專利名稱：一種凍干機(jī)用板式冷阱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種真空冷凍干燥機(jī)(以下簡稱凍干機(jī))，特別是一種凍干機(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?，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(jī)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(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，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(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)。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種凍干機(jī)用冷阱，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(jī)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，本實用新型為一種凍干機(jī)用板式冷阱，其特征在于它包括供液總管、供液橫聯(lián)箱、供液小聯(lián)箱、冷阱主板、回流小聯(lián)箱、回流橫聯(lián)箱和回流總管；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下端均裝在所述的供液小聯(lián)箱上；每件所述的供液小聯(lián)箱的下端均裝在所述的供液橫聯(lián)箱上；所述的供液總管裝在所述的供液橫聯(lián)箱上；每件所述的冷阱主板的上端均裝有所述的回流小聯(lián)箱；每件所述的回流小聯(lián)箱的上端均裝在所述的回流橫聯(lián)箱上，所述的回流總管裝在所述的回流橫聯(lián)箱上。
所述的冷阱主板內(nèi)具有若干條平行均布的流道。
所述的冷阱主板的外表面具有波形齒。
在所述的供液小聯(lián)箱和回流小聯(lián)箱內(nèi)分布有橫流道和縱流道；所述的供液小聯(lián)箱和回流小聯(lián)箱的流道分別經(jīng)孔與所述的冷阱主板的各流道相通連。
所述的供液橫聯(lián)箱、回流橫聯(lián)箱為管形件，兩端分別用堵塊封閉，并分別與所述的供液小聯(lián)箱、回流小聯(lián)箱通連。
全部所述的零件均用鋁合金制作。
各所述的零件的連接處均以焊接連接。
冷阱主板的流道的通流方向為豎直或水平。
冷阱工作時，來自制冷系統(tǒng)的工質(zhì)經(jīng)供液總管進(jìn)入供液橫聯(lián)箱再均勻地流入供液小聯(lián)箱，均勻地進(jìn)入到冷阱主板的各流道中，工質(zhì)通過冷阱主板的內(nèi)表面吸收外表面?zhèn)鱽淼乃麩崃?水蒸氣凝華潛熱)而蒸發(fā)成氣體，或進(jìn)行換熱，再通過回流小聯(lián)箱、回流橫聯(lián)箱和回流總管流回制冷系統(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)箱均采用鋁合金型材焊接制成，結(jié)構(gòu)堅固、傳熱系數(shù)高，能耗低；各冷阱主板內(nèi)具有若干小通道、各聯(lián)箱內(nèi)分布的縱橫流道，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，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；由于倉體的減少，還可縮短物料進(jìn)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(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，冰層極易整塊地脫落，可縮短除霜時間。
本冷阱的供液總管、供液橫聯(lián)箱、回流橫聯(lián)箱、回流總管可有不同的相對位置；工質(zhì)或冷媒可下進(jìn)上出，也可上進(jìn)下出；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，本實用新型體積小，能耗低，捕水效率高，易除霜、制造成本低。


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供液總管 2供液橫聯(lián)箱 3供液小聯(lián)箱 4冷阱主板4′波形齒 5回流小聯(lián)箱 6回流橫聯(lián)箱 7回流總管9、12橫流道 9′、12′縱流道 11、14孔10、13、15、16堵塊具體實施方式
如圖1、2、為一種凍干機(jī)用板式冷阱的示意圖，圖中示出了供液總管1、供液橫聯(lián)箱2、供液小聯(lián)箱3、冷阱主板4、回流小聯(lián)箱5、回流橫聯(lián)箱6和回流總管7；若干冷阱主板4平行等距排列或扇形排列，本方案為平行等距排列，每件冷阱主板4的下端均裝在供液小聯(lián)箱3上，每件供液小聯(lián)箱3的下端均裝在供液橫聯(lián)箱2上，供液總管1裝在供液橫聯(lián)箱2的下側(cè)；每件冷阱主板4的上端均裝有回流小聯(lián)箱5；每件回流小聯(lián)箱5的上端均裝在回流橫聯(lián)箱6上，回流總管7裝在回流橫聯(lián)箱6的上側(cè)；所述的各件內(nèi)均具有流道，各件的連接處的流道是相通的；供液小聯(lián)箱3的兩端用堵塊10封堵，回流小聯(lián)箱5的兩端用堵塊13封堵。
參照圖3，冷阱主板4采用擠壓成型的帶齒或不帶齒的“口琴板”結(jié)構(gòu)，本實施例為帶齒的，即在冷阱主板4內(nèi)具有若干條平行均布的流道8，在冷阱主板4的外表面具有波形齒4′；冷阱主板4可采用單塊或多塊的，本實施例為多塊的，即每一冷阱主板4包括3塊(圖1)小的口琴板(圖3)。
參照圖1、4、5，可以看到在供液小聯(lián)箱3和回流小聯(lián)箱5內(nèi)分布著橫流道9、12和縱流道9′、12′；且供液小聯(lián)箱3和回流小聯(lián)箱5的流道9、12分別經(jīng)相應(yīng)的孔11、14與冷阱主板4的流道8相通連。
供液橫聯(lián)箱2為管形件，兩端分別用堵塊15封焊(圖2)，并分別與各供液小聯(lián)箱3通連。
回流橫聯(lián)箱6為管形件，兩端分別用堵塊16封焊(圖2)，并分別與各回流小聯(lián)箱5通連。
本實施例中，全部零件均為鋁合金型材；各件的連接處均以焊接連接。
冷阱工作時，來自制冷系統(tǒng)具有一定壓力的工質(zhì)經(jīng)供液總管1進(jìn)入供液橫聯(lián)箱2，再均勻地流入各供液小聯(lián)箱3，經(jīng)各孔11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)鱽淼乃麩崃?水蒸氣凝華潛熱)而蒸發(fā)成氣體，或進(jìn)行換熱，再通過各孔14、各回流小聯(lián)箱5、經(jīng)回流橫聯(lián)箱6和回流總管7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。
權(quán)利要求1.一種凍干機(jī)用板式冷阱，其特征在于它包括供液總管(1)、供液橫聯(lián)箱(2)、供液小聯(lián)箱(3)、冷阱主板(4)、回流小聯(lián)箱(5)、回流橫聯(lián)箱(6)和回流總管(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)的下端均裝在所述的供液小聯(lián)箱(3)上；每件所述的供液小聯(lián)箱(3)的下端均裝在所述的供液橫聯(lián)箱(2)上；所述的供液總管(1)裝在所述的供液橫聯(lián)箱(2)上；每件所述的冷阱主板(4)的上端均裝有所述的回流小聯(lián)箱(5)；每件所述的回流小聯(lián)箱(5)的上端均裝在所述的回流橫聯(lián)箱(6)上，所述的回流總管(7)裝在所述的回流橫聯(lián)箱(6)上。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種凍干機(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所述的一種凍干機(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′)。
4.按照權(quán)利要求1所述的一種凍干機(jī)用板式冷阱，其特征在于在所述的供液小聯(lián)箱(3)和回流小聯(lián)箱(5)內(nèi)分布有橫流道(9)、(12)和縱流道(9′)、(12′)；所述的供液小聯(lián)箱(3)和回流小聯(lián)箱(5)的流道(9、12)分別經(jīng)孔(11)、(14)與所述的冷阱主板(4)的各流道(8)相通連。
5.按照權(quán)利要求1所述的一種凍干機(jī)用板式冷阱，其特征在于所述的供液橫聯(lián)箱(2)、回流橫聯(lián)箱(6)為管形件，兩端分別用堵塊(15)、(16)封閉，并與所述的供液小聯(lián)箱(3)、回流小聯(lián)箱(5)通連。
6.按照權(quán)利要求1所述的一種凍干機(jī)用板式冷阱，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所述的一種凍干機(jī)用板式冷阱，其特征在于各所述的零件的連接處均以焊接連接。
8.按照權(quán)利要求1所述的一種凍干機(jī)用板式冷阱，其特征在于所述的冷阱主板(4)的流道(8)的通流方向為豎直或水平。
專利摘要一種凍干機(jī)用板式冷阱，其特征在于它包括供液總管(1)、供液橫聯(lián)箱(2)、供液小聯(lián)箱(3)、冷阱主板(4)、回流小聯(lián)箱(5)、回流橫聯(lián)箱(6)和回流總管(7)；若干冷阱主板(4)平行等距豎直排列或扇形豎直排列，每件冷阱主板(4)的下端均裝在供液小聯(lián)箱(3)上，每件供液小聯(lián)箱(3)的下端均裝在供液橫聯(lián)箱(2)上，供液總管(1)裝在供液橫聯(lián)箱(2)的下側(cè)；每件冷阱主板(4)的上端均裝有回流小聯(lián)箱(5)；每件回流小聯(lián)箱(5)的上端均裝在回流橫聯(lián)箱(6)上，回流總管(7)裝在回流橫聯(lián)箱(6)的上側(cè)；所述的各件內(nèi)均具有流道，各件的連接處的流道是相通的。本實用新型的優(yōu)點(diǎn)是體積小，能耗低，捕水效率高，制造、運(yùn)行成本低。
文檔編號F28D1/02GK2903857SQ20062011295
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)明者王佳文, 王一田, 徐春強(qiáng), 熊恩國 申請人:北美凍干技術(shù)股份公司