3 无轨式螺旋速冻装备的结构设计

国内螺旋速冻装备大部分还停留在使用转鼓的阶段，无轨式螺旋速冻机的技术还在研究 初期阶段。无轨式螺旋速冻装备的螺旋塔是由输送带层层堆积，该装备主要结构有：库体、 螺旋塔、蒸发器等。本章节根据传统螺旋速冻装备的结构进行分析，并根据技术要求，制定 出各结构部分的合理的参数，运用 SolidWorks 软件进行建模。

3.1 技术要求

本文需设计一台无轨式螺旋速冻装备，能够实现仅靠输送带层层自身堆积成螺旋塔工作， 螺旋塔输送带层数为 24 层。输送带支撑结构需具备材料配置技术、抗变形设计技术、自锁设 计技术、自伸缩结构设计技术等关键技术，使螺旋自堆积式柔性输送带同时具有安全性、适 用性和耐久性等可靠性特征，满足速冻装备长时间连续稳定运行。装备外形尺寸要求底部长

为10030mm ，宽为 4800mm ，高为 4810mm 。

3.2 库体的设计与选用

图 3.1 螺旋速冻装备的库体

图 3.1 为一款螺旋速冻装备的库体的外观，本设计与该设备库体均采用外层库板为厚度

较高的 304 不锈钢。库板内为螺旋速冻装备的隔热部分，根据 GB/T 22733-2008 要求，选用 聚氨酯[12]。因此库体为双面均为不锈钢的聚氨酯夹心板，该板厚度为 200mm ，质量符合 JB/T 6527。根据技术要求，库体的外形尺寸为：1003048004810(mm)

图 3.2 库体与底板装配三维模型简图

图 3.2 为库体的三维模型，两侧底部具有特殊设计的排水口。在装备运行的过程中，由 于水蒸气被冷凝，易沉积在库体底板。因此，将底板设计四个排水槽，并且底板并不是平面， 在蒸发器与螺旋塔之间设置一定的高度，使装备不易积水，且易清洗。文献综述

由于冻品通过螺旋塔输送至最高处，因此需在库体右侧上端设计一个出料口，并需要一 个出料装置使螺旋输送带通过该装置轴翻转运动，实现螺旋输送带的循环。因此该出料口要 大于两倍输送带高度与出料装置轴之和。设计如图 3.3

图 3.3 出料口示意图

3.3 蒸发器的设计与选用

图 3.4 老式蒸发器示意图

蒸发器和风机构成了螺旋速冻装备冷却系统的重要部分。图 3.4 老式蒸发器采用铝管铝 翅片，具有重量轻，传热速度快的特点。铝翅片采用大规格翅片，二次翻边，通过机械涨管， 使铝管与铝翅片紧密接触，从而具有传热效果好，空气阻力小，易于清洁的优点。但由于大 弯管回路结构不利于产生过热度，会增加压缩机失冲程风险。本设计没有采用老式蒸发器， 而是在其基础上加以优化[15]。

图 3.5 新式蒸发器三维建模示意图

新式蒸发器在保持原来优点的情况下，蒸发器蛇形管回路采用逆流式热交换，如图，即

将回气管置于顶端对称两侧位置，将供液管置于蒸发器下端，有效提高了换热效率，增大制 冷能力，也有利于过热度产生，使冻结效果提高。

3.4 螺旋塔输送带的整体设计与选用来!自~优尔论-文|网www.youerw.com

3.4.1 螺旋塔输送网带

网带的设计：网带面材料为 3003 铝合金网线，具有良好的抗拉强度，串链杆材料为也采