專利名稱：一種板束式冷阱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及捕集水汽或其它可凝性氣體的冷阱，具體地說是一種板束式冷阱。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的冷阱，其結(jié)構(gòu)主要包括管束式和板塊式。管束式冷阱(如丹麥阿特拉斯公 司生產(chǎn)的RAY型和Conrad型冷凍干燥設備)在沾滯和分子流條件下，對氣體分子運動的約 束較少，有利于增加氣體分子對各管壁面的撞擊幾率，提高捕集效率，如圖1所示；但管束 式冷阱的捕集面積有限，管壁外表面上捕集到的冷凝物厚度較厚，熱阻值較大。板塊式冷阱 (如德國馬丁_克里斯特公司及美國霍爾公司生產(chǎn)的制藥設備的冷阱)在相同空間中，可比 管束式冷阱布置更大的捕集面積，在捕集量相同的條件下，冷凝物的厚度減少，相應熱阻減 少，表面溫度降低，以提高捕集效率，如圖2所示；但板塊式冷阱相比于管束式冷阱，卻加大 了對分子運動的約束，降低了氣體分子對各板塊外壁的撞擊幾率。

實用新型內(nèi)容為了解決現(xiàn)有冷阱存在的上述問題，本實用新型的目的在于提供一種板束式冷 阱。該板束式冷阱綜合了兩種傳統(tǒng)冷阱的長處，克服其不足，既在一定程度上保持了管束式 有利于氣體分子自由活動的優(yōu)點，又在相同空間中布置了更大的捕集面積。本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的本實用新型包括冷阱殼體及安裝在冷阱殼體內(nèi)的板束，所述板束包括多個板條及 連接管路，板條沿制冷工質(zhì)流動方向開有通道，各板條相互間皆有供可凝性氣體通過的空 間；板條通過連接管路與制冷系統(tǒng)相連。其中所述板條相鄰的兩個為一組，板條的一端設有通過連接管路與制冷系統(tǒng)相 連的第一端板，另一端通過第二端板與同組的板條連接、形成循環(huán)管路；各組板條之間及組 與組的板條之間均留有供可凝性氣體通過的間隙；第一端板的一側(cè)設有與板條內(nèi)的通道形 狀大小相同的第一凹槽，另一側(cè)開有分別連接第一凹槽及連接管路的通孔；第二端板內(nèi)設 有連通上下兩板條內(nèi)通道的第二凹槽；第二凹槽為“C”形，該“C”形的第二凹槽的兩端均與 板條內(nèi)的通道形狀大小相同；所述連接管路包括進液集管、進液總管、回程集管、回程總管 及分液連管，進液總管的一端通過冷阱殼體上的管路與制冷系統(tǒng)相連，另一端與進液集管 連接，進液集管上與多個分液連管的一端相連接，分液連管的另一端分別連接制冷工質(zhì)流 入的第一端板；回程總管的一端通過冷阱殼體上的管路與制冷系統(tǒng)相連，另一端與回程集 管連接，回程集管上與多個分液連管的一端相連接，分液連管的另一端分別連接制冷工質(zhì) 流出的第一端板；進液總管及回程總管與冷阱殼體上的管路之間分別加設有伸縮管；所述 板條上下設置，該板條可由多個組成一個板條元件，所述板條元件上的各通道水平并排設 置，板條可由板條元件替換，各板條元件之間均留有供可凝性氣體通過的間隙；板條元件上 的每一個通道的一側(cè)均設有第一端板，各第一端板通過連接管路與制冷系統(tǒng)相連；板條元件上的每一個通道的另一側(cè)均通過第二端板與其下方的板條元件上的通道相連接；所述殼體上設有浮動支板，浮動支板上開有供各板條穿過、與板條形狀大小相對應的孔，板條通過 浮動支板安裝在冷阱殼體上，板條與浮動支板之間留有活動間隙。本實用新型的優(yōu)點與積極效果為1.本實用新型綜合了管束式及板塊式冷阱的長處，采用板條排列，板條之間均留 有供可冷凝性氣體流動的空間，在保持對氣體分子運動自由度約束較少的條件下、保持冷 阱捕集效率的同時，增大了捕集面積，使冷阱表面捕集的冷凝物(例如捕集水蒸氣)時形成 的冰層因捕集面積增大而厚度減少，熱阻減少，冷阱表面可保持更低的溫度，而有更高捕集 效率，提高了冷阱的捕集能力；反之，在保持原有捕集效率的條件下，則可相應提高冷阱中 制冷工質(zhì)的溫度，而達到明顯節(jié)能的效果。2.本實用新型的板條通過浮動支板安裝在殼體上，板條與浮動支板之間有活動間 隙，使板束總成與殼體的連接是浮動的，以減輕冷阱捕集的冷凝物融化時產(chǎn)生的溫度應力。3.本實用新型在進液總管及回程總管與殼體上的管路之間加設了伸縮管，減輕了 冷凝物融化時的溫度應力，使冷阱板束處于浮動狀態(tài)。

圖1為傳統(tǒng)管束式冷阱氣體分子流動的原理圖；圖2為傳統(tǒng)板塊式冷阱氣體分子流動的原理圖；圖3為本實用新型的氣體分子流動原理圖；圖4為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為圖4中去掉連接管路及第一端板后的右視圖；圖6為本實用新型一個板條的結(jié)構(gòu)剖視圖；圖7為由多個板條組成一體的板條元件的結(jié)構(gòu)剖視圖；圖8為圖4中第一端板的結(jié)構(gòu)剖視圖；圖9為圖4中第二端板的結(jié)構(gòu)剖視圖；其中1為板條，2為第一端板，3為第二端板，4為進液集管，5為進液總管，6為回 程集管，7為回程總管，8為分液連管，9為浮動支板，10為伸縮管，11為冷阱殼體，12為通 道，13為通孔，14為第一凹槽，15為第二凹槽。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步詳述。如圖4、圖5所示，本實用新型包括冷阱殼體11及安裝在冷阱殼體11內(nèi)的板束，所 述板束包括板條1、第一端板2、第二端板3及連接管路，冷阱殼體11上固接有多個(本實 施例為兩個)浮動支板9，浮動支板9上均布有供板條1穿過、與板條1的形狀大小相對應 的孔；板條1可為多個、相鄰兩個為一組、分別通過浮動支板9安裝在冷阱殼體11上，多個 板條呈多行多列勻布；板條1與浮動支板9之間留有活動間隙，使板條1與冷阱殼體11的 連接是浮動的，以減輕冷阱捕集的冷凝物融化時產(chǎn)生的溫度應力。如圖6所示，本實施例的 板條1沿垂直于制冷工質(zhì)流動方向的截面為矩形，每個板條1內(nèi)沿制冷工質(zhì)流動的方向開 有通道12，該通道12與板條相同方向的截面也為矩形。各組的兩板條上下設置，兩板條之間及組與組的板條之間均留有供可凝性氣體通過的間隙。每個板條1的一端均設有第一端 板2，另一端通過第二端板3與同組的板條連接。如圖8所示，第一端板2的一側(cè)設有與板 條1內(nèi)的通道12形狀大小相同的第一凹槽14，另一側(cè)開有分別連接第一凹槽14及連接管 路的通孔13。如圖9所示，第二端板3內(nèi)設有連通上下兩板條1內(nèi)通道12的第二凹槽15， 第二凹槽15為“C”形，該“C”形的第二凹槽15的兩端均與板條1內(nèi)的通道12形狀大小相 同。連接管路包括進液集管4、進液總管5、回程集管6、回程總管7及分液連管8，進液總管 5的一端通過冷阱殼體11上的管路與制冷系統(tǒng)相連，另一端與進液集管4連接，進液集管4 上與多個分液連管8的一端相連接，分液連管8的另一端分別連接制冷工質(zhì)流入的第一端 板2 ；回程總管7的一端通過冷阱殼體11上的管路與制冷系統(tǒng)相連，另一端與回程集管6連 接，回程集管6上與多個分液連管8的一端相連接，分液連管8的另一端分別連接制冷工質(zhì) 流出的第一端板2。為了減輕冷凝物融化時的溫度應力，在進液總管5及回程總管7與冷阱殼體11上 的管路之間分別加設有伸縮管10，使冷阱板束處于浮動狀態(tài)。冷阱殼體11上與制冷系統(tǒng)相連的管路依次通過伸縮管10、進液總管5、進液集管 4、分液連管8與各制冷工質(zhì)流入的第一端板2相連，制冷工質(zhì)流出的第一端板2再依次通 過分液連管8、回程集管6、回程總管7、伸縮管10與冷阱殼體11上的管路相連，形成循環(huán)回 路。如圖7所示，還可由多個板條1組成一個板條元件(本實施例為四個板條組成一 個板條元件)，所述板條元件上的各通道12水平并排設置，板條1可由板條元件替換，各板 條元件之間均留有供可凝性氣體通過的間隙。板條元件上的每一個通道12的一側(cè)均設有 第一端板2，板條元件上的每一個通道12的另一側(cè)均通過第二端板3與其下方的板條元件 上的通道12相連接。本實用新型的實施，也可以采取由圖7所示的板條元件1組成板束，一端進液，另 一端為回程，不采用圖8所示的第一端板2和圖9所示的第二端板3，直接通過進液集管和 進液端的分液連管將制冷劑分配至各板條元件，在板條元件另一端經(jīng)回程的分液連管和回 程集管返回。進液集管和回程集管分別通過進液總管、回液總管、伸縮管和冷阱殼體相連。本實用新型的板條可為合金鋼(如不銹鋼)組焊而成，也可以用擠壓成型的鋁或 銅制型材。本實用新型的工作原理為制冷系統(tǒng)將制冷工質(zhì)通過冷阱殼體11上的管路再通過伸縮管10、進液總管5流 入進液集管4，再經(jīng)進液集管4均勻分配通過分液連管8經(jīng)第一端板2上的通孔13流入第 一凹槽14，第一凹槽14與板條1內(nèi)中空的通道12連通，制冷工質(zhì)即流入上面板條內(nèi)的通 道12內(nèi)；由于上下板條的通道12通過第二端板3內(nèi)的第二凹槽15連通，制冷工質(zhì)由上面 板條內(nèi)的通道12經(jīng)第二凹槽15流入下面板條內(nèi)的通道，再經(jīng)第一端板2內(nèi)的第一凹槽14、 通孔13由分液連管8流回回程集管6，經(jīng)回程總管7、伸縮管10及冷阱殼體11上的管路回 到制冷系統(tǒng)。制冷工質(zhì)在板條內(nèi)的通道12流動的過程中，使板條表面保持低溫，進入冷阱 的可凝性氣體能自由多次撞擊在板條束的各個表面而被捕集；同時，在板條內(nèi)流動的制冷 工質(zhì)不斷吸收冷凝物放出的熱量，進而使其相變?yōu)楣腆w附著于板條束的表面。本實用新型給予可凝性氣體分子運動的自由度與管束式相似，氣體分子在不同排列的板條間對板壁撞擊；而相比于板塊式冷阱，氣體分子進入兩板塊后只能限于在兩板塊的兩側(cè)面撞擊，降低了被捕獲的機率。就此點而言，由板條組成的板束式比板塊式優(yōu)越。 本實用新型在相同空間中可布置有比管束式冷阱更大的捕集面積，在捕集量相同 的條件下，冷凝物的厚度更薄，以冰為例，其熱阻呈數(shù)量級減小，冰層的表面溫度比管束式 更低，板束式比管束式有更大的捕集能力；反之，在保持與管束式相同的冷凝物表面溫度條 件下可提高板束內(nèi)流動制冷工質(zhì)的工作溫度，而顯著降低制冷系統(tǒng)的能耗。
權(quán)利要求一種板束式冷阱，其特征在于包括冷阱殼體(11)及安裝在冷阱殼體(11)內(nèi)的板束，所述板束包括多個板條(1)及連接管路，板條(1)沿制冷工質(zhì)流動方向開有通道(12)，各板條(1)相互間皆有供可凝性氣體通過的空間；板條(1)通過連接管路與制冷系統(tǒng)相連。
2.按權(quán)利要求1所述的一種板束式冷阱，其特征在于所述板條(1)相鄰的兩個為一 組，板條(1)的一端設有通過連接管路與制冷系統(tǒng)相連的第一端板(2)，另一端通過第二端 板(3)與同組的板條連接、形成循環(huán)管路；各組板條之間及組與組的板條之間均留有供可 凝性氣體通過的間隙。
3.按權(quán)利要求2所述的板束式冷阱，其特征在于所述第一端板(2)的一側(cè)設有與板 條⑴內(nèi)的通道(12)形狀大小相同的第一凹槽(14)，另一側(cè)開有分別連接第一凹槽(14) 及連接管路的通孔(13)。
4.按權(quán)利要求2所述的板束式冷阱，其特征在于所述第二端板(3)內(nèi)設有連通上下 兩板條⑴內(nèi)通道(12)的第二凹槽(15)。
5.按權(quán)利要求4所述的板束式冷阱，其特征在于所述第二凹槽(15)為“C”形，該“C” 形的第二凹槽(15)的兩端均與板條(1)內(nèi)的通道(12)形狀大小相同。
6.按權(quán)利要求1或2所述的板束式冷阱，其特征在于所述連接管路包括進液集管 (4)、進液總管(5)、回程集管(6)、回程總管(7)及分液連管(8)，進液總管(5)的一端通過 冷阱殼體(11)上的管路與制冷系統(tǒng)相連，另一端與進液集管(4)連接，進液集管(4)上與 多個分液連管(8)的一端相連接，分液連管(8)的另一端分別連接制冷工質(zhì)流入的第一端 板(2)；回程總管(7)的一端通過冷阱殼體(11)上的管路與制冷系統(tǒng)相連，另一端與回程 集管(6)連接，回程集管(6)上與多個分液連管(8)的一端相連接，分液連管(8)的另一端 分別連接制冷工質(zhì)流出的第一端板(2)。
7.按權(quán)利要求6所述的板束式冷阱，其特征在于所述進液總管(5)及回程總管(7)與 冷阱殼體(11)上的管路之間分別加設有伸縮管(10)。
8.按權(quán)利要求1或2所述的板束式冷阱，其特征在于所述板條(1)上下設置，該板條 (1)可由多個組成一個板條元件，所述板條元件上的各通道(12)水平并排設置，板條(1)可 由板條元件替換，各板條元件之間均留有供可凝性氣體通過的間隙。
9.按權(quán)利要求8所述的板束式冷阱，其特征在于所述板條元件上的每一個通道(12) 的一側(cè)均設有第一端板(2)，各第一端板(2)通過連接管路與制冷系統(tǒng)相連；板條元件上的 每一個通道(12)的另一側(cè)均通過第二端板(3)與其下方的板條元件上的通道(12)相連 接。
10.按權(quán)利要求1或2所述的板束式冷阱，其特征在于所述殼體(11)上設有浮動支 板(9)，浮動支板(9)上開有供各板條穿過、與板條形狀大小相對應的孔，板條(1)通過浮動 支板(9)安裝在冷阱殼體(11)上，板條(1)與浮動支板(9)之間留有活動間隙。
專利摘要本實用新型涉及捕集水汽或其它可凝性氣體的冷阱，具體地說是一種板束式冷阱，包括冷阱殼體及安裝在冷阱殼體內(nèi)的板束，所述板束包括多個板條及連接管路，板條沿制冷工質(zhì)流動方向開有通道，各板條相互間皆有供可凝性氣體通過的空間；板條通過連接管路與制冷系統(tǒng)相連。本實用新型在保持對氣體分子運動自由度約束較少的條件下、保持冷阱捕集效率的同時，增大了捕集面積，使冷阱表面捕集的冷凝物時形成的冰層因捕集面積增大而厚度減少，熱阻減少，冷阱表面可保持更低的溫度，而有更高捕集效率，提高了冷阱的捕集能力；反之，在保持原有捕集效率的條件下，則可相應提高冷阱中制冷工質(zhì)的溫度，而達到明顯節(jié)能的效果。
文檔編號B01D8/00GK201551867SQ20092024809
公開日2010年8月18日 申請日期2009年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月16日
發(fā)明者喬飛, 于洋, 尚增山, 朱衛(wèi)華, 朱永祺 申請人:沈陽航天新陽速凍設備制造有限公司