[發(fā)明專利]一種凍干機(jī)的冷阱捕冰系統(tǒng)及捕冰方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110070946.1
• 申請日: 2011-03-13
• 公開（公告）號: CN102183124A
• 公開（公告）日: 2011-09-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊鈞
• 申請（專利權(quán)）人: 煙臺歐立特制藥裝備有限公司
• 主分類號: F26B5/06
• 分類號: F26B5/06
• 代理公司: 煙臺信合專利代理有限公司 37102
• 代理人: 韓珺

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種凍干機(jī)的冷阱捕冰系統(tǒng)及捕冰方法，它適合于采用真空冷凍干燥工藝對物品進(jìn)行干燥所使用的凍干機(jī)。

背景技術(shù)

所謂物品的真空冷凍干燥，是指將含有大量水分的物品預(yù)先冷凍成固態(tài)，然后在真空環(huán)境下，將這種固態(tài)物品含有的水分，通過升華方式去除到規(guī)定的程度。能夠完成真空冷凍干燥工藝過程的設(shè)備被稱為凍干機(jī)。通常，國內(nèi)外用于物品真空冷凍干燥工藝過程的凍干機(jī)，其冷阱捕冰系統(tǒng)原理圖如圖1所示，主要含有干燥箱1、水汽通道2、隔離閥3、冷阱4、抽空閥5及與壓縮機(jī)相連的冷阱制冷分路ab，其中，冷阱4內(nèi)部設(shè)置有至少一個盤管6，每個冷阱盤管6均與冷阱制冷分路ab相連接，每個冷阱制冷分路ab上都含有節(jié)流閥7及盤管6，冷阱制冷分路ab的制冷劑由a口進(jìn)入，經(jīng)過節(jié)流閥7在盤管6內(nèi)部蒸發(fā)后，由b口流出，從而使盤管6降溫；凍干機(jī)的真空泵由c口抽出容器內(nèi)部的不凝性氣體，使容器組件的內(nèi)部處于真空狀態(tài)；放置在干燥箱內(nèi)部擱板上的固態(tài)物品，其水分在真空環(huán)境下被蒸發(fā)成水蒸汽，該水蒸汽經(jīng)過干燥箱的水汽通道接口p、水汽通道2及隔離閥3之后進(jìn)入冷阱4，并被凍結(jié)在處于低溫狀態(tài)的盤管6表面。一般把這種水蒸汽被凍干機(jī)冷阱捕捉并凍結(jié)的過程，稱為凍干機(jī)的冷阱捕冰。

所述的各閥門及制冷分路的節(jié)流閥，均與安裝于設(shè)備上的傳感元件或安裝在凍干機(jī)控制柜上的控制系統(tǒng)相連。

通常情況下，凍結(jié)成固態(tài)物品的干燥過程，在凍干工藝上被劃分為兩個階段：在固態(tài)凍結(jié)冰消失之前的升華干燥，被稱為一次干燥階段，在固態(tài)凍結(jié)冰消失之后的解析干燥被稱為二次干燥階段。

目前，物品凍干的大量生產(chǎn)實踐已經(jīng)證明：物品經(jīng)過一次干燥階段的干燥，耗時約為物品全部干燥時間的五分之三，該階段去除了固態(tài)物品90％以上的水分；物品經(jīng)過二次干燥階段的干燥，耗時約為物品全部干燥時間的五分之二，

該階段所去除的水分，一般已不足物品總水分的10％。

在固態(tài)物品的全部干燥時間內(nèi)，由于水蒸汽的不斷蒸發(fā)，冷阱需要連續(xù)捕冰，所以，凍干機(jī)制冷系統(tǒng)的全部制冷壓縮機(jī)始終在滿負(fù)荷運(yùn)行。由于凍干機(jī)制冷系統(tǒng)是按物品的最大冷凍速率和冷阱的最大捕冰量而設(shè)計與制造的，因此，在物品的二次干燥階段，為了捕捉已不足總水分10％的水蒸汽，凍干機(jī)的全部制冷壓縮機(jī)仍然滿負(fù)荷運(yùn)行是不經(jīng)濟(jì)的。這樣運(yùn)行的結(jié)果是：不僅浪費(fèi)了能源，加大了物品的制造成本，而且由于水蒸汽蒸發(fā)量減少，盤管凍結(jié)水蒸汽需要的制冷量減小，導(dǎo)致了制冷壓縮機(jī)的制冷工況趨向極限低溫而不斷惡化，制冷壓縮機(jī)的可靠性降低，使用壽命縮短。

發(fā)明內(nèi)容

為克服現(xiàn)有的凍干機(jī)能耗過高，以及凍干后期制冷壓縮機(jī)制冷工況不斷惡化的不足，本發(fā)明想提供一種新的凍干機(jī)的冷阱捕冰系統(tǒng)及采用該系統(tǒng)進(jìn)行捕冰的方法，該捕冰系統(tǒng)是按照物品凍干的兩個干燥階段來設(shè)置的，采用該捕冰系統(tǒng)不僅能夠降低物品凍干機(jī)的能源消耗，直接降低物品成本，而且能夠改善凍干后期制冷壓縮機(jī)工況的不斷惡化，提高設(shè)備的可靠性。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種凍干機(jī)冷阱捕冰系統(tǒng)，含有干燥箱及與壓縮機(jī)相連的冷阱制冷分路，其特征是在干燥箱的至少一個側(cè)面設(shè)有一大一小二個冷阱，及分別設(shè)在干燥箱的至少一個側(cè)面的一個大冷阱水汽通道和一個小冷阱水汽通道，小冷阱水汽通道與小冷阱相連接，大冷阱水汽通道與大冷阱相連接，在小冷阱水汽通道上設(shè)有小冷阱隔離閥，在大冷阱水汽通道上設(shè)有大冷阱隔離閥，在大冷阱上設(shè)有大冷阱抽空閥，在小冷阱上設(shè)有小冷阱抽空閥，大冷阱內(nèi)設(shè)有至少一個大冷阱盤管，小冷阱內(nèi)設(shè)有至少一個小冷阱盤管；與壓縮機(jī)相連的冷阱制冷分路含有大冷阱制冷分路和小冷阱制冷分路，大冷阱通過大冷阱盤管與大冷阱制冷分路相連接，小冷阱通過小冷阱盤管與小冷阱制冷分路相連接，在大、小冷阱制冷分路上皆設(shè)有節(jié)流閥。

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制冷分路上的節(jié)流閥、小冷阱制冷分路上的節(jié)流閥均可與安裝于設(shè)備上的傳感元件或安裝在凍干機(jī)控制柜上的控制系統(tǒng)相連。

所述的大、小冷阱隔離閥可以是蝶閥、蘑菇閥、閘閥、球閥、插板閥等任意一種。

所述的設(shè)置于干燥箱側(cè)面的大、小冷阱，既可以設(shè)置于干燥箱除箱門以外的任意一個側(cè)面，也可以設(shè)置于干燥箱除箱門以外的任意二個側(cè)面。