一种可不间断运行带自动化霜功能的真空冷冻干燥机制冷系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种可不间断运行、具有自动化霜功能的真空冷冻干燥机制冷系统，系统由高温级压缩机、冷凝器、过滤器、节流阀、蒸发冷凝器串接而成的高温级制冷系统及由低温级压缩机、油分离器、过热冷却器、电磁阀、过滤器、节流阀、手动阀、板式换热器、硅油循环泵、单向阀、真空泵、膨胀容器、干燥室、冷阱串接而成的低温级制冷系统耦合组成。本发明实现了连续预冻时冷阱盘管的热化霜功能，确保了冷冻干燥机不间断多批次物料冷冻干燥的进行，提高了冷冻干燥机的利用率和生产量，节约了能源。
【专利说明】一种可不间断运行带自动化霜功能的真空冷冻干燥机制冷系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种真空冷冻干燥机的制冷系统，把含水物品预先冻结，然后在一定真空状态下使水分升华从而实现低温脱水获得干燥物品，属于真空冷冻干燥机【技术领域】。
【背景技术】
[0002]真空冷冻干燥是把含水物品预先冻结，然后在一定真空状态下使其冰晶升华从而实现低温脱水获得干燥物品。
[0003]真空冷冻干燥方法相比于传统的烘干、喷雾干燥等方法相比具有相当突出的优占-
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[0004]1、微生物等的生长几乎无法进行，符合卫生要求；
[0005]2、冷冻干燥后能保持生物活性、颜色、风味及芳香；
[0006]3、冷冻干燥过程能减少挥发性和热敏性物质的损失，可以很好地保持物质原有的性质；
[0007]4、干燥后形态基本不变，呈海绵状疏松结构；复水容易，能迅速地还原成原来的性状；
[0008]5、能除去样品中95%?99%的水分，不易氧化，制品保存期长。
[0009]真空冷冻干燥涉及植物学、医学、病毒学、食品学、考古学等
[0010]众多学科领域，应用面广。适用于细菌、病毒、微生物、疫苗及药品等的冷冻干燥。
[0011]传统的冷冻干燥机在冷冻干燥过程结束后需要停机，对冷阱盘管进行除霜处理，再进行下一批次物料的冷冻干燥程序，两个批次冻干物料的冷冻干燥间隔较长、工作效率较低。为了提高冷冻干燥机工作效率、减少停机次数、缩短停机时间，使冷冻干燥机能够连续工作，一般都需要设计安装专用冷阱加热化霜装置并加装双冷阱或多冷阱结构，造成冷冻干燥机系统结构复杂、成本较闻。
【发明内容】
[0012]本发明的目的是提供一种可不间断运行带自动化霜功能的真空冷冻干燥机制冷系统。
[0013]本发明的技术方案是:一种可不间断运行带自动化霜功能的真空冷冻干燥机制冷系统，包括高温级制冷系统管路上连接的高温级压缩机(1)、冷凝器(2)、过滤器(3)、节流阀(4)、蒸发冷凝器(5)以及低温级制冷系统管路上连接的低温级压缩机￠)、油分离器
(7)、过热冷却器(8)、电磁阀(9、11、16、18、21、24)、过滤器(10)、节流阀(12、17、19)、手动阀(13)、板式换热器(14)、硅油循环泵(15)、单向阀(20、25)、真空泵(22)、膨胀容器(23)、干燥室(26)、冷阱(27)。
[0014]所述高温级压缩机⑴的出口与冷凝器(2)入口相连，冷凝器(2)的出口与过滤器(3)的入口相连，过滤器(3)的出口与节流阀(4)的入口相连，节流阀(4)的出口与蒸发冷凝器(5)的入口相连，蒸发冷凝器(5)的出口与高温级压缩机(1)的入口相连。
[0015]所述低温级压缩机(6)的出口与油分离器(7)的入口相连，油分离器(7)的出口与过热冷却器(8)的入口相连，过热冷却器(8)的出口分两路，一路与电磁阀(9)的入口相连；一路与电磁阀(24)的入口相连。电磁阀(9)的出口与过滤器(10)的入口相连，过滤器(10)的出口与冷凝蒸发器(5)冷凝侧的入口相连，冷凝蒸发器(5)冷凝侧的出口分两路分别连接到干燥室(26)侧和冷阱(27)侧。连干燥室(26)侧的由蒸发冷凝器(5)冷凝侧的出口与电磁阀(11)的入口相连，电磁阀(11)的出口与节流阀(12)的入口相连，节流阀
(12)的出口与手动阀(13)的入口相连，手动阀(13)的出口与板式换热器(14)蒸发侧的入口相连，板式换热器(14)蒸发侧的出口与低温级压缩机(6)的入口相连。连冷阱(27)侧的由蒸发冷凝器(5)冷凝侧的出口与电磁阀(18)的入口相连，电磁阀(18)的出口与节流阀(19)的入口相连，节流阀(19)的出口与单向阀(20)的入口相连，单向阀(20)的出口与冷阱(27)盘管的入口相连，冷阱(27)盘管的出口与电磁阀(21)的入口相连，电磁阀(21)的出口与低温级压缩机(6)的入口相连，膨胀容器(23)的出口与低温级压缩机(6)的入口相连。
[0016]所述过热冷凝器⑶和冷阱(27)盘管入口间用电磁阀(24)连接，冷阱(27)盘管出口和过滤器(10)入口间用单向阀(25)连接，冷阱(27)盘管出口和低温级压缩机(6)入口间用电磁阀(21)相连。
[0017]本发明的优点是:
[0018]1、需冻干物料冷冻干燥过程结束后不需停机，直接进行下一批次冻干物料的冷冻干燥过程，大大地缩短了各批次冻干物料的冷冻干燥间隔，提高了生产效率和生产量；
[0019]2、本系统在再次冷冻干燥的预冻过程初期把冷阱和冻干箱串联起来运行，增大了低温级制冷系统的散热面积，可以增加制冷系统的过冷度，提高系统的制冷量，增强系统预冻效果；
[0020]3、相较于传统不间断工作冷冻干燥机，本发明减少了额外的冷阱盘管除霜系统和双冷阱及多冷阱系统，节约了能源，简化了结构；
[0021]4、再次预冻过程中本系统冷阱盘管温度和环境温度基本相当，不会对后面的冷冻干燥过程造成影响。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图为一种可不间断运行带自动化霜功能的真空冷冻干燥机制冷系统原理图。
【具体实施方式】
[0023]结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0024]实施例
[0025]如图所示，本发明的能不间断运行且带自动化霜的真空冷冻干燥机的制冷循环系统，包括高温级制冷系统管路上连接的高温级压缩机(1)、冷凝器(2)、过滤器(3)、节流阀
(4)、蒸发冷凝器(5)以及低温级制冷系统管路上连接的低温级压缩机￠)、油分离器(7)、过热冷却器(8)、电磁阀(9、11、16、18、21、24)、过滤器(10)、节流阀(12、17、19)、手动阀
(13)、板式换热器(14)、硅油循环泵(15)、单向阀(20、25)、真空泵(22)、膨胀容器(23)、干燥室(26)、冷阱(27)。所述高温级压缩机(1)的出口与冷凝器(2)入口相连，冷凝器(2)的出口与过滤器(3)的入口相连，过滤器(3)的出口与节流阀(4)的入口相连，节流阀(4)的出口与蒸发冷凝器(5)的入口相连，蒸发冷凝器(5)的出口与高温级压缩机(1)的入口相连。
[0026]所述低温级压缩机(6)的出口与油分离器(7)的入口相连，油分离器(7)的出口与过热冷却器(8)的入口相连，过热冷却器(8)的出口分两路，一路与电磁阀(9)的入口相连；一路与电磁阀(24)的入口相连。电磁阀(9)的出口与过滤器(10)的入口相连，过滤器(10)的出口与冷凝蒸发器(5)冷凝侧的入口相连，冷凝蒸发器(5)冷凝侧的出口分两路分别连接到干燥室(26)侧和冷阱(27)侧。连干燥室(26)侧的由蒸发冷凝器(5)冷凝侧的出口与电磁阀(11)的入口相连，电磁阀(11)的出口与节流阀(12)的入口相连，节流阀
(12)的出口与手动阀(13)的入口相连，手动阀(13)的出口与板式换热器(14)蒸发侧的入口相连，板式换热器(14)蒸发侧的出口与低温级压缩机(6)的入口相连。连冷阱(27)侧的由蒸发冷凝器(5)冷凝侧的出口与电磁阀(18)的入口相连，电磁阀(18)的出口与节流阀(19)的入口相连，节流阀(19)的出口与单向阀(20)的入口相连，单向阀(20)的出口与冷阱(27)盘管的入口相连，冷阱(27)盘管的出口与电磁阀(21)的入口相连，电磁阀(21)的出口与低温级压缩机(6)的入口相连，膨胀容器(23)的出口与低温级压缩机(6)的入口相连。
[0027]所述过热冷凝器⑶和冷阱(27)盘管入口间用电磁阀(24)连接，冷阱(27)盘管出口和过滤器(10)入口间用单向阀(25)连接，冷阱(27)盘管出口和低温级压缩机(6)入口间用电磁阀(21)相连。
[0028]其工作过程为:常规冷冻干燥过程开始时，高温级压缩机(1)中出来的高温高压制冷剂在冷凝器(2)中冷凝后进入过滤器(3)中，然后经节流阀(4)节流后进入蒸发冷凝器(5)的蒸发侧吸热，后回到高温级压缩机(1)的吸气侧完成高温级制冷系统的循环。当高温级制冷系统运行一段时间后，低温级制冷系统启动，此时电磁阀(16)和(24)关闭，电磁阀(9)、(11)、(18)和(21)开启。由低温级压缩机(6)中出来的高温高压制冷剂经油分离器(7)分油后在过热冷却器(8)中被冷凝，然后经电磁阀(9)和过滤器(10)后到达蒸发冷凝器(5)的冷凝侧被进一步降温，然后制冷剂被分成两路分别进入干燥室(26)和冷阱(27)。一路制冷剂由电磁阀(11)经节流阀(12)节流后通过手动阀(13)进入板式换热器(14)给干燥室(26)搁板内的硅油降温，硅油通过硅油循环泵(15)的运转在板式换热器
(14)和干燥室(26)内搁板间流动，用于给物料预冻降温，在板式换热器(14)中吸热气化出来的制冷剂则直接回到了低温级压缩机(6)的吸气侧；另一路制冷剂则经电磁阀(18)在节流阀(19)中被节流，然后经单向阀(20)进入冷阱(27)盘管内，直接给冷阱(27)降温，在冷阱(27)中吸热气化后经电磁阀(21)后回到低温级压缩机(6)的吸气侧。当搁板温度降到一定程度后，电磁阀(18)关闭，所有低温制冷剂全部由电磁阀(11)进入板式换热器
(14)给硅油降温，给物料预冻；当预冻过程结束后，电磁阀(18)打开，电磁阀(11)关闭，所有低温制冷剂全部由电磁阀(18)进入冷阱(27)盘管，给冷阱(27)降温，当冷阱(27)温度到达_80°C后，开启真空泵(22)进行真空干燥过程，直到物料被完全干燥为止，完成一次常规冷冻干燥过程。当物料被完全干燥后，从冻干室取出物料，再次放入新的需冻干物料进行预冻，此时电磁阀(9)、电磁阀(21)和电磁阀(18)关闭，电磁阀(24)开启，让从低温级压缩机(6)出来的高温高压制冷剂经油分离器(7)和过冷冷却器⑶冷凝后到达冷阱(27)盘管，吸收盘管上附着冰的热量后经过滤器(10)进入蒸发冷凝器(5)的冷凝侧，降温后的制冷剂经电磁阀(11)后在节流阀(12)中被节流，节流后的制冷剂经手动阀(13)进入硅油板式换热器(14)给硅油降温，通过硅油循环泵(15)的连续运转给新样品降温。当冷阱(27)内霜融化完全后，电磁阀(9)和电磁阀(21)开启，电磁阀(24)关闭，系统按常规冷冻干燥过程运行。
【权利要求】
1.一种可不间断运行带自动化霜功能的真空冷冻干燥机制冷循环系统，包括高温级制冷系统管路上连接的高温级压缩机(1)、冷凝器(2)、过滤器(3)、节流阀(4)、蒸发冷凝器(5)以及低温级制冷系统管路上连接的低温级压缩机￠)、油分离器(7)、过热冷却器(8)、电磁阀(9、11、16、18、21、24)、过滤器(10)、节流阀(12、17、19)、手动阀(13)、板式换热器(14)、硅油循环泵(15)、单向阀(20、25)、真空泵(22)、膨胀容器(23)、干燥室(26)、冷阱(27)。
2.如权利要求1所述的高温级制冷系统，其特征在于，所述高温级压缩机(1)的出口与冷凝器⑵入口相连，冷凝器⑵的出口与过滤器⑶的入口相连，过滤器⑶的出口与节流阀(4)的入口相连，节流阀(4)的出口与蒸发冷凝器(5)的入口相连，蒸发冷凝器(5)的出口与高温级压缩机(1)的入口相连。
3.如权利要求1所述的低温级制冷系统，其特征在于，所述低温级压缩机(6)的出口与油分离器(7)的入口相连，油分离器(7)的出口与过热冷却器⑶的入口相连，过热冷却器(8)的出口分两路，一路与电磁阀(9)的入口相连；一路与电磁阀(24)的入口相连。电磁阀(9)的出口与过滤器(10)的入口相连，过滤器(10)的出口与冷凝蒸发器(5)冷凝侧的入口相连，冷凝蒸发器(5)冷凝侧的出口分两路分别连接到干燥室(26)侧和冷阱(27)侦t连干燥室(26)侧的由蒸发冷凝器(5)冷凝侧的出口与电磁阀(11)的入口相连，电磁阀(11)的出口与节流阀(12)的入口相连，节流阀(12)的出口与手动阀(13)的入口相连，手动阀(13)的出口与板式换热器(14)蒸发侧的入口相连，板式换热器(14)蒸发侧的出口与低温级压缩机(6)的入口相连。连冷阱(27)侧的由蒸发冷凝器(5)冷凝侧的出口与电磁阀(18)的入口相连，电磁阀(18)的出口与节流阀(19)的入口相连，节流阀(19)的出口与单向阀(20)的入口相连，单向阀(20)的出口与冷阱(27)盘管的入口相连，冷阱(27)盘管的出口与电磁阀(21)的入口相连，电磁阀(21)的出口与低温级压缩机(6)的入口相连，膨胀容器(23)的出口与低温级压缩机(6)的入口相连。
4.如权利要求1所述的低温级制冷系统，其特征在于过热冷凝器⑶和冷阱(27)盘管入口间用电磁阀(24)连接，冷阱(27)盘管出口和过滤器(10)入口间用单向阀(25)连接。冷阱(27)盘管出口和低温级压缩机(6)入口间用电磁阀(21)连接。
【文档编号】F25B47/02GK104296502SQ201310302748
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2013年7月19日 优先权日:2013年7月19日
【发明者】范晓逶, 芦宏斌, 黄孝胜, 安源 申请人:北京四环科学仪器厂有限公司, 中国人民解放军军事医学科学院实验仪器厂