[實(shí)用新型]管道與管板間的連接結(jié)構(gòu)及管式換熱器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201720219449.6
• 申請(qǐng)日: 2017-03-08
• 公開（公告）號(hào): CN206540461U
• 公開（公告）日: 2017-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張保成;李國(guó)超;田國(guó)平;徐龍?zhí)?/a>
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 卡特彼勒發(fā)動(dòng)機(jī)有限及兩合公司
• 主分類號(hào): F28F9/06
• 分類號(hào): F28F9/06;F28F11/02;F28D7/16
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所11247
• 代理人: 馬利蓉,吳鵬

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種管式換熱器，尤其是用于工程機(jī)器的管式換熱器，具體地涉及換熱器管道與管板間的連接結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

對(duì)于工程機(jī)械例如船用機(jī)械，通常采用渦輪增壓器來(lái)壓縮空氣以增強(qiáng)空氣到發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸中的引入。渦輪增壓器增加了進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣的密度以產(chǎn)生更多動(dòng)力。而離開渦輪增壓器的空氣溫度很高(通常超過(guò)200℃，甚至高于300℃)，過(guò)高的增壓空氣溫度可能導(dǎo)致爆震，這對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)很有害。因此，在渦輪增壓器和發(fā)動(dòng)機(jī)之間設(shè)置有用于冷卻從渦輪增壓器供應(yīng)到發(fā)動(dòng)機(jī)的增壓空氣的增壓空氣冷卻器(CAC)。增壓空氣冷卻器典型地設(shè)置成管翅式換熱器。在該增壓空氣冷卻器中，冷卻水流過(guò)沿著該增壓空氣冷卻器的長(zhǎng)度在第一方向上延伸的管道，來(lái)自渦輪增壓器的待冷卻的增壓空氣在垂直于第一方向的第二方向上穿過(guò)該增壓空氣冷卻器并與管道內(nèi)冷卻水進(jìn)行熱交換，由此，經(jīng)降溫的增壓空氣從該增壓空氣冷卻器離開進(jìn)入到發(fā)動(dòng)機(jī)，由此提高發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒效率并降低廢氣排放。

傳統(tǒng)的管翅式增壓空氣冷卻器中，管道與管板之間通過(guò)脹接工藝固定連接。尤其是對(duì)于燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的應(yīng)用場(chǎng)合，離開渦輪增壓器的空氣處于高溫高壓狀態(tài)，在該高溫高壓的空氣流入增壓空氣冷卻器時(shí)，高溫空氣與流入增壓空氣冷卻器的通常低于100℃(某些情況下甚至低于40℃)的冷卻水之間存在很大的溫度差，而管道兩端被管板固定，因此導(dǎo)致管道與管板之間的連接結(jié)構(gòu)存在有很大的應(yīng)力，容易出現(xiàn)管道或管板斷裂并出現(xiàn)泄漏。

現(xiàn)有技術(shù)例如CN203687743U和CN202442636U中也給出有用于實(shí)現(xiàn)管道與管板之間的連接的多種技術(shù)方案。但是，這些技術(shù)方案都只是從連接容易程度和密封效果等方面進(jìn)行改善，所描述的連接結(jié)構(gòu)并不能從根本上解決管式換熱器中管道和管板之間的應(yīng)力問(wèn)題。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型旨在解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題，即提出一種換熱器管道與管板間的連接結(jié)構(gòu)，其使得能夠有效降低管道和/或管板因應(yīng)力升高而斷裂的風(fēng)險(xiǎn)。

根據(jù)本實(shí)用新型的一方面，提供了一種換熱器管道與管板間的連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括：管板中的構(gòu)造用于供管道插入穿過(guò)的管孔，所述管孔包括臺(tái)階孔，所述臺(tái)階孔具有大孔徑部分、小孔徑部分以及位于大孔徑部分與小孔徑部分之間的臺(tái)肩，在管板的整個(gè)厚度上，所述管孔的內(nèi)徑大于管道的外徑；壓緊套筒，該壓緊套筒圍繞所述管道同軸地固定設(shè)置在所述臺(tái)階孔的所述大孔徑部分中，并與所述管道之間形成有空隙；和位于所述臺(tái)肩和所述壓緊套筒的一端部之間的密封部件，所述密封部件圍繞所述管道設(shè)置并在所述管道與所述管孔之間形成用于密封的屏障。

根據(jù)本實(shí)用新型的連接結(jié)構(gòu)，管板和管道之間的連接不再受到應(yīng)力的困擾，而是不存在密封損失，此外，組裝方便、簡(jiǎn)單。

有利地，相比于所述臺(tái)階孔的小孔徑部分，所述大孔徑部分更靠近管道的端部，所述臺(tái)階孔的大孔徑部分在管板的靠近管道的所述端部的外側(cè)面開口。通過(guò)此構(gòu)型，有利于壓緊套筒的安裝。

有利地，所述壓緊套筒通過(guò)壓配合設(shè)置在所述大孔徑部分中。

有利地，所述壓緊套筒的遠(yuǎn)離密封部件的一端與管板的所述外側(cè)面平齊。這樣，有利于集管箱的流體的分流和引導(dǎo)。

另一方面，本實(shí)用新型提供了一種換熱器，包括多個(gè)管道和位于管道端部并與管道連接的管板，管道內(nèi)的第一流體與管道外的第二流體進(jìn)行熱交換，其中至少一個(gè)管道在至少一個(gè)端部通過(guò)上述的連接結(jié)構(gòu)與管板連接。

有利地，沿著第二流體的流動(dòng)方向位于上游的一部分管道在其端部通過(guò)所述連接結(jié)構(gòu)與管板連接。這是因?yàn)橥ǔＱ刂诙黧w的流動(dòng)方向位于上游的管道的內(nèi)外流體溫差較大并因此應(yīng)力很大。

有利地，所述一部分管道的數(shù)目約占管道總數(shù)的1/3。

有利地，所述管式換熱器為管翅式增壓空氣冷卻器。

根據(jù)本實(shí)用新型的管板與管道之間的連接結(jié)構(gòu)使得管式換熱器能靈活設(shè)計(jì)以適應(yīng)于不同的換熱溫差和不同的應(yīng)用場(chǎng)合，有效避免現(xiàn)有連接結(jié)構(gòu)中的應(yīng)力問(wèn)題，并且，組裝簡(jiǎn)單、方便，密封性可靠。因此，根據(jù)本實(shí)用新型的管式換熱器壽命延長(zhǎng)，并且應(yīng)用范圍更廣。

附圖說(shuō)明

下面參照附圖說(shuō)明本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，在附圖中：

圖1是根據(jù)本實(shí)用新型的管式換熱器的立體示意圖；

圖2是根據(jù)本實(shí)用新型的管式換熱器的縱向截面視圖，為了簡(jiǎn)化清楚起見未示出管道之間的翅片，其中示出管道端部與相應(yīng)管板之間的固定連接結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)A的放大視圖和根據(jù)本實(shí)用新型的位于管道端部與相應(yīng)管板之間的連接結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)B的放大視圖；以及