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：
本實(shí)用新型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 。
技術(shù)背景真空冷凍干燥技術(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，冷阱，真空機(jī)組，加熱系統(tǒng)，控制系統(tǒng)及制冷flJE，以及連通升華干燥倉 與冷阱間的倉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△ =(CXSin ji/6) — D在式中C為由上下三個相鄰的列管構(gòu)成的正三角形邊長，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，由于A較小，水汽極易在靠近 倉阱連接管口處的列管(也就是處于最上層的列管)表面先行大量凍結(jié)，本已 經(jīng)較狹小的水汽通道更為狹小，使水汽流動不暢，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，尤其是整個管組在殼體內(nèi)焊接處根 本無法進(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?，F(xiàn)有技術(shù)中為解決這一問題，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高，而且在使用中能耗也較高。 實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型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 在靠近倉阱連接管口處的列管表面先行大量凍結(jié)現(xiàn)象的冷阱。本實(shí)用新型的另 一個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。本實(shí)用新型的冷阱中，其列管排列方式為相鄰的兩排列管中每三個列管以 正三角形旋轉(zhuǎn)90度位置布置。本實(shí)用新型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，在冷阱組裝吋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。本實(shí)用新型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)置有兩個進(jìn)氣口，而將抽氣口位于兩個進(jìn)氣口之間，同時在冷阱內(nèi)部且在 每個進(jìn)氣U與抽氣口之間各設(shè)置有一塊折流板。本實(shí)用新型所使用的冷阱其實(shí)質(zhì)是列管式換熱器的列管中兩排列管中相鄰 的每三個列管以正三角形旋轉(zhuǎn)卯度位置布置，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列管時因流阻大，結(jié)霜不勻的現(xiàn)象，這是因為 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△ =(CXSin:r/6) —D(式中C為正三角形邊長，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，由于A較小，水汽極易在靠近倉阱連 接管口處的列管(也就是處于最上層的列管)表面先行大量凍結(jié)，使本已經(jīng)較 狹小的水汽通道更為狹小，造成水汽流動不暢；而本實(shí)用新型按正三角形旋轉(zhuǎn) 90度位置布置列管時，其水汽通道A發(fā)為Af(CXSin兀/3)—D 顯然在列管直徑相同且管距相同的條件卜.，本實(shí)用新型的水汽通道A^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，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。如果在本實(shí)用新型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)施及管板在制造時很方便地進(jìn)行整體熱浸鋅防腐蝕處理，同時還可以降低安裝運(yùn)輸困難。 由于本實(shí)用新型的冷阱結(jié)構(gòu)可以解決管組等部件的防腐蝕處理問題，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。本實(shí)用新型的冷阱在組裝時是通過管板上設(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)所無法實(shí)現(xiàn)的。在本實(shí)用新型裝置中的冷阱在兩個進(jìn)氣口與抽氣口之間各設(shè)置冇 一塊折流板，這樣水汽通過進(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為本實(shí)用新型的冷阱剖面示意圖。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)施方式
本實(shí)用新型以下附圖解說
本實(shí)用新型的冷阱結(jié)構(gòu)參見圖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 (即與倉阱連通管聯(lián)接的接口)， 7為列管，8為折流板，9為抽氣口，IO為用于化霜的噴淋管，11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，本實(shí)用新型冷阱的列管7及附屬的管路、噴淋管等均設(shè)置于兩個管板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，特別是列管焊接完畢后，對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3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，之后沒有被捕集的少量水汽經(jīng)過兩個折流板之間的通道進(jìn)一歩結(jié)霜，最后不可凝氣體通過抽氣口被真空機(jī)組抽走排出。
從圖2右邊所示列管布置結(jié)構(gòu)還可見，本實(shí)用新型的列管中兩排列管中相鄰的每三個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，用于通過水汽的通道為Af(CXSin兀/3)—D(其中C為正三角形邊長，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，因為通常列管式換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)，因此采用本實(shí)用新型的列管排布可以使水汽通過列管的流導(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l所述的冷阱，其特征在于冷阱上設(shè)置兩個進(jìn)氣口，抽氣 口位于兩個進(jìn)氣口之間，冷阱內(nèi)在每個進(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。
專利摘要本實(shí)用新型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。本實(shí)用新型的冷阱中，其列管排列方式為相鄰的兩排列管中每三個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相互獨(dú)立的部分。
文檔編號F26B5/06GK201302352SQ200820179228
公開日2009年9月2日 申請日期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, 趙國臣, 陳光明 申請人:蘭州科近真空凍干技術(shù)有限公司