CN1666080A - 用于流动介质之间热交换的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种装置用于流动介质之间热交换，该装置包括一热交换器部件，其在一侧由一用于输入液体介质的流入室(1)而在另一侧由一用于排出液体介质的流出室(3)限定，并具有用于液体介质的各流体通道(7)，它们通过部件从流入室(1)向流出室(3)延伸，以及具有一盖极(9)，它从流入室(1)向流出室(3)延伸并在一端封闭该部件；其中盖板(9)具有至少一个内部的通道(13)，它绕开流体通道(7)，作为旁流通道从流入室(1)向流出室(3)延伸，并可通过至少一个压力控制装置(11)关闭和可通过根据一在流入室(1)与流出室(3)之间控制的超过一预定阈值的压差打开装置(11)而开放。

Description

用于流动介质之间热交换的装置
技术领域
本发明涉及一种装置用于流动介质之间热交换，其中至少一个介质处于液体状态。
背景技术
已知的装置(DE-A-196 51 988)在工程中得到了广泛的应用，特别是以液体/空气冷却器的形式，用于影响流过其中的液体的热状态。在结合液压设备或生产装置的应用中，其中应该借助于冷却空气冷却工作流体如液压油、润滑剂或冷却润滑剂，该冷却空气被随带过装置，必须采取预防措施以免由于待冷却液体的粘度的温度依赖性造成装置的操作故障或失效。为了优化热交换的效率，在由待冷却的液体在装置由流过的流体通道中通常设置产生紊流的叶片或薄片，其必须由液体绕流，在这种情况下使之涡旋，从而液流的全部组分进入与围绕流体通道的用于热交换的壁相接触。
引起涡流的构件实现液流的一定节流，从而在入口侧的待冷却液体的流入室与液体的出口侧的流出室之间建立一取决于该节流的压差，在待冷却的其粘度具有强烈的温度依赖性的液体的情况下，在涉及的液体具有低温的操作阶段，亦即例如在涉及的工作流体仍然是冷的的起动阶段，液体的相当高的粘度由于在装置的流体通道中的节流可能导至过度的压力增高。为了避免这样的超压，其可能导致故障或损坏，通常在装置的流入室与流出室之间设置一旁流装置，其正常地是关闭的，但具有一压力控制装置，当待冷却的液体已达到其操作温度并已相应减小粘度时，该压力控制装置使液体的旁流可以将装置中的压差一直降到一安全值，该安全值使旁流关闭并且液体只流过热交换的流体通道。
由DE-A-41 06 963已知一种流体介质的冷却装置，特别是用于以油操作的液压设备和内燃机的水冷却器，其中使待冷却的介质II进入与冷却剂I直接接触而热交换，该装置包括一本身已知的油-空气冷却器，其具有多个连接管用于介质II流入或流出一冷却器中，该冷却器具有多个彼此间隔开的平行延伸的冷却通道，其中间空间填充薄片，冷却剂I紊流流过这些薄片，并且其中在设有连接管的各纵向侧面设有一盖，其固定在各连接管的区域内并且具有内部的和外部的密封件，并且具有一大致成空心长方体形的铸件，其具有多个室和用于冷却剂I的入口和出口的管接头，油-空气冷却器基本上形锁合插入和固定于该铸件中，使得在使用状态下盖的外壁经由一密封件密封地贴紧壳体壁。
由此得到一价廉的待实现的流体介质的冷却装置并具有改进的热交换；不过特别在所述和起动阶段，其中所涉及的液体具有较低的温度并从而在一定情况下出现高的粘度，可能导致超压并因而导致已知冷却装置的损坏。
发明内容
从该现有技术出发，本发明的目的在于，在保留现有技术中的优点的情况下有针对性地进一步改进已知的装置，其特征在于特别简单的构造，它可简单而价廉地实现，并且仍然以高的程度达到在待冷却介质的不同的温度下功能可靠的使用。
按照本发明该目的由在总体上具有权利要求1的特征的装置来达到。
本发明的装置具有热交换器部件，其中参与热交换的液体的流体通道在一个在一侧限定该部件的流入室与一在另一侧限定该部件的流出室之间延伸，该流体通道和用于导过另一流动的介质例如冷却空气的流动通道相互交替，亦即在部件内相互叠加，设置一盖板作为部件的上面的密封盖。通过按照权利要求1的特征部分该盖板具有至少一个内部的通道，其绕开流体通道作为旁流通道从流入室向流出室延伸，该通道根据流入室与流出室之间的压差可借助于一压力控制装置关闭或开放。因此按照本发明作为防止超压建立的安全装置设置的旁流装置结合于热交换器部件的盖板中，这导致装置构造的显著简化，其可以以力求的方式简单而价廉地制造。
在热交换器部件的制造中可以将流体通道和构成流动通道的各构件上下相叠焊接在一起，以构成一具有所要求数量的元件的部件，同时构成旁流装置的盖板可以通过焊接固定在该部件的上面上。
当作为盖板通过挤压成形构成一扁平管形式的空心成型件的一部分时，装置的制造可特别简单地形成，该扁平管在两端由一密封板封闭。空心成型件的一部分可以挤压成形成使其产生一单通路的扁平管，亦即在这样构成的盖板中形成单独的通道。但按有利的方式可以将构成扁平管的空心成型件的一部分挤压成形成使该扁平管具有两个内部的通道。在每一情况下，亦即不论是构成单独的通道还是构成多个通道，扁平管的壁设有相应的通孔，其在每一通道的端部可以流体连通于流入室和流出室。
优选为扁平管的每一通道设置至少各一个压力控制装置。其可以分别安装于扁平管中的一个通孔内。
在一优选的实施形式中，作为每一通孔的压力控制装置分别设置一弹簧加载的座阀形式的止回阀。
当构成盖板的扁平管在通道或各通道的各端由一密封板封闭时得到一特别简单的构造方式，该密封板在热交换器部件焊接时与其焊接在一起。当各密封板沿多个通道的各端延伸时，各密封板优选具有一在其中构成的通道，其使各通道之间可以流体连通。该通道可以通过一在密封板中制出的伸长的凹槽构成，其沿位于扁平管中的各通道的各端延伸。
附图说明
以下借助一附图中所示的实施例详细说明本发明。其中；
图1本发明的以一空气/液体冷却器形式的装置的一个实施例的大大简化的示意图。
图2实施例中设想的包括配置的压力控制装置的实施例的旁流装置的示意图，只用以说明流体流动；
图3按图1的剖面线III/III截取的扁平管的旁流装置的旁流装置的一两通路扁平管的剖视图；以及
图4一用于在端面封闭图3中所示扁平管的密封板的内面的俯视图。
具体实施方式
图1中以块部件构造方式示出本发明的以一液体/空气冷却器形式的实施例的大大简化的示意图，以1标记一流入室用以输入待冷却的液体而以3标记一流出室用以排出液体。在流入室1与流出室3之间热交换器部件具有板形形状的交替的上下相叠的各热交换元件，亦即流体导向件5，其包括内流体通道7，待冷却的液体通过该流体通道从流入室1流向流出室3，以及格栅件8，其构成流过的冷却空气的流动通道，并掠过格栅件8的冷却薄片。流体导向件5和格栅件8是正方形或矩形外形的板式构件。
包括侧面的流入室1和侧面的流出室3以及位于其中间的一叠流体导向件5和格栅件8的热交换器部件，其中各构件全部焊接在一起，在上面由一盖板9封闭，其同样焊在上面。该盖板9构成一旁流装置，用于流入室1与流出室3之间的流体连通而绕开流体导向件5中的流体通道7，参见图1和2中双线标明的流动箭头，其说明液体从流入室1向盖板9的流入和流体从盖板9经由弹簧加载的球形止回阀11向流出室3的流动。
由弹簧加载正常关闭的止回阀11构成一压力控制装置，其在流入室1与流出室3之间的压差超过一通过阀弹簧力调整而预选的阈值时开放液体流通。图1中只示出一个止回阀11。但为了获得要求的尺寸的阀通道横截面在该实施例中设置多个接连的止回阀11，如由图2可看出的，其以相对于图1垂直的视向看去示出由盖板9构成的旁流装置通过各止回阀11的流体流动，亦即流进到流出室3中。
盖板9，如由图3可见，由一以扁平管形式的挤出的空心成型件的管路部分构成，其在该实例中是两通的，亦即具有两个内部的通道13。构成盖板9的扁平管的两端由每一个密封板15封闭，后者更详细地示于图4中，构成盖板9的扁平管的壁中的通孔形成流入室1与内部的通道13之间的流体连通和通道13与流出室3之间的流体连通。为流入室1配置的各通孔，其中在图1中只可看出一个，以17标记，为流出室3配置的各通孔以19标记。按照在实施例中设置的两通道13的数量，在该实例中对流入室1设置两个通孔17而对流出室3设置两个通孔19。
如由图2可得知的，在每一通孔19中设置一止回阀11，以便如上所述达到足够大的阀通道横截面，而不必采用过大的阀，为了在构成盖板9的扁平管的各端能够在两通道13之间实现流体连通，各密封板15设有一切出的凹入的长形的槽21。
在通道13的各端与盖板9焊接的密封板15中，槽21沿两通道13的各端延伸，如在比较图3和4时是显而易见的，因此构成一通道，其在两通道13之间在其两端建立流体连通。
为了在装置完成的状态下能够接近用作为压力控制装置的止回阀11，在构成盖板9的扁平管的壁中构成各进孔23，其分别对置于涉及的止回阀11构成。如由图1显而易见的，各进孔23可由一密封件25封闭，其可以涉及一螺纹拧入的盖子部件等。
在装置的一未更详细示出的实施形式中，相应的压力控制装置11也可由一借助于压力和/或温度控制的闭合件构成，例如以一温度依赖的弹性元件的形式，如果待冷却的介质是冷的，则其在装置中也建立一相应的高压并且压力控制装置11开放冷却器的旁路功能。如果此后待冷却的介质的温度升高并因此是流动性的，则其可以直接流过冷却器而避开旁路功能，因为在较高温度时闭合件关闭旁路。这样的闭合件可以例如通过一弹性元件相应地实现。
本发明的旁路装置也可以追加连接到现有的冷却器上，因为优选该旁路装置的高度相当于一流体通道7和一接着的薄片通道8的结构高度。因此如果在一已交货的冷却装置中去掉相应的上面的一排薄片连同流体通道，则提供结构空间，用以追加安装和焊接标准化高度的旁路装置，从而一追加的具有旁路装置的配置无疑是可能的，而不显著降低这样改装的冷却装置的冷却功率。

Claims (12)

1.用于流动介质之间热交换的装置，其中至少一个介质处于液体状态，该装置包括一热交换器部件，该热交换器部件在一侧由一用于输入液体介质的流入室(1)而在相对置的一侧由一用于排出液体介质的流出室(3)限定，所述热交换器部件还具有一些用于液体介质的流体通道(7)以及一盖板(9)，所述流体通道通过部件从流入室(1)向流出室(3)延伸并且通过位于它们之间的用于导过另一流动介质的流动通道(8)彼此分离，所述盖板覆盖流体通道(7)和流动通道(8)，从流入室(1)向流出室(3)延伸并在一端封闭该部件；其特征在于，盖板(9)具有至少一个内部的通道(13)，它绕开流体通道(7)、作为旁流通道从流入室(1)向流出室(3)延伸，它可通过至少一个压力控制装置(11)关闭并且可通过根据一在流入室(1)与流出室(3)之间控制的超过一预定阈值的压差将装置(11)打开而开放。
2.按照权利要求1所述的装置，其特征在于，作为盖板设置一段通过挤压成形的扁平管(9)形式的空心成型件，该扁平管在两端由一密封板(15)封闭。
3.按照权利要求2所述的装置，其特征在于，在扁平管(9)的壁中在扁平管邻接流入室(1)和流出室(3)的端部构成一些通孔(17、19)，它们构成在扁平管(9)的至少一个通道(13)与流入室(1)和流出室(3)之间的一种流体连通。
4.按照权利要求3所述的装置，其特征在于，扁平管(9)具有两个内部的通道(13)，它们每一个经由通孔(17、19)与流入室(1)或流出室(3)连通。
5.按照权利要求4所述的装置，其特征在于，为扁平管(9)的每一通道(13)设置至少各一个压力控制装置(11)。
6.按照权利要求3至5之一项所述的装置，其特征在于，每一通道(13)的压力控制装置(11)安装于一穿过扁平管(9)的壁的通孔(17、19)中。
7.按照权利要求6所述的装置，其特征在于，所述压力控制装置(11)分别设置于将通道(13)与流出室(3)连通的通孔(19)中。
8.按照权利要求1至7之一项所述的装置，其特征在于，作为压力控制装置分别设置一弹簧加载的座阀形式的止回阀(11)。
9.按照权利要求8所述的装置，其特征在于，在每一通道(13)的壁中在对置于止回阀(11)的区域内设置一可实现接近阀(11)的进孔(23)，它可由一闭合件(25)封闭。
10.按照权利要求2至9之一项所述的装置，其特征在于，在封闭扁平管(9)各端的密封板(15)中构成一形成各通道(13)之间流体连通的通道(21)。
11.按照权利要求10所述的装置。其特征在于，密封板(15)的通道通过一在其中制出的伸长的凹槽(21)构成，该凹槽沿位于扁平管(9)中的通道(13)的各端延伸。
12.按照权利要求1至11之一项所述的装置，其特征在于，各压力控制装置(11)由一借助于压力和/或温度控制的闭合件构成。
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