一种小型容器深冷装置的可调蒸发器结构的制作方法

本发明属于铀浓缩工厂取料及净化工艺制冷技术领域，具体涉及8L容器、24L凝冻器、50L容器等系列小容器制冷系统蒸发器结构，其能够提升容器与蒸发器间的传热效率，改善容器拆装的方便性。

背景技术：

铀浓缩厂取料及净化深冷设备的容器工作腔采用固定腔式结构，蒸发器盘管缠绕在工作腔外壁，容器外壁与工作腔内壁之间有空隙，不可避免的存在空气热阻，传热效率低，已有试验表明，采用固定腔式结构的深冷设备在设定制冷温度下容器连续收料时间不超过3小时，无法满足取料工艺要求。为减小容器外壁与工作腔内壁之间空气热阻，提高传热效率，需进一步减小器壁间的空隙，或在容器外壁与工作腔内壁之间填充导热性能好的材料，如泡沫铜，这样导致容器安装和拆卸非常不便，而且无法从根本上解决空气热阻的影响。

现有系列小容器取料或净化用深冷装置存在的主要问题如下：

(1)以8L容器为例，采用固定腔式结构的深冷设备，容器外壁与蒸发器之间不可避免存在空隙，空气热阻的影响导致蒸发器与容器之间传热效果变差，深冷设备的有效制冷量利用不足，不利于工厂的节能降耗。

(2)深冷设备工作腔与容器外壁之间空隙固定且间隙较小，导致容器的安装和拆卸过程非常困难，且全部安装和拆卸过程只能采取人工操作，工人劳动强度大。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种小型容器深冷装置的可调蒸发器结构，其显著提升传热效率，同时方便容器的拆装，提高容器取料运行的安全性、经济性及自动化水平。

实现本发明的目的技术方案：一种小型容器深冷装置的可调蒸发器结构，该可调节蒸发器结构包括底部蒸发盘、侧壁固定蒸发器、侧壁可调蒸发器、旋转轴、调节机构；容器放置在底部蒸发器、侧壁固定蒸发器、侧壁可调蒸发器、顶部保温结构共同组成的工作腔体内，箱体用于整个可调蒸发器结构的安置及各部件的固定；

所述的侧壁固定蒸发器固定在箱体内，包括侧壁固定冷媒管、侧壁固定导热材料和侧壁固定保温材料；其中，侧壁固定冷媒管朝向工作腔体一侧与侧壁固定导热材料连接，沿箱体一侧与侧壁固定保温材料连接；

所述的侧壁可调蒸发器可在箱体内沿旋转轴转动，包括侧壁活动冷媒管、侧壁活动导热材料和侧壁活动保温材料；其中，侧壁活动冷媒管朝向工作腔体一侧与侧壁活动导热材料连接，沿箱体一侧与侧壁活动保温材料连接；

所述的旋转轴设置在侧壁活动保温材料偏外侧，旋转轴连接在箱体中，用于侧壁可调蒸发器旋转；

所述的调节机构包括调节丝杆、固定螺母、调节用导管及调节手柄；其中，调节用导管和固定螺母与箱体连接，调节丝杆设置在调节用导管内，调节丝杆首端与侧壁可调蒸发器的活动端铰接或活接，尾端与调节手柄固定；通过旋转调节手柄实现调节丝杆径向移动，带动侧壁可调蒸发器运动，实现侧壁可调蒸发器与容器外壁接触或分离。

如上所述的一种小型容器深冷装置的可调蒸发器结构，其所述的底部蒸发器包括底部导热托盘、底部固定冷媒管、底部保温材料和冷凝水排出管；其中，底部导热托盘上部用于支撑容器，并与容器底部接触紧密，底部导热托盘下部与底部固定冷媒管连接，底部保温材料包裹底部固定冷媒管的底部，减少冷量损失。

如上所述的一种小型容器深冷装置的可调蒸发器结构，其所述的冷凝水排出管用于容器冷凝装料后，容器解冻过程中空气凝结水及时排出。

如上所述的一种小型容器深冷装置的可调蒸发器结构，其所述的顶部保温结构与箱体顶部连接，用于减少冷量沿工作腔体顶部散失。

如上所述的一种小型容器深冷装置的可调蒸发器结构，其所述的箱体底部与移动轮及支撑件连接，用于箱体的支撑及方便移动。

如上所述的一种小型容器深冷装置的可调蒸发器结构，其所述的调节丝杆首端与侧壁固定蒸发器活接，此时的侧壁可调蒸发器与调节丝杆连接为螺纹连接。

如上所述的一种小型容器深冷装置的可调蒸发器结构，其工作时：首先，通过调节机构中调节手柄逆时针旋转，将侧壁可调蒸发器向调节丝杆尾端移动，工作腔体放大，方便容器落位；其次，将空容器放入工作腔体内，放置时需确保容器底部与底部蒸发盘接触良好；然后，顺时针旋转调节手柄，侧壁可调蒸发器沿调节丝杆首端前进，对容器外壁形成挤压作用，进而确保侧壁固定导热材料和侧壁活动导热材料与容器外壁紧密接触，完成容器的安装工作；容器拆卸过程操作与安装过程类似，通过调节手柄逆时针旋转将侧壁可调蒸发器松退，工作腔体放大，即可进行容器拆卸。

如上所述的一种小型容器深冷装置的可调蒸发器结构，其所述的小型容器为8L容器、24L凝冻器或50L容器。

如上所述的一种小型容器深冷装置的可调蒸发器结构，其所述的侧壁固定导热材料及侧壁活动导热材料为金属泡沫材料或金属薄板。

如上所述的一种小型容器深冷装置的可调蒸发器结构，其所述的侧壁固定保温材料、侧壁活动保温材料以及底部保温材料为聚氨酯发泡材料。

本发明的效果在于：

本发明所述的一种可调结构的蒸发器，大幅改善了深冷装置中蒸发器与容器外壁的传热效率。经计算，该装置蒸发器与容器外壁夹紧后，传热效率提高约数十倍。样机试验测试发现，其它条件相同时，本发明应用于8L容器的冷凝取料后，在设定流量下连续取料时间由3小时提高到13小时以上，而且容器的安装和拆卸非常方便。

本发明可调结构蒸发器在8L容器用深冷装置的成功应用，为24L凝冻器、50L容器等系列小容器用制冷设备的优化改进提供了很好的思路，系列小容器制冷设备采用可调结构蒸发器后，设备的制冷量利用率和容器拆装的方便性均得以显著提高，对进一步提升铀浓缩厂运行的经济性、安全性具有重要意义。

附图说明

图1为本发明所述的一种小型容器深冷装置的可调蒸发器结构侧视图；

图2为本发明所述的一种小型容器深冷装置的可调蒸发器结构俯视图；

图中：1.顶部保温结构；2.侧壁活动冷媒管；3.侧壁活动保温材料；4.箱体；5.底部导热托盘；6.底部固定冷媒管；7.底部保温材料；8.冷凝水排出管；9.移动轮及支撑件；10.侧壁固定导热材料；11.侧壁固定冷媒管；12.侧壁固定保温材料；13.调节用导管；14.调节丝杆；15.固定螺母；16.调节手柄；17.侧壁活动导热材料；18.旋转轴；19.容器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明所述的一种小型容器深冷装置的可调蒸发器结构作进一步描述。

如图1、图2所示，本发明所述的一种小型容器深冷装置的可调蒸发器结构，其包括底部蒸发盘、侧壁固定蒸发器、侧壁可调蒸发器、旋转轴、调节机构；容器19放置在底部蒸发器、侧壁固定蒸发器、侧壁可调蒸发器、顶部保温结构1共同组成的工作腔体内，箱体4用于整个可调蒸发器结构的安置及各部件的固定。

所述的侧壁固定蒸发器固定在箱体4内，包括侧壁固定冷媒管11、侧壁固定导热材料10和侧壁固定保温材料12；其中，侧壁固定冷媒管11朝向工作腔体一侧与侧壁固定导热材料10连接，沿箱体4一侧与侧壁固定保温材料12连接，分别用于向工作腔内传冷和减少冷量向箱体散失。

所述的侧壁可调蒸发器可在箱体4内沿旋转轴18转动，包括侧壁活动冷媒管2、侧壁活动导热材料17和侧壁活动保温材料3；其中，侧壁活动冷媒管2朝向工作腔体一侧与侧壁活动导热材料17连接，沿箱体4一侧与侧壁活动保温材料3连接，分别用于向工作腔内传冷和减少冷量向箱体散失。

所述的旋转轴18设置在侧壁活动保温材料3偏外侧，旋转轴18连接在箱体4中，用于侧壁可调蒸发器旋转。

所述的调节机构包括调节丝杆14、固定螺母15、调节用导管13及调节手柄16；其中，调节用导管13和固定螺母15与箱体4连接，调节丝杆14设置在调节用导管13内，调节丝杆14首端与侧壁可调蒸发器的活动端铰接或活接，尾端与调节手柄16固定；通过旋转调节手柄16实现调节丝杆14径向移动，带动侧壁可调蒸发器运动，实现侧壁可调蒸发器与容器19外壁接触或分离。

所述的底部蒸发器包括底部导热托盘5、底部固定冷媒管6、底部保温材料7和冷凝水排出管8；其中，底部导热托盘5上部用于支撑容器19，并与容器19底部接触紧密，底部导热托盘5下部与底部固定冷媒管6连接，底部保温材料7包裹底部固定冷媒管6的底部，减少冷量损失。

所述的冷凝水排出管8用于容器19冷凝装料后，容器解冻过程中空气凝结水及时排出，避免积聚冷冻影响传热效果。

所述的顶部保温结构1与箱体4顶部连接，用于减少冷量沿工作腔体顶部散失。

所述的箱体4底部与移动轮及支撑件9连接，用于箱体4的支撑及方便移动。

所述的调节丝杆14首端与侧壁固定蒸发器活接，此时的侧壁可调蒸发器与调节丝杆14连接为螺纹连接。

该可调蒸发器结构工作时：首先，通过调节机构中调节手柄16逆时针旋转，将侧壁可调蒸发器向调节丝杆14尾端移动，工作腔体放大，方便容器落位；其次，将空容器放入工作腔体内，放置时需确保容器底部与底部蒸发盘接触良好；然后，顺时针旋转调节手柄16，侧壁可调蒸发器沿调节丝杆首端前进，对容器外壁形成挤压作用，进而确保侧壁固定导热材料10和侧壁活动导热材料17与容器外壁紧密接触，完成容器的安装工作；容器拆卸过程操作与安装过程类似，通过调节手柄16逆时针旋转将侧壁可调蒸发器松退，工作腔体放大，即可进行容器19拆卸。

上述的侧壁固定导热材料10及侧壁活动导热材料17采用导热性能良好，又有较好柔韧性的金属泡沫材料或金属薄板，例如金属泡沫铜或金属薄板不锈钢。

上述的侧壁固定保温材料12、侧壁活动保温材料3以及底部保温材料7为聚氨酯发泡材料。

本发明为8L容器、24L凝冻器、50L容器等系列小容器提供冷量的制冷装置提供一种可调结构蒸发器，有效改善蒸发器与容器外壁的传热效果，方便容器的安装和拆卸。以该结构应用于8L容器用深冷装置为例，容器与蒸发器之间的传热效率改善，装置的取料能力大幅提升，8L容器设计流量下连续取料时间不小于13小时；同时，容器的安装和拆卸时，通过调节机构将工作腔放大，容器拆装非常方便，并有利于机械化拆卸装置的应用。50L容器用制冷装置、24L凝冻器用深冷装置的蒸发器与8L容器用深冷装置类似，该可调结构的蒸发器装置的成功应用，将大幅提升了铀浓缩厂取料及净化工艺系统的经济性、安全性。