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板式换热器密封垫片的模具设计分析

摘要:

板式换热器主要是通过对不锈钢或钛合金板的压制,使其呈一种人字形波纹的换热冲压板片,将密封垫片固定在板片上,之后进行重叠,利用螺栓进行紧固所制成的换热装置之一。工作流体在窄小且曲折的板片通道中交错的流过,然后冷热流体依从从流道中流过,流体的分开主要借助的密封和隔层垫片的作用,并且热量的交换也可以借助该板片完成。

关键词:

板式换热器;密封垫片;模具设计

1板式换热器密封垫片在结构上的特点

根据换热介质流动的具体形式,可以将板式换热器分为两种形式,即单边流和对角流,相应的其密封垫片的形式也主要有如上两种,如图1所示。第一,单角流主要是指换热介质从流进换热板右边的角孔,之后又从右边角孔流出;如果是从左边角孔中流入则最后从左边角孔流出;第二,对角流则主要是换热介质从右边(左边)角孔中流入,则就会从左边(右边)角孔中流出,流动的方式呈一种对角线的形式。按照换热效率,对角流的换热效率明显比单边流优越,然而基于单边流的成本不高,则在换热效率可以获得极大满足的情况下,通常以单边流的形式为主。同时安装板式换热器密封垫片的方式主要有三种:其一:直接粘贴式,即将密封胶均匀的涂抹在密封垫上,然后在换热板片的安装槽中直接粘密封垫片;其二,胶钉镶嵌式,即将装配孔设计在换热板片上,将胶钉设计在密封垫片的边上,之后将其在安装槽中放置,最后在装配孔中完成胶钉的镶嵌;第三,扣装式,即扣钉设计在密封垫边上的,可以利用扣钉在换热板片上完成对密封垫片的扣装。针对上述三种安装方式,其中结构和加工最为简单的当属粘贴式,相对而言安装与拆卸有一定的难度;结构最为复杂、加工最为复杂的的当属镶嵌式与扣装式,然而拆卸和安装十分简单。另外,根据产品剖面的具体形状可以将板式换热器密封垫片分为两种形式,即对称与非对称形。其中,对称形板片通常在对角流上应有,山下密封面以平面为主,并且对称于水平面,正反都可以进行安装;而非对称面除了地面是平面以外,上密封面的不受任何的限制,如曲面、平面以及斜面都可以。

2设计板式换热器密封垫片的模具

2.1确定密封垫片的尺寸

基于板式换热器大多都是从国外进口的,因此密封垫片并没有标准尺寸,因此准确的测量进口样件的尺寸是完成模具设计与加工的基础条件。第一,在对密封垫片本身的结构形式进行客观判断时,需要对单边流与对角流、具体安装的形式以及剖面的对称性等进行准确的确认;第二,对样件尺寸进行再次测量,其中最为关键的尺寸便是几个对角孔的准确中心距;第三,在完成对密封垫片全部尺寸的确定以后,便需要仔细的核对纸样,保证密封垫片的尺寸能够与板片的实际安装尺寸相符。

2.2确定密封垫片材料的收缩率

板式换热器密封垫片的材料均以橡胶为主,因此确定橡胶的收缩率有助于将整个模具设计确定下来。然而,橡胶所具备的收缩率是一个变量,基于不同的种类收缩率范围也会相应的有所不同,即便是胶料一样,但是由于胶料自身条件的不同,其收缩率也会有非常明显的不同,如胶料硬度、产品尺寸、硫化时间和温度等。因此,在模具正式设计之前,需要以垫片的实际工作条件为依据,将经济且适用的胶料收缩率确定下来,之后在一定的条件下,可以利用既定的材料将与样件尺寸非常接近的密封垫片生产出来,之后对其收缩率进行准确测量并进行必要的核对,以此便可以为产品尺寸的正确提供重要保障。

2.3模具结构

以板式换热器密封垫片的结构为依据,可以将其模具结构分为两种主要形式,即两开模和开放式结构,如图2所示。然而,受不断增大的产品规格影响和加工问题的出现,如产品的长度一般都超过1500毫米,致使密封垫模具逐渐从整体式朝着拼接式的方向大力的发展,借助定位销与导套在一定程度上可以实现对上下模具的精确定位。同时,通常会采用镶快式的方法来完成对扣钉、产品日期以及材料标志的设计,加工起来也十分的便利。

3结束语

综上所述,本文通过对设计板式换热器密封垫片模具的简单介绍,设计过程中为便于加工,设计方式主要为镶快,以此实现了整体模具的合理设计,极大的缩短了制造模具的周期、促进了生产效率的显著提高以及生产成本的显著降低。另外,在使用该模具的过程中,基于简便的操作促使合格的产品能够稳定的生产出来。

参考文献:

[1]栾辉宝,陶文铨,朱国庆,陈斌,王崧.全焊接板式换热器发展综述[J].中国科学:技术科学,2013(09).

作者:吴军民 单位:珠海格力精密模具有限公司

 

  发布时间:2017/8/7 8:10:57  阅读人次