專利名稱：一種用于真空凍干裝置的冷阱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種真空冷凍干燥裝置中使用的冷阱，包括冷阱列管及附屬 化霜裝置，固定列管及附屬裝置的管板，冷阱殼體，與真空系統(tǒng)連接的抽氣口 和與制冷系統(tǒng)連接的接口及進(jìn)氣口。
背景技術(shù)：
真空冷凍干燥技術(shù)是指將含水物料經(jīng)快速凍結(jié)后，置于真空干燥倉(cāng)內(nèi)，在 真空條件下，提供升華熱進(jìn)行升華干燥，使被處理物脫水的干燥技術(shù)。該技術(shù) 的應(yīng)用主要靠真空冷凍干燥設(shè)備完成?，F(xiàn)有的真空冷凍干燥裝置是由升華干燥 倉(cāng)，冷阱，真空機(jī)組，加熱系統(tǒng)，控制系統(tǒng)及制冷皿，以及連通升華干燥倉(cāng) 與冷阱間的倉(cāng)阱連接管和連通冷阱與真空機(jī)組的真空管道構(gòu)成。而冷阱是真空 干燥裝置中重要的組成部分。
真空干燥裝置中使用的冷阱實(shí)際上是一種較為特殊的列管式換熱器，根據(jù) 現(xiàn)有的設(shè)計(jì)規(guī)范，現(xiàn)有冷阱的中列管的布置是按相鄰的兩排列管中每三個(gè)列管 以正三角布置，這是列管式換熱器經(jīng)典的布置方式。按現(xiàn)有的這種列管布置方 式，其上層列管與位于下層的列管間的垂直投影空隙，也就是水汽的通道A為
A氣CXSin兀/6)—D
在式中C為由上下三個(gè)相鄰的列管構(gòu)成的正三角形邊長(zhǎng)，D為列管直徑(以下 相同)。但這種經(jīng)典冷阱在用于凍干脫水工作時(shí)，由于A較小，水汽極易在靠近 倉(cāng)阱連接管口處的列管(也就是處于最上層的列管)表面先行大量?jī)鼋Y(jié)，本已 經(jīng)較狹小的水汽通道更為狹小，使水汽流動(dòng)不暢，造成冷阱列管表面結(jié)霜不勻； 另一方面現(xiàn)有技術(shù)的冷阱其管板及設(shè)置于其上的列管均是固定于冷阱殼體之 內(nèi)，這種結(jié)構(gòu)在制造中很難進(jìn)行防銹處理，尤其是整個(gè)管組在殼體內(nèi)焊接處根 本無(wú)法進(jìn)行除銹和防銹處理，因而在使用中極易產(chǎn)生銹蝕現(xiàn)象，而且發(fā)生損壞 后也不可能進(jìn)行修理。現(xiàn)有技術(shù)中為解決這一問(wèn)題，多采用不銹鋼材料的列管 及管板，但因不銹鋼材料的成本大于碳鋼，且導(dǎo)熱系數(shù)小于碳鋼，因此使用不 銹鋼材料的冷阱不僅造價(jià)高，而且在使用中能耗也較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種可以克服現(xiàn)有技術(shù)不足的，可克服現(xiàn)有技術(shù)中水汽易在靠 近倉(cāng)阱連接管口處的列管表面先行大量?jī)鼋Y(jié)現(xiàn)象的冷阱。本發(fā)明的另一個(gè)目的 是提供一種不僅可以有前述優(yōu)點(diǎn)，而且可采用碳鋼材料的列管，使其造價(jià)低于 現(xiàn)有技術(shù)，而且在使用中較現(xiàn)有技術(shù)能耗更低的冷阱。
本發(fā)明的冷阱中，其列管排列方式為相鄰的兩排列管中每三個(gè)列管以正三 角形旋轉(zhuǎn)90度位置布置。
本發(fā)明的冷阱在具有前述技術(shù)特征外還可采用下述的技術(shù)方案將冷阱的冷阱管組和附屬裝置與冷阱殼體做成兩個(gè)相互獨(dú)立的部分，其具體的結(jié)構(gòu)是在 冷阱殼體內(nèi)固定有導(dǎo)軌，冷阱列管及附屬化霜裝置固定于管板上，管板上還固 定有支承導(dǎo)輪，在冷阱組裝時(shí)將冷阱管組沿殼體內(nèi)的導(dǎo)軌推進(jìn)殼體內(nèi)，支承導(dǎo) 輪設(shè)置于與固定在冷阱殼內(nèi)的導(dǎo)軌上。
本發(fā)明的冷阱還可在以上述技術(shù)方案基礎(chǔ)上再做如下的處理在冷阱上設(shè) 置有兩個(gè)進(jìn)氣口，而將抽氣口位于兩個(gè)進(jìn)氣口之間，同時(shí)在冷阱內(nèi)部且在每個(gè) 進(jìn)氣口與抽氣口之間各設(shè)置有一塊折流板。
本發(fā)明所使用的冷阱其實(shí)質(zhì)是列管式換熱器的列管中兩排列管中相鄰的每 三個(gè)列管以正三角形旋轉(zhuǎn)90度位置布置，列管的這種布置方式可以克服現(xiàn)有技 術(shù)冷阱在使用中水汽通過(guò)列管時(shí)因流阻大，結(jié)霜不勻的現(xiàn)象，這是因?yàn)楝F(xiàn)有 冷阱的中列管的布置是按相鄰的兩排列管中每三個(gè)列管以正三角布置，這是列 管式換熱器經(jīng)典的布置方式，現(xiàn)有的設(shè)計(jì)規(guī)范及實(shí)際應(yīng)用的列管式換熱器(包 括冷阱)結(jié)構(gòu)均為這種列管布置方式，這種布置方式中上層列管與位于下層的 列管間的垂直投影空隙(也就是水汽通道)A為<formula>formula see original document page 4</formula>
(式中C為正三角形邊長(zhǎng)，D為列管直徑，以下相同)
但這種經(jīng)典冷阱在用于凍干脫水工作時(shí)，由于A較小，水汽極易在靠近倉(cāng)阱連 接管口處的列管(也就是處于最上層的列管)表面先行大量?jī)鼋Y(jié)，使本已經(jīng)較 狹小的水汽通道更為狹小，造成水汽流動(dòng)不暢；而本發(fā)明按正三角形旋轉(zhuǎn)90度 位置布置列管時(shí)，其水汽通道A;g為
A發(fā)(CXSinn/3)—D 顯然在列管直徑相同且管距相同的條件下，本發(fā)明的水汽通道A s大于現(xiàn)有技 術(shù)。由于A《較大，可以使進(jìn)入冷阱的水汽順利通過(guò)，并在阱內(nèi)各層列管中均勻 凍結(jié)，充分利用各列管捕集水汽，這樣就在避免了現(xiàn)有技術(shù)所產(chǎn)生的不足。
如果在本發(fā)明的冷阱中將列管與其附屬裝置設(shè)置于管板上，使管板及其上 的結(jié)構(gòu)與冷阱內(nèi)殼相對(duì)獨(dú)立，這種冷阱結(jié)構(gòu)可以使列管、附屬設(shè)施及管板在制 造時(shí)很方便地進(jìn)行整體熱浸鋅防腐蝕處理，同時(shí)還可以降低安裝運(yùn)輸困難。由 于本發(fā)明的冷阱結(jié)構(gòu)可以解決管組等部件的防腐蝕處理問(wèn)題，因此可以采用全 部采用碳鋼材料制造，既可降低制造成本，還可以提高冷阱的換熱效率，減少 使用中的能量損失。本發(fā)明的冷阱在組裝時(shí)是通過(guò)管板上設(shè)置的支承導(dǎo)輪與冷 阱內(nèi)殼內(nèi)固定的導(dǎo)軌相配合，組裝極為方便，而且在使用中如發(fā)生損壞，還可 以將管返(組)拖出，進(jìn)行修理，這更是現(xiàn)有技術(shù)所無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。
在本發(fā)明裝置中的冷阱在兩個(gè)進(jìn)氣口與抽氣口之間各設(shè)置有一塊折流板， 這樣水汽通過(guò)進(jìn)氣口進(jìn)入冷阱后，水汽與列管接觸的空間足夠大可充分利用其 列管捕集水汽，使其有最大的捕水效率。


圖1為本發(fā)明的冷阱剖面示意圖。圖2為圖1橫斷面的剖面示意圖，其中
圖的左邊為列管端部結(jié)構(gòu)示意，圖的右邊表現(xiàn)了列管的排布結(jié)構(gòu)。圖3為圖2 中A位置的局部放大示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明以下附圖解說(shuō)
本發(fā)明的冷阱結(jié)構(gòu)參見(jiàn)圖l至圖3，其中1為冷阱殼體的后封頭，2為與回 液管和進(jìn)液管連接的金屬軟管，3為集液管，4為冷阱殼筒體，5為管板，6為 進(jìn)氣口 (即與倉(cāng)阱連通管聯(lián)接的接口)， 7為列管，8為折流板，9為抽氣口， 10 為用于化霜的噴淋管，ll為冷媒回液管，12為冷媒進(jìn)液管，13為固定于管板5 上的支承導(dǎo)輪，14為支撐導(dǎo)軌15的支撐梁，15為導(dǎo)軌，16為向10化霜噴淋水 管輸水的水管，17是金屬軟管，18是沖霜水管，19是放水口， 20為設(shè)于冷阱 內(nèi)部用于支撐導(dǎo)軌支撐梁的支撐板，21為固定于冷阱內(nèi)部的導(dǎo)軌加強(qiáng)筋板，17 為放水管。由圖可見(jiàn)，本發(fā)明冷阱的列管7及附屬的管路、噴淋管等均設(shè)置于 兩個(gè)管板5上，而設(shè)置于管板5間的機(jī)構(gòu)和冷阱殼筒體4為相互獨(dú)立的結(jié)構(gòu)， 這一結(jié)構(gòu)可以便于在制造時(shí)，特別是列管焊接完畢后，對(duì)管板及其上的列管及 附屬裝置進(jìn)行熱浸鋅防銹處理。另外，在管板5上分別設(shè)置有支承導(dǎo)輪13，在 冷阱殼筒體內(nèi)固定有導(dǎo)軌15，在組裝時(shí)可很方便地沿導(dǎo)軌將管板及其上所設(shè)置 的列管等推入殼體內(nèi)，使支承導(dǎo)輪13和導(dǎo)軌15相互接觸配合。在使用中如有 必要可以將管組拉出進(jìn)行維護(hù)修理，這一點(diǎn)更是現(xiàn)有技術(shù)根本無(wú)法做到的。另 外位于進(jìn)氣口 6與抽氣口 9間設(shè)置有折流板8，這樣可以使進(jìn)入冷阱的水汽與列 管有足夠的空間充分接觸結(jié)霜，之后沒(méi)有被捕集的少量水汽經(jīng)過(guò)兩個(gè)折流板之 間的通道進(jìn)一步結(jié)霜，最后不可凝氣體通過(guò)抽氣口被真空機(jī)組抽走排出。
從圖2右邊所示列管布置結(jié)構(gòu)還可見(jiàn)，本發(fā)明的列管中兩排列管中相鄰的 每三個(gè)列管以正三角形旋轉(zhuǎn)90度位置布置，而非現(xiàn)有列管式換熱器技術(shù)模式的 正三角形布置，這樣在管徑相同、列管間距相同時(shí)，用于通過(guò)水汽的通道為A發(fā) KCXSin兀/3)—D(其中C為正三角形邊長(zhǎng)，也就是上下兩列管間的間距，D為 列管直徑)，這一間距顯然要大于現(xiàn)有技術(shù)模式的間距，因?yàn)橥ǔＡ泄苁綋Q熱器 熱交換的兩種介質(zhì)僅是熱量的傳遞，列管間的流阻始終是一樣的，整個(gè)換熱器 的熱交換基本是均勻的，而冷阱熱交換的介質(zhì)是水汽和冷媒，不僅存在傳熱還 存在傳質(zhì)，因此采用本發(fā)明的列管排布可以使水汽通過(guò)列管的流導(dǎo)增大，克服 原有技術(shù)列管采用正三角形排布因流阻大水汽先在倉(cāng)阱接口附近列管上凍結(jié)， 而阻塞水汽通道，造成結(jié)霜不均，換熱效率下降的不足。
權(quán)利要求
1、一種用于真空凍干裝置的冷阱，包括冷阱列管及附屬化霜裝置，固定列管及附屬裝置的管板，冷阱殼體，與真空系統(tǒng)連接的抽氣口和與制冷系統(tǒng)連接的接口及進(jìn)氣口，其特征是列管中兩排列管中相鄰的每三個(gè)列管以正三角形旋轉(zhuǎn)90度位置布置。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷阱，其特征在于冷阱上設(shè)置兩個(gè)進(jìn)氣口，抽氣口位于兩個(gè)進(jìn)氣口之間，冷阱內(nèi)在每個(gè)進(jìn)氣口與抽氣口之間各設(shè)置有一塊折流 板。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的冷阱。其特征是所述的冷阱殼體與冷阱列管 及附屬化霜裝置為相互獨(dú)立的兩個(gè)部分，在冷阱殼體內(nèi)固定有導(dǎo)軌，冷阱列管 及附屬化霜裝置固定于獨(dú)立的管板上，管板上還固定有支承導(dǎo)輪，支承導(dǎo)輪設(shè) 置于與固定在冷阱殼內(nèi)的導(dǎo)軌上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種真空冷凍干燥裝置中使用的冷阱，包括冷阱列管及附屬化霜裝置，固定列管及附屬裝置的管板，冷阱殼體，與真空系統(tǒng)連接的抽氣口和與制冷系統(tǒng)連接的接口及進(jìn)氣口。本發(fā)明的冷阱中，其列管排列方式為相鄰的兩排列管中每三個(gè)列管以正三角形旋轉(zhuǎn)90度位置布置，冷阱的冷阱管組和附屬裝置與冷阱殼體做成兩個(gè)相互獨(dú)立的部分。
文檔編號(hào)F26B5/06GK101403562SQ20081018128
公開(kāi)日2009年4月8日 申請(qǐng)日期2008年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月14日
發(fā)明者張光華, 張大力, 梁宗禮, 趙國(guó)臣, 陳光明 申請(qǐng)人:蘭州科近真空凍干技術(shù)有限公司