CN201438083U - 一种具有温度和压力自控制功能的板翅式换热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有温度和压力自控制功能的板翅式换热器，包括换热器芯体、位于换热器芯体上部的封头、位于换热器芯体一侧的旁通封头、设于旁通封头上的连接件、设于封头和旁通封头相接处且与封头和旁通封头相通的阀座、设于阀座内的旁通阀，换热器芯体为百叶窗式翅片，翅片具有预定的高度，旁通阀包括滑动导筒、套于滑动导筒上的阀芯、套于阀芯上的弹簧、设于滑动导筒前端的卡簧、设于滑动导筒内的铜制容器、设于铜制容器后端的滑动杆、套于滑动杆上的导套体、用于顶住导套体的螺塞和设于螺塞上用于密封的O型圈，铜制容器中装有固态的具有预定线性膨胀系数的化学树脂。本实用新型结构简单，使用寿命长。

Description

一种具有温度和压力自控制功能的板翅式换热器

技术领域

本实用新型涉及一种热交换器，特别是一种具有温度和压力自控制功能的板翅式换热器。

背景技术

在现有技术中，风冷式换热器往往采用的是管套片式结构，近年来，也出现了大量的钎焊式铝制板翅式风冷换热器，换热器芯体外通道采用的是一些结构简单、高度低的翅片，翅片的形式有平直型、波纹型、错齿型、打孔型、钉状型，翅片高度均限制在10.3mm以下，当一些场合需要高通道时，往往用双叠翅片组合，这样造成了耗材、热效率低、易堵塞的缺点。另外，换热器是由铝合金材料钎焊而成，其强度和抗流体脉冲压力破坏能力差，利用现有的钎焊技术在加大材料厚度的情况下制成的，换热器一般只能耐100万次左右的压力疲劳冲击，当换热器用在重要设备或是维修不方便的场合，往往会造成很大的经济损失。而为解决脉冲压力破坏问题，现有技术只在换热器外部安装开启压力恒定的单向旁通阀，结构复杂、体积大、拆装不方便且易泄漏，这种旁通阀灵活性差，反应滞后，且只对压力变化时阀才起作用，当机器或设备在冷启动时，经换热器的流体由于温度低而粘度很大，在经过带有翅片的内通道的阻力就很大，因此，流体的过流量就小，机器设备需润滑的部位得不到充分的供液，导致机器或设备的磨损加剧以及运动部件加速老化。在现有技术中，还未涉及到一种有效的办法综合解决上述问题。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型的目的在于在提高换热器性能的同时，解决脉冲压力的作用易使换热器疲劳失效、流体过量易使换热器内通道翅片变形堵塞、以及机器设备冷启动时流体不足量易使机器磨损加速老化的技术问题，提供一种能抗脉冲压力破坏不易疲劳失效的、流体不会过量内通道不会堵塞的、机器设备冷启动时流体不会不足量机器不会加速老化的、具有温度和压力自控制功能的、结构简单、使用寿命长的、板翅式换热器。

本实用新型解决其问题所采用的技术方案是：一种具有温度和压力自控制功能的板翅式换热器，主要包括换热器芯体、位于换热器芯体上部的封头、位于换热器芯体一侧的旁通封头、设于旁通封头上的连接件、设于封头和旁通封头相接处且与封头和旁通封头相通的阀座、设于阀座内的旁通阀，所述换热器芯体为百叶窗式翅片，所述翅片具有预定的高度，所述旁通阀包括滑动导筒、套于滑动导筒上的阀芯、套于阀芯上的弹簧、设于滑动导筒前端的卡簧、设于滑动导筒内的铜制容器、设于铜制容器后端的滑动杆、套于滑动杆上的导套体、用于顶住导套体的螺塞和设于螺塞上用于密封的O型圈，所述铜制容器中装有固态的具有预定线性膨胀系数的化学树脂。

上述技术方案还可有以下的改进方案：所述翅片的高度为9.5-19mm；所述翅片的高度为19mm；所述化学树脂的线性膨胀系数为8.633×10^-3/℃。

本实用新型的有益效果是：由于所述换热器芯体为百叶窗式翅片，提高了换热器的换热性能，所述翅片具有预定的高度，较传统的双叠翅片结构重量减轻10％-20％，单位面积的外通道流通截面积增大50％，阻力损失降低20％，而换热效率提高10％以上，所以提高了换热器的性能；由于所述旁通阀的结构特点，及装有固态的具有预定线性膨胀系数的化学树脂，使得旁通阀具有温度和压力自控制功能，所以解决了脉冲压力的作用易使换热器疲劳失效、流体过量易使换热器内通道翅片变形堵塞、以及机器设备冷启动时流体不足量易使机器磨损加速老化等技术问题，并克服了一般单向阀作用单一、灵敏度不高、易泄漏的缺点，延长了换热器的使用寿命，有效降低了换热器的成本；同时，旁通阀通过螺纹连接内置在旁路上，其结构简单、体积小、易于安装和拆卸，而且耐用性强；另外，换热器和旁通阀的作用实现了很好的结合，能适用于不同工况不同场合，而且换热器和旁通阀的组合可以实现系列化和标准化。因此，本实用新型是一种优良的换热器装置。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型的外部结构示意图；

图2是本实用新型的旁通阀的结构分解图；

图3是本实用新型的翅片的结构示意图。

具体实施方式

参照图1、图2、图3，本实用新型一种具有温度和压力自控制功能的板翅式换热器，主要包括换热器芯体1、位于换热器芯体1上部的封头2、位于换热器芯体1一侧的旁通封头4、设于旁通封头4上的连接件3、设于封头2和旁通封头4相接处且与封头2和旁通封头4相通的阀座5、设于阀座5内的旁通阀6，所述换热器芯体1为百叶窗式翅片16，所述翅片16具有预定的高度，所述旁通阀6包括滑动导筒10、套于滑动导筒10上的阀芯7、套于阀芯7上的弹簧8、设于滑动导筒10前端的卡簧9、设于滑动导筒10内的铜制容器11、设于铜制容器11后端的滑动杆12、套于滑动杆12上的导套体13、用于顶住导套体13的螺塞15和设于螺塞15上用于密封的O型圈14，所述铜制容器11中装有固态的具有预定线性膨胀系数的化学树脂。旁通阀6与阀座5通过螺纹连接。

上述技术方案还可有以下的改进方案。所述翅片16的高度为9.5-19mm，在这个范围内都可以，通常，所述翅片16的高度为19mm，这是最佳高度。所述化学树脂的线性膨胀系数通常定为8.633×10^-3/℃，这是最佳系数，当然，在8.633×10^-3/℃的上下调动也是可以的。

本实用新型一种具有温度和压力自控制功能的板翅式换热器，其工作原理如下：

换热器内流体的温度变化时，由于铜的导热系数很高，热量可以很快地传递到铜制容器11中的化学树脂，也可以很快地将铜制容器11中化学树脂的热量传递出去，而所述化学树脂的线性膨胀系数为8.633×10^-3/℃，这个系数很大，这样，随着温度的变化，铜制容器11中的化学树脂能迅速地发生热胀或者冷缩变化。

旁通阀6内置于进口端封头2和旁通封头4的交接处，与换热器芯体1内通道并联连通，封头2、阀座5、旁通阀6和旁通封头4组成旁通通道。初始状态或流体温度≤32℃时，旁通阀6呈开启状态，此时流体由流体入口17进入封头2后，大部分直接从旁通通道通过，从流体出口18流出，而不经过换热器芯体1内通道，从而为机器设备提供足量的润滑液，减少磨损。当流体温度逐渐升高并达到40℃时，化学树脂受热膨胀，并推动或带动滑动杆12移动，由于螺塞15固定在阀座5上，当滑动杆12顶到螺塞15时，就迫使铜制容器11作反向移动，从而推动滑动导筒10、弹簧8、阀芯7向封头2靠拢，当阀芯7接触到封头2时，旁通阀6开始闭合，此时，旁通通道被阻断，旁通阀6的开启压力达到0.1Mpa，当流体温度升高到50℃时，旁通阀的开启压力为0.14Mpa，当流体温度达到65℃时，旁通阀的开启压力达到0.2Mpa，50℃-60℃状态时，由于旁通阀的开启压力超过换热器芯体1内通道的阻力，流体大部分经过换热器芯体1内通道流过，从流体出口18流出，从而达到换热的目的。当流体温度逐渐降低到低于40℃时，化学树脂遇冷收缩，使得阀芯7能回位，离开封头2，于是，旁通阀6又开启，旁通通道畅通。

当换热器应用在具有脉冲压力或过流量场合时，如果温度升高至旁通阀6处于闭合状态，由于旁通阀中的弹簧8具有预紧力，即弹簧自身的弹力，弹簧8就随流体的压力变化而发生伸缩，从而控制旁通阀的闭合和开启。一般铝质板翅式换热器能承受≤0.6Mpa的脉冲压力，实验证明超过此脉冲压力，换热器的寿命就会大幅缩短。旁通阀6闭合时，旁通阀中的弹簧8在0.3-0.4Mpa的压力冲击下会发生收缩，从而使旁通阀开启，直接从旁通通道泄流出具有脉冲压力峰值时的流体，保护换热器芯体1内通道翅片16不被疲劳破坏，保护换热器的性能。当换热器的过流量突然加大时，旁通阀也可因压力加大而被打开，起泄流保护作用。当压力减小时，弹簧8回位，旁通阀6闭合，流体流过换热器芯体1内通道，以保证换热效率。

上述温度和压力的变化过程反复进行，则实现了本实用新型温度和压力自控制的功能。

本实用新型换热器芯体的各部件用真空钎焊而成，其它部件再与芯体通过氩弧焊焊接成一个整体，其材质为铝合金，当然也可采用其它的焊接方式和材质。

Claims (4)

1.一种具有温度和压力自控制功能的板翅式换热器，主要包括换热器芯体(1)、位于换热器芯体(1)上部的封头(2)、位于换热器芯体(1)一侧的旁通封头(4)、设于旁通封头(4)上的连接件(3)、设于封头(2)和旁通封头(4)相接处且与封头(2)和旁通封头(4)相通的阀座(5)、设于阀座(5)内的旁通阀(6)，其特征在于：所述换热器芯体(1)为百叶窗式翅片(16)，所述翅片(16)具有预定的高度，所述旁通阀(6)包括滑动导筒(10)、套于滑动导筒(10)上的阀芯(7)、套于阀芯(7)上的弹簧(8)、设于滑动导筒(10)前端的卡簧(9)、设于滑动导筒(10)内的铜制容器(11)、设于铜制容器(11)后端的滑动杆(12)、套于滑动杆(12)上的导套体(13)、用于顶住导套体(13)的螺塞(15)和设于螺塞(15)上用于密封的O型圈(14)，所述铜制容器(11)中装有固态的具有预定线性膨胀系数的化学树脂。

2.根据权利要求1所述的具有温度和压力自控制功能的板翅式换热器，其特征在于：所述翅片(16)的高度为9.5-19mm。

3.根据权利要求2所述的具有温度和压力自控制功能的板翅式换热器，其特征在于：所述翅片(16)的高度为19mm。

4.根据权利要求1或2或3所述的具有温度和压力自控制功能的板翅式换热器，其特征在于：所述化学树脂的线性膨胀系数为8.633×10-3/℃。

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