сублимационный конденсатор

Формула изобретения

Сублимационный конденсатор, содержащий корпус, трубные решетки с ввареными в них трубками, внутри которых осаждается десублимат, а в межтрубном пространстве кипит холодильный агент, коллекторы подвода и отвода хладагента, отличающийся тем, что корпус конденсатора выполнен горизонтальным, межтрубное пространство с трубками снабжено дополнительными перегородками, разделяющими корпус на вакуумные и жидкостные полости, а сами трубки выполняются в виде усеченных конусов, развернутых острым концом в направлении движения паровоздушной смеси.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к холодильной технике, в частности к конденсаторам сублимационных установок.

Известны сублимационные конденсаторы, содержащие теплоизолированный вакуумный корпус с размещенными внутри него охлаждаемыми поверхностями, выполненными в виде ряда плит или короткошламовых батарей [1, 2, 3].

Недостатками известных конденсаторов является их малая производительность, трудности в удалении льда при регенерации поверхностей, сложности поддержания заданного режима работы при работе в составе штатной холодильной установки.

Известен сублимационный конденсатор, принятый за прототип, вертикальный, кожухотрубного типа, в котором хладагент испаряется в межтрубном пространстве, а водяной пар конденсируется внутри трубок [4].

Недостатки конденсатора, выбранного за прототип, заключаются в его малой производительности из-за закупоривания льдом начальных по ходу движения пара участков труб, в сложности регулирования подачи жидкого хладагента из-за необходимости непрерывного повышения уровня залива, а также сложности удаления льда при регенерации.

Технологической задачей изобретения является повышение производительности, устранение возможности блокировки льдом проходных сечений аппарата, облегчение снятия намороженного льда и условий эксплуатации в составе холодильной установки.

Указанная задача достигается тем, что корпус сублимационного конденсатора устанавливается горизонтально, трубки и прилегающее к ним межтрубное пространство с помощью перегородок делится на секции, а сами трубки выполняются в виде конусов, развернутых острым концом в направлении движения паровоздушной смеси.

Горизонтальное расположение корпуса обеспечивает адекватность принципа хладоснабжения аппарата горизонтальному кожухотрубному испарителю, что позволяет использовать для его эксплуатации стандартные приборы и устройства.

Дополнительные перегородки, не изменяя функциональной принадлежности аппарата с точки зрения холодильной системы (кожухотрубный испаритель), обеспечивают пространство для формирования потока влаги перед охлаждаемыми поверхностями, а также для удаления при оттайке помороженного льда.

Выполнение трубок в виде усеченных конусов обеспечивает компенсацию охлаждаемой поверхности взамен участков, освобождаемых для формирования вакуумного пространства.

На чертеже схематически представлен кожухотрубный сублимационный конденсатор в разрезе. Конденсатор содержит корпус 1 с патрубком 2 ввода парогазовой смеси и патрубком 3 вывода неконденсирующихся газов, перегородки 4, образующие вместе с вваренными в них конусообразными элементами 5 герметичные полости 6, служащие для кипения холодильного агента, люки для вывода льда 7, коллектор подачи холодильного агента 8 и коллектор 9 с сухопарником 10 для отвода газообразного хладагента.

Сублимационный конденсатор работает следующим образом. Холодильный агент после дросселирования в регулирующем вентиле (не показан) поступает в коллектор 8. Из коллектора 8 хладагент поступает во внутренние полости, образованные перегородками 6, где в процессе кипения отнимает теплоту от пара сублимата, который конденсируется на внутренней поверхности конусообразных элементов 5 и частично на лобовых (по ходу пара) перегородках. Пар хладагента, образовавшийся при дросселировании и при кипении в полостях 6, через коллектор 9 поступает в сухопарник 10, откуда отсасывается компрессором холодильной машины. После намораживания на внутренней поверхности конусообразных элементов 5 слоя льда заданной толщины подача жидкого хладагента в конденсатор прекращается. Через коллектор 9 падается горячий пар хладагента, который выдавливает жидкий хладагент из полостей для кипения хладагента 6 в коллектор 8. Намороженный лед на внутренней поверхности отстает от поверхности и, благодаря имеющемуся наклону, соскальзывает в нижнюю часть вакуумной части корпуса 1. Сброшенный лед удаляется из корпуса 1 через люки 7. После чего подача горячего пара хладагента прекращается и вновь подается жидкий хладагент.

Экономический эффект от использования предлагаемого конденсатора заключается в повышении льдоемкости за счет снижения времени оттайки, от снижения затрат на обслуживание и автоматику, вследствие полной тождественности предлагаемого аппарата (с точки зрения работы холодильной установки) существующим кожухотрубным испарителем. Лабораторные испытания конусного элемента полностью подтвердили работоспособность предлагаемой конструкции. Предлагаемый аппарат может быть использован во всех сублимационных установках, вакуумных сушильных установках, обеспечив значительное снижение капитальных и эксплуатационных затрат.