专利名称：冻干机用的板式冷阱的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及真空冷冻干燥机(以下简称冻干机)，特别是冻干机用的板式冷阱。
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。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供冻干机用的板式冷阱，以解决上述问题。本实用新型体积小，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。
本实用新型的目的是按如下的技术方案实现的。本实用新型为冻干机用的板式冷阱，其特征在于它包括供液总管、供液横联箱、冷阱主板、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供液横联箱连接；所述的供液横联箱还与所述的供液总管相连；每件所述的冷阱主板的下端均与所述的回气横联箱连接，所述的回气横联箱与回气总管相连。所述的冷阱主板内具有若干条平行均布的水平流道，两端有主板封条封焊；顶层进液流道通过进液口与供液横联箱相通；底层回气流道与回气横联箱相通。所述的冷阱主板顶层进液流道和底层回气流道一端均具有流道换向槽；其它各中间层流道的两端也具有流道换向槽，以使工质往复流动。
所述的流道换向槽为单层换向槽或多层换向槽。
在冷阱主板的外表面具有波形齿。
全部所述的零件均用铝合金制作。
所述的各零件的连接处均以焊接连接。
冷阱工作时，来自制冷系统的液体工质经供液总管进入供液横联箱，再经进液口进入到冷阱主板的各流道中往复流动，工质通过冷阱主板的内表面吸收外表面传来的热量(水蒸气凝华潜热)而蒸发成气体或进行换热，再通过回气横联箱、回气总管流回制冷系统，完成一个冷阱提供水汽凝华所需冷量的过程。
本实用新型为板式铝合金冷阱，冷阱主板及各联箱均采用铝合金材料焊接制成，导热系数高，能耗低；各冷阱主板内具有若干往复通道，易使工质在冷阱内分流均匀，各冷阱温度均匀，有利于工质的蒸发或冷媒的换热；在相同蒸发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，氟工质直膨式蒸发，可简化制冷系统、减少设备投资；在采用泵强制循环供液时，可减少泵的功率。冷阱主板外表面还可带波纹齿，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；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，可减少干冷阱仓的占用体积，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；立式冷阱板在除霜时，冰层易整块地脱落，可缩短除霜时间。
本冷阱的供液总管、供液横联箱、回气横联箱、回气总管可有不同的相对位置，工质或冷媒可上进下出，也可下进上出；可将若干组冷阱并联使用。
综上所述，本实用新型体积小，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为本实用新型冷阱的主视图；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A向局部放大图。
图中代号说明1供液总管2供液横联箱3进液口3′进液流道4冷阱主板4′波纹齿5主板封条 6回气横联箱 7回气总管8主板流道9流道换向槽10回气流道11、12堵块具体实施方式
如图1、2为本实用新型的示意图，它包括供液总管1、供液横联箱2、冷阱主板4、主板封条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，本方案为平行等距竖直排列，每件所述的冷阱主板4的上端均与供液横联箱2连接；所述的供液横联箱2还与所述的供液总管1相连；每件所述的冷阱主板4的下端均与所述的回气横联箱6连接，所述的回气横联箱6还与回气总管7相连；所述的各件内均有流道，各件的连接处是相通的，供液横联箱2和回气横联箱6的两端分别用堵块11、12封焊。
冷阱主板4内有若干条平行均布的水平流道8，两端有主板封条5封焊；顶层进液流道3′通过进液口3与供液横联箱2相通；底层回气流道10与回气横联箱6相通；顶层进液流道3和底层回气流道10一端具有流道换向槽9(参照图4)；其它各中间层流道8的两端都具有流道换向槽9，可为单层换向槽，也可为多层换向槽，以使工质往复流动。
如图3，在冷阱主板4的外表面具有波形齿4′以加强传热。
冷阱主板4可采用整体的或拼接的，如图1所示的冷阱主板4为3块拼接的。
全部所述的零件均用铝合金制作，各零件的连接处均以焊接连接，使其牢固，传热效率高。
冷阱工作时，来自制冷系统的液体工质经供液总管1进入供液横联箱2，再经进液口3、进液流道3′流入各阱主板4的各流道8中，经换向槽9往复流动；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)而蒸发成气体或进行换热，再经回气流道10、回气横联箱6和回气总管7回到制冷系统，完成一个冷阱提供水汽凝华所需冷量的过程。
权利要求1.冻干机用的板式冷阱，其特征在于它包括供液总管(1)、供液横联箱(2)、冷阱主板(4)、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)的上端均与供液横联箱(2)连接；所述的供液横联箱(2)还与所述的供液总管(1)相连；每件所述的冷阱主板(4)的下端均与所述的回气横联箱(6)连接，所述的回气横联箱(6)与回气总管(7)相连。
2.按照权利要求1所述的冻干机用的板式冷阱，其特征在于所述的冷阱主板(4)内具有若干条平行均布的水平流道(8)，两端有主板封条(5)封焊；顶层进液流道(3′)通过进液口(3)与供液横联箱(2)相通；底层回气流道(10)与回气横联箱(6)相通。
3.按照权利要求1所述的冻干机用的板式冷阱，其特征在于所述的冷阱主板(4)顶层进液流道(3)和底层回气流道(10)一端均具有流道换向槽(9)；其它各中间层流道(8)的两端也具有流道换向槽(9)。
4.按照权利要求3所述的冻干机用的板式冷阱，其特征在于所述的流道换向槽(9)为单层换向槽或多层换向槽。
5.按照权利要求1所述的冻干机用的板式冷阱，其特征在于在冷阱主板(4)的外表面具有波形齿(4′)。
6.按照权利要求1到5所述的任一冻干机用的板式冷阱，其特征在于全部所述的零件均用铝合金制作。
7.按照权利要求1到5所述的任一冻干机用的板式冷阱，其特征在于所述的各零件的连接处均以焊接连接。
专利摘要冻干机用的板式冷阱，其特征在于它包括供液总管(1)、供液横联箱(2)、冷阱主板(4)、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)的上端均与供液横联箱(2)连接；所述的供液横联箱(2)还与所述的供液总管(1)相连；每件所述的冷阱主板(4)的下端均与所述的回气横联箱(6)连接，所述的回气横联箱(6)与回气总管(7)相连。本实用新型体积小，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。
文档编号F28D1/02GK2903855SQ20062011213
公开日2007年5月23日 申请日期2006年4月21日 优先权日2006年4月21日
发明者徐春强, 熊恩国, 王佳文, 王一田 申请人:北美冻干技术股份公司