專利名稱：熱交換裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種熱交換裝置，包括一具有在換熱面上延伸的成形 件的板件的。
背景技術：
在機械裝置、例如機床中，如果不采取散熱措施，由于驅動裝置 的熱損失，重載的軸承以及由過程引起的熱源會造成支承件內局部的 溫度升高。在高精度機器中，由于構件發(fā)熱引起的變形嚴重影響工件 尺寸穩(wěn)定性。采取冷卻作為預防措施非常極其困難或者不可能實現， 因為結構條件不提供集成的冷卻裝置、例如用于流動的載熱介質的孔 或通道的可能性。這種孔或通道不僅導致損害大負荷構件的承載能力， 而且導致機械裝置成本的提高。

發(fā)明內容
鑒于此本發(fā)明的目的是，提供一種熱交換裝置，其特征是結構簡 單，但是并不會因此減少在希望的部位、亦即盡可能接近產生熱量的 部位或與熱敏感組件的交接部位按要求地傳遞熱量。
按照本發(fā)明這個目的通過一在其總體方面具有權利要求1特征的 熱交換裝置實現。
據此本發(fā)明設置一柔性冷卻環(huán)墊(或者類似地一加熱環(huán)墊，對此 下面再詳細說明)型式的板件，它緊貼在待冷卻(或待加熱)的機械 零件上，并通過柔性的貼合形成對于熱傳遞的大的接觸面。由此也可 以對里面不能集成內部冷卻系統(tǒng)的構件進行局部冷卻。作為特殊的優(yōu) 點還有，本發(fā)明裝置也可以事后地補充安裝。本發(fā)明裝置可以模塊式 構造，可以通過這樣的方法靈活地擴大和縮小，即安裝并相互連接希 望數量的板件或環(huán)墊，其中連接可以并聯或串聯地進行。
在優(yōu)良的實施例中，成形件可以由彈性體、尤其是硝化橡膠NBR構成。這種成形件一方面具有希望的柔性，另一方面耐常用載熱介質， 例如水-乙二醇和帶防銹劑的水。此外對在機械設備周圍出現的其他流 體、如油有耐抗性。
在成形件上密封地封閉用于載熱介質的空腔并構成用于熱交換的 接觸面的底面?zhèn)鹊牧戏膳c成形件的壁厚相比薄的最好同樣由硝化橡
膠NBR組成的薄膜構成。
為了在它上面施加壓力用來將板件壓緊在有關物體上，貼在成形 件頂面上的固定板最好由薄金屬板構成。其厚度可以這樣選擇，使它 可以用手使板件與待冷卻物體的幾何形狀匹配，但同時又具有可以傳 遞必要的壓緊力的厚度。
可以采取這樣的布局，即換熱面具有在角部倒圓的、矩形的輪廓， 其中固定板在留出在用于載熱介質的輸入和輸出通道區(qū)域的孔的情況 下在換熱面的整個表面上延伸。因此環(huán)墊具有一封閉的在未變形狀態(tài) 是平面形的平板的形狀，其中在頂面上的平的表面僅僅通過用于載熱 介質輸入和輸出的通道口中斷。
在優(yōu)良的實施例中成形件形成一具有沿換熱面外邊緣連續(xù)延伸的 平面形密封邊緣的板，底面?zhèn)鹊牧戏绕涫峭ㄟ^粘接貼在密封邊緣上， 同時形成一密封件，其中板在密封邊緣內部區(qū)域內具有一背向底面?zhèn)?的料幅錯位的分布，以便在板和底面?zhèn)鹊牧戏g形成一 內部空腔。 因此用于載熱介質的空腔在板的除外部密封邊緣之外的整個表面區(qū)域 上延伸，因此可以以有利的方式大面積且相當有效的熱傳遞。
在特別優(yōu)良的實施例中，在板的朝向底面?zhèn)鹊牧戏囊粋壬显O置 突出空腔內的凸點，作為底面?zhèn)鹊牧戏桶逯g的間隔件并且用來使 載熱介質流產生渦流?？梢栽诔尚渭弦惑w成形的大量凸點不僅使用 作底面?zhèn)鹊牧戏谋∧す潭ㄔ陔x空腔位于對面的壁規(guī)定的距離上，而 且通過產生渦流使在空腔內流動的載熱介質充分混合，從而同樣有利 于效率的提高。
最好采取這樣的布局，即板具有生成在頂面上的用來將載熱介質 輸入空腔和從空腔輸出的連接管接頭，其中連接管接頭插入在緊貼在頂面上的固定板上形成的通道口內。由此對分布在有關待冷卻物體外 側上的管道給予方便地連接的可能性，這里可以毫無困難地建立多個 板件之間的連接。
構成成形件的板最好在其頂面上在空腔上方的中心部分域內形成 一用于固定板的平的支承面，其中在沿換熱面外側延伸的密封邊緣上 形成至少一個沿邊緣區(qū)環(huán)形延伸的在頂面上突起的凸緣，以促使提高 作用在密封邊緣上的由固定板施加的壓緊力。


下面借助于附圖詳細說明本發(fā)明。附圖表示
-圖1示出一本發(fā)明熱交換裝置實施例的簡化表示的斜視示意透 視圖，其中板件表示在一與待冷卻物體壁區(qū)匹配的狀態(tài)，這里物體的 壁區(qū)僅僅示意表示；
-圖2示出類似于圖1的斜視透視圖，其中示出一具有與圖l相比 做得更細長的板件的例子，板件與物體的圓柱形外壁匹配；
-圖3示出一斜視透視圖，圖中表示按圖l設計的板件在一平面板 的未變形狀態(tài)；
-圖4示出一斜視透視圖，朝圖3中的板件的僅僅成形件的頂面看； -圖5示出一斜視透視圖，朝圖4中的成形件的底面看； -圖6示出圖3至5中的實施例的示出實際實施形式大致一半大小 的俯視-圖7示出一沿圖6的線VII-VII的近似于按自然尺寸畫出的剖視
-圖8示出相應于圖6中的剖分線VIII-VIII近似于按自然尺寸畫 出的剖視-圖9示出相應于圖4中的剖分線IX-IX大致相當于圖4的比例畫 出的成形件的橫剖視-圖IO表示在圖9中用X表示的區(qū)域的以與自然尺寸相比大致放 大一倍的比例畫出的局部剖視-圖11表示實施例的用小得多的比例畫出的斜視透視圖，配備了用來將板件貼在未畫出的物體上的固定夾。
具體實施例方式
下面借助于冷卻環(huán)墊的例子說明本發(fā)明，該冷卻環(huán)墊與一未畫出 的冷卻劑循環(huán)回路連接可由載熱介質、例如普通的載熱流體如水-乙二 醇或帶防銹劑的水流過。如上面已經簡短說明的那樣，本發(fā)明的熱交 換裝置也可以用作為用于希望的區(qū)域按要求局部加熱的加熱環(huán)墊，這 時板件連接在一加熱系統(tǒng)上并由加熱的載熱介質流過。
圖l和2表示應用實例，其中構成冷卻環(huán)墊的板件1分別為與物 體3的壁部分匹配而變形，其中在圖1的例子中板件1與物體3有臺 階的外形匹配。圖2表示一個例子，其中板件1與圖1中的例子相比 具有大大拉長的形狀，并緊貼在一圓柱形物體3的壁區(qū)上。在圖l和 2中分別省略了用來貼在物體3上的固定元件以及用來輸入和輸出所 用的有流動能力的載熱介質的連接管道。
在這里要描述的板件1實施例的主要組成部分是一由柔性板5構 成的成形件，板5在圖4和5中單獨表示，所述板件特別是在圖3中 以傾斜的俯視圖和在圖7和8的剖視圖中總體表示，并且整個面在一 換熱面上延伸。板5具有一帶倒圓的角部區(qū)域的矩形外形輪廓。如圖 l和2的比較示出的那樣，為了與實際狀況匹配，外形輪廓或多或少 地是細長的。在本實施例中，起成形件作用的板5由一彈性體、在特 殊情況下由硝化橡膠NBR制成。采用這種材料是有利的，因為既對 于板件1與相應輪廓的匹配與貼合提供足夠的柔性，又提供對外絕緣 和對所考慮的流體的耐久性。此外如果板件1做成壁厚在3至5mm 范圍內的成形件，便得到例如對平均2Bar的介質壓力必要的耐壓強 度。
如由圖4, 7和8可以最清楚地看到的那樣，板5在其頂面上具有 相互錯開的、分別是平的壁區(qū)域，亦即一在板面積的大部分上延伸的 中心部分7和一包圍它們的密封邊緣9。如圖7和8所示，這個平面 中心部分7相對于環(huán)繞的密封邊緣9以這樣的方式錯開，使得在由密 封邊緣9的底面確定的平面與中心部分7的底面之間形成一距離。如果作為在密封邊緣9底面上的底面封閉通過一底面?zhèn)鹊牧戏?1、在本 實施例中是一薄膜形成密封封閉，薄膜與密封邊緣9底面粘接，那么 便在中心部分7底面和料幅11之間形成一空腔13，它用作有關載熱 介質的流動腔。在板5的中心部分7的底面上成形大量凸點15，它們 在圖中未全部標注，并在空腔13內向料幅11方向突起。這些凸點15 既構成使料幅11保持與空腔13位于對面的壁相同距離的隔離元件， 從而料幅11在板5未變形時與密封邊緣9的底面分布在同一個平面 內，而且凸點15還在載熱介質在空腔13內的流動中引起渦流，這促 使良好的混合及熱傳遞效率的提高。料幅11在密封邊緣9的底面上除 粘接之外還借助于條狀的在圖中未畫出的密封元件密封，它們裝在密 封邊緣9的底面上環(huán)形形成的槽17內。
在板5的矩形的縱向中心線上，在空腔13的與密封邊緣鄰接的末 端區(qū)域處，亦即在中心部分7和密封邊緣9的過渡區(qū)內與板5 —體構 成連接管接頭19,它們在所示例子中垂直于板平面延伸。但是根據局 部狀況和連接條件的不同，這種連接管接頭也可以按相對于板平面以 其他的傾角設置或者做成彎曲的或折彎的。在由板5構成的成形件在 整個板面積上的壁厚基本上保持不變的情況下，通過將中心部分7相 對于換熱面錯開設置形成空腔13，換熱面由貼合在密封邊緣9底面上 的料幅11確定，在中心部分7頂面和密封邊緣9頂面之間形成一臺階， 如由圖7至9所見。設置一板材形式的固定板21作為用來將用作冷卻 環(huán)墊的板件1壓緊在有關物體3上的固定裝置的組成部分，板材的壁 厚這樣選擇，使得可以手工變形以便板件1與有關物體3的外輪廓匹 配。與板5面積相同地在整個換熱面上延伸的固定板21具有用于穿過 管接頭的與連接管接頭19對齊的孔23。緊貼在平面形中心部分7的 頂面上的固定板21使得可以例如借助于搭接固定板21邊緣的固定夾 25將壓緊力傳遞到板5上(圖11)。
為了 可靠地運行，應該注意，通過固定板21產生的壓緊力特別是 在密封邊緣9上起作用。因為如上所述，密封邊緣9的頂面相對于中 心部分7頂面的平面形成臺階，亦即相對于固定板21貼合在中心部分7上的平面錯位，在密封邊級9的頂面和固定板9朝向它的底面之間 有一邊緣體27，它是一隔離件，壓緊力通過它從固定板21傳到密封 邊緣9上，見圖7和8。
作為用來提高作用在密封邊緣9上的壓緊力的附加特殊措施，在 板5頂面上形成兩個向固定板21突起的環(huán)形凸緣29和31，其位置布 局可以由圖10的大大放大的局部視圖最清楚地看到。在作用的通過固 定板21和環(huán)形體27施加的壓緊力和作為成形件的由彈性體組成的板 5的柔性的情況下，凸緣29、 31在板件1的工作狀態(tài)下平面壓緊，見 圖8。如圖7所示，環(huán)形凸緣29僅僅一短的長度段在用于連接管接頭 19的孔23的區(qū)域內懸空，因此在這個部位不是平面壓緊。
如上所述，在用作成形件的板5的壁厚在實際例子中大致在3至 5mm的范圍內時既提供足夠的耐壓強度，如果它是一種彈性體，例如 NBR的話，又提供可變形性，使板件1可通過固定板21的變形與有 關物體3匹配。板件1的柔性不受底面的構成接觸面的封閉元件的影 響，因為在所述例子中它是一柔性料幅11，它可以是薄壁的且薄膜形 的，例如NBR-薄膜的形式。
為了有利于熱傳遞，整個板件1可以借助于導熱膏貼在有關物體3上。
權利要求
1. 熱交換裝置，包括一板件(1)，該板件具有一在換熱面上延伸的至少局部做成柔性的成形件(15)，該成形件構成一空腔(13)的部分邊界，載熱介質可流過此空腔，并該空腔在底面?zhèn)韧ㄟ^一料幅(11)密封封閉，所述料幅在換熱面上構成用于與物體(3)熱傳遞的接觸面，板件(1)可貼靠在該物體上，其中在成形件(5)的、背向底面?zhèn)鹊膿Q熱面的頂面上設置一用來將板件(1)壓緊在物體(3)上的柔性固定板(21)，其中固定板(21)的柔性和成形件(5)及底面?zhèn)鹊牧戏?11)的可變形性這樣選擇，使板件(1)可與物體(3)的幾何形狀匹配。
2. 按權利要求1的熱交換裝置，其特征為成形體(5)由彈性 體、尤其是硝化橡膠NBR構成。
3. 按權利要求1或2的熱交換裝置，其特征為底面?zhèn)鹊牧戏?11) 由一與成形件(5 )的壁厚相比做得薄的薄膜、尤其是由硝化橡膠NBR 組成的薄膜構成。
4. 按權利要求1至3之任一項的熱交換裝置，其特下為固定板 (21)由薄金屬板構成。
5. 按權利要求4的熱交換裝置，其特征為換熱面具有一在角部 區(qū)域倒圓的、矩形的外形輪廓，固定板(21)在用于載熱介質輸入和 輸出的通道區(qū)內留出孔(23)的情況下整個表面在換熱面上延伸。
6. 按權利要求1至5之任一項的換熱裝置，其特征為成形件構 成一具有沿換熱面外邊緣連貫地延伸的平的密封邊緣(9)的板(5)， 底面?zhèn)鹊牧戏?11)施設在此密封邊緣上，同時形成密封，板(5)在 密封邊緣(9)內部的區(qū)域內具有一遠離底面?zhèn)鹊牧戏?11)偏移的走 向，以便在板(5)和底面?zhèn)鹊牧戏?11)之間形成內部空腔(13)。
7. 按權利要求6的熱交換裝置，其特征為在板(5)的朝向料 幅(11)的一側上設置向空腔(13)內突起的凸點(15)，所述凸點作 為底面?zhèn)鹊牧戏?11)和板(5)之間的間隔件并且用來使載熱介質流產生渦流。
8. 按權利要求7的熱交換裝置，其特征為板(5)具有在頂面 上形成的連接管接頭(19)，用來將載熱介質輸入空腔(13)中和從空 腔(13)輸出，所述連接管接頭穿過在緊貼在頂面上的固定板(21) 上形成的孔(23)。
9. 按權利要求8的熱交換裝置，其特征為板(5)在其頂面上 在空腔(13)上方的區(qū)域(7)內形成一用于固定板(21)的平的支承 面，在沿換熱面外側延伸的密封邊緣(9)上具有至少一個沿邊緣環(huán)形 延伸的突出于頂面的凸緣(29, 31)，用來提高作用在密封邊緣(9) 上的由固定板(21)施加的壓緊力。
10. 按權利要求3至9之任一項的熱交換裝置，其特征為設置 作為底面?zhèn)鹊牧戏?11)的薄膜通過粘接與成形件(5 )的密封邊緣(9 ) 連接。
全文摘要
熱交換裝置，具有一板件(1)，它具有一個在一換熱面上延伸的至少部分做成柔性的成形件(5)，它構成空腔(13)的局部邊界，載熱介質可流過此空腔，并且空腔在底面?zhèn)韧ㄟ^一料幅(11)密封地封閉，它在換熱面上構成用來與物體(3)熱傳遞的接觸面，板件(1)可貼靠在該物體上，其中在成形件(5)的背向底面?zhèn)鹊膿Q熱面的頂面上設置一用來將板件(1)壓緊在物體(3)上的柔性固定板(21)，其中固定板(21)的柔性和成形件(5)及底面?zhèn)鹊牧戏?11)的可變形性這樣選擇，使板件(1)可與物體(3)的幾何形狀匹配。
文檔編號F28F3/00GK101438120SQ200780016483
公開日2009年5月20日 申請日期2007年2月27日 優(yōu)先權日2006年6月3日
發(fā)明者R·孔茨, W·哈曼 申請人:Hydac系統(tǒng)有限公司