專利名稱：凍干機用的板式冷阱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及真空冷凍干燥機(以下簡稱凍干機)，特別是凍干機用的板式冷阱。
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?，使冰升華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)。凍干機工作時，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組是無法全部排出倉外的，真空機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對應(yīng)的水蒸氣飽和壓力時，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，只有冷阱實際用于凝華冷量等于升華的加熱量時，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(也是最大升華時)所需的冷量。因此，冷阱性能直接影響凍干機的生產(chǎn)效率、生產(chǎn)能耗和產(chǎn)品品質(zhì)。
現(xiàn)有凍干機的冷阱(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。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供凍干機用的板式冷阱，以解決上述問題。本實用新型體積小，能耗低，捕水效率高，易除霜、制造成本低、能實現(xiàn)凍干機冷阱的直膨式供液。
本實用新型的目的是按如下的技術(shù)方案實現(xiàn)的。本實用新型為凍干機用的板式冷阱，其特征在于它包括供液總管、供液橫聯(lián)箱、冷阱主板、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供液橫聯(lián)箱連接；所述的供液橫聯(lián)箱還與所述的供液總管相連；每件所述的冷阱主板的下端均與所述的回氣橫聯(lián)箱連接，所述的回氣橫聯(lián)箱與回氣總管相連。所述的冷阱主板內(nèi)具有若干條平行均布的水平流道，兩端有主板封條封焊；頂層進液流道通過進液口與供液橫聯(lián)箱相通；底層回氣流道與回氣橫聯(lián)箱相通。所述的冷阱主板頂層進液流道和底層回氣流道一端均具有流道換向槽；其它各中間層流道的兩端也具有流道換向槽，以使工質(zhì)往復(fù)流動。
所述的流道換向槽為單層換向槽或多層換向槽。
在冷阱主板的外表面具有波形齒。
全部所述的零件均用鋁合金制作。
所述的各零件的連接處均以焊接連接。
冷阱工作時，來自制冷系統(tǒng)的液體工質(zhì)經(jīng)供液總管進入供液橫聯(lián)箱，再經(jīng)進液口進入到冷阱主板的各流道中往復(fù)流動，工質(zhì)通過冷阱主板的內(nèi)表面吸收外表面?zhèn)鱽淼臒崃?水蒸氣凝華潛熱)而蒸發(fā)成氣體或進行換熱，再通過回氣橫聯(lián)箱、回氣總管流回制冷系統(tǒng)，完成一個冷阱提供水汽凝華所需冷量的過程。
本實用新型為板式鋁合金冷阱，冷阱主板及各聯(lián)箱均采用鋁合金材料焊接制成，導(dǎo)熱系數(shù)高，能耗低；各冷阱主板內(nèi)具有若干往復(fù)通道，易使工質(zhì)在冷阱內(nèi)分流均勻，各冷阱溫度均勻，有利于工質(zhì)的蒸發(fā)或冷媒的換熱；在相同蒸發(fā)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)直膨式蒸發(fā)，可簡化制冷系統(tǒng)、減少設(shè)備投資；在采用泵強制循環(huán)供液時，可減少泵的功率。冷阱主板外表面還可帶波紋齒，不僅增加了傳熱面積，且可促進傳熱介質(zhì)的擾動，提高換熱效率；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，可減少干冷阱倉的占用體積，降低凍干機制造成本；倉體的減少，還可縮短物料進倉后的預(yù)抽空時間，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組容量，減少真空機組投資，降低運行成本；立式冷阱板在除霜時，冰層易整塊地脫落，可縮短除霜時間。
本冷阱的供液總管、供液橫聯(lián)箱、回氣橫聯(lián)箱、回氣總管可有不同的相對位置，工質(zhì)或冷媒可上進下出，也可下進上出；可將若干組冷阱并聯(lián)使用。
綜上所述，本實用新型體積小，能耗低，捕水效率高，易除霜、制造成本低、能實現(xiàn)凍干機冷阱的直膨式供液。


圖1為本實用新型冷阱的主視圖；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A向局部放大圖。
圖中代號說明1供液總管2供液橫聯(lián)箱3進液口3′進液流道4冷阱主板4′波紋齒5主板封條 6回氣橫聯(lián)箱 7回氣總管8主板流道9流道換向槽10回氣流道11、12堵塊具體實施方式
如圖1、2為本實用新型的示意圖，它包括供液總管1、供液橫聯(lián)箱2、冷阱主板4、主板封條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，本方案為平行等距豎直排列，每件所述的冷阱主板4的上端均與供液橫聯(lián)箱2連接；所述的供液橫聯(lián)箱2還與所述的供液總管1相連；每件所述的冷阱主板4的下端均與所述的回氣橫聯(lián)箱6連接，所述的回氣橫聯(lián)箱6還與回氣總管7相連；所述的各件內(nèi)均有流道，各件的連接處是相通的，供液橫聯(lián)箱2和回氣橫聯(lián)箱6的兩端分別用堵塊11、12封焊。
冷阱主板4內(nèi)有若干條平行均布的水平流道8，兩端有主板封條5封焊；頂層進液流道3′通過進液口3與供液橫聯(lián)箱2相通；底層回氣流道10與回氣橫聯(lián)箱6相通；頂層進液流道3和底層回氣流道10一端具有流道換向槽9(參照圖4)；其它各中間層流道8的兩端都具有流道換向槽9，可為單層換向槽，也可為多層換向槽，以使工質(zhì)往復(fù)流動。
如圖3，在冷阱主板4的外表面具有波形齒4′以加強傳熱。
冷阱主板4可采用整體的或拼接的，如圖1所示的冷阱主板4為3塊拼接的。
全部所述的零件均用鋁合金制作，各零件的連接處均以焊接連接，使其牢固，傳熱效率高。
冷阱工作時，來自制冷系統(tǒng)的液體工質(zhì)經(jīng)供液總管1進入供液橫聯(lián)箱2，再經(jīng)進液口3、進液流道3′流入各阱主板4的各流道8中，經(jīng)換向槽9往復(fù)流動；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)成氣體或進行換熱，再經(jīng)回氣流道10、回氣橫聯(lián)箱6和回氣總管7回到制冷系統(tǒng)，完成一個冷阱提供水汽凝華所需冷量的過程。
權(quán)利要求1.凍干機用的板式冷阱，其特征在于它包括供液總管(1)、供液橫聯(lián)箱(2)、冷阱主板(4)、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)的上端均與供液橫聯(lián)箱(2)連接；所述的供液橫聯(lián)箱(2)還與所述的供液總管(1)相連；每件所述的冷阱主板(4)的下端均與所述的回氣橫聯(lián)箱(6)連接，所述的回氣橫聯(lián)箱(6)與回氣總管(7)相連。
2.按照權(quán)利要求1所述的凍干機用的板式冷阱，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水平流道(8)，兩端有主板封條(5)封焊；頂層進液流道(3′)通過進液口(3)與供液橫聯(lián)箱(2)相通；底層回氣流道(10)與回氣橫聯(lián)箱(6)相通。
3.按照權(quán)利要求1所述的凍干機用的板式冷阱，其特征在于所述的冷阱主板(4)頂層進液流道(3)和底層回氣流道(10)一端均具有流道換向槽(9)；其它各中間層流道(8)的兩端也具有流道換向槽(9)。
4.按照權(quán)利要求3所述的凍干機用的板式冷阱，其特征在于所述的流道換向槽(9)為單層換向槽或多層換向槽。
5.按照權(quán)利要求1所述的凍干機用的板式冷阱，其特征在于在冷阱主板(4)的外表面具有波形齒(4′)。
6.按照權(quán)利要求1到5所述的任一凍干機用的板式冷阱，其特征在于全部所述的零件均用鋁合金制作。
7.按照權(quán)利要求1到5所述的任一凍干機用的板式冷阱，其特征在于所述的各零件的連接處均以焊接連接。
專利摘要凍干機用的板式冷阱，其特征在于它包括供液總管(1)、供液橫聯(lián)箱(2)、冷阱主板(4)、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)的上端均與供液橫聯(lián)箱(2)連接；所述的供液橫聯(lián)箱(2)還與所述的供液總管(1)相連；每件所述的冷阱主板(4)的下端均與所述的回氣橫聯(lián)箱(6)連接，所述的回氣橫聯(lián)箱(6)與回氣總管(7)相連。本實用新型體積小，能耗低，捕水效率高，易除霜、制造成本低、能實現(xiàn)凍干機冷阱的直膨式供液。
文檔編號F28D1/02GK2903855SQ20062011213
公開日2007年5月23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)明者徐春強, 熊恩國, 王佳文, 王一田 申請人:北美凍干技術(shù)股份公司