[实用新型]一种液氮辅助制冷冻干设备的液氮换热装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种液氮辅助制冷冻干设备的液氮换热装置，尤其涉及一种把来自于储罐的液氮通过此换热装置进行气化并且与液氮真空冷冻干燥机的循环导热油进行热交换的一种换热器，属于换热器技术领域。

背景技术

真空冷冻干燥机就是利用冷冻干燥原理将含水物质进行降温冻结成固态，然后在真空的条件下使水蒸汽直接从固态中升华出来的用于冻干含水物质的机器。

目前真空冷冻干燥机从制冷方式来分主要分为二大类：1、利用制冷剂氟利昂的压缩机来制冷；2、利用液氮来制冷。

而目前利用液氮制冷存在着以下缺点：

1、液氮的温度极低，在一定的压力下液氮的温度在-196℃，这么低的温度与真空冷冻干燥机的循环导热油不能直接进行热交换，否则就会发生循环导热油冻结现象；

2、液氮在其它领域的应用已经很广泛了，但用在液氮真空冷冻干燥机这种制药机械领域应用才刚起步，目前还没有一种成熟的高效的液氮换热装置。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种实现液氮能安全的与循环导热油进行热交换的液氮辅助制冷冻干设备的液氮换热装置。

为实现以上目的，本实用新型的技术方案是提供一种液氮辅助制冷冻干设备的液氮换热装置，其特征在于，由液氮气化管、导热循环油管、折流板和筒体组成，在筒体内壁设有一圈液氮气化管，液氮气化管下端与筒体中部的液氮进口和氮气出口连接，在液氮气化管中间设有至少两根U形导热循环油管，U形导热循环油管顶端穿过筒体盖一端与导热循环油进口连接，另一端与导热循环油出口连接，液氮气化管和导热循环油管中间通过折流板固定，导热油温度探头分别设于导热循环油进口和导热循环油出口上，氮气温度探头及上液位接口设于筒体上端一侧，在液氮进口和液氮出口的上端设有安全阀及下液位接口，在筒体底部分别设有氮气出口和氮气出口温度探头。

本实用新型把来自于储罐的液氮气化并与导热循环油进行热交换，把液氮气化成低温氮气，低温氮气与导热循环油进行热交换，避免液氮冻结循环导热油的现象，而且充分利用了液氮潜热和显热，高效率、安全地与循环导热油进行热交换。

本实用新型的优点是能实现液氮能安全地与循环导热油进行热交换。

附图说明

图1为一种液氮辅助制冷冻干设备的液氮换热装置结构示意图；

图2为一种液氮辅助制冷冻干设备的液氮换热装置A-A剖视图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例

如图1、2所示，为一种液氮辅助制冷冻干设备的液氮换热装置结构示意图，所述的一种液氮辅助制冷冻干设备的液氮换热装置由液氮气化管1、导热循环油管2、折流板3和筒体4组成，在筒体4内壁安装一圈12根液氮气化管1，液氮气化管1下端与筒体4中部的液氮进口10和氮气出口11连接，在液氮气化管1间安装10根U形导热循环油管2，U形导热循环油管2顶端穿过筒体4盖一端与导热循环油进口5连接，另一端与导热循环油出口6连接，液氮气化管1和导热循环油管2中间通过折流板3固定，导热油温度探头7分别安装在导热循环油进口5和导热循环油出口6上，氮气温度探头及上液位接口8安装在筒体4上端一侧，在液氮进口10和液氮出口11的上端安装安全阀及下液位接口9，在筒体4底部分别设有氮气出口12和氮气出口温度探头13。

工作时，液氮从贮罐过来进入液氮进口10，进入到换热器内的液氮气化管1内，液氮在液氮气化管1内上升的过程中由于压力降低而发生气化，从液态变成气态，因为氮气气液二相的体积比是800∶1，所以这个过程要吸收大量的热，这个热量由循环导热油来提供，当循环导热油从导热循环油进口5进入到换热器内，沿着导热循环油管2一端向下流动，到达底部时折弯180°再向上流动，从导热循环油出口6流出，在这一个过程中，气化成的氮气到达顶部后再向下流动，在下行流动的过程中经过很多的折流板3，以增加氮气的流通路径，这样更加高效地进行热交换，导热循环油在流动的过程中热量被液氮气化成的氮气吸收，温度降低，而氮气最后从氮气出口12排出，完成这一热交换过程。

从上面的工作原理上来看，液氮并不与导热循环油直接接触，而是液氮气化后的氮气与导热循环油管接触，避免了发生导热循环油冻结现象，另外利用液氮气化这一物理现象来制冷，利用了体积膨胀要吸收大量的热，同时利用各处温度探头采集温度信号，以及通过上下液位差输出信号以便于合理地控制液氮的进入量，充分高效地利用了液氮。