板式換熱器密封墊片的模具設計分析

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摘要：

板式換熱器主要是通過對不銹鋼或鈦合金板的壓制，使其呈一種人字形波紋的換熱沖壓板片，將密封墊片固定在板片上，之后進行重疊，利用螺栓進行緊固所制成的換熱裝置之一。工作流體在窄小且曲折的板片通道中交錯的流過，然后冷熱流體依從從流道中流過，流體的分開主要借助的密封和隔層墊片的作用，并且熱量的交換也可以借助該板片完成。

關鍵詞：

板式換熱器；密封墊片；模具設計

1板式換熱器密封墊片在結構上的特點

根據換熱介質流動的具體形式，可以將板式換熱器分為兩種形式，即單邊流和對角流，相應的其密封墊片的形式也主要有如上兩種，如圖1所示。第一，單角流主要是指換熱介質從流進換熱板右邊的角孔，之后又從右邊角孔流出；如果是從左邊角孔中流入則最后從左邊角孔流出；第二，對角流則主要是換熱介質從右邊（左邊）角孔中流入，則就會從左邊（右邊）角孔中流出，流動的方式呈一種對角線的形式。按照換熱效率，對角流的換熱效率明顯比單邊流優越，然而基于單邊流的成本不高，則在換熱效率可以獲得極大滿足的情況下，通常以單邊流的形式為主。同時安裝板式換熱器密封墊片的方式主要有三種：其一：直接粘貼式，即將密封膠均勻的涂抹在密封墊上，然后在換熱板片的安裝槽中直接粘密封墊片；其二，膠釘鑲嵌式，即將裝配孔設計在換熱板片上，將膠釘設計在密封墊片的邊上，之后將其在安裝槽中放置，最后在裝配孔中完成膠釘的鑲嵌；第三，扣裝式，即扣釘設計在密封墊邊上的，可以利用扣釘在換熱板片上完成對密封墊片的扣裝。針對上述三種安裝方式，其中結構和加工最為簡單的當屬粘貼式，相對而言安裝與拆卸有一定的難度；結構最為復雜、加工最為復雜的的當屬鑲嵌式與扣裝式，然而拆卸和安裝十分簡單。另外，根據產品剖面的具體形狀可以將板式換熱器密封墊片分為兩種形式，即對稱與非對稱形。其中，對稱形板片通常在對角流上應有，山下密封面以平面為主，并且對稱于水平面，正反都可以進行安裝；而非對稱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設計板式換熱器密封墊片的模具

2.1確定密封墊片的尺寸

基于板式換熱器大多都是從國外進口的，因此密封墊片并沒有標準尺寸，因此準確的測量進口樣件的尺寸是完成模具設計與加工的基礎條件。第一，在對密封墊片本身的結構形式進行客觀判斷時，需要對單邊流與對角流、具體安裝的形式以及剖面的對稱性等進行準確的確認；第二，對樣件尺寸進行再次測量，其中最為關鍵的尺寸便是幾個對角孔的準確中心距；第三，在完成對密封墊片全部尺寸的確定以后，便需要仔細的核對紙樣，保證密封墊片的尺寸能夠與板片的實際安裝尺寸相符。

2.2確定密封墊片材料的收縮率

板式換熱器密封墊片的材料均以橡膠為主，因此確定橡膠的收縮率有助于將整個模具設計確定下來。然而，橡膠所具備的收縮率是一個變量，基于不同的種類收縮率范圍也會相應的有所不同，即便是膠料一樣，但是由于膠料自身條件的不同，其收縮率也會有非常明顯的不同，如膠料硬度、產品尺寸、硫化時間和溫度等。因此，在模具正式設計之前，需要以墊片的實際工作條件為依據，將經濟且適用的膠料收縮率確定下來，之后在一定的條件下，可以利用既定的材料將與樣件尺寸非常接近的密封墊片生產出來，之后對其收縮率進行準確測量并進行必要的核對，以此便可以為產品尺寸的正確提供重要保障。

2.3模具結構

以板式換熱器密封墊片的結構為依據，可以將其模具結構分為兩種主要形式，即兩開模和開放式結構，如圖2所示。然而，受不斷增大的產品規格影響和加工問題的出現，如產品的長度一般都超過1500毫米，致使密封墊模具逐漸從整體式朝著拼接式的方向大力的發展，借助定位銷與導套在一定程度上可以實現對上下模具的精確定位。同時，通常會采用鑲快式的方法來完成對扣釘、產品日期以及材料標志的設計，加工起來也十分的便利。

3結束語

綜上所述，本文通過對設計板式換熱器密封墊片模具的簡單介紹，設計過程中為便于加工，設計方式主要為鑲快，以此實現了整體模具的合理設計，極大的縮短了制造模具的周期、促進了生產效率的顯著提高以及生產成本的顯著降低。另外，在使用該模具的過程中，基于簡便的操作促使合格的產品能夠穩定的生產出來。

參考文獻：

[1]欒輝寶，陶文銓，朱國慶，陳斌，王崧.全焊接板式換熱器發展綜述[J].中國科學：技術科學，2013（09）.

作者:吳軍民 單位:珠海格力精密模具有限公司