提供了上述实施例，并且在不脱离由所附权利要求限定的本发明的范围的情况下，各种改变和修改对于本领域技术人员将是显而易见的。

Claims (29)

1.一种板式换热器的垫片，其特征在于，所述垫片包括：

环形的主体，用于安装在所述板式换热器的板片上；其中，所述主体包括沿环形的至少一侧间隔设置的多个周边连接区域，每个所述周边连接区域与所述主体一体成型，每个所述周边连接区域包括突耳连接装置；以及

多个突耳，用于将所述垫片固定在所述板片上；其中，每个所述突耳与所述主体分离，每个所述突耳包括垫片连接装置，所述垫片连接装置可容纳于或接合于所述主体的连接区域中的所述突耳连接装置，以将所述突耳和所述主体连接在一起；

通过沿所述突耳连接装置的轴线移动整个所述突耳，当所述垫片连接装置与所述轴线对准时，每个所述突耳可与一个所述周边连接区域连接；其中，所述轴线实质垂直于所述连接区域的平面以及垫片主体的平面。

2.根据权利要求1所述的垫片，其特征在于，所述多个突耳中的每个突耳在所述周边连接区域和所述主体的平面的一侧上可释放地附接至所述主体。

3.根据权利要求1所述的垫片，其特征在于，每个突耳上的所述垫片连接装置与与其对应的连接区域沿突耳连接装置的轴线推入配合连接。

4.根据权利要求1所述的垫片，其特征在于，每个所述突耳或每个所述周边连接区域之一包括凸起，每个所述周边连接区域或每个所述突耳之一包括用于容纳所述凸起的相应凹部或孔；所述周边连接区域中的所述凸起或所述凹部设置在垂直于所述周边连接区域的平面的轴线上。

5.根据权利要求1所述的垫片，其特征在于，每个所述突耳连接装置设置在其周边连接区域的长度的大约一半的位置处。

6.根据权利要求1所述的垫片，其特征在于，所述周边连接区域设置在环形的主体的内侧和外侧上。

7.根据权利要求1所述的垫片，其特征在于，至少一个额外的环连接至所述主体，用于密封通过所述板片的流道；所述至少一个额外的环中的每一个额外的环包括一个或多个用于连接至一个突耳的周边连接区域。

8.根据权利要求1所述的垫片，其特征在于，制成所述突耳的材料与制成所述主体的材料不同。

9.根据权利要求1所述的垫片，其特征在于，所述主体和所述连接区域由橡胶材料制成，突耳的部分或全部由塑料制成。

10.根据权利要求1所述的垫片，其特征在于，对于连接至给定周边连接区域的给定凸起，所述给定的凸起的纵轴实质上平行于所述给定的周边连接区域的纵轴。

11.根据权利要求1所述的垫片，其特征在于，每个所述突耳上围绕所述垫片连接装置设置有实质平坦区域，每个所述周边连接区域上围绕突耳连接装置设置有实质平坦区域；当所述突耳连接至所述周边连接区域时，所述突耳上的平坦区域与所述连接区域上的平坦区域相互邻接。

12.根据权利要求1所述的垫片，其特征在于，所述多个突耳中的每个突耳包括：

包括预成型主体；所述预成型主体包括用于与所述板片接合的板片连接装置，以及垫片连接装置，所述垫片连接装置作为用以与突耳连接装置相连接的互补连接系统的一部分；所述垫片连接装置沿实质上垂直于所述预成型主体的平面的轴线设置。

13.根据权利要求12所述的垫片，其特征在于，所述预成型主体是刚性的。

14.根据权利要求12所述的垫片，其特征在于，所述预成型主体实质为T形或D形，所述垫片连接装置设置在所述T形的主杆上或主杆中，或设置在所述D形的一个或多个分支上或在所述D形的一个或多个分支中。

15.根据权利要求12所述的垫片，其特征在于，所述预成型主体呈T形，并且包括第一臂和第二臂，或包括第一指状部和第二指状部；所述第一臂和第二臂之一或两者包括厚度减少的阶梯状端部，或所述第一指状部和所述第二指状部之一或两者包括厚度减少的阶梯状端部。

16.根据权利要求12所述的垫片，其特征在于，所述垫片连接装置包括用于与所述垫片接合的凸起，或包括延伸进入或穿过所述预成型主体、用于容纳所述垫片上的凸起的凹部。

17.根据权利要求16所述的垫片，其特征在于，所述凸起或所述凹部包括圆形、卵形或椭圆形的横截面。

18.根据权利要求12所述的垫片，其特征在于，所述多个突耳中的每个突耳是刚性或塑料突耳。

19.一种套件，其特征在于，包括多个如权利要求12至18中任一项所述的垫片。

20.一种板式换热器的板片，其特征在于，包括如权利要求1或12所述的垫片。

21.一种板式换热器，其特征在于，包括一个或多个如权利要求1或12所述的垫片。

22.一种模具，其特征在于，用于制造一个或多个如权利要求12至18中任一项所述的垫片；所述模具包括至少一个与所述突耳相适配的凹槽。

23.根据权利要求22所述的模具，其特征在于，所述模具包括一系列分立的凹槽，每一凹槽与一突耳相适配；和/或包括一个或多个细长的凹槽，用于生成一系列连接的突耳，所述一系列连接的突耳在成型后相互分离。

24.一种板式换热器的垫片的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括步骤：

a)在第一装置中，形成环形的垫片主体，所述垫片主体包括一个或多个、用于连接至突耳的周边连接区域；其中，所述一个或多个周边连接区域沿环的至少一侧间隔设置，各个所述周边连接区域与垫片主体一体成型，各个所述周边连接区域包括突耳连接装置，所述突耳连接装置被设置在实质垂直于相应周边连接区域的平面和垫片主体的平面的轴线上；和

b)在第二装置中，形成与所述垫片主体相分离的多个突耳，并且各个所述突耳包括垫片连接装置，当所述垫片连接装置与对应的突耳连接装置的轴线对齐时，通过沿所述轴线移动整个所述突耳，所述垫片连接装置用于与所述垫片主体的所述周边连接区域上的突耳连接装置相配合或相接合；其中，所述轴线实质垂直于所述周边连接区域的平面和所述垫片主体的平面。

25.如权利要求24所述的制造方法，其特征在于，还包括步骤：

通过在给定的连接区域中，将所述突耳的所述垫片连接装置与所述突耳连接装置的轴线对准，将多个突耳中的至少一个突耳连接至其对应的所述突耳连接区域，以形成带突耳的垫片，所述多个突耳中的至少一个突耳设置在所述周边连接区域和所述垫片主体的平面一侧上；其中，

沿所述轴线朝着所述突耳连接装置平移所述突耳，使得所述突耳与所述突耳连接装置接合。

26.根据权利要求24所述的制造方法，其特征在于，每个所述垫片是如权利要求12至18中任一项所述的垫片。

27.根据权利要求24所述的制造方法，其特征在于，所述突耳注射成型或压缩成型。

28.根据权利要求24所述的制造方法，其特征在于，步骤a)包括形成不具有一体成型的突耳的所述垫片主体。

29.一种垫片，用于容纳板式换热器中使用的多个突耳，其特征在于，所述垫片包括环形的主体，用于安装至所述板式换热器的板片；

所述主体包括沿环的至少一侧间隔设置的多个周边连接区域；每个所述周边连接区域与所述主体一体成型；每个周边连接区域包括用于容纳突耳或夹子的突耳连接装置，每个周边连接区域不包括与其一体形成的板片连接装置，所述板片连接装置为突耳或夹子，其中每个突耳连接装置被设置在实质垂直于相应周边连接区域的平面和垫片主体的平面的轴线上。

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