专利名称：冻干机用板式冷阱的制作方法
技术领域：
本发明涉及真空冷冻干燥机(以下简称冻干机)，特别是冻干机用板式冷阱。
背景技术：
冻干技术是先将含水物料冻结到共晶点温度以下，使其中的水分变成冰，然后在适当的温度和真空度下，使冰升华为水蒸气从物料中逸出，利用冷阱将水汽凝华，从而获得干燥制品的技术。冻干机工作时，冻干仓内的真空由真空系统获得，真空系统主要由真空机组及冷阱组成。在干燥过程中，升华出的大量水蒸气单靠真空机组是无法全部排出仓外的，真空机只用于抽出不可凝结气体，对于气体中的水蒸气，必须依靠冷阱将其全部捕捉抽出，使水蒸气在其表面上凝华成冰(或霜)，才能维持相应的真空度；当冻干仓内真空压力高于物料共晶点对应的水蒸气饱和压力时，已冻物料就会融化，干燥过程就不是升华干燥。升华干燥必须是物料中的冰升华成水蒸气，再在冷阱表面凝华成冰的过程，有多少升华量就应有多少凝华量，由于升华与凝华潜热相同，只有冷阱实际用于凝华冷量等于升华的加热量时，才能维持稳定的真空压力，冷阱除了应具有凝华所需的表面积外，还要能提供出最大凝华时(也是最大升华时)所需的冷量。因此，冷阱性能直接影响冻干机的生产效率、生产能耗和产品品质。
现有冻干机的冷阱(内置式和外内置式)大多采用的是铜管、镀锌钢管或不锈钢管的管式结构，分为盘管式(螺旋管、蛇型管)和列管式两种，由于受管型结构及布置的限制，管式冷阱不仅占用空间大，流程长、流阻大、不利于工质的蒸发或冷媒的换热，表面温度不均匀还存在大量的背风面，有效换热面积得不到充分利用，水蒸气流阻大，易在迎风面产生冰堵，因此管式冷阱捕水效率很低、能耗也大。
小型冻干机上有一种板式冷阱，是在平板材料(多采用铝材)中嵌入盘管而成，其实是一种变型的管式冷阱，同样存在管式冷阱的某些不足，另外，由于单位表面积功率较小不适合大型的冻干机。
发明内容
本发明的目的在于提供冻干机用板式冷阱，以解决上述问题。本发明体积小，能耗低，捕水效率高，易除霜、制造成本低、能实现冻干机冷阱的直膨式供液。
本发明的目的是按如下的技术方案实现的，本发明冻干机用板式冷阱，其特征在于它包括分液管、分液接头、分液小联箱、冷阱主板、回气小联箱、回气横联箱和回气总管；若干所述的冷阱主板平行等距竖直排列或扇形竖直排列，每件所述的冷阱主板的上端均与所述的分液小联箱相连；每件所述的分液小联箱上均装有所述的分液接头；所述的分液接头的另一端与所述的分液管连接；每件所述的冷阱主板的下端均装有所述的回气小联箱；每件所述的回气小联箱的下端均装在所述的回气横联箱上，所述的回气总管也装在回气横联箱上。
所述的冷阱主板内具有若干条平行均布的流道。
所述的冷阱主板的一端装有二次节流板，在所述的二次节流板上具有各节流孔，位置与冷阱主板上的流道对应。
所述的冷阱主板的外表面具有波形齿。
所述的分液小联箱和回气小联箱内具有若干条纵流道和横流道，两端分别用堵块封焊；所述的供液小联箱内的纵、横流道经节流孔与所述的冷阱主板的各流道相通连；所述的回气小联箱内的纵、横流道经孔与所述的冷阱主板的各流道相通连。
所述的回流横联箱为管形件，两端用堵块封焊，并与所述的回气小联箱相通连。
全部所述的零件，除所述的二次节流板外，均用铝合金制作。
所述的各零件的连接，除分液管和节流板外均以焊接连接。
本发明为铝合金板式冷阱，冷阱主板及各联箱均采用铝合金型材焊接制成，导热系数高，能耗低；分液管、节流板、主板通道、联箱纵横流道，使工质或冷媒在冷阱内分流均匀，流程短，阻力小，温度均匀，非常利于工质的蒸发或冷媒的换热；在相同蒸发温度或换热表面的情况下，本冷阱传冷量大，换热效率高，能够实现氨工质的重力供液，氟工质直膨式完全蒸发，简化制冷系统、减少设备投资；在采用泵强制循环供液时，可减少泵的功率。冷阱主板外表面带波纹齿，不仅增加了传热面积，且可促进传热介质的扰动，提高换热效率；并且无背风面，有利于水蒸气在冷阱外表面均匀凝华，使有效换热面积得到充分利用；在冷阱的捕水面积相同的情况下，可减少冷阱的占用体积，降低冻干机制造成本；仓体的减少，还可缩短物料进仓后的预抽空时间，避免物料回温融化，保证冻干制品品质，也可降低抽空真空机组容量，减少真空机组投资，降低运行成本；竖直的板式冷阱在除霜时，冰层极易整块地脱落，可缩短除霜时间。
本冷阱适合氨、氟等不同工质或冷媒，其分液管接头、回流横联箱、回流总管可有不同的相对位置；主板流道的通流方向可竖直也可水平；可将若干组冷阱并联使用。
综上所述，本发明体积小，能耗低，捕水效率高，易除霜、制造成本低、能实现冻干机冷阱的直膨式供液。
图1为本发明冷阱的主视图；图2为图1中的左视图；图3为图1中的A-A剖面放大图；图4为图1中的B-B剖面放大图；图5为图1中的C-C剖面放大图；图中代号说明1分液管 2分液接头 3分液小联箱 4冷阱主板 4′波形齿5回气小联箱 6回气横联箱 7回气总管 8主板流道9、12纵流道 9′、12′横流道 10、13堵头 14孔15堵头 17节流板 17′节流孔具体实施方式
如图1、2为本冻干机用板式冷阱的示意图，图中示出了冻干机用板式冷阱，它包括分液管1、分液接头2、分液小联箱3、冷阱主板4、节流板17、回气小联箱5、回气横联箱6和回气总管7；若干所述的冷阱主板4平行等距排列或扇形排列，本方案为平行等距排列，每件所述的冷阱主板4的上端均装有节流板17并与所述的分液小联箱3相连；每件所述的分液小联箱3上均装有所述的分液接头2；所述的分液接头2的另一端与所述的分液管1连接；每件所述的冷阱主板4的下端均装有所述的回气小联箱5；每件所述的回气小联箱5的下端均装在所述的回气横联箱6上，所述的回气总管7也装在回气横联箱6上；所述的各件内均具有流道，各件连接处之间的流道是相通的。
冷阱主板4内具有若干条平行均布的流道8。
在冷阱主板4的上端的节流板17上具有若干节流孔17′，作为系统中的二次节流，节流孔17′的孔径小于流道8的孔径，用于节流气化，加强吸热；位置与冷阱主板4上的若干流道8对应。
如图3，所述的冷阱主板4的外表面具有波形齿4′。
如图4，在所述的分液小联箱3内具有若干条纵向流道9和横向流道9′；所述的分液小联箱3内的纵向流道9和横向流道9′经各节流孔17′与所述的冷阱主板4的各流道8相通连；如图5，在回气小联箱5内具有若干条纵向流道12和横向流道12′；所述的回气小联箱5内的纵向流道12和横向流道12′经各孔14与所述的冷阱主板4的各流道8相通连。
如图2，所述的回气横联箱6为管形件，两端分别用堵块15封焊，并与所述的各回气小联箱5相通连；下端与回气总管7相通连。
除所述的节流板17外全部所述的零件，均用铝合金制作。
除所述的节流板17和分液管1外，其余所述的各零件的连接处均以焊接连接。
冷阱工作时，来自制冷系统分液头具有一定压力的液体工质经分液管1、分液管接头2进入分液小联箱3，经各纵向流道9和横向流道9′，再经各节流孔17′二次节流部分气化后，均匀地进入到各冷阱主板4的各流道8中，工质通过冷阱主板4的内表面吸收外表面传来的热量(水蒸气凝华潜热)而蒸发成气体，最后通过各孔14、各回气小联箱5内的纵向流道12和横向流道12′，经回气横联箱6和回气总管7流回制冷系统，完成一个冷阱提供水汽凝华所需冷量的过程。
权利要求
1.冻干机用板式冷阱，其特征在于它包括分液管(1)、分液接头(2)、分液小联箱(3)、冷阱主板(4)、回气小联箱(5)、回气横联箱(6)和回气总管(7)；若干所述的冷阱主板(4)平行等距竖直排列或扇形竖直排列，每件所述的冷阱主板(4)的上端均与所述的分液小联箱(3)相连；每件所述的分液小联箱(3)上均装有所述的分液接头(2)；所述的分液接头(2)的另一端与所述的分液管(1)连接；每件所述的冷阱主板(4)的下端均装有所述的回气小联箱(5)；每件所述的回气小联箱(5)的下端均装在所述的回气横联箱(6)上，所述的回气总管(7)也装在回气横联箱(6)上。
2.按照权利要求1所述的冻干机用板式冷阱，其特征在于所述的冷阱主板(4)内具有若干条平行均布的流道(8)。
3.按照权利要求1所述的冻干机用板式冷阱，其特征在于所述的冷阱主板(4)的一端装有二次节流板(17)，在所述的二次节流板(17)上具有各节流孔(17′)，位置与冷阱主板(4)上的流道(8)相对应。
4.按照权利要求1所述的冻干机用板式冷阱，其特征在于所述的冷阱主板(4)的外表面具有波形齿(4′)。
5.按照权利要求1所述的冻干机用板式冷阱，其特征在于所述的分液小联箱(3)和回气小联箱(5)内具有若干条纵向流道(9)、(12)和横向流道(9′)、(12′)，两端分别用堵块(10)、(13)封焊；所述的供液小联箱(3)内的纵、横向流道经节流孔(17′)与所述的冷阱主板(4)内的各流道(8)相通连；所述的回气小联箱(5)内的各纵、横流道经各孔(14)与所述的冷阱主板(4)的各流道(8)相通连。
6.按照权利要求1所述的冻干机用板式冷阱，其特征在于所述的回流横联箱(6)为管形件，两端用堵块(15)封焊，并与所述的各回气小联箱(5)相通连。
7.按照权利要求1-6所述的任一冻干机用板式冷阱，其特征在于全部所述的零件除所述的二次节流板(17)外，均用铝合金制作。
8.按照权利要求1-6所述的任一冻干机用板式冷阱，其特征在于所述的各零件的连接，除分液管(1)和节流板(17)外，均以焊接连接。
全文摘要
冻干机用板式冷阱，其特征在于它包括分液管(1)、分液接头(2)、分液小联箱(3)、冷阱主板(4)、节流板(17)、回气小联箱(5)、回气横联箱(6)和回气总管(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)的上端均装有分液小联箱(3)；每件分液小联箱(3)上均装有分液管接头(2)；分液管接头(2)的另一端与分液管(1)连接；每件冷阱主板(4)的下端均装有回气小联箱(5)；每件回气小联箱(5)的下端均装在回气横联箱(6)上，回气总管(7)也装在回气横联箱(6)上。本发明体积小、能耗低、捕水效率高、易除霜、制造成本低、可实现冻干机冷阱的直膨式供液。
文档编号F28D1/02GK101059304SQ20061007595
公开日2007年10月24日 申请日期2006年4月21日 优先权日2006年4月21日
发明者王一田, 王佳文, 徐春强, 熊恩国 申请人:北美冻干技术股份公司