RU2555087C1

RU2555087C1 - Fixing of sealing gasket in plate heat exchanger

Info

Publication number: RU2555087C1
Application number: RU2014108233/06A
Authority: RU
Inventors: Саса МАРУСИК; Цинянь ВАН; Тине ОГОРЕВЦ
Original assignee: Данфосс А/С
Priority date: 2013-03-08
Filing date: 2014-03-05
Publication date: 2015-07-10
Also published as: CN104034196A; UA110532C2; DK177634B1; EP2775248B1; CN104034196B; EP2775248A1

Abstract

FIELD: heating.

SUBSTANCE: heat exchanger contains a package of heat exchanger plates made of sheet metal and having three-dimensional structured relief. Each plate of the heat exchanger has a flute for a sealing gasket. The sealing gasket is located in the named flute for sealing gasket and is supported by an adjacent plate of the heat exchanger. The named flute has a bottom and the named bottom has the ledge facing towards the named adjacent plate of the heat exchanger.

EFFECT: simplification of heat exchanger assembly.

8 cl, 4 dwg

Description

Область техникиTechnical field

Настоящее изобретение относится к теплообменнику, содержащему пакет пластин теплообменника, изготовленных из листового металла и имеющих трехмерный структурированный рельеф, причем каждая пластина теплообменника имеет канавку под уплотнительную прокладку, причем уплотнительная прокладка располагается в упомянутой канавке и опирается на смежную пластину теплообменника, при этом упомянутая канавка имеет дно и упомянутое дно имеет по меньшей мере один выступ, направленный к упомянутой смежной пластине теплообменника.The present invention relates to a heat exchanger comprising a stack of heat exchanger plates made of sheet metal and having a three-dimensional structured relief, wherein each heat exchanger plate has a groove for the gasket, the gasket being located in said groove and resting on an adjacent heat exchanger plate, said groove having the bottom and said bottom has at least one protrusion directed to the said adjacent plate of the heat exchanger.

Уровень техникиState of the art

Такие теплообменники хорошо известны из уровня техники и могут иметь рельеф, например так называемый «елочный» рельеф, то есть рельеф, содержащий углубления, состоящие из прямых гребней и впадин. Упомянутые гребни и впадины меняют направление в центре, создавая рельеф, напоминающий рисунок «в елочку». В пакете теплообменника чередующиеся пластины повернуты так, что упомянутые углубления пересекают друг друга. Теплообменники могут быть уплотнены резиновыми уплотнительными прокладками.Such heat exchangers are well known in the art and can have a relief, for example a so-called “Christmas tree” relief, that is, a relief containing depressions consisting of straight ridges and depressions. Mentioned ridges and depressions change direction in the center, creating a relief resembling a herringbone pattern. In the heat exchanger package, the alternating plates are rotated so that said recesses intersect each other. Heat exchangers can be sealed with rubber gaskets.

Другие известные варианты конструктивного исполнения рельефа включают в себя так называемый «выемочный» рельеф, в котором множество пластин теплообменника содержит по меньшей мере одну секцию, имеющую углубления, располагаемые напротив соответствующих углублений другой пластины теплообменника соответствующей конструкции. Такие варианты конструктивного исполнения раскрыты, например, в документах ЕР 1794529, ЕР 2455694 и ЕР 2455695.Other known relief designs include a so-called "excavation" relief, in which a plurality of heat exchanger plates comprise at least one section having recesses located opposite respective recesses of another heat exchanger plate of a corresponding design. Such design options are disclosed, for example, in documents EP 1794529, EP 2455694 and EP 2455695.

Настоящее изобретение относится к теплообменникам с уплотнительными прокладками и любым типом рельефа, причем пластины в теплообменнике с уплотнительными прокладками, как правило, находятся под растягивающим напряжением, создаваемым внешними силами, например, посредством введения болтов через отверстия в пластинах. Таким образом, пластины теплообменника в теплообменнике с уплотнительными прокладками поддерживаются в состоянии предварительного натяжения.The present invention relates to heat exchangers with gaskets and any type of relief, and the plates in the heat exchanger with gaskets, as a rule, are under tensile stress created by external forces, for example, by introducing bolts through holes in the plates. Thus, the heat exchanger plates in the heat exchanger with gaskets are maintained in a pre-tension state.

Для предотвращения выпадения уплотнительных прокладок из теплопроводящих пластин и их смещения внутри канавок под уплотнительные прокладки во время сборки и технического обслуживания теплообменника их необходимо прикрепить к теплопроводящей пластине.To prevent the gaskets from falling out of the heat-conducting plates and their displacement inside the grooves under the gaskets during assembly and maintenance of the heat exchanger, they must be attached to the heat-conducting plate.

Таким образом, для предотвращения выпадения уплотнительных прокладок из теплопроводящих пластин и их смещения внутри канавок под уплотнительные прокладки во время сборки и технического обслуживания теплообменника их необходимо прикрепить к теплопроводящей пластине внутри канавок под уплотнительные прокладки.Thus, to prevent the gaskets from falling out of the heat-conducting plates and displacing them inside the grooves under the gaskets during assembly and maintenance of the heat exchanger, they must be attached to the heat-conducting plate inside the grooves under the gaskets.

Таким образом, настоящее изобретение относится к креплению уплотнительных прокладок внутри канавок.Thus, the present invention relates to securing gaskets inside grooves.

Подобное крепление известно из уровня техники, например из документа US 5988268, в котором раскрыта пластина с теплопередающей поверхностью, выполненной с соответствующим негладким рельефом. В части пластины, окружающей теплопередающую поверхность, выполнена канавка под уплотнительную прокладку. Крепежный элемент содержит пару выступов, проходящих от центральной части, и соединительную часть, соединяющую упомянутые выступы и проходящую параллельно центральной части, при этом предусмотрено углубление, содержащее выемки, предназначенные для вмещения упомянутых выступов крепежного элемента, и отверстие, предназначенное для вмещения соединительной части крепежного элемента. Благодаря такой трехмерной системе крепления соединение между уплотнительной прокладкой и пластиной обладает высокой прочностью. Кроме того, соединительная часть крепежного элемента проходит параллельно центральной части и соответственно параллельно канавке под уплотнительную прокладку и выполнена с возможностью вставки в отверстие, выполненное в виде удлиненной прорези, которая также проходит параллельно канавке под уплотнительную прокладку. Таким образом, крепежный элемент имеет некоторую подвижность в направлении, параллельном канавке под уплотнительную канавку.A similar fastening is known in the art, for example, from US Pat. No. 5,988,268, which discloses a plate with a heat transfer surface made with a corresponding non-smooth relief. In the part of the plate surrounding the heat transfer surface, a groove is made for the gasket. The fastener comprises a pair of protrusions extending from the central part, and a connecting part connecting said protrusions and extending parallel to the central part, wherein a recess is provided comprising recesses for receiving said protrusions of the fastener, and an opening for receiving the connecting part of the fastener . Thanks to such a three-dimensional fastening system, the connection between the gasket and the plate has high strength. In addition, the connecting part of the fastening element runs parallel to the Central part and, accordingly, parallel to the groove under the gasket and is configured to insert into the hole, made in the form of an elongated slot, which also runs parallel to the groove under the gasket. Thus, the fastener has some mobility in a direction parallel to the groove under the sealing groove.

Однако крепление, раскрытое в упомянутом документе, имеет ряд недостатков. Во-первых, в процессе формирования рельефов пластин в прессовом инструменте может произойти смещение пластин величиной до миллиметра или даже больше. Кроме того, существует опасность, что уплотнительная прокладка должным образом расположена вдоль одного края теплообменника, но не вдоль противоположного параллельного края, что приводит к риску протечки.However, the mount disclosed in the aforementioned document has several disadvantages. First, in the process of forming the reliefs of the plates in the pressing tool, displacement of the plates up to a millimeter or more may occur. In addition, there is a danger that the gasket is properly located along one edge of the heat exchanger, but not along the opposite parallel edge, which leads to a risk of leakage.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Идея настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить дополнение для уплотнительной прокладки, которое должно закрепляться в углублении, как в документе US 5988268, но так, чтобы дополнительные части способствовали созданию ощущения того, что прокладка должным образом расположена, и дополнительно так, чтобы упростить размещение уплотнительной прокладки во время сборки теплообменника.The idea of the present invention is to propose an addition for a sealing gasket, which should be fixed in a recess, as in document US 5988268, but so that the additional parts contribute to the feeling that the gasket is properly located, and additionally so as to simplify placement gaskets during heat exchanger assembly.

Таким образом, данное изобретение относится к креплению уплотнительной прокладки согласно формуле изобретения.Thus, the present invention relates to fastening a gasket according to the claims.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

На фиг.1 показана пластина теплообменника с уплотнительной прокладкой, имеющей дополнительные части уплотнительной прокладки, в соответствии с настоящим изобретением.1 shows a heat exchanger plate with a gasket having additional parts of a gasket in accordance with the present invention.

На фиг.2 показана дополнительная часть канавки для крепления уплотнительной прокладки.Figure 2 shows an additional part of the groove for mounting the gasket.

На фиг.3 показан вариант осуществления дополнительной части уплотнительной прокладки для крепления уплотнительной прокладки.Figure 3 shows an embodiment of an additional part of the gasket for fastening the gasket.

На фиг.4 показан другой вариант осуществления уплотнительной прокладки, имеющей дополнительные части уплотнительной прокладки.Figure 4 shows another embodiment of a gasket having additional parts of the gasket.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

На фиг.1 показана пластина (1) простого теплообменника, имеющая уплотнительную прокладку (2) рядом с краем, охватывающим теплообменный участок (3). Известно, что в теплообменниках, содержащих пакет таких теплообменных пластин (1), первая пара проходных отверстий (4а, 4b) образует соответственно впускное и выпускное отверстие для первой текучей среды, протекающей через первую систему каналов, сформированную рельефами пластин между соседними пластинами, а вторая пара проходных отверстий (5а, 5b) образует соответственно впускное и выпускное отверстие для второй текучей среды, протекающей через вторую систему каналов, также сформированную рельефами пластин между соседними пластинами. Каждый второй из таких каналов, сформированных между двумя соседними пластинами, входит в состав упомянутой первой системы каналов, а остальные каналы входят в состав второй системы каналов. При этом предпочтительно большинство пластин теплообменника имеет систему каналов первого типа на одной поверхности, а систему каналов второго типа - на противоположной поверхности пластины. Для каждой первой системы каналов вторая пара проходных отверстий (5а, 5b) будет изолирована (2а) от теплообменного участка (3), как показано на фиг.1, и, аналогичным образом, для каждой второй системы каналов первая пара проходных отверстий (4а, 4b) также будет изолирована (не показано).Figure 1 shows a plate (1) of a simple heat exchanger having a gasket (2) near the edge covering the heat exchange section (3). It is known that in heat exchangers containing a package of such heat exchange plates (1), the first pair of passage openings (4a, 4b) respectively forms an inlet and outlet for the first fluid flowing through the first channel system formed by the reliefs of the plates between adjacent plates, and the second a pair of passage openings (5a, 5b) respectively forms an inlet and outlet for a second fluid flowing through the second channel system, also formed by the reliefs of the plates between adjacent plates. Each second of these channels formed between two adjacent plates is part of the said first channel system, and the remaining channels are part of the second channel system. In this case, preferably, most of the heat exchanger plates have a channel system of the first type on one surface, and a system of channels of the second type on the opposite surface of the plate. For each first channel system, the second pair of passage holes (5a, 5b) will be isolated (2a) from the heat exchange section (3), as shown in FIG. 1, and, similarly, for each second channel system, the first pair of passage holes (4a, 4b) will also be isolated (not shown).

Уплотнительная прокладка (2) расположена внутри канавки (6), причем часть находится вблизи проходного отверстия, например (4а), как показано на фиг.2. Уплотнительная прокладка (2) содержит дополнительные части (7) уплотнительной прокладки для ее закрепления в канавке (6) под уплотнительную прокладку. Упомянутые дополнительные части (7) уплотнительной прокладки выполнены, по существу, H-образной формы и имеют два первых участка (7а), проходящие в направлении от уплотнительной прокладки (2), и второй участок (7b), соединяющий два первых участка (7а). В этой связи в канавке (6) под уплотнительную прокладку выполнены дополнительные части (8) канавки, также имеющие, по существу, H-образную форму и содержащие две первые секции (8а) канавки, проходящие в направлении от основной канавки (6) под уплотнительную прокладку теплообменника, и одну секцию (8b) канавки, проходящую в таком направлении, чтобы соединять две первые секции (6) канавки. Дополнительные части (7) уплотнительной прокладки и дополнительные части (8) канавки выполнены так, что дополнительная часть (7) уплотнительной прокладки может быть расположена внутри дополнительной части (8) канавки.A sealing gasket (2) is located inside the groove (6), the part being close to the passage opening, for example (4a), as shown in FIG. The gasket (2) contains additional parts (7) of the gasket to secure it in the groove (6) under the gasket. Said additional parts (7) of the gasket are substantially H-shaped and have two first sections (7a) extending in the direction from the gasket (2) and a second section (7b) connecting the two first sections (7a) . In this regard, in the groove (6) for the sealing gasket, additional parts (8) of the groove are made, also having a substantially H-shape and containing the first two sections (8a) of the groove extending in the direction from the main groove (6) under the sealing a heat exchanger gasket, and one groove section (8b) extending in such a direction as to connect the first two groove sections (6). The additional parts (7) of the gasket and the additional parts (8) of the groove are designed so that the additional part (7) of the gasket can be located inside the additional part (8) of the groove.

В одном из вариантов осуществления изобретения по меньшей мере один из двух первых участков (7а) проходит, по существу, перпендикулярно уплотнительной прокладке (2), по меньшей мере там, где дополнительная часть (7) уплотнительной прокладки присоединена к уплотнительной прокладке (2).In one embodiment, at least one of the first two sections (7a) extends substantially perpendicular to the gasket (2), at least where the additional portion (7) of the gasket is attached to the gasket (2).

В другом варианте осуществления изобретения второй участок (7b) проходит, по существу, параллельно уплотнительной прокладке (2), по меньшей мере там, где дополнительная часть (7) уплотнительной прокладки присоединена к уплотнительной прокладке (2).In another embodiment, the second portion (7b) extends substantially parallel to the seal (2), at least where the additional portion (7) of the seal is attached to the seal (2).

Дополнительные части (8) канавки выполнены так, что на краю пластины (1) теплообменника образован проем (9), и по меньшей мере один из двух первых участков (7а) имеет такую длину, что при размещении внутри дополнительной части (8) канавки под уплотнительную прокладку он проходит через проем (9) во внешнее пространство. Благодаря этому удается достичь того, что во время сборки теплообменника, когда устанавливается уплотнительная прокладка, упомянутые первые участки (7а), выходящие за пределы теплообменника, обеспечивают возможность контакта с уплотнительной прокладкой, что позволяет менять ее расположение и с одной и с другой стороны.Additional parts (8) of the groove are made so that an opening (9) is formed on the edge of the plate (1) of the heat exchanger, and at least one of the first two sections (7a) has such a length that when the groove is placed inside the additional part (8) the gasket passes through the opening (9) into the outer space. Thanks to this, it is possible to achieve that during the assembly of the heat exchanger, when the sealing gasket is installed, the first sections (7a) extending beyond the heat exchanger provide the possibility of contact with the sealing gasket, which allows changing its location on the one and the other hand.

Дополнительные части (8) канавки сформированы за имеющимися двумя выступами (10а, 10b), видимыми в отношении нижней поверхности канавки (6, 8).Additional parts (8) of the groove are formed behind the existing two protrusions (10a, 10b), visible in relation to the lower surface of the groove (6, 8).

Первый выступ (10а), расположенный ближе всего к канавке (6) под уплотнительную прокладку, предназначенной для размещения в ней уплотнительной прокладки, выполнен так, что его сторона (11а), обращенная к упомянутой канавке (6) под уплотнительную прокладку, является закрытой, а сторона (11b), обращенная в противоположном от канавки (6) под уплотнительную прокладку направлении, является открытой. Закрытая сторона (11а) предназначена для препятствования любому повреждению уплотнительной прокладки из-за возможных заусенцев, образовавшихся после разрезания материала теплопроводящей пластины для образования первого и второго выступов (10а, 10b). Второй выступ (10b), расположенный дальше всего от канавки (6) под уплотнительную прокладку, имеет открытую сторону (12), обращенную к канавке (6) под уплотнительную прокладку.The first protrusion (10a) located closest to the groove (6) for the gasket intended to accommodate the gasket in it is made so that its side (11a) facing the said groove (6) for the gasket is closed, and the side (11b) facing in the opposite direction from the groove (6) under the gasket is open. The closed side (11a) is designed to prevent any damage to the gasket due to possible burrs formed after cutting the material of the heat-conducting plate to form the first and second protrusions (10a, 10b). The second protrusion (10b), located farthest from the groove (6) for the gasket, has an open side (12) facing the groove (6) for the gasket.

Первый (10а) и второй (10b) выступы имеют поверхности, расположенные на одном уровне с другими рельефами пластин (1) теплообменника, например рельефом теплообменной секции (3), представляющим собой «елочный» рельеф, «выемочный» рельеф и т.д. Таким образом, они дополнительно обеспечивают опору соседней пластине. Наклон незакрытых сторон выступов (10а, 10b) предпочтительно выполнен под углом в диапазоне 40-50°, предпочтительнее около 45°, для максимального протяжения материала теплопроводящей пластины, обеспечивающего устойчивый производственный процесс.The first (10a) and second (10b) protrusions have surfaces located at the same level with other reliefs of the heat exchanger plates (1), for example, the relief of the heat exchange section (3), which is a “Christmas tree” relief, a “notched” relief, etc. Thus, they additionally provide support to the adjacent plate. The inclination of the unclosed sides of the protrusions (10a, 10b) is preferably made at an angle in the range of 40-50 °, preferably about 45 °, for maximum stretching of the material of the heat-conducting plate, providing a stable production process.

На фиг.3 показан один из вариантов осуществления дополнительной части (7) уплотнительной прокладки, дополнительно имеющей крыловидные элементы (13) на втором участке (7b), проходящие в противоположные стороны и выполненные с возможностью вставки в проемы открытых сторон (11b) и (12) первого (10а) и второго (10b) выступов соответственно. При правильном размещении дополнительных частей (7) уплотнительной прокладки внутри дополнительных частей (8) канавки упомянутые крыловидные элементы (13) входят в открытые стороны (11b) и (12), способствуя прочному удержанию уплотнительной прокладки (2) на месте. Кроме того, наличие упомянутых крыловидных элементов приводит к тому, что в процессе сборки может возникать ощущение, что прокладка «защелкивается» на месте, когда крыловидные элементы (13) с «защелкиванием» вставляются в открытые стороны (11b) и (12).Figure 3 shows one of the embodiments of the additional part (7) of the gasket, additionally having wing-shaped elements (13) in the second section (7b) extending in opposite directions and configured to be inserted into the openings of the open sides (11b) and (12 ) of the first (10a) and second (10b) protrusions, respectively. When the additional parts (7) of the gasket are correctly positioned inside the additional parts (8) of the groove, the said wing-shaped elements (13) enter the open sides (11b) and (12), thus contributing to the firm hold of the gasket (2) in place. In addition, the presence of the aforementioned wing-shaped elements leads to the fact that during the assembly process it may appear that the gasket “latches” in place when the wing-shaped elements (13) “snap” into the open sides (11b) and (12).

Благодаря такой конструкции обеспечивается, что уплотнительная прокладка всегда будет занимать точное положение относительно рельефа пластины и предотвращать смещение уплотнительной прокладки (2) внутри канавки (6) под уплотнительную прокладку, обусловленное неудовлетворительным выравниванием материала теплопроводящих пластин внутри прессового инструмента.Due to this design, it is ensured that the sealing gasket will always occupy an exact position relative to the topography of the plate and prevent the sealing gasket (2) from moving inside the groove (6) under the gasket due to poor alignment of the material of the heat-conducting plates inside the pressing tool.

На фиг.3 проиллюстрирован вариант осуществления изобретения, в котором один из двух первых участков (7а) длиннее другого и может быть единственным участком, выходящим наружу из проема (9). Это может наблюдаться, например, из-за затягивающего болта, проходящего через пластины (1) теплообменника в данном местоположении.Figure 3 illustrates an embodiment of the invention in which one of the first two sections (7a) is longer than the other and may be the only section extending outward from the opening (9). This can be observed, for example, due to a tightening bolt passing through the heat exchanger plates (1) at a given location.

На фиг.4 показан другой вариант конструктивного исполнения уплотнительной прокладки (2), в котором размещение каждой дополнительной части (7) уплотнительной прокладки также обеспечено за счет придания уплотнительной прокладке «направленной внутрь формы» (14) в сторону к теплообменной секции (2). Кроме того, показан другой вариант осуществления первых участков (7а) дополнительных частей (7) уплотнительной прокладки, выходящих за пределы теплообменника, в котором позже к одной или нескольким дополнительным частям (7) уплотнительной прокладки могут быть прикреплены элементы (15) с напечатанной информацией, например сведениями о товарном знаке, серийном номере, номере изделия и т.д.Figure 4 shows another embodiment of the sealing gasket (2), in which the placement of each additional part (7) of the sealing gasket is also ensured by giving the sealing gasket an “inwardly directed shape” (14) towards the heat exchange section (2). In addition, another embodiment of the first sections (7a) of the additional parts (7) of the gasket extending beyond the heat exchanger is shown, in which elements (15) with printed information can be attached to one or more additional parts (7) of the gasket, for example, trademark information, serial number, product number, etc.

Claims

1. A gasket (2), designed to be located inside the groove (6) for the gasket made in the plate (1) of the heat exchanger for the heat exchanger, and the gasket (2) contains additional parts (7) of the gasket to secure the gasket (2 ) in the groove (6) for the gasket, characterized in that the additional parts (7) of the gasket are essentially H-shaped and contain two first sections (7a) extending in the direction from the sealing masonry (2), and a second section (7b) connecting the first two sections (7a).

2. The gasket (2) according to claim 1, in which at least one of the two first sections (7a) extends substantially perpendicular to the gasket (2).

3. A gasket (2) according to claim 1 or 2, wherein said second portion (7b) extends substantially parallel to the gasket (2).

4. A heat exchanger plate (1) in which a groove (6) is made for a gasket according to any one of claims 1 to 3, having additional parts (8) of a groove of a substantially H-shape with two first sections (8a) grooves extending in the direction from the main groove (6) for the heat exchanger gasket, and one groove section (8b) extending in the direction for connecting said two first groove sections (6), with additional gasket parts (7) and said additional parts (8) the grooves are made in such a way that the additional parts (7) of the gasket are configured to position grooves inside the additional parts (8).

5. The plate (1) of the heat exchanger according to claim 4, in which the additional part (8) of the groove is formed by the first protrusion (10a) closest to the groove (6) under the gasket and made so that it has a closed side (11a) facing to said groove (6) for the gasket, and an open side (11b) facing in the opposite direction from said groove (6) for the gasket, and a second protrusion (10b) farthest from said groove (6) for the gasket and having an open side (12) facing up the grooved groove (6) under the gasket.

6. The heat exchanger plate (1) according to claim 5, in which the first (10a) and second (10b) protrusions have surfaces located at the same level with other reliefs of the heat exchanger plates.

7. The plate (1) of the heat exchanger according to any one of claims 4 to 6, wherein the additional parts (8) of the groove are made so that an opening (9) is formed on the edge of the plate (1) of the heat exchanger, and at least one of the first two sections (7a) has such a length that when the groove is located inside the additional part (8), it passes through the opening (9) into the outer space.

8. The plate (1) of the heat exchanger according to any one of claims 5 to 6, in which the additional part (7) of the gasket contains wing-shaped elements (13) in said second section (7b) extending in opposite directions and made to be inserted into openings open sides (11b) and (12) of the first (10a) and second (10b) protrusions, respectively.