使用护孔环及一体铸成的容器的热交换器装置制造方法及图纸

一种热交换器包括一铸造而成的组合式端板（２８ａ）和容器（１００），该组合式结构包括一与容器部分（１０６）成一体的端板部分（１０６）。这种铸造端板和容器的部件在其端板部分上设置有多个最初铸造的开口，在其容器部分上设置有至少一个开口，这些开口被用作冷却剂进出铸造端板和容器组件的通道。管件（２２）被装配在端板部分的开口并穿过该开口，而且弹性的护孔环（５０）将管件密封在端板部分上，以防止围绕管件的泄漏。分别对应于所需组合式的端板和容器的内部结构和外部结构制成一个内部模具部分（１１０）和外部模具部分（１１２），其中组合式的端板和容器包括一与容器部分成一体的端板部分。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种热交换器，具体而言，涉及一种在管件与端板的接头处使用护孔环的机动车热交换器。热交换器，尤其是用于机动车上的热交换器可以是液体与空气的热交换器，(例如用于发动机致冷剂的散热器，空调冷凝器和蒸发器及油冷却器)，也可以是空气与空气的热交换器(例如增压空气冷却器)。液体与空气及空气与空气的热交换器一般包括一入口容器或入口导管，一出口容器或出口导管，和在容纳被冷却流体的容器或导管之间延伸的管道。端板通常设置于容器上，用于与管道机械连接及流体连接。连接到管道上的散热片在管道内的液体或气体与外部环境的大气之间传递热量。通常情况下，还包括一机械框架或结构，从而为散热部件提供结构强度而且还形成用于将散热装置固定于汽车或其它所用机器上的装置。如附图说明图1和2所示，常用的热交换器的芯体即在本说明书中为散热器的芯体20由多个垂直排列并平行隔开的管道22组成，在管道之间设置有散热片。这些散热片可以是设置于图1所示的组合芯体中的平面型24或螺旋型26。任何一种散热片都可以包括散热孔(未示出)，以增加热传递。散热片一般由铝、黄铜、铜或其它导热金属或合金的条带制成。平面型散热片24一般是由金属薄板制成的，金属薄板上围绕一孔形成有一套环。管道22可被插入到带套环的开口内并将多个散热片叠加在一起，其目的是在芯体内形成散热片组。螺旋型散热片可以S形花纹延伸，其中条带在相邻的管道之间设置有多个交替的褶曲。褶曲的底部一般通过钎焊或锡焊固定于管道上。底部之间的条带部分在管道之间延伸。在S形的散热片中，其花纹与正弦波相似，但在S形散热片30中其花纹为锯齿形。管道22的端板超出芯体20的散热片组延伸，以连接到端板和容器上。端板28a和28b分别位于芯体20的顶部和底部，而且端板上还设置有孔，以容纳并密封管道22的上端和下端。上部容器和下部容器34a和34b通常被分别焊接或锡焊到端板28a和28b上，而且还包括用于热交换器的一个入口36和一个出口38。侧面的支撑板32或其它结构可被用于在芯体的两侧固定容器和端板，而且能够使完整的热交换器固定于汽车或机械框架上。所采用的管道可以是圆形或椭圆形的，或者可以是具有圆形端部的椭圆形。现有技术中，焊接管道与端板之接头的方法已经被公开，例如美国专利5,407,004，在本文中参考引用。使用时，源于内部的热液体或热空气的热量使管道的长度由于热膨胀而扩张并增加。由于容器或导管通过框架或结构相对固定，因此管道长度的增加将会在容器和相连接的端板上，尤其是在管道与端板之间的接头处产生很大的机械应力。另外，热交换器内热液体或热空气的压力将会使容器或导管及端板变形，并在管道与端板的接头上产生额外的压力。由热膨胀和内部压力产生的应力叠加可能使热交换器产生早期损坏。在管道与端板的接头处产生的断裂是最常见的损坏方式。为避免热交换器由于热膨胀和内部压力而损坏，已经采取了很多办法。大部分方法都属于一种或两种类型1)提高易损区域强度的方法；和2)在易损区域产生弹性变形的方法。形成弹性变形的方法已引起设计人员的兴趣，因为与任何必须提供更多的材料以实现强度提高的方法相比，这些方法能够提供一种解决热膨胀和内部压力的更经济的方法。汽车发动机的冷却散热器有时也在管道与端板之间设置弹性接头。本专利技术的受让人采用图3所示的特殊弹性设计的端板制造机车散热器已经三十(30)多年了。金属端板28可通过螺栓固定被连接到容器(未示出)上，而且端板上还设置有特大型的孔或开口，以容纳从散热器中心部分延伸的椭圆形黄铜管道22。平板式的散热片24设置有围绕管道装配的套环25。在端板上的开口内设置有椭圆形的黄铜套筒44。这些套筒通过模压制成的硅橡胶40连接到端板上。接着，套筒被锡焊到穿过套筒延伸的中心管道上，以在管道与端板之间形成一个无泄漏的弹性接头。尽管在机车的一般运行条件下，这种方法已经是一种非常有效的设计，但其制造成本却很高。在二十世纪70年代，机动车的散热器是用圆形的铝管、铝板散热片、铝制端板和塑料容器制造而成的。模压成形的橡胶薄片在端板上的每个管孔上都设置弹性的护孔环，而且还设置有用于将端板密封到塑料容器上的垫圈，该垫圈通过端板上的卷曲薄片连接到端板上。管道插入到端板孔上的橡胶护孔环内将会挤压橡胶的护孔环，从而使管道与端板形成弹性密封的连接。但是，要将所有芯管同时插入到端板孔内需要相当大的力。由于在装配过程中芯体和端板的损坏问题及以所需的护孔环压缩量完成芯管与端板的配合所需的小公差，使得这种设计方案仅限于较小的装置。其它类型的散热器还将橡胶护孔环应用于管道与端板的接头上。这些散热器围绕单个带散热片的管件进行设计，其中所述管件具有圆形的端部和椭圆形的横截面，而且沿其大部分长度设置有散热片。如前一设计方案所述，管道与端板的密封是通过在管道与端板之间护孔环的压缩来实现的。但在这个可选设计中，管道被单独装配到端板上，从而避免了大的装配力。这样就允许大型的散热器结构应用于重型建筑设备上。但是，已经发现使用具有圆形端部的管件将使这种设计方案局限于具有相当宽管间隔的芯体上，与大部分芯体的设计方案相比，这种设计导致较差的热力性能。美国专利4,756,354和5,205,354描述了一种使用在整个长度上具有圆形横截面的管件散热器。这种设计如图4所示，管道22通过套环开口25被压入平板散热片24中。管端通过设置于端板28之开口内的硅橡胶护孔环42延伸。该护孔环包括一中央圆周槽及分别在端板顶部和底部延伸的顶部和底部凸缘。由于采用环形的管件，因此与大部分散热器的设计方案相比，这种设计方案还是存在热力性能差的问题，而且必须以小公差实现管件与端板开口之间护孔环所需的压缩量，以密封接头。美国专利5,052,475和5,226,235公开了用环形的护孔环分别将环形管件密封到锡焊容器和焊接容器上的方法。英国专利29,777公开了使用圆形的管件和管板与端板一体铸造成形的方法，但是当完成铸造之后，还要在管板上钻出管孔，或者通过其它方法形成管孔。目前，使用钎焊铝芯的空气对空气的热交换器已在工业上批量生产，其中铝芯内包括有椭圆形的管道。具有特大椭圆形开口的铝制端板被焊接到铸造而成的铝制导管上。(完全通过铸造制成的容器/端板的组合已不再使用)。椭圆形的硅橡胶护孔环，或者与上述’361号专利类似的部件被插入到焊接容器之端板上的开口内。这样，涉及容器/端板组合成应用护孔环的热交换器的钎焊、焊接和机械加工给制造工艺增加了处理和其它成本。由于现有技术中存在着问题和缺陷，因此本专利技术的一个目的是提供一种改进的热交换器，这种热交换器在管件与端板的接头上使用护孔环，而且能够在不用焊接或钎焊的前提下很容易地被制造出来。本专利技术的另一目的在于提供一种装配热交换器的改进方法，这种方法在容器的管件与端板的接头上使用护孔环，而且容器上还一体地设置有以最少的机加工制成的端板。本专利技术的再一目的在于提供一种制造用于热交换器的端板和容器部件的改进的方法。本领域的技术人员应该清楚，上述目的及其它目的可通过本专利技术得以实现，本专利技术提供了一种热交换器，包括铸造而成的组合式端板和容器，这种组合式的结构包括一个端板部分及与端板部分成一体的容器部分。铸造而成的端板与容器的组件在组件的端板部分上设置有至少一个最初铸造而本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热交换器，包括： 一铸造而成的组合式端板和容器，包括一个与容器部分成一体的端板部分，所述铸造的端板及容器组件在其端板部分上设置有至少一个最初铸造而成的开口，在其容器部分上设置有至少一个最初铸造而成的开口，这些开口用作冷却剂进出所述铸造端板和容器组件的通道； 一管件，容纳于端板部分的开口内并穿过所述开口延伸； 用于使所述管件相对所述端板密封的装置，以防止围绕所述管件的泄漏。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：马尔科兰伯特，迈克尔J科尔布，
申请(专利权)人：特兰斯普公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]