一种真空冻干设备外置式捕水装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种真空冻干设备的捕水装置，特别涉及一种真空冻干设备外置式捕水装置。


背景技术：

2.现有的真空冻干设备设计中，为使气流与蒸发器的接触面积足够大，捕水器用于连接冻干舱的进气管均采用大口径管道与捕水器腔体直接相连。因缺少必要的分散导流机构以及均压平衡空间，普遍存在气流与蒸发器换热管接触不均的问题。由于气流分配不均匀，蒸发器与气流接触的前端结冰严重，而后端不结冰，导致捕水效率较差，融冰时间过长，从而影响冻干设备的工作效率和冻干品质。同时，因外置捕水器与真空舱的连接管径过粗无法连接自动阀门，很难实现自动控制。
3.另一方面，作为现有技术的真空冻干设备捕水器，无论是外置式捕水器还是内置式捕水器均采用光管式蒸发器。因采用光管式蒸发器，导致捕水器体积庞大；同时因蒸发器体积庞大造成制冷剂的用量较多，在融冰时耗能较大，在融冰完成后再次制冷时制冷耗能也同样较大。


技术实现要素：

4.本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种真空冻干设备外置式捕水装置，第一、实现气流与蒸发器均匀接触从而提高捕水效率；第二、在不扩大捕水器体积的前提下增加捕水面积，进一步提高捕水效率。
5.本实用新型的技术方案及工作过程如下：
6.一种真空冻干设备外置式捕水装置，它包括带有捕水器进气管和融冰回水管的壳体，所述壳体内安装有蒸发器，所述蒸发器连接有蒸发器制冷剂进管和蒸发器制冷剂出管，其特征在于：所述壳体内还安装有设在所述蒸发器周围的壁板；所述壁板与壳体围成两个出气均压腔，所述壁板的下端部开设有多个用于导通所述蒸发器所处空间与两侧的出气均压腔的出气分流口；两侧的出气均压腔分别连接有捕水器出气管；所述壳体内还安装有位于所述捕水器进气管内端口与蒸发器之间并开设有多个进气分流口的进气分流板，所述进气分流板与壳体之间具有进气均压腔。
7.优选地，所述蒸发器包括带有蒸发器翅片的蒸发器制冷列管。
8.优选地，全部进气分流口的通气面积之和小于或等于捕水器进气管的通气面积。
9.优选地，所述进气分流板中复合有加热板。
10.优选地，所述捕水器进气管上安装有进气温度传感器；进气分流板上安装有分流板温度传感器。
11.进一步优选地，所述进气分流板由依次排列的金属板、加热板、阻燃板和保温板复合而成并开设有通孔形式的多个进气分流口。
12.本实用新型的积极效果在于：
13.一、采用本实用新型，冻干舱内的气体在舱内物料加热不断升华的同时在真空系统的作用下，通过捕水器进气口经进气均压腔均压和分流板分流，均匀分布到蒸发器的进气端，然后均匀流经蒸发器的翅片和列管，再通过蒸发器出气端两侧的出气分流口进入出气均压腔，使蒸发器的出气气流定向均匀分布，从而实现气流与蒸发器的充分、均匀接触，达到了提高捕水效率的目的。
14.二、采用翅片式蒸发器，加大了蒸发面积，形成了气流导向，进一步提高了捕水效率。在上述合理分布气流的前提下，蒸发器采用了翅片式蒸发器，两两翅片之间形成气道，气流在流动时通过气道充分与蒸发器列管和翅片接触，达到了进一步提高捕水效率的目的。
15.三、本实用新型采用翅片式蒸发器，增加了换热表面积，从而减小了捕水器的体积，降低了蒸发器制冷剂用量，降低了融冰热能耗量和再制冷时的冷能耗量，实现了高效节能。如果按照本实用新型光管加翅片的结构，其有效换热面积较光管式蒸发器增加三倍左右，制冷量增加两倍以上。因此在同等制冷量的条件下，本实用新型捕水器较光管式捕水器体积可以减少一倍，达到了减少捕水器体积的目的。
16.四、由于本实用新型采用了导流和均压等技术措施，外置式捕水器与真空舱之间的连接管道可以选用小管径管道，更便于连接自动阀门，实现自动控制。
附图说明
17.图1是本实用新型实施例的正视结构示意图。
18.图2是本实用新型实施例的侧视结构示意图。
19.图3是本实用新型实施例中进气分流板的结构示意图。
20.图中，1、罐体，2、捕水器进气管，3、进气均压腔，4、进气分流板，4-1、进气分流口（多个），4-2、金属板，4-3、加热板，4-4、阻燃板，4-5、保温板，5、蒸发器，5-1、蒸发器制冷剂出管，5-2、蒸发器制冷剂进管，5-3、蒸发器制冷列管，5-4蒸发器翅片（多个），6、蒸发器端部壁板，7、融冰供水管，8、融冰喷头（多个），9、融冰回水管，10、出气分流口（多个），11、蒸发器出气腔，12蒸发器进气腔，13、捕水器出气管，14、出气均压腔，15、蒸发器侧部壁板，16、分流板温度传感器，17、进气温度传感器。
具体实施方式
21.下面结合实施例及其附图进一步说明本实用新型。
22.如图1和图2，本实用新型的实施例包括带有捕水器进气管2的壳体1，所述壳体1还带有融冰回水管9。
23.所述壳体1内安装有蒸发器5，所述蒸发器5包括带有蒸发器翅片5-4的蒸发器制冷列管5-3，所述蒸发器制冷列管5-3一端连接有蒸发器制冷剂进管5-2，另一端连接有蒸发器制冷剂出管5-1。
24.所述壳体1内还安装有围绕在所述蒸发器5四周的两块蒸发器端部壁板6和两块蒸发器侧部壁板15。所述两块蒸发器侧部壁板15分别与所在一侧壳体1围成一个出气均压腔14。其中两块蒸发器侧部壁板15的下端部分别开设有多个出气分流口10用于导通所述蒸发器制冷列管5-3所处空间与两侧的出气均压腔14。两侧的出气均压腔14分别连接有捕水器
出气管13。
25.所述壳体1内还安装有位于所述捕水器进气管2内端口与蒸发器5之间的进气分流板4。所述进气分流板4与壳体1之间具有进气均压腔3。
26.所述进气分流板4开设有多个进气分流口4-1。进一步地，为了避免进气分流口4-1结霜，所述进气分流板4中复合有加热板4-3。如图3，所述进气分流板4的具体结构为：它由依次排列的金属板4-2、加热板4-3、阻燃板4-4和保温板4-5复合而成并开设有通孔形式的多个进气分流口4-1。其中保温板4-5所在侧朝向蒸发器5。
27.所述壳体1内还安装有位于所述融冰回水管9与所述蒸发器5之间的融冰供水管7，所述融冰供水管7上安装有多个融冰喷头8。进气分流板4与蒸发器5之间的空间为蒸发器进气腔12，蒸发器5与融冰回水管9所在壳体一侧的空间为蒸发器出气腔11。
28.如图2，捕水器进气管2上安装有进气温度传感器17，进气分流板4上安装有分流板温度传感器16。
29.所述进气分流口4-1在进气分流板4上均匀布置。全部进气分流口4-1的通气面积之和小于或等于捕水器进气管2的通气面积。捕水器工作时，制冷系统通过蒸发器制冷剂进管5-2为蒸发器5供液制冷，制冷后气液混合物通过蒸发器制冷剂出管5-1流出。因捕水器内温度较低，进气分流板4容易结冰堵塞，故对进气温度传感器17与分流板温度传感器16的检测温度进行比较，要求分流板温度传感器16的检测温度高于进气温度传感器17的检测温度（一般要求高出2-3℃），当温差过低时启动加热板4-3加热，以确保水蒸气无法结霜（凝结）堵塞进气分流口4-1。
30.当蒸发器管温达到设定值时，真空系统运行，气流通过捕水器进气管2将冻干舱内高温高湿气体抽至进气均压腔3，均压后到达进气分流板4，经各进气分流口4-1分流，因进气均压腔3与蒸发器进气腔12压差相同，气流均匀进入到蒸发器进气腔12，并进入蒸发器5的进气端，与内低温制冷剂换热。因蒸发器内制冷剂温度一般在-35℃~-40℃之间，气体中的水蒸气被捕捉到蒸发器5的蒸发器翅片5-4和蒸发器制冷列管5-3上形成冰体。被蒸发器5捕水后的气流通过蒸发器出气腔11，经蒸发器侧部壁板15上的出气分流口10进入出气均压腔14内，经均压后通过捕水器出气管13被真空系统抽出捕水器。由于在上述进气分流口4-1，进气均压腔3和出气分流口10以及出气均压腔14的作用下，捕水器内的气场分布均匀，在蒸发器翅片5-4的作用下，流向稳定，捕水效率提高。
31.融冰时，蒸发器5停止供液制冷，融冰高温水通过融冰供水管7经融冰喷头8进入捕水器内开始融冰，冰融化后的水与融冰水由融冰回水管9排出捕水器。
32.本实施例的蒸发器由120根，管间距a为50mm，直径d为16mm，管长度l为1210mm，片距20mm，管距40mm，翅片数量为56片，尺寸为长600mm，宽500mm。管换热面积s1=π
×d×
l
×
120=3.14
×
16
×
1210
×
120=7294848mm2≈7.3m2，翅片换热面积s2=[500
×
600-π
×
(d/2)2]
×
120
ꢀ×
56
×
2=30899097 mm2≈30.9m2，总换热面积s3=s1+s2=38.2 m2。因平均捕水效率光管式的是翅片式的两倍，相当于光管换热面积s4=s3/2=38.2 /2=19.1m2，在环境工况相同的情况下，以该换热器为例，翅片式捕水器较光管式捕水器体积可以减少s3/(2
×
s1)=38.2/(2
×
7.3)=2.67倍。由此可见，采用翅片式蒸发器可以有效减小捕水器的管容积，使制冷剂的用量降低了1.67倍，降低了制冷剂的用量，减少了融冰耗能，使捕水器的体积大幅缩减。