[发明专利]一种洞道式速冻装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种洞道式速冻装置，具体讲是一种两头敞开的贯通式洞道速冻装置。本发明特征在于：致力于胶管冷冻，它克服了现有技术中由于胶管冷却流程过长和采用工艺流程所引用的设备成本和运行费用高的问题，本发明采用胶管在高压速冻箱内使胶管迅速冷冻减少胶管在加工过程中用时时间长、能耗大等客观不足。 

背景技术

胶管冷冻机是橡塑胶管行业必需的最重要工艺装备之一，因生橡胶经塑炼挤出后的生橡胶管胎具有一种独特的物理特性——在0℃以上时柔软而有一定弹性，缠绕胶管用的细钢丝(直径0.6mm以下的)在几公斤的拉力情况下，很容易把管壁扼薄扼透，造成内胶管赶胶变径和渗漏，而一根直径13mm的胶管长度100米，造价达1000元，每一处变径或渗漏，都将造成这根胶管报废或次品，势必造成很大损失。为此生产胶管的老工艺是采用先把生胶管管胎进行半硫化，再进行打毛(为提高内胶和外胶的粘连面积)，充气(为防止内管粘连)、最后缠绕，这种工艺工序多，操作复杂，能耗和人工浪费大，胶管内径变化大，影响胶管与钢丝的粘连强度，使胶管质量难以提高。而半硫化工艺造成明显的能耗浪费和空气污染。由于生胶管经超低温冷冻后硬度和挺度接近于玻璃态，可以保证管胎在连续钢丝缠绕过程中不赶胶、不变径、不渗漏；因此国外企在40年代就采用胶管冷冻工艺，这种工艺和装备在60年代末随国外高速编织机传入国内，但由于这种设备能耗大、故障率高、使用环境要求高，每4000小时需要更换核心部件——每分钟达2.7万转的高速航空涡轮，能耗费用和运行维护费用高昂，而且不能对应单台编织机运行，使这种工艺技术无法被中小型企业采用。国内大型企业：如青岛橡六、杭州中策、沈阳橡四、咸阳双西胶管、枣庄橡胶厂等国内大型企业也难以接受这种设备在能耗和日常维修使用等方面的严格要求，先后总计进行过几十次改进试验，均以失败而终结，也就是说这一工艺装备难题很早就已成为中国胶管行业的难题。 

而早在20世纪60年代，国外已经开展了对胶管速冻装置的研制工作，如瑞典的.Rrigoscandia公司、丹麦的Hoger公司、日本的东洋工机株式会社以及美国、澳大利亚等国先后制作了各种速冻装置。相对来讲，我国的研制工作相对落后，直到20世纪80年代才开始研制，目前仍处在初级阶段。国内现有的速冻装置普遍存在着效益低、能耗大的问题。以隧道式、平板式等单体速冻机为例，国外的耗电在18--25kw/h，而国内则30kw/h以上，能耗20％--60％。其次，国内速冻装置单一性能差别很大，在速冻机的研制过程中，往往只注重热负荷计算和设备的选型，却忽略了速冻机内部气流组织及各参数匹配等问题，而这些因素正是影响速冻机性能的主要因素，而且现有的以氨为制冷剂的制冷系统存在着自动化程度低、系统密封性差、机房占地面积大、运行成本高性能单一等缺点。 

最初，中国胶管厂家一般采用干冰、氟里昂等冷冻方法，这些方法换热效率低，冷冻效果很差。而国际上采用液氮冷冻法，冷冻温度低，但液氮的消耗量很大。在我国，液氮的价格很贵，冷冻每时米胶管能耗费很高。另外，由于液氮滴注时，集中在胶管的局部部位，使 胶管受冷不均，表面易产生裂纹及形成微小弯曲变形。鉴于上述情况，国内由北京航空航天大学、西北橡胶厂等单位工程技术人员提出了采用航空空气涡轮制冷来冷冻胶管的方法，参见西北橡胶厂田中牛于1991年在《特种橡胶制品》第6期发表的《用空气蜗轮制冷技术冷冻钢丝编织胶管管胚》；刘思永等人于1994年7月在《化工进展》第4期上发表的《一种采用空气涡轮制冷直喷连续速冻钢丝编织胶管的新技术》；中国专利CN01273774.7等文献。而中国专利CN200820030236.X中公开的高压胶管冷冻机的技术方案，目的在于克服现有胶管冷冻技术中由于胶管冷却流程短而采用深低温的工艺流程所引用的设备成本和运行费用高的问题，采用胶管在冷冻箱内延长胶管发冷冻时间，因而可以采用常规的冷冻装置。但这种技术方案不适合于连续化流水线作业。 

美国专利US4654094中公开了一种制冷气体可循环的胶管冷冻工艺与设备，该设备中设置有液氮等制冷剂的注入口与循环支路的出口与入口，利用了文氏管效应实现制冷气体的定向循环流动，液氮利用效率较非循环型高。 

以上现有的胶管冷冻设备或系统，要么是需要液氮等价格高昂的制冷媒体，要么是专门设计冷冻室，制冷效率不高，或者不能实现连续化流水作业。 

发明内容

为了节约成本及能耗，一种洞道式速冻装置在致力于胶管冷冻技术方面，做以下工艺设计： 

1、蒸发器设计