一種凍幹機的冷阱捕冰系統的製作方法

2023-07-02 14:21:11 1

專利名稱：一種凍幹機的冷阱捕冰系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種凍幹機的冷阱捕冰系統，它適合於採用真空冷凍乾燥工藝對物品進行乾燥所使用的凍幹機。
背景技術：
所謂物品的真空冷凍乾燥，是指將含有大量水分的物品預先冷凍成固態，然後在真空環境下，將這種固態物品含有的水分，通過升華方式去除到規定的程度。能夠完成真空冷凍乾燥工藝過程的設備被稱為凍幹機。通常，國內外用於物品真空冷凍乾燥工藝過程的凍幹機，其冷阱捕冰系統原理圖如圖1所示，主要含有乾燥箱1、水汽通道2、隔離閥3、冷阱4、抽空閥5及與壓縮機相連的冷阱製冷分路ab，其中，冷阱內部設置有至少一個盤管6， 每個冷阱盤管6均與冷阱製冷分路ab相連接，每個冷阱製冷分路ab上都含有節流閥7及盤管6，冷阱製冷分路ab的製冷劑由a 口進入，經過節流閥7在盤管6內部蒸發後，由b 口流出，從而使盤管6降溫；凍幹機的真空泵由c 口抽出容器內部的不凝性氣體，使容器組件的內部處於真空狀態；放置在乾燥箱內部擱板上的固態物品，其水分在真空環境下被蒸發成水蒸汽，該水蒸汽經過乾燥箱的水汽通道接口 P、水汽通道2和隔離閥3之後進入冷阱4， 並被凍結在處於低溫狀態的盤管6表面。一般把這種水蒸汽被凍幹機冷阱捕捉並凍結的過程，稱為凍幹機的冷阱捕冰。所述的各閥門及製冷分路的節流閥，均與安裝於設備上的傳感元件或安裝在凍幹機控制柜上的控制系統相連。通常情況下，凍結成固態物品的乾燥過程，在凍幹工藝上被劃分為兩個階段在固態凍結冰消失之前的升華乾燥，被稱為一次乾燥階段，在固態凍結冰消失之後的解析乾燥被稱為二次乾燥階段。目前，物品凍幹的大量生產實踐已經證明物品經過一次乾燥階段的乾燥，耗時約為物品全部乾燥時間的五分之三，該階段去除了固態物品90%以上的水分；物品經過二次乾燥階段的乾燥，耗時約為物品全部乾燥時間的五分之二，該階段所去除的水分，一般已不足物品總水分的10%。在固態物品的全部乾燥時間內，由於水蒸汽的不斷蒸發，冷阱需要連續捕冰，所以，凍幹機製冷系統的全部製冷壓縮機始終在滿負荷運行。由於凍幹機製冷系統是按物品的最大冷凍速率和冷阱的最大捕冰量而設計與製造的，因此，在物品的二次乾燥階段，為了捕捉已不足總水分10%的水蒸汽，凍幹機的全部製冷壓縮機仍然滿負荷運行是不經濟的。 這樣運行的結果是不僅浪費了能源，加大了物品的製造成本，而且由於水蒸汽蒸發量減少，盤管凍結水蒸汽需要的製冷量減小，導致了製冷壓縮機的製冷工況趨向極限低溫而不斷惡化，製冷壓縮機的可靠性降低，使用壽命縮短。

實用新型內容為克服現有的凍幹機能耗過高，以及凍幹後期製冷壓縮機製冷工況不斷惡化的不
3足，本實用新型想提供一種新的凍幹機的冷阱捕冰系統，該捕冰系統是按照物品凍幹的兩個乾燥階段來設置的，採用該捕冰系統不僅能夠降低物品凍幹機的能源消耗，直接降低物品成本，而且能夠改善凍幹後期製冷壓縮機工況的不斷惡化，提高設備的可靠性。本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是一種凍幹機冷阱捕冰系統，含有乾燥箱、水汽通道及與壓縮機相連的冷阱製冷分路，在乾燥箱的一個側面上設有一個水汽通道的接口，水汽通道通過接口與乾燥箱相連，其特徵是在乾燥箱水汽通道接口的一側， 設有一大一小二個冷阱，與乾燥箱接口相連接的水汽通道與小冷阱相連接，在大、小冷阱之間還設有大冷阱水汽通道，大冷阱內設有至少一個大冷阱盤管，小冷阱內設有至少一個小冷阱盤管，大冷阱水汽通道既與小冷阱相連接，又與大冷阱相連接，在與小冷阱相連接的水汽通道上，設有小冷阱隔離閥，在與大冷阱相連接的大冷阱水汽通道上，設有大冷阱隔離閥，在大冷阱上裝有大冷阱抽空閥，在小冷阱上裝有小冷阱抽空閥；與壓縮機相連的冷阱製冷分路含有大冷阱製冷分路和小冷阱製冷分路，大冷阱通過大冷阱盤管與大冷阱製冷分路相連，小冷阱通過小冷阱盤管與小冷阱製冷分路相連，在大、小冷阱製冷分路上皆設有節流閥。所述的設置在乾燥箱側面的接口，可位於乾燥箱除箱門以外的任意一側。所述的大、小冷阱隔離閥可以是蝶閥、蘑菇閥、間閥、球閥、插板閥等任意一種。所述的大冷阱隔離閥、小冷阱隔離閥、大冷阱抽空閥、小冷阱抽空閥及大冷阱製冷分路上的節流閥、小冷阱製冷分路上的節流閥均可與安裝於設備上的傳感元件或安裝在凍幹機控制柜上的控制系統相連。本實用新型由於採用了一大一小二個冷阱，在大、小冷阱上分別設置抽空閥，並設置了與大、小冷阱分別連接的製冷分路，按照物品凍幹的兩個乾燥階段來設置捕冰系統，其中與大冷阱製冷分路相連的大冷阱用於一次乾燥階段的捕冰，與小冷阱製冷分路相連的小冷阱用於二次乾燥階段的捕冰，通過對大、小冷阱的捕冰切換，即可完成對物品二個乾燥階段的捕冰。使用本實用新型，不僅能夠有效降低凍幹機的能源消耗，直接降低物品凍幹的製造成本，而且能夠改善物品凍幹後期製冷壓縮機工況的不斷惡化，提高設備的可靠性。

圖1為現有技術中的冷阱捕冰系統的原理圖。圖2為本實用新型一種實施例的原理圖。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型做進一步的說明，然而所述的實施例不應以限制的方式解釋。由圖1可以看出，現有技術中的冷阱捕冰系統含有乾燥箱1、水汽通道2、隔離閥3、 冷阱4、抽空閥5及與壓縮機相連的冷阱製冷分路ab，水汽通道2通過接口 ρ與乾燥箱1相連，冷阱4的內部安裝有盤管6 ；冷阱製冷分路ab主要含有節流閥7及盤管6，製冷系統的製冷劑由a 口進入，經過節流閥7及盤管6蒸發之後，由b 口流出。圖2是本實用新型一種具體實施例的冷阱捕冰系統的原理圖，它含有乾燥箱1、水汽通道2、大冷阱水汽通道11、大冷阱13、小冷阱9、大冷阱隔離閥12、小冷阱隔離閥8、大冷阱抽空閥14、小冷阱抽空閥10、大冷阱製冷分路^b1及小冷阱製冷分路^i2Iv由圖中可以看出，在乾燥箱的一個側面上設有一個水汽通道的接口 P，大冷阱13內設有大冷阱盤管16，小冷阱9內設有小冷阱盤管18，與乾燥箱1接口 ρ相連接的水汽通道2與小冷阱9相連接，大冷阱水汽通道11既與小冷阱9相連接，又與大冷阱13相連接，在與小冷阱9相連接的水汽通道2上，設有小冷阱隔離閥8，在與大冷阱13相連接的水汽通道11上，設有大冷阱隔離閥12，在大冷阱13上裝有大冷阱抽空閥14，在小冷阱9上裝有小冷阱抽空閥10，大冷阱隔離閥12、大冷阱13與小冷阱隔離閥8、小冷阱9串聯連接於乾燥箱水汽通道的接口 ρ ；與壓縮機相連的冷阱製冷分路含有大冷阱製冷分路^b1和小冷阱製冷分路a2b2，大冷阱13通過大冷阱盤管16與大冷阱製冷分路^b1相連，小冷阱9通過小冷阱盤管18與小冷阱製冷分路4 相連，在大冷阱製冷分路^b1上設有節流閥15，在小冷阱製冷分路^ID2上設有節流閥17，也即大冷阱製冷分路^b1含有通過管道連接的大冷阱盤管16及節流閥15，小冷阱製冷分路4 含有通過管道連接的小冷阱盤管18及節流閥17。所述的大冷阱隔離閥12、小冷阱隔離閥8、大冷阱抽空閥14、小冷阱抽空閥10及大冷阱製冷分路^b1上的節流閥15、 小冷阱製冷分路上的節流閥17均可與安裝於設備上的傳感元件或安裝在凍幹機控制柜上的控制系統相連。當大冷阱製冷分路^b1為大冷阱13製冷時，製冷劑由 口進入，經過節流閥15及大冷阱盤管16蒸發之後，由Id1 口流出；當小冷阱製冷分路為小冷阱9製冷時，製冷劑由 口進入，經過節流閥17及小冷阱盤管18蒸發之後，由Id2 口流出。所述的冷阱製冷分路^b1及^ID2通常都包含至少一個節流閥及至少一個盤管，圖 2僅表示大、小冷阱製冷分路中的各一個節流閥及一個盤管。所述的大、小冷阱製冷分路分別與多個節流閥及多個盤管的連接方式，與現有技術中的冷阱製冷分路與多個節流閥及多個盤管的連接方式相同，這裡就不再敘述。所述的大冷阱隔離閥12、大冷阱13及小冷阱隔離閥8、小冷阱9串聯連接於乾燥箱ι側面的一個接口 P。所述的乾燥箱側面的接口 P，可位於乾燥箱1除箱門以外的任意一側。所述的大小冷阱的隔離閥(12、8)可以是蝶閥、蘑菇閥、閘閥、球閥、插板閥等任意一種。利用本實用新型的冷阱捕冰系統進行捕冰的方法為通過對大冷阱隔離閥12、小冷阱隔離閥8、大冷阱的抽空閥14、小冷阱抽空閥10 的開閉控制，以及對大冷阱製冷分路^b1上的節流閥15及小冷阱製冷分路上的節流閥17的開閉控制，完成大冷阱13與小冷阱9的捕冰切換，此時，僅保留與小冷阱製冷分路 a2b2相連且該分路上的節流閥17處於開啟狀態的壓縮機運行，其他壓縮機停止運行，其中， 大冷阱13用於物品一次乾燥階段的捕冰，小冷阱9用於物品二次乾燥階段的捕冰。本實用新型使用時，各閥門及冷阱製冷分路的切換，及二次乾燥階段小冷阱的盤管表面溫度的設定與控制，均可由配置於凍幹機上的傳感元件及控制系統自動完成。所述的配置於凍幹機上的傳感元件及控制系統，可直接從市場上購得，其安裝與使用方法也為本領域內的普通技術人員所皆知的常識，就裡也不再敘述。
權利要求1.一種凍幹機冷阱捕冰系統，含有乾燥箱(1)、水汽通道( 及與壓縮機相連的冷阱製冷分路，在乾燥箱(1)的一個側面上設有一個水汽通道接口 P，水汽通道( 與乾燥箱(1) 的水汽通道接口 P相連，其特徵是在乾燥箱含有水汽通道接口 P的一側，設有一個大冷阱 (13)、一個小冷阱(9)，與乾燥箱接口 ρ相連接的水汽通道⑵與小冷阱(9)相連接，在大冷阱(13)與小冷阱(9)之間還設有大冷阱水汽通道(11)，大冷阱(13)內設有至少一個大冷阱盤管(16)，小冷阱(9)內設有至少一個小冷阱盤管(18)，大冷阱水汽通道(11)既與小冷阱(9)相連接，又與大冷阱(13)相連接，在與小冷阱(9)相連接的水汽通道(2)上， 設有小冷阱隔離閥(8)，在與大冷阱(13)相連接的大冷阱水汽通道(11)上，設有大冷阱隔離閥(12)，在大冷阱(13)上裝有大冷阱抽空閥(14)，在小冷阱(9)上裝有小冷阱抽空閥 (10)；與壓縮機相連的冷阱製冷分路含有大冷阱製冷分路^b1和小冷阱製冷分路^b2，大冷阱(13)通過大冷阱盤管(16)與大冷阱製冷分路^b1相連，小冷阱(9)通過小冷阱盤管 (18)與小冷阱製冷分路相連，在大冷阱製冷分路^b1上設有節流閥(15)，在小冷阱製冷分路 132上設有節流閥(17 )。
2.按照權利要求1所述的凍幹機冷阱捕冰系統，其特徵是所述的大冷阱隔離閥(12)、 大冷阱(13)及小冷阱隔離閥(8)、小冷阱(9)串聯連接於乾燥箱(1)側面的接口 ρ上。
專利摘要本實用新型公開了一種凍幹機冷阱捕冰系統，它是在乾燥箱的一側設有一大一小二個內含盤管的冷阱(13、9)，與乾燥箱相連的水汽通道(2)與小冷阱(9)相連，在大、小冷阱之間設有與其相連的大冷阱水汽通道(11)，在水汽通道(2)上設小冷阱隔離閥(8)，在大冷阱水汽通道(11)上設大冷阱隔離閥(12)，在大、小冷阱上分別裝有大、小冷阱抽空閥(14、10)；冷阱製冷分路含有大、小冷阱二個製冷分路，大、小冷阱盤管分別與大、小冷阱製冷分路相連，在大、小冷阱製冷分路上分別設有節流閥(15、17)。本實用新型按物品凍幹的兩個乾燥階段來設置捕冰系統，通過對大、小冷阱的捕冰切換，即可完成對物品二個乾燥階段的捕冰。
文檔編號F26B5/06GK202083178SQ201120079248
公開日2011年12月21日 申請日期2011年3月13日 優先權日2011年3月13日
發明者楊鈞 申請人:楊鈞