[发明专利]用于板式换热器的端口孔垫片、板组及具有此端口孔垫片的板式换热器

说明书

技术领域

本发明大体上涉及板式换热器，并且具体涉及用于安装在板式换热器的两个相邻换热器板之间的端口孔垫片。

背景

板式换热器(PHE)通常由两个端板构成，换热器板组布置在两个端板之间。板组通常包括多个换热器板，它们堆叠在彼此上以限定用于第一流体和第二流体的第一空间和第二空间，其中各个换热器板均包括允许与第一空间和第二空间流体连通的端口孔。在一种类型的公知的PHE(所谓的带垫片的PHE)中，场和端口孔垫片布置在换热器板之间。场垫片通常布置在沿换热器板的外缘延伸的场垫片凹槽中，而端口孔垫片通常布置在沿内缘(更具体是围绕换热器板的端口孔)延伸的端口孔垫片凹槽中。端板且因此换热器板朝彼此压制，由此垫片在换热器板之间密封。在另一类型的公知的PHE(所谓的半焊接板式换热器)中，板组由板模块形成，板模块分别包括两个换热器板，它们焊接到彼此以限定第一空间中的一个，场和端口孔垫片因此通过焊接替换，且板模块堆叠，其中中间场和端口孔垫片分别布置在场和环垫片凹槽中，以限定它们之间的第二空间。半焊接换热器常用于第一流体是侵蚀性或在显著升高的压力下且第二流体相对非侵蚀性的应用中。端口孔垫片将经受第一流体且可能必须由高质量材料制成。然而，由于端口孔垫片包含相对减小的材料量，故这不应当必须涉及成本上的任何较大提高。

对于防漏的板式换热器，可能重要的是，垫片适当地定位在垫片凹槽中。垫片凹槽通常由外侧壁、内侧壁和在它们之间延伸的底壁限定。外侧壁和内侧壁通常由换热器板的压制产生，在此操作期间，板设有谷和脊的图案。在常规板式换热器中，端口孔垫片凹槽的外侧壁是间断的，以便向端口孔垫片仅提供周期性支承，即，分开的支承区域中的支承。因此，存在端口孔垫片在支承区域之间从其在端口孔垫片凹槽中的适当定位移位的风险，尤其是在端口孔垫片内(即，端口孔里面)主要的压力显著高于端口孔垫片外主要的压力时。

作为该问题的解决方案，WO2004/072570提出了重新设计换热器板，以便使端口孔垫片凹槽的外侧壁连续，且因此能够提供不间断的端口孔垫片支承。然而，存在对备选解决方案的需要。

概要

本发明的目的在于至少部分地克服现有技术的一个或多个局限。另一个目的在于降低具有由端口孔垫片密封的重叠端口孔的板式换热器中的流体泄漏的风险。更进一步的目的在于降低由位于具有沿其外侧壁的间断开口的专用环形垫片凹槽中的端口孔垫片密封的板式换热器中的流体泄漏的风险。这些目的中的一个或多个以及可从以下描述显现的其它目的至少部分地借助于根据独立权利要求的端口孔垫片、用于板式换热器的板组和板式换热器来达成，其实施例由从属权利要求限定。

本发明的第一方面是一种用于安装在板式换热器的两个相邻的换热器板之间的端口孔垫片，端口孔垫片构造成密封围绕两个重叠的端口孔的周向区域，其中每一个形成在两个相邻的换热器板中的相应一个中，以便限定流体进入或离开板式换热器的通路。端口孔垫片包括环形部分，其构造成在环绕重叠的端口孔的同时在两个相邻换热器板之间受压。端口孔垫片还包括多个凸起，其从环形部分的外周凸出且构造成在两个相邻换热器板之间受压，以便相对于由流体施加的压力支承环形部分。

相比于具有光滑连续外周的常规端口孔垫片，在端口孔垫片在换热器板之间受压时，凸起将用于增大端口孔垫片的总接触面积且因此端口孔垫片与两个相邻的换热器板之间的摩擦。因此，端口孔垫片围绕两个重叠的端口孔更牢固地保持就位，减小了跨过由端口孔垫片密封的周向区域的流体泄漏的风险。

增大的接触面积和摩擦允许端口孔垫片牢固地保持就位(例如，如果安装于在其外侧壁中具有开口的环形垫片凹槽中)。对于此垫片凹槽中的安装，端口孔垫片适当地构造成使得其环形部分与垫片凹槽匹配，同时其凸起与垫片凹槽的外侧壁中的开口的至少一个子集匹配且延伸穿过其。这些开口可具有沿外侧壁的任何分布。

然而，本发明的端口孔垫片可安装在可设有或可不设有用于接纳端口孔垫片的垫片凹槽的任何类型的相邻换热器板之间。在某些应用中，且取决于端口孔和其凸起的设计，端口孔垫片可具有足够的能力来密封围绕重叠的端口孔的周向区域，且经得起由端口孔内的流体施加的压力，即使在两个相邻的换热器板上的基本平的表面之间安装和受压。

应当理解的是，"环形的"不表示圆形形状，而是仅指出环形部分构造成环绕周向区域中的重叠的端口孔。因此，端口孔垫片的环形部分可为圆形或非圆形，包括规则形状，诸如椭圆形、矩形、三角形或六边形形状，以及不规则形状。