專利名稱：熱交換器管板、熱交換器以及制造熱交換器管板的方法
熱交換器管板、熱交換器以及制造熱交換器管板的方法本發(fā)明涉及一種制造熱交換器管板的方法、熱交換器管板以及設有這種管板的熱交換器。用于在管的端部處分離熱交換器的外殼和管側流體的標準方式是利用管板。將管插入到管板中設置的通膛孔中，隨后將管焊接至管板以形成緊密密封(tight sealing)。為了允許管的熱膨脹，在管板周圍與熱交換器的外殼之間設有柔性波紋部(bellow)。這種類型的熱交換器通常被稱為浮動頭(floating head)熱交換器，從US5759500中得知該熱交換器的一個實施例。浮動頭熱交換器的一個已知缺點在于，浮動頭波紋部對于溫度循環(huán)過程中的正常膨脹導致的熱疲勞開裂的敏感性。EP1422488公開了一種針對管的熱膨脹的替換方案，該方案為在管板中給每根管引入壓力密封系統。允許管沿軸向滑動穿過0形環(huán)，該0形環(huán)由螺紋環(huán)形螺母加壓以提供緊密密封。顯然，這種系統需要相當數量的部件，這使得將其應用于具有成百上千根管的較大熱交換器中是麻煩的且不切實際的。在US3426841中公開了由塑料材料制成的熱交換器的管板的一個具體實施例。塑料管板中的塑料管由從管板孔延伸出來的塑料套管件圍繞，該塑料套管件熔接至管端。盡管塑料套管件在管板與管之間形成柔性緊密密封，它是這個塑料熱交換器的非常脆弱的部分并且需要較大量的焊接。顯然,關于適應(accommodate)管和外殼之間的熱膨脹方面,上述的設計和裝配工藝是復雜的、麻煩的、費力的、費時的并且因此是昂貴的，同時得到的最終產品也不是最理
相的
心、U J O本發(fā)明的一個目的在于提供制造熱交換器管板的改進方法。更確切的說，目的是提供制造一種管板的方法，該管板在熱交換器管與外殼側面流體之間形成緊密密封并且同時允許每個單獨的管的膨脹。再一個目的是提供易于制造管板的方法，而不需要隨后的管焊接、轉動或安裝帶有螺紋的環(huán)形螺母等等。另一個目的是提供制造管板的方法，與任何其它構成材料相比較，該管板特別適于由塑料制成的熱交換器，以適應塑料管的增加的熱膨脹。還一個目的是提供改進的熱交換器管板。根據本發(fā)明的第一方面，通過制造熱交換器管板的方法實現一個或多個目的，該方法包括-將密封元件布置在熱交換器管的相應端部上，-將熱交換器管的具有密封元件的所述端部布置在模具中的預定位置處，-密封熱交換器管的所述端部，從而防止在所述管板材料的澆鑄過程中待澆鑄于所述模具中的管板材料進入熱交換器管，-將管板材料澆鑄在模具中以覆蓋所述密封元件，-使所述管板材料在所述模具中硬化。在所述管板材料的硬化之后，包括硬化的管板材料和具有密封元件的熱交換器管能夠整體地從模具中移除。因此，通過將密封元件定位在熱交換器管的端部上相對于所述端部處于預定縱向或高度位置處，而將密封元件定位在模具中的預定位置處。然后，熱交換器管的所述端部被布置在模具中。所述端部隨后被暫時密封，使得在將管板材料澆鑄(cast，澆注)在模具中的過程中，待澆鑄于模具中的管板材料不能進入熱交換器管。在密封所述端部之后，將管板構成材料澆鑄在模具中以覆蓋或浸沒密封元件，換言之，將該材料澆鑄至足以保持密封元件的厚度。由于在管板材料澆鑄在模具中的過程中熱交換器管的端部被密封，因此被澆鑄的管板材料不能在所述端部處進入熱交換器管的內部。根據本發(fā)明的方法允許以容易的方式制造具有多個嵌入的密封元件的管板。密封元件在熱交換器管的端部上在預定位置處的定位允許密封元件的精準獨立布置，例如，密封元件的交錯布置以獲得密集的管組。例如，較小尺寸的密封元件被壓迫在管的外部表面并且隨后定位于與管垂直的假想平面內。元件優(yōu)選地與假想平面精確對準，更優(yōu)選地位于以交互重疊的次序排布兩個或更多的假想平面內，從而形成更緊湊的熱交換器。元件的交互布置位于待澆鑄的管板的厚度范圍內。在根據本發(fā)明的制造方法過程中，熱交換器管的所述端部的暫時密封確保澆鑄過程中管板材料不能進入熱交換器管?？梢砸远喾N方式(例如通過將所述端部壓制在模具的底部上)實現所述端部的密封?？蓪⒐芑蚬芙M豎直地定位在具有期望的管板尺寸和形狀的模具中。有利地，模具的底部由相對于管板和管構成材料為非粘結的材料(該材料優(yōu)選地是硅橡膠)制成，以便密封所述管的內部并且允許其容易地從模具中移除。諸如纖維或纖維墊或金屬加強件等可選的加強材料定位在模具中。然后將液態(tài)環(huán)氧樹脂倒入模具中達期望的厚度。在固化并從模具中移除之后，獲得了具有以密封形式提供的管組的管板。令人驚奇的是，發(fā)現管板構成材料與管構成材料的某些組合在固化的步驟中不會粘結。不粘結性質的一個實例是由具有鋁氧土 (氧化鋁)粉末填充劑的環(huán)氧樹脂制成的管板，或者由通過纖維(諸如玻璃纖維或碳纖維)加強的環(huán)氧樹脂制成的管板，以及由聚丙烯制成的熱交換器管。然而，管也可以由其它的塑料材料或金屬制成。密封元件可由多種材料制成。例如，每個密封元件均包括含氟聚合物和/或合成橡膠，諸如三元乙丙橡膠(EPDM)或腈基丁二烯橡膠(NBR)，和/或硅樹脂。非粘結性質允許管滑動穿過管板和嵌入的密封元件。相同的制造步驟能夠應用于在管組的另一側處制造相似的管板。在替換實施例中，熱交換器管的端部在澆鑄的過程中以下述方式被暫時密封。將密封材料(諸如硅橡膠)層澆鑄在模具中以使得管端的末端部分被浸沒。在已允許密封材料固化之后，將一層管板構成材料澆鑄在固化的密封材料層之上并且也允許其固化。之后，例如通過將硬化的密封材料從硬化的管板材料和熱交換器管的所述端部撕除或剝除，或者通過將硬化的密封材料連同熱交換器管的所述端部的末端部分一起切除，而移除固化的密封材料層?？梢詫⒔饘偾都贾迷谀＞咧?，其中，該金屬嵌件包括多個通孔，并且其中，所述熱交換器管的所述端部的具有密封元件的末端部分被插入到金屬嵌件的通孔中，并且其中，當所述端部的末端部分已被插入金屬嵌件的通孔中時，所述熱交換器管的所述端部由密封元件密封(該密封元件使得熱交換器管和金屬嵌件相對于彼此密封)，并且其中，管板材料被澆鑄在金屬嵌件上以覆蓋密封元件以及熱交換器管的在密封元件上方延伸的部分。在管板材料硬化之后，將包括金屬嵌件和硬化的管板材料的管板以及具有密封元件的熱交換器管整體地從模具中移除。金屬嵌件可由例如鐵、不銹鋼或鋁制成。在這種情況下，管板的塑料部分由金屬嵌件加強。通過這種方法得到的管板的主體由塑料主體部分和金屬主體部分組成。塑料部分可以包括例如粘結至金屬部分的環(huán)氧樹脂。金屬部分增強了整個管板的強度和硬度并允許塑料部分適當薄一些。當熱交換器管由金屬(例如不銹鋼)制成時，密封元件可用于使熱交換器管與通孔的中心對準。在管板具有氧化鋁加強件且在不銹鋼管的情況下，0形環(huán)也可以用于使不銹鋼管對準在管板的鋁部分的中心中，由此防止不同金屬之間的直接接觸，否則不同金屬之間的直接接觸可能導致電偶腐蝕(galvanic corrosion,電化腐蝕)。當管和塑料材料具有粘結性時也可以實現防止電偶腐蝕的優(yōu)點。每一個通孔均可包括具有第一內徑的下部、從下部徑向延伸的連接部、以及從連接部延伸且具有比第一內徑大的第二內徑的上部，其中，熱交換器管的外徑小于第一內徑，并且其中，布置在熱交換器管的所述端部上的密封元件的外徑大于第一內徑且小于第二內徑。因此，金屬嵌件中的通孔限定了階狀連接部，當將具有密封元件的熱交換器管插入通孔中時，該階狀連接部為密封元件形成了肩部(shoulder)或止擋件。這導致密封元件的精準定位并且還導致澆鑄過程中熱交換器管的端部的可靠密封。通過根據本發(fā)明的方法獲得的管板能適應每根管的單獨膨脹。因此，管板本身可固定地連接至外殼。因此，在根據本發(fā)明方法的一個優(yōu)選實施例中，在澆鑄之前將一外殼定位在模具中。這樣，在制造過程中，在澆鑄期間管組和熱交換器外殼均豎直地定位在模具中。在澆鑄管板之時，管板和外殼整體地連接至彼此。也可用非粘結性物質(類似例如硅油或非粘結性箔)處理管的外部表面，以防止本性上不具有非粘結性能的管構成材料與管板構成材料之間的粘結?？蛇x地，可將管板澆鑄在管組周圍，所述管組在縱向方向上具有波紋狀部分。通過這種方法獲得的管板在熱交換器管與管板之間提供緊密密封，并且同時允許每個單獨管的熱膨脹。管的波紋狀部分由于熱膨脹而被壓縮，這限制了在管板上的力。當在管與管板構成材料之間發(fā)生粘結時優(yōu)選地應用這個實施例。在當管與管板之間隨時間過去沒有發(fā)生粘結的情況下，該實施例中的0形環(huán)僅具有次要功能。優(yōu)選地，具有帶有波紋狀部分的管的管板在無需0形環(huán)圍繞管且具有定位在模具中的熱交換器外殼的情況下被澆鑄。根據本發(fā)明的第二方面涉及用于以密封方式保持(hold)熱交換器管的熱交換器管板，該板包括具有第一主表面和相對的第二主表面的塑料材料主體，該主體包括多個通孔，每個通孔都由從第一主表面延伸至第二主表面的周緣孔壁限定，并且周緣孔壁具有周緣凹槽，并且其中，彈性密封元件容納在周緣凹槽中，所述密封元件從周緣凹槽中突伸到通孔中，其中，所述通孔在主體內大致彼此平行地延伸，并且其中，相鄰通孔的周緣凹槽在通孔的軸向方向上彼此交錯。在這種情況下，提供了用于熱交換器管的緊密密封和膨脹的管板，所述管板包括通常為諸如矩形板的平面主體的主體，其具有第一主表面或平面以及相對的第二主表面或平面。板主體包括類似環(huán)氧樹脂的塑料材料，因為其具有有利的抗腐蝕性能、防污特性、易于制造性以及強度。主體可以由塑料主體部分和金屬主體部分制成。主體具有多個通孔(through hole)或膛孔(bore),每一個通孔均用于待安裝的每一管。每個通孔均由周緣孔壁限定，該孔壁從第一平面到相對的第二平面延伸穿過所述主體。通孔具有橫截面，優(yōu)選地是圓形橫截面。有利地，通孔的橫截面在通孔的縱向方向上(除了周緣凹槽以外)是恒定的。然而，例如，略成錐形的通孔也是合適的實施例。在周緣孔壁中設置有周緣凹槽，諸如環(huán)形溝槽。周緣凹槽的尺寸構造成使得其能夠保持密封元件。有利地，凹槽的開口完全包括在周緣壁中，盡管其也可延伸至管板主體的一個平面。由彈性和/或壓縮材料制成的密封元件(優(yōu)選地是0形環(huán))保持在凹槽中。凹槽可能被切除底部。密封元件可以具有比凹槽的開口寬度大的厚度，使得周緣壁圍繞密封元件，從而在很大程度上防止密封元件從凹槽中移除。從而密封元件被嵌入凹槽中。密封元件具有比通膛孔的內橫截面小的內橫截面，從而密封元件從凹槽延伸進入通膛孔，允許密封地接合相應的熱交換器管，該管具有的外橫截面比密封元件的內橫截面大。從而，密封元件可為熱交換器管提供干涉配合。密封元件的性能(特別是彈性和可壓縮性)在管的外部表面處提供了緊密密封，在上游側與下游側之間形成屏障。已將圍繞密封元件的復合材料制造成(例如將其澆鑄成)所 需的管板尺寸的形狀。管板的總體尺寸取決于熱交換器外殼尺寸。具體地，其厚度取決于所需的強度和壓力等級。有利地，管板的塑料部分能夠通過加強材料(例如類似玻璃纖維和/或碳纖維的顆粒，和/或類似氧化鋁和二氧化硅的粉末)來加強。一種優(yōu)選的復合材料是包括氧化鋁粉末的環(huán)氧樹脂。管板主體中的嵌入密封元件使得流體屏障圍繞管的外部表面在垂直的方向上延伸，并形成這樣一種管板，使得其一旦連接至熱交換器外殼就將管側流體與外殼側流體相分離。密封元件與主體之間的彈性接合(但緊密密封)允許管相對于外殼的無限制的熱膨脹。從而，提供了這樣一種管板，其適應每個管的單獨膨脹。優(yōu)選地，以如下方式選擇主體的構成材料和管的構成材料，使得在制造過程中不會發(fā)生粘結，如下面所要闡述的。在根據本發(fā)明的管板的實施例中，通孔大致彼此平行地在主體中延伸，并且其中，相鄰通孔的周緣凹槽在通孔的軸向方向上彼此交錯。相鄰通膛孔的凹槽在主體的厚度方向上交錯。在這種情況下，在投影中相鄰通膛孔的凹槽部分地相互重疊。這允許熱交換器管的緊湊布置，其中，管以小于凹槽深度兩倍的距離平行地布置。本發(fā)明還涉及包括外殼的熱交換器，該外殼具有用于待進行熱交換的流體的入口和出口、多個熱交換器管的組，管的至少一端容納在上面限定的根據本發(fā)明的熱交換器管板中，管具有的外橫截面大于所述熱交換器管板的密封元件的內橫截面。將如上所述的管板的各個實施例相似地應用于根據本發(fā)明的熱交換器。優(yōu)選地，管由塑料材料制成。更具體地，管由不會與熱交換器管板的的主體的材料粘結且也不會與密封元件的材料粘結的塑料材料制成。一種有利的組合是由通過氧化鋁粉末或纖維(諸如玻璃纖維或碳纖維)加強的環(huán)氧樹脂制成的主體和由聚丙烯制成的管。密封元件可由多種材料制成。例如，每個密封元件均包括含氟聚合物和/或合成橡膠，例如諸如三元乙丙橡膠(EPDM)或腈基丁二烯橡膠(NBR)JP /或硅樹脂。在另一個實施方式中，管的外部表面設置有非粘結性涂層，S卩，防止主體的構成材料一方面與密封元件之間粘結以及另一方面與管構成材料之間粘結的涂層。例如，涂層可包括含流體的硅樹脂和/或非粘結性箔?？梢暂p易地將非粘結性流體應用于管的外部表面。
在一個實施例中，管端部設置有機械止擋件以防止管端部從管板脫離。這防止管端部在重復的(熱)膨脹循環(huán)中移動，由此避免管從管板的密封接合中脫離。本發(fā)明還涉及用于以密封方式保持熱交換器管的熱交換器管板，該板包括具有第一主平面和相對的第二主平面的塑料材料的主體，該主體包括多個通膛孔，每一個通膛孔均由從第一平面延伸至相對的第二平面的周緣壁限定，該周緣壁設置有周緣凹槽，在所述周緣凹槽中保持有彈性和可壓縮性的密封元件，該密封元件具有的厚度(t)大于凹槽的開口寬度(b)，并且該密封元件具有的內橫截面小于通膛孔的內橫截面。可根據權利要求的一個或多個特征和/或根據本說明中描述的一個或多個特征來設計該熱交換器管板。下面參照附圖
更詳細地進一步描述本發(fā)明，其中圖I示出了根據本發(fā)明的管板的實施例的橫截面；圖2示出了根據本發(fā)明的管板的實施例的前視圖；圖3示出了根據本發(fā)明的管板的另一個實施例；圖4示出了根據本發(fā)明的管板制造方法的實施例；圖5示出了根據本發(fā)明的制造方法的另一個實施例；圖6示意性示出了根據本發(fā)明的熱交換器；圖7示出了包含具有波紋狀部分的管的管板制造方法的另一個實施例；以及圖8示出了在模具中包括金屬嵌件的管板制造方法的另一個實施例；圖I示出了具有嵌入的密封元件(這里是0形環(huán))的管板的實施例的截面圖。用參考標號10表示管板的整體。管板10包括由復合材料制成的矩形板主體20。主體20具有第一主平面22和平行且相對的第二主平面24。圖I示出了在主平面22與24之間延伸的圓柱形通膛孔26。通膛孔26由周緣壁28劃定界限。在示出的實施例中，周緣壁28設置有圓周凹槽30。在通膛孔26的縱向方向上看，凹槽30在周緣壁28中具有開口寬度b。0形環(huán)32的厚度t比凹槽30的開口寬度b大。0形環(huán)的內徑比通膛孔26的內徑小。熱交換器管36的一端34插入到通膛孔26中并由0形環(huán)密封接合，由此在管的外部表面處在管36的上游側與下游側之間提供屏障。因為在制造過程中復合材料與管構成材料的非粘結的特性，允許管36滑動穿過通膛孔26與0形環(huán)32，從而吸收熱膨脹。圖2示出了根據本發(fā)明的管板10的實施例的前視圖，沒有管36。圖3示出了管板10的一個實施例的類似視圖。然而，為了獲得熱交換器管36的緊湊組，如在投影中所示的，相鄰通膛孔26的凹槽30彼此部分地交疊。例如通過將第一通膛孔26'的凹槽30'定位在與板主體20的主平面22和24平行的第一平面中，且將圍繞通膛孔26"的凹槽30"定位在與該第一平面平行的第二平面中而達到這個目的。換言之，凹槽是交錯的。0形環(huán)32的內徑小于管36的外徑和通膛孔26的內徑。圖4a_f示出了根據本發(fā)明的管板制造方法。在圖4a中，較小的0形環(huán)在管36的一端34處圍繞其外部表面定位。堆在一起的多個管36 (稱為管36的組40)豎直地放置在具有期望管板尺寸的盤狀模具42中的底部44上。管36的下端壓制在底部44上從而相對于模具42密封所述管36的內部。將液態(tài)的環(huán)氧樹脂倒入模具42中達到延伸于0形環(huán)32高度上方的預定高度并使其固化。在固化步驟的過程中，管板主體20圍繞0形環(huán)32和管36形成。由于環(huán)氧樹脂與管構成材料之間的非粘結性能，一方面沒有建立起管與主體之間的固定連接，另一方面也沒有建立起管與0形環(huán)之間的固定連接。最后一步是將模具42移離管板10，或者將管板移離模具(見圖4c)。如圖4d、e與f所示，可以將一層密封材料15 (諸如硅橡膠)澆鑄(cast，澆注)到模具中，使得管端部的末端部分浸沒在娃橡膠中。在娃橡膠15已固化之后,將一層管板構成材料澆鑄在該層固化的硅橡膠上并同樣允許其固化。然后，將該層固化的硅橡膠15移除。例如，通過將固化的硅橡膠15與管端部的末端部分從管端部的相鄰部分切下而將該層固化的硅橡膠15連同該末端部分一起移除(圖4e)。可替換地，可將固化的硅橡膠15從固化的管板構成材料與管端部撕離(圖4f)。圖5示出了根據本發(fā)明制造方法的另一個實施例，其與圖4類似，但在制造過程的第二步驟中，其進一步包括將熱交換器外殼50與管組40 —起澆鑄至管板10。圖6不意性不出了外殼與管熱交換器100,其具有作為殼體的外殼50,該外殼設置有用于供應熱交換流體(例如海水)的入口 102和用于將熱交換流體排出的出口 104，以及用于供給待冷卻或加熱的產品流的入口 106和相應的出口 108。組40的管36設置有機械止擋件110，以防止在熱膨脹循環(huán)過程中管從管板10脫離。圖7示出了根據本發(fā)明的制造方法的另一個實施例，其與圖4類似，但在制造過程的第二個步驟中進一步包括將熱交換器外殼50與管組40共同澆鑄至管板10，其中每個管36中均具有波紋狀部分。圖8示出了根據本發(fā)明的制造方法的替換實施例，其與圖4類似，但是其中，管板10由金屬部分62與例如包括環(huán)氧樹脂的塑料部分64構成。兩個部分62、64彼此粘結形成一個單獨的管板。在制造這個管板的過程中，金屬部分62作為金屬嵌件62布置在模具中。然后通過將熱交換器管36的端部插入金屬嵌件62的通孔中，將設置有0形環(huán)32的所述端部布置在模具中。0形環(huán)32將熱交換器管36的端部的管壁相對于金屬嵌件62密封，使得在管板材料的澆鑄過程中，待澆鑄在模具中的管板材料不會進入熱交換器管36。在管板材料的澆鑄和硬化之后，將硬化的管板材料、金屬嵌件和帶有嵌入的0形環(huán)的熱交換器管從模具中移除。本發(fā)明還可以通過以下的條款描述I.用于以密封方式保持熱交換器管(36)的熱交換器管板(10)，該板(10)包括具有第一主表面(22)和相對的第二主表面(24)的塑料材料的主體(20)，所述主體(20)包括多個通孔(26)，每個通孔(26)均由從第一主表面(22)延伸至相對的第二主表面(24)的周緣孔壁(28)限定，周緣孔壁(28)設置有周緣凹槽(30)，并且其中，彈性密封元件(32)被容納在周緣凹槽(30)中，密封元件(32)從周緣凹槽(30)突伸至通孔(26)中。2.根據條款I的熱交換器管板，其中，通孔(26' ;26")大致彼此平行地在主體(20)中延伸，并且其中，相鄰通孔(26' ;26")的周緣凹槽(30〃)在通孔(26' ;26〃)的軸向方向上彼此交錯。3.根據條款2的熱交換器管板，其中，在投影中，相鄰通膛孔(26 ;26")的周緣凹槽(30")彼此部分地交疊。4.根據前述條款中的一項的熱交換器管板，其中，主體(20)的塑料材料包括環(huán)氧樹脂和/或諸如氧化鋁加強型環(huán)氧樹脂或纖維加強型環(huán)氧樹脂的復合材料。5.熱交換器(100),包括外殼(50),該外殼具有用于待進行熱交換的流體的入口(102 ；106)和出口(104 ；108);多個熱交換器管(36)的組(40);以及根據前述條款中的一項的熱交換器管板(10 )，其中，熱交換器管(36 )每個均具有布置在通孔中(36 )之一中的至少一個端部(34 )，使得密封元件(32 )以密封方式夾持所述端部(34 )。6.根據條款5的熱交換器,其中,熱交換器管(36)由這樣一種材料制成,所述材料不與熱交換器管板(10)的主體(20)的塑料材料粘結，并且不與密封元件(32)的材料粘結。7.根據條款5或6的熱交換器，其中，熱交換器管(36)包括聚丙烯。8.根據條款5-7中的一項的熱交換器，其中，熱交換器管(36)的外部表面設置有非粘結性涂層。9.根據條款5-8中的一項的熱交換器,其中，每個熱交換器管(36)沿其縱向方向均設置有波紋狀部分(38)。10.制造熱交換器管板(10)的方法，包括以下步驟a)將密封元件(32)布置在模具(42)中預定位置處；以及b)在模具(42)中澆鑄管板材料以覆蓋密封元件(32)c)使該管板材料在模具(42)中硬化。11.根據條款10的方法，其中步驟a)包括al)將密封元件(32 )布置在熱交換器管(36 )的相應端部(34)上；a2)將所述端部(34)布置在模具(42)中；以及a3 )密封所述端部(34 )。12.根據條款11的方法，其中，模具(42)包括底部(44)，并且其中，底部(44)由柔性材料制成，例如由包括硅樹脂的材料制成，并且其中步驟a3)包括將所述端部(34)抵靠在模具(42)的底部(44)上。13.根據條款11的方法，其中，步驟a3)包括將例如包含硅的密封材料澆鑄至模具
(42)中以覆蓋所述端部(34)的末端部分，使覆蓋所述端部(34)的末端部分的該密封材料硬化，并且其中，管板材料被澆鑄在硬化的密封材料上，并且其中，在步驟c )之后，將熱交換器管(36)、該硬化的密封材料和該硬化的管板材料整體從模具中移除，并且其中，切除所述端部(34)的該末端部分從而將硬化的密封材料移除。14.根據條款10-13的一項的方法，其中，管板材料包括塑料材料，例如環(huán)氧樹脂和/或復合材料，諸如氧化鋁加強型環(huán)氧樹脂或纖維加強型環(huán)氧樹脂。15.根據條款10-14的一項的方法，其中，熱交換器管(36)由不會與管板材料粘結的材料制成。上面條款的一個或多個特征和/或引言中以及附圖描繪的一個或多個特征能夠單獨地或以特征的任意組合方式應用于權利要求的一個或多個特征。
權利要求
1.制造熱交換器管板(10)的方法，包括 -將密封元件(32 )布置在熱交換器管(36 )的相應端部(34 )上， -將所述熱交換器管(36 )的具有所述密封元件(32 )的所述端部(34 )布置在模具(42 )的預定位置處， -密封所述熱交換器管(36)的所述端部(34)，使得在所述管板材料澆鑄的過程中待澆鑄在所述模具(42 )中的管板材料不會進入所述熱交換器管(36 )， -將所述管板材料澆鑄在所述模具(42 )中以覆蓋所述密封元件(32 )， 使所述模具(42)中的所述管板材料硬化。
2.根據權利要求I所述的方法，其中，所述模具(42)包括底部(44)，并且其中，所述底部(44)由柔性材料制成，例如由包括硅樹脂的材料制成，并且其中，通過將所述熱交換器管(36)的所述端部(34)抵靠在所述模具(42)的所述底部(44)上而密封所述端部(34)。
3.根據權利要求I所述的方法，其中，通過如下步驟密封所述熱交換器管(36)的所述端部(34)，所述步驟為，將例如包括硅的密封材料澆鑄到所述模具(42)中以覆蓋所述端部(34)的末端部分，以及使得覆蓋所述端部(34)的所述末端部分的所述密封材料硬化，并且其中，所述管板材料被澆鑄在所述硬化的密封材料上，并且其中，在所述管板材料在所述模具(42)中硬化之后，將所述熱交換器管(36)、所述硬化的密封材料和所述硬化的管板材料整體地從所述模具中移除，并且其中，隨后以如下方式移除所述硬化的密封材料，所述方式例如通過將所述硬化的密封材料從所述硬化的管板材料和所述端部撕離，或者通過將所述硬化的密封材料與所述端部(34)的所述末端部分一起切下，從而將所述硬化的密封材料移除。
4.根據權利要求I所述的方法，其中，金屬嵌件(62)被布置在所述模具(42)中，其中，所述金屬嵌件(62)包括多個通孔，并且其中所述熱交換器管(36)的具有所述密封元件(32)的所述端部(34)的所述末端部分被插入到所述金屬嵌件(62)的所述通孔中，并且其中，當所述端部(34)的所述末端部分已被插入到所述金屬嵌件(62)的所述通孔中時，所述熱交換器管(36)的所述端部(34)由使得所述熱交換器管(36)和所述金屬嵌件(62)相對于彼此密封的所述密封元件(32)密封，并且其中，所述管板材料被澆鑄在所述金屬嵌件(62)上以覆蓋所述密封元件(32 )和所述熱交換器管(36 )的在所述密封元件(32 )上方延伸的部分。
5.根據權利要求4所述的方法，其中，每個所述通孔均包括具有第一內徑的下部、從所述下部徑向延伸的連接部、以及從所述連接部延伸且具有第二內徑的上部，所述第二內徑大于所述第一內徑，并且其中，所述熱交換器管(36)的外徑小于所述第一內徑，并且其中，布置在所述熱交換器管(36 )的所述端部(34 )上的所述密封元件(32 )的外徑大于所述第一內徑且小于所述第二內徑。
6.根據權利要求4或5所述的方法，其中，所述金屬嵌件(62)包括鋁。
7.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中，所述管板材料包括塑料材料，例如環(huán)氧樹脂。
8.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中，所述管板材料包括復合材料，例如包括環(huán)氧樹脂的復合材料，諸如氧化鋁加強型環(huán)氧樹脂或纖維加強型環(huán)氧樹脂。
9.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中，所述熱交換器管(36)由在所述模具(42)中澆鑄和硬化所述管板材料的過程中不與所述管板材料粘結的材料制成。
10.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中，所述熱交換器管(36)由在所述模具(42)中澆鑄和硬化所述管板材料的過程中不與所述密封元件(32)的所述材料粘結的材 料制成。
11.根據前述權利要求中任一項所述的熱交換器，其中，所述熱交換器管(36)包括塑料，例如聚丙烯。
12.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中，所述模具(42)包括金屬，例如鐵、鋼或不銹鋼。
13.根據前述權利要求中任一項所述的方法能夠獲得的熱交換器管板(10)。
14.用于以密封的方式保持熱交換器管(36)的熱交換器管板(10)，所述板(10)包括具有第一主表面(22)和相對的第二主表面(24)的塑料材料的主體(20)，所述主體(20)包括多個通孔(26)，每個所述通孔(26)均由從所述第一主表面(22)延伸至相對的所述第二主表面(24)的周緣孔壁(28)限定，并且所述周緣孔壁(28)具有周緣凹槽(30)，并且其中，彈性密封元件(32)被容納在所述周緣凹槽(30)中，所述密封元件(32)從所述周緣凹槽(30)突伸到所述通孔(26)中，其特征在于，所述通孔(26' ;26")大致彼此平行地在所述主體(20)中延伸，并且其中，相鄰通孔(26' ;26")的周緣凹槽(30' ;30")在所述通孔(26'；26")的軸向上相對于彼此交錯。
15.熱交換器(100)，包括具有用于待進行熱交換的流體的入口(102；106)和出口(104 ;108)的外殼(50)、多個熱交換器管(36)的組(40)、以及根據權利要求14所述的熱交換器管板(10 )，其中，每個所述熱交換器管(36 )均具有布置在所述通孔(26 )之一中的至少一個端部(34)，從而所述密封元件(32)以密封的方式夾持所述端部(34)。
全文摘要
在一種制造熱交換器管板(10)的方法中，密封元件(32)布置在熱交換器管(36)的相應端部(34)上。所述熱交換器管(36)的具有所述密封元件(32)的所述端部(34)布置在模具(42)的預定位置處。所述熱交換器管(36)的所述端部(34)被密封，使得在管板材料的澆鑄過程中待澆鑄在所述模具(42)中的管板材料不會進入所述熱交換器管(36)。管板材料被澆鑄在模具(42)中以覆蓋所述密封元件(32)。該管板材料在所述模具(42)中硬化。
文檔編號F28F9/14GK102985779SQ201180031517
公開日2013年3月20日 申請日期2011年5月6日 優(yōu)先權日2010年5月6日
發(fā)明者羅恩·波斯特馬, 巴爾特·揚·范登貝格, 羅伯特·薩科, 漢斯·康斯坦特·迪克霍夫 申請人:熱矩陣集團有限公司