[實用新型]一種制冷系統及使用該制冷系統的真空冷凍干燥機

有效

• 申請號: 201420294164.5
• 申請日: 2014-06-04
• 公開（公告）號: CN203857704U
• 公開（公告）日: 2014-10-01
• 發明（設計）人: 宋占濤
• 申請（專利權）人: 大連雙瑞科技有限公司
• 主分類號: F25B7/00
• 分類號: F25B7/00;F26B5/06
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 趙淑梅;李洪福

技術領域

本實用新型涉及一種用于將濕物料或溶液直接冷凍干燥的制冷系統及使用該制冷系統的真空冷凍干燥機。

背景技術

冷凍干燥機(簡稱凍干機)的工作原理是將被干燥的物品先凍結到三相點溫度以下，然后在真空條件下使物品中的固態水分(冰)直接升華成水蒸氣，從物品中排除，使物品干燥。該機廣泛應用于生物制品(疫苗、血制品、抗生素)生化產品、中西藥制劑、獸藥、食品、保健品等生物工程產品領域。利用該凍干機可直接將濕物料或溶液冷凍干燥成所需的成品。

凍干機由制冷系統、真空系統、循環系統、液壓系統、控制系統等系統組成。主要部件有凍干箱、冷阱、壓縮機、冷凝器、真空泵、加熱器、液壓站、液壓缸等。

其中制冷系統是凍干機最主要的系統，它由壓縮機、冷凝器、蒸發器、膨脹閥等基本部件組成。制冷系統可直接對冷阱進行制冷及通過循環系統間接對凍干箱內的擱板制冷，從而分別實現冷阱對升華后水汽的捕捉和凍干箱內擱板對產品的速凍。

目前已有凍干機的制冷系統中只用一臺壓縮機進行制冷，制冷劑大多采用R404A，凍干箱內擱板的最低溫度一般為-50～-55℃，冷阱最低溫度一般為-70～-75℃。空載時擱板的制冷速率為從+20℃～-40℃，時間為60min，冷阱的制冷速率為從+20℃～-40℃，時間為30min。

在制作西林瓶藥粉時，西林瓶的壓塞通過液壓缸控制凍干箱擱板的上下移動來實現。目前已有的凍干機液壓缸安裝在頂部，液壓缸損壞后油缸下滑會堵住正在冷凍干燥中產品的升華通道。并且存在一定的安全隱患，整機的尺寸也會相應的增加。

真空泵與后箱相連，真空泵的運轉一是保證凍干箱內的真空度，從而保證制品升華的速度，二是可將升華出的水蒸氣輸送到冷阱，進而在冷阱內凝結成冰。然而真空泵停止運轉時，真空泵油也會進入冷阱，從而造成逆污染。

為了能觀察凍干箱內制品的凍干情況，已有凍干機會在凍干箱箱門上裝一視鏡，實時觀察制品情況。

現有制冷系統及冷凍干燥機具有的缺陷：

1、已有的制冷系統中只用一臺壓縮機進行制冷，制冷速度慢，影響凍干箱內產品結晶的形成。而且冷阱最低溫在-70～-75℃左右，限制了其捕獲水蒸氣的能力，而且在大量升華時溫度回升會有水汽進入真空泵，影響了真空泵的使用壽命。

2、目前已有的凍干機液壓缸安裝在頂部，液壓缸損壞后油缸下滑會堵住正在冷凍干燥中產品的升華通道，而且存在一定的安全隱患，整機的尺寸也會相應的增加。

3、當真空泵停止運轉時，真空泵油會通過真空管路進入冷阱，甚至進入凍干箱，從而對制品造成污染。

4、為了觀察凍干箱內制品的凍干情況，已有凍干機在凍干箱門上開一視鏡進行觀察。但受限于視鏡的尺寸，對制品的觀察視角有限，且觀察不便。

發明內容

本實用新型針對以上問題的提出，而研究設計一種制冷系統及使用該制冷系統的真空冷凍干燥機，用以解決現有的制冷系統制冷速度慢，影響冷凍干燥機凍干箱內產品結晶的形成，而且冷阱最低溫在-70～-75℃左右，限制了其捕獲水蒸氣的能力，而且在大量升華時溫度回升會有水汽進入真空泵，影響了真空泵的使用壽命的缺點。本實用新型采用的技術手段如下：

一種制冷系統，所述制冷系統使用復疊式制冷機組，使用該復疊式制冷機組組成的制冷系統包括高溫系統和低溫系統，

高溫系統中壓縮機Ⅰ的輸入端分別連接有板式熱交換器Ⅰ的高溫級輸出端和制冷膨脹閥，壓縮機Ⅰ的輸出端連接有風冷冷凝器的高溫級輸入端，風冷冷凝器的高溫級輸出端連接有制冷膨脹閥，制冷膨脹閥的輸出端連接有板式熱交換器Ⅰ的高溫級輸入端；

低溫系統中壓縮機Ⅱ的輸出端連接有風冷冷凝器的低溫級輸入端，風冷冷凝器的低溫級輸出端連接有板式熱交換器Ⅰ的低溫級輸入端，板式熱交換器Ⅰ的低溫級輸出端連接有回熱器液體制冷劑入口，回熱器的回氣出口連接有壓縮機Ⅱ，液體制冷劑出口分別連接有板冷膨脹閥、摻冷膨脹閥和冷凝膨脹閥，板冷膨脹閥和摻冷膨脹閥的輸出端同時連接板式熱交換器Ⅱ的制冷劑輸入端，冷凝膨脹閥的輸出端連接有冷阱盤管，板式熱交換器Ⅱ制冷劑輸出端和冷阱盤管的輸出端同時連接有回熱器的回氣入口。

作為優選高溫系統中壓縮機Ⅰ的輸出端到制冷膨脹閥之間依次設置有膨脹容器Ⅰ、干燥過濾器和制冷電磁閥。