專利名稱：凍干機(jī)用板式冷阱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及真空冷凍干燥機(jī)(以下簡稱凍干機(jī))，特別是凍干機(jī)用板式冷阱。
背景技術(shù)：
凍干技術(shù)是先將含水物料凍結(jié)到共晶點(diǎn)溫度以下，使其中的水分變成冰，然后在適當(dāng)?shù)臏囟群驼婵斩认拢贡A為水蒸氣從物料中逸出，利用冷阱將水汽凝華，從而獲得干燥制品的技術(shù)。凍干機(jī)工作時(shí)，凍干倉內(nèi)的真空由真空系統(tǒng)獲得，真空系統(tǒng)主要由真空機(jī)組及冷阱組成。在干燥過程中，升華出的大量水蒸氣單靠真空機(jī)組是無法全部排出倉外的，真空機(jī)只用于抽出不可凝結(jié)氣體，對于氣體中的水蒸氣，必須依靠冷阱將其全部捕捉抽出，使水蒸氣在其表面上凝華成冰(或霜)，才能維持相應(yīng)的真空度；當(dāng)凍干倉內(nèi)真空壓力高于物料共晶點(diǎn)對應(yīng)的水蒸氣飽和壓力時(shí)，已凍物料就會融化，干燥過程就不是升華干燥。升華干燥必須是物料中的冰升華成水蒸氣，再在冷阱表面凝華成冰的過程，有多少升華量就應(yīng)有多少凝華量，由于升華與凝華潛熱相同，只有冷阱實(shí)際用于凝華冷量等于升華的加熱量時(shí)，才能維持穩(wěn)定的真空壓力，冷阱除了應(yīng)具有凝華所需的表面積外，還要能提供出最大凝華時(shí)(也是最大升華時(shí))所需的冷量。因此，冷阱性能直接影響凍干機(jī)的生產(chǎn)效率、生產(chǎn)能耗和產(chǎn)品品質(zhì)。
現(xiàn)有凍干機(jī)的冷阱(內(nèi)置式和外內(nèi)置式)大多采用的是銅管、鍍鋅鋼管或不銹鋼管的管式結(jié)構(gòu)，分為盤管式(螺旋管、蛇型管)和列管式兩種，由于受管型結(jié)構(gòu)及布置的限制，管式冷阱不僅占用空間大，流程長、流阻大、不利于工質(zhì)的蒸發(fā)或冷媒的換熱，表面溫度不均勻還存在大量的背風(fēng)面，有效換熱面積得不到充分利用，水蒸氣流阻大，易在迎風(fēng)面產(chǎn)生冰堵，因此管式冷阱捕水效率很低、能耗也大。
小型凍干機(jī)上有一種板式冷阱，是在平板材料(多采用鋁材)中嵌入盤管而成，其實(shí)是一種變型的管式冷阱，同樣存在管式冷阱的某些不足，另外，由于單位表面積功率較小不適合大型的凍干機(jī)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供凍干機(jī)用板式冷阱，以解決上述問題。本發(fā)明體積小，能耗低，捕水效率高，易除霜、制造成本低、能實(shí)現(xiàn)凍干機(jī)冷阱的直膨式供液。
本發(fā)明的目的是按如下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明凍干機(jī)用板式冷阱，其特征在于它包括分液管、分液接頭、分液小聯(lián)箱、冷阱主板、回氣小聯(lián)箱、回氣橫聯(lián)箱和回氣總管；若干所述的冷阱主板平行等距豎直排列或扇形豎直排列，每件所述的冷阱主板的上端均與所述的分液小聯(lián)箱相連；每件所述的分液小聯(lián)箱上均裝有所述的分液接頭；所述的分液接頭的另一端與所述的分液管連接；每件所述的冷阱主板的下端均裝有所述的回氣小聯(lián)箱；每件所述的回氣小聯(lián)箱的下端均裝在所述的回氣橫聯(lián)箱上，所述的回氣總管也裝在回氣橫聯(lián)箱上。
所述的冷阱主板內(nèi)具有若干條平行均布的流道。
所述的冷阱主板的一端裝有二次節(jié)流板，在所述的二次節(jié)流板上具有各節(jié)流孔，位置與冷阱主板上的流道對應(yīng)。
所述的冷阱主板的外表面具有波形齒。
所述的分液小聯(lián)箱和回氣小聯(lián)箱內(nèi)具有若干條縱流道和橫流道，兩端分別用堵塊封焊；所述的供液小聯(lián)箱內(nèi)的縱、橫流道經(jīng)節(jié)流孔與所述的冷阱主板的各流道相通連；所述的回氣小聯(lián)箱內(nèi)的縱、橫流道經(jīng)孔與所述的冷阱主板的各流道相通連。
所述的回流橫聯(lián)箱為管形件，兩端用堵塊封焊，并與所述的回氣小聯(lián)箱相通連。
全部所述的零件，除所述的二次節(jié)流板外，均用鋁合金制作。
所述的各零件的連接，除分液管和節(jié)流板外均以焊接連接。
本發(fā)明為鋁合金板式冷阱，冷阱主板及各聯(lián)箱均采用鋁合金型材焊接制成，導(dǎo)熱系數(shù)高，能耗低；分液管、節(jié)流板、主板通道、聯(lián)箱縱橫流道，使工質(zhì)或冷媒在冷阱內(nèi)分流均勻，流程短，阻力小，溫度均勻，非常利于工質(zhì)的蒸發(fā)或冷媒的換熱；在相同蒸發(fā)溫度或換熱表面的情況下，本冷阱傳冷量大，換熱效率高，能夠?qū)崿F(xiàn)氨工質(zhì)的重力供液，氟工質(zhì)直膨式完全蒸發(fā)，簡化制冷系統(tǒng)、減少設(shè)備投資；在采用泵強(qiáng)制循環(huán)供液時(shí)，可減少泵的功率。冷阱主板外表面帶波紋齒，不僅增加了傳熱面積，且可促進(jìn)傳熱介質(zhì)的擾動，提高換熱效率；并且無背風(fēng)面，有利于水蒸氣在冷阱外表面均勻凝華，使有效換熱面積得到充分利用；在冷阱的捕水面積相同的情況下，可減少冷阱的占用體積，降低凍干機(jī)制造成本；倉體的減少，還可縮短物料進(jìn)倉后的預(yù)抽空時(shí)間，避免物料回溫融化，保證凍干制品品質(zhì)，也可降低抽空真空機(jī)組容量，減少真空機(jī)組投資，降低運(yùn)行成本；豎直的板式冷阱在除霜時(shí)，冰層極易整塊地脫落，可縮短除霜時(shí)間。
本冷阱適合氨、氟等不同工質(zhì)或冷媒，其分液管接頭、回流橫聯(lián)箱、回流總管可有不同的相對位置；主板流道的通流方向可豎直也可水平；可將若干組冷阱并聯(lián)使用。
綜上所述，本發(fā)明體積小，能耗低，捕水效率高，易除霜、制造成本低、能實(shí)現(xiàn)凍干機(jī)冷阱的直膨式供液。


圖1為本發(fā)明冷阱的主視圖；圖2為圖1中的左視圖；圖3為圖1中的A-A剖面放大圖；圖4為圖1中的B-B剖面放大圖；圖5為圖1中的C-C剖面放大圖；圖中代號說明1分液管 2分液接頭 3分液小聯(lián)箱 4冷阱主板 4′波形齒5回氣小聯(lián)箱 6回氣橫聯(lián)箱 7回氣總管 8主板流道9、12縱流道 9′、12′橫流道 10、13堵頭 14孔15堵頭 17節(jié)流板 17′節(jié)流孔具體實(shí)施方式
如圖1、2為本凍干機(jī)用板式冷阱的示意圖，圖中示出了凍干機(jī)用板式冷阱，它包括分液管1、分液接頭2、分液小聯(lián)箱3、冷阱主板4、節(jié)流板17、回氣小聯(lián)箱5、回氣橫聯(lián)箱6和回氣總管7；若干所述的冷阱主板4平行等距排列或扇形排列，本方案為平行等距排列，每件所述的冷阱主板4的上端均裝有節(jié)流板17并與所述的分液小聯(lián)箱3相連；每件所述的分液小聯(lián)箱3上均裝有所述的分液接頭2；所述的分液接頭2的另一端與所述的分液管1連接；每件所述的冷阱主板4的下端均裝有所述的回氣小聯(lián)箱5；每件所述的回氣小聯(lián)箱5的下端均裝在所述的回氣橫聯(lián)箱6上，所述的回氣總管7也裝在回氣橫聯(lián)箱6上；所述的各件內(nèi)均具有流道，各件連接處之間的流道是相通的。
冷阱主板4內(nèi)具有若干條平行均布的流道8。
在冷阱主板4的上端的節(jié)流板17上具有若干節(jié)流孔17′，作為系統(tǒng)中的二次節(jié)流，節(jié)流孔17′的孔徑小于流道8的孔徑，用于節(jié)流氣化，加強(qiáng)吸熱；位置與冷阱主板4上的若干流道8對應(yīng)。
如圖3，所述的冷阱主板4的外表面具有波形齒4′。
如圖4，在所述的分液小聯(lián)箱3內(nèi)具有若干條縱向流道9和橫向流道9′；所述的分液小聯(lián)箱3內(nèi)的縱向流道9和橫向流道9′經(jīng)各節(jié)流孔17′與所述的冷阱主板4的各流道8相通連；如圖5，在回氣小聯(lián)箱5內(nèi)具有若干條縱向流道12和橫向流道12′；所述的回氣小聯(lián)箱5內(nèi)的縱向流道12和橫向流道12′經(jīng)各孔14與所述的冷阱主板4的各流道8相通連。
如圖2，所述的回氣橫聯(lián)箱6為管形件，兩端分別用堵塊15封焊，并與所述的各回氣小聯(lián)箱5相通連；下端與回氣總管7相通連。
除所述的節(jié)流板17外全部所述的零件，均用鋁合金制作。
除所述的節(jié)流板17和分液管1外，其余所述的各零件的連接處均以焊接連接。
冷阱工作時(shí)，來自制冷系統(tǒng)分液頭具有一定壓力的液體工質(zhì)經(jīng)分液管1、分液管接頭2進(jìn)入分液小聯(lián)箱3，經(jīng)各縱向流道9和橫向流道9′，再經(jīng)各節(jié)流孔17′二次節(jié)流部分氣化后，均勻地進(jìn)入到各冷阱主板4的各流道8中，工質(zhì)通過冷阱主板4的內(nèi)表面吸收外表面?zhèn)鱽淼臒崃?水蒸氣凝華潛熱)而蒸發(fā)成氣體，最后通過各孔14、各回氣小聯(lián)箱5內(nèi)的縱向流道12和橫向流道12′，經(jīng)回氣橫聯(lián)箱6和回氣總管7流回制冷系統(tǒng)，完成一個(gè)冷阱提供水汽凝華所需冷量的過程。
權(quán)利要求
1.凍干機(jī)用板式冷阱，其特征在于它包括分液管(1)、分液接頭(2)、分液小聯(lián)箱(3)、冷阱主板(4)、回氣小聯(lián)箱(5)、回氣橫聯(lián)箱(6)和回氣總管(7)；若干所述的冷阱主板(4)平行等距豎直排列或扇形豎直排列，每件所述的冷阱主板(4)的上端均與所述的分液小聯(lián)箱(3)相連；每件所述的分液小聯(lián)箱(3)上均裝有所述的分液接頭(2)；所述的分液接頭(2)的另一端與所述的分液管(1)連接；每件所述的冷阱主板(4)的下端均裝有所述的回氣小聯(lián)箱(5)；每件所述的回氣小聯(lián)箱(5)的下端均裝在所述的回氣橫聯(lián)箱(6)上，所述的回氣總管(7)也裝在回氣橫聯(lián)箱(6)上。
2.按照權(quán)利要求1所述的凍干機(jī)用板式冷阱，其特征在于所述的冷阱主板(4)內(nèi)具有若干條平行均布的流道(8)。
3.按照權(quán)利要求1所述的凍干機(jī)用板式冷阱，其特征在于所述的冷阱主板(4)的一端裝有二次節(jié)流板(17)，在所述的二次節(jié)流板(17)上具有各節(jié)流孔(17′)，位置與冷阱主板(4)上的流道(8)相對應(yīng)。
4.按照權(quán)利要求1所述的凍干機(jī)用板式冷阱，其特征在于所述的冷阱主板(4)的外表面具有波形齒(4′)。
5.按照權(quán)利要求1所述的凍干機(jī)用板式冷阱，其特征在于所述的分液小聯(lián)箱(3)和回氣小聯(lián)箱(5)內(nèi)具有若干條縱向流道(9)、(12)和橫向流道(9′)、(12′)，兩端分別用堵塊(10)、(13)封焊；所述的供液小聯(lián)箱(3)內(nèi)的縱、橫向流道經(jīng)節(jié)流孔(17′)與所述的冷阱主板(4)內(nèi)的各流道(8)相通連；所述的回氣小聯(lián)箱(5)內(nèi)的各縱、橫流道經(jīng)各孔(14)與所述的冷阱主板(4)的各流道(8)相通連。
6.按照權(quán)利要求1所述的凍干機(jī)用板式冷阱，其特征在于所述的回流橫聯(lián)箱(6)為管形件，兩端用堵塊(15)封焊，并與所述的各回氣小聯(lián)箱(5)相通連。
7.按照權(quán)利要求1-6所述的任一凍干機(jī)用板式冷阱，其特征在于全部所述的零件除所述的二次節(jié)流板(17)外，均用鋁合金制作。
8.按照權(quán)利要求1-6所述的任一凍干機(jī)用板式冷阱，其特征在于所述的各零件的連接，除分液管(1)和節(jié)流板(17)外，均以焊接連接。
全文摘要
凍干機(jī)用板式冷阱，其特征在于它包括分液管(1)、分液接頭(2)、分液小聯(lián)箱(3)、冷阱主板(4)、節(jié)流板(17)、回氣小聯(lián)箱(5)、回氣橫聯(lián)箱(6)和回氣總管(7)；若干冷阱主板(4)平行等距排列或扇形排列，每件冷阱主板(4)的上端均裝有分液小聯(lián)箱(3)；每件分液小聯(lián)箱(3)上均裝有分液管接頭(2)；分液管接頭(2)的另一端與分液管(1)連接；每件冷阱主板(4)的下端均裝有回氣小聯(lián)箱(5)；每件回氣小聯(lián)箱(5)的下端均裝在回氣橫聯(lián)箱(6)上，回氣總管(7)也裝在回氣橫聯(lián)箱(6)上。本發(fā)明體積小、能耗低、捕水效率高、易除霜、制造成本低、可實(shí)現(xiàn)凍干機(jī)冷阱的直膨式供液。
文檔編號F28D1/02GK101059304SQ20061007595
公開日2007年10月24日 申請日期2006年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月21日
發(fā)明者王一田, 王佳文, 徐春強(qiáng), 熊恩國 申請人:北美凍干技術(shù)股份公司