專利名稱：一種凍干機(jī)的冷阱捕冰系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種凍干機(jī)的冷阱捕冰系統(tǒng)，它適合于采用真空冷凍干燥工藝對(duì)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(guò)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(guò)程的設(shè)備被稱為凍干機(jī)。通常，國(guó)內(nèi)外用于物品真空冷凍干燥工藝過(guò)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，冷阱內(nèi)部設(shè)置有至少一個(gè)盤管6， 每個(gè)冷阱盤管6均與冷阱制冷分路ab相連接，每個(gè)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(guò)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(guò)干燥箱的水汽通道接口 P、水汽通道2和隔離閥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(guò)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(guò)程，在凍干工藝上被劃分為兩個(gè)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(shí)踐已經(jīng)證明物品經(jīng)過(guò)一次干燥階段的干燥，耗時(shí)約為物品全部干燥時(shí)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(guò)二次干燥階段的干燥，耗時(shí)約為物品全部干燥時(shí)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(shí)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(jì)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。

實(shí)用新型內(nèi)容為克服現(xiàn)有的凍干機(jī)能耗過(guò)高，以及凍干后期制冷壓縮機(jī)制冷工況不斷惡化的不
3足，本實(shí)用新型想提供一種新的凍干機(jī)的冷阱捕冰系統(tǒng)，該捕冰系統(tǒng)是按照物品凍干的兩個(gè)干燥階段來(lái)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。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)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、水汽通道及與壓縮機(jī)相連的冷阱制冷分路，在干燥箱的一個(gè)側(cè)面上設(shè)有一個(gè)水汽通道的接口，水汽通道通過(guò)接口與干燥箱相連，其特征是在干燥箱水汽通道接口的一側(cè)， 設(shè)有一大一小二個(gè)冷阱，與干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(shè)有大冷阱水汽通道，大冷阱內(nèi)設(shè)有至少一個(gè)大冷阱盤管，小冷阱內(nèi)設(shè)有至少一個(gè)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(shè)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(shè)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(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(guò)大冷阱盤管與大冷阱制冷分路相連，小冷阱通過(guò)小冷阱盤管與小冷阱制冷分路相連，在大、小冷阱制冷分路上皆設(shè)有節(jié)流閥。所述的設(shè)置在干燥箱側(cè)面的接口，可位于干燥箱除箱門以外的任意一側(cè)。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。本實(shí)用新型由于采用了一大一小二個(gè)冷阱，在大、小冷阱上分別設(shè)置抽空閥，并設(shè)置了與大、小冷阱分別連接的制冷分路，按照物品凍干的兩個(gè)干燥階段來(lái)設(shè)置捕冰系統(tǒng)，其中與大冷阱制冷分路相連的大冷阱用于一次干燥階段的捕冰，與小冷阱制冷分路相連的小冷阱用于二次干燥階段的捕冰，通過(guò)對(duì)大、小冷阱的捕冰切換，即可完成對(duì)物品二個(gè)干燥階段的捕冰。使用本實(shí)用新型，不僅能夠有效降低凍干機(jī)的能源消耗，直接降低物品凍干的制造成本，而且能夠改善物品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。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的冷阱捕冰系統(tǒng)的原理圖。圖2為本實(shí)用新型一種實(shí)施例的原理圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的說(shuō)明，然而所述的實(shí)施例不應(yīng)以限制的方式解釋。由圖1可以看出，現(xiàn)有技術(shù)中的冷阱捕冰系統(tǒng)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，水汽通道2通過(guò)接口 ρ與干燥箱1相連，冷阱4的內(nèi)部安裝有盤管6 ；冷阱制冷分路ab主要含有節(jié)流閥7及盤管6，制冷系統(tǒng)的制冷劑由a 口進(jìn)入，經(jīng)過(guò)節(jié)流閥7及盤管6蒸發(fā)之后，由b 口流出。圖2是本實(shí)用新型一種具體實(shí)施例的冷阱捕冰系統(tǒng)的原理圖，它含有干燥箱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、大冷阱制冷分路^b1及小冷阱制冷分路^i2Iv由圖中可以看出，在干燥箱的一個(gè)側(cè)面上設(shè)有一個(gè)水汽通道的接口 P，大冷阱13內(nèi)設(shè)有大冷阱盤管16，小冷阱9內(nèi)設(shè)有小冷阱盤管18，與干燥箱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(shè)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(shè)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(lián)連接于干燥箱水汽通道的接口 ρ ；與壓縮機(jī)相連的冷阱制冷分路含有大冷阱制冷分路^b1和小冷阱制冷分路a2b2，大冷阱13通過(guò)大冷阱盤管16與大冷阱制冷分路^b1相連，小冷阱9通過(guò)小冷阱盤管18與小冷阱制冷分路4 相連，在大冷阱制冷分路^b1上設(shè)有節(jié)流閥15，在小冷阱制冷分路^ID2上設(shè)有節(jié)流閥17，也即大冷阱制冷分路^b1含有通過(guò)管道連接的大冷阱盤管16及節(jié)流閥15，小冷阱制冷分路4 含有通過(guò)管道連接的小冷阱盤管18及節(jié)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及大冷阱制冷分路^b1上的節(jié)流閥15、 小冷阱制冷分路上的節(jié)流閥17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。當(dāng)大冷阱制冷分路^b1為大冷阱13制冷時(shí)，制冷劑由 口進(jìn)入，經(jīng)過(guò)節(jié)流閥15及大冷阱盤管16蒸發(fā)之后，由Id1 口流出；當(dāng)小冷阱制冷分路為小冷阱9制冷時(shí)，制冷劑由 口進(jìn)入，經(jīng)過(guò)節(jié)流閥17及小冷阱盤管18蒸發(fā)之后，由Id2 口流出。所述的冷阱制冷分路^b1及^ID2通常都包含至少一個(gè)節(jié)流閥及至少一個(gè)盤管，圖 2僅表示大、小冷阱制冷分路中的各一個(gè)節(jié)流閥及一個(gè)盤管。所述的大、小冷阱制冷分路分別與多個(gè)節(jié)流閥及多個(gè)盤管的連接方式，與現(xiàn)有技術(shù)中的冷阱制冷分路與多個(gè)節(jié)流閥及多個(gè)盤管的連接方式相同，這里就不再敘述。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(lián)連接于干燥箱ι側(cè)面的一個(gè)接口 P。所述的干燥箱側(cè)面的接口 P，可位于干燥箱1除箱門以外的任意一側(cè)。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(shí)用新型的冷阱捕冰系統(tǒng)進(jìn)行捕冰的方法為通過(guò)對(duì)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(kāi)閉控制，以及對(duì)大冷阱制冷分路^b1上的節(jié)流閥15及小冷阱制冷分路上的節(jié)流閥17的開(kāi)閉控制，完成大冷阱13與小冷阱9的捕冰切換，此時(shí)，僅保留與小冷阱制冷分路 a2b2相連且該分路上的節(jié)流閥17處于開(kāi)啟狀態(tài)的壓縮機(jī)運(yùn)行，其他壓縮機(jī)停止運(yùn)行，其中， 大冷阱13用于物品一次干燥階段的捕冰，小冷阱9用于物品二次干燥階段的捕冰。本實(shí)用新型使用時(shí)，各閥門及冷阱制冷分路的切換，及二次干燥階段小冷阱的盤管表面溫度的設(shè)定與控制，均可由配置于凍干機(jī)上的傳感元件及控制系統(tǒng)自動(dòng)完成。所述的配置于凍干機(jī)上的傳感元件及控制系統(tǒng)，可直接從市場(chǎng)上購(gòu)得，其安裝與使用方法也為本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員所皆知的常識(shí)，就里也不再敘述。
權(quán)利要求1.一種凍干機(jī)冷阱捕冰系統(tǒng)，含有干燥箱(1)、水汽通道( 及與壓縮機(jī)相連的冷阱制冷分路，在干燥箱(1)的一個(gè)側(cè)面上設(shè)有一個(gè)水汽通道接口 P，水汽通道( 與干燥箱(1) 的水汽通道接口 P相連，其特征是在干燥箱含有水汽通道接口 P的一側(cè)，設(shè)有一個(gè)大冷阱 (13)、一個(gè)小冷阱(9)，與干燥箱接口 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(shè)有大冷阱水汽通道(11)，大冷阱(13)內(nèi)設(shè)有至少一個(gè)大冷阱盤管(16)，小冷阱(9)內(nèi)設(shè)有至少一個(gè)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(shè)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(shè)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(jī)相連的冷阱制冷分路含有大冷阱制冷分路^b1和小冷阱制冷分路^b2，大冷阱(13)通過(guò)大冷阱盤管(16)與大冷阱制冷分路^b1相連，小冷阱(9)通過(guò)小冷阱盤管 (18)與小冷阱制冷分路相連，在大冷阱制冷分路^b1上設(shè)有節(jié)流閥(15)，在小冷阱制冷分路 132上設(shè)有節(jié)流閥(17 )。
2.按照權(quán)利要求1所述的凍干機(jī)冷阱捕冰系統(tǒng)，其特征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(lián)連接于干燥箱(1)側(cè)面的接口 ρ上。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種凍干機(jī)冷阱捕冰系統(tǒng)，它是在干燥箱的一側(cè)設(shè)有一大一小二個(gè)內(nèi)含盤管的冷阱(13、9)，與干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(shè)有與其相連的大冷阱水汽通道(11)，在水汽通道(2)上設(shè)小冷阱隔離閥(8)，在大冷阱水汽通道(11)上設(shè)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)；冷阱制冷分路含有大、小冷阱二個(gè)制冷分路，大、小冷阱盤管分別與大、小冷阱制冷分路相連，在大、小冷阱制冷分路上分別設(shè)有節(jié)流閥(15、17)。本實(shí)用新型按物品凍干的兩個(gè)干燥階段來(lái)設(shè)置捕冰系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)大、小冷阱的捕冰切換，即可完成對(duì)物品二個(gè)干燥階段的捕冰。
文檔編號(hào)F26B5/06GK202083178SQ201120079248
公開(kāi)日2011年12月21日 申請(qǐng)日期2011年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月13日
發(fā)明者楊鈞 申請(qǐng)人:楊鈞