一种真空冷冻干燥机的制冷系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及真空冷冻干燥设备技术领域，尤其涉及一种真空冷冻干燥机的制冷系统。
【背景技术】
[0002]真空冷冻干燥机，首先是使产品冻结，然后在真空环境下提供合适的升华热，使冻结产品中的水分或其他溶剂转化成气态蒸汽，达到产品脱水的目的。
[0003]液体产品的冻结过程和被冻结后的固体产品在干燥过程中蒸发出来的水蒸汽的凝结过程都需要一个低温环境。随着医药、生物提取工艺技术的迅速发展和广泛应用，出现许多含有活性细胞成分的制剂，这些制剂需要在低温或超低温下保存其理化性能，达到预防、治疗的有效性和持久性。
[0004]现有的制冷系统采用两级复叠系统，其工作流程图如图1所示。所述的制冷系统包括第一级压缩系统和第二级压缩系统，第一级压缩系统是由中温制冷剂R404A为冷媒的制冷系统。第一级压缩系统由第一级压缩机a、第一级冷凝器b、第一级节流器c和第一级蒸发器d构成。第二级压缩系统是由低温级制冷剂R23为冷媒的制冷系统。第二级压缩系统由第二级压缩机e、第二级冷凝器f、第二级节流器g和第二级蒸发器h构成。两个压缩系统是由蒸发冷凝器联系起来，第一级蒸发器d也就是第二级冷凝器f，故也称蒸发冷凝器。
[0005]这个系统能得到一 60°C?一 70°C的蒸发温度，基本上能满足一些产品的保存要求。
[0006]但是，现有的许多生物医药制剂属于高附加值产品，为了更能有效地稳定液体状态时的理化性能，常常需要添加一些溶剂作为添加剂或赋形剂。使用较多的添加剂有葡萄糖类、多元醇类如甘露醇、无水溶剂如甘油、乙醇等。这些溶剂的加入，使得干燥过程中所蒸发的混合蒸汽在凝结时需要比常规低温更低的超低温，目前的两级复叠系统无法达到该要求，严重影响了真空干燥机的干燥效率。
【发明内容】
[0007]为了解决现有技术中的问题，本实用新型的目的是提供一种真空冷冻干燥机的制冷系统，本实用新型的制冷系统实现了冷阱温度在-100°C — -1lO0C，促使待干燥制剂中的水分或其他溶剂在升华后快速凝结，提高了干燥效率。
[0008]为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案:一种真空冷冻干燥机的制冷系统，包括第一级压缩系统和第二级压缩系统，其特征在于，所述的第一级压缩系统包括第一压缩机，第一制冷剂，第一油分离器，第一冷凝器，第一节流器和第一蒸发器，所述的第一压缩机用于将低压的第一制冷剂压缩成高压的第一蒸汽制冷剂，所述的第一压缩机的输出端连接第一油分离器的输入端，所述的第一油分离器用于分离第一蒸汽制冷剂中的冷冻润滑油，所述的第一油分离器的输出端连接第一冷凝器的输入端，所述的第一冷凝器用于将第一蒸汽制冷剂冷凝成第一液体制冷剂，所述的第一冷凝器的输出端连接第一节流器的输入端，所述的第一节流器用于将第一液体制冷剂降压降温至低温的第一制冷剂，所述的第一节流器的输出端连接第一级蒸发器的输入端，所述的第一蒸发器分别与第二级压缩系统和第一压缩机连接，用于完成第一制冷剂与第二级压缩系统的换热，并将换热后的第一制冷剂引入第一压缩机，进行第一级压缩系统的循环过程；所述的第二级压缩系统包括第一温度控制器，第二制冷剂，第二压缩机，第二油分离器，第二冷凝器，第二节流器，第三节流器，第二蒸发器和第三蒸发器，所述的第一温度控制器分别与第一蒸发器和第二压缩机连接，用于检测并控制从第一蒸发器进入第二压缩机的第二制冷剂温度，所述的第二压缩机用于将低压的第二制冷剂压缩成高压的第二蒸汽制冷剂，所述的第二压缩机的输出端连接第二油分离器的输入端，所述的第二油分离器用于分离第二蒸汽制冷剂中的冷冻润滑油，所述的第二油分离器的输出端连接第二冷凝器的输入端，所述的第二冷凝器为第一蒸发器，所述的第二冷凝器的输出端分别与第二节流器的输入端和第三节流器的输入端连接，所述的第二节流器的输出端连接第二蒸发器的输入端，所述的第二蒸发器用于第二制冷剂与循环硅油间的换热，所述的循环硅油用于对待干燥的制剂进行降温，完成制剂从液态到固态的凝固过程，所述的第三节流器的输出端连接第三蒸发器的输入端，所述的第三蒸发器分别与第三级压缩系统和第二压缩机连接，用于完成第二制冷剂与第三级压缩系统的换热，并将换热后的第二制冷剂引入第二压缩机，进行第二级压缩系统的循环过程；所述的制冷系统还包括第三级压缩系统，所述的第三级压缩系统包括第二温度控制器，第三制冷剂，第三压缩机，第三油分离器，第四油分离器，第三冷凝器和第四节流器，所述的第二温度控制器分别与第三蒸发器和第三压缩机连接，用于检测并控制从第三蒸发器进入第三压缩机的第三级制冷剂温度，所述的第三压缩机用于将低压的第三制冷剂压缩成高压的第三蒸汽制冷剂，所述的第三压缩机的输出端连接第三油分离器的输入端，所述的第三油分离器的输出端连接第四油分离器的输入端，所述的第三油分离器和第四油分离器用于分离第三蒸汽制冷剂中的冷冻润滑油，所述的第四油分离器的输出端连接第三冷凝器的输入端，所述的第三冷凝器为第二级蒸发器，所述的第三冷凝器的输出端与第四节流器的输入端连接，所述的第四节流器的输出端与冷阱的输入端连接，所述的冷阱为蒸汽捕集器，所述的冷阱与第三压缩机连接，用于完成第三制冷剂与冷阱间的换热，并将换热后的第三制冷剂引入第三压缩机，进行第三级压缩系统的循环过程。
[0009]通过上述方案，可以保证循环硅油温度在_60°C以下，使得待干燥的制剂从液态快速凝结成固态，同时该三级压缩系统使得冷阱的温度处于-100°C — -110°c，实现了待干燥制剂中的水分或其他溶剂在升华后快速凝结的效果，提高了干燥效率。
[0010]优选的是，所述的第一制冷剂为中温制冷剂。
[0011]更为优选的是，所述的第一制冷剂为R404A。
[0012]优选的是，所述的第二制冷剂为低温制冷剂。
[0013]更为优选的是，所述的第二制冷剂为R23，R508A或R08B中的一种。
[0014]优选的是，所述的第三制冷剂为超低温制冷剂。
[0015]更为优选的是，所述的第三制冷剂为R14。
[0016]其中，所述的第一压缩机为全封闭压缩机或半封闭压缩机，所述的第一冷凝器为风机强制冷却式冷凝器或循环水冷却式冷凝器，所述的第一蒸发器为板式换热器。
[0017]其中，所述的第二压缩机为全封闭压缩机或半封闭压缩机，所述的第二冷凝器为风机强制冷却式冷凝器或循环水冷却式冷凝器，所述的第二蒸发器和第三蒸发器为板式换热器。
[0018]优选的是，所述的第二压缩机内设置有第一压力控制器，所述的第一压力控制器实现了第二制冷剂在压力< 1.2MPa时，才能进入第二压缩机，保证了第二级压缩系统的稳定运行。
[0019]其中，所述的第三压缩机为全封闭压缩机或半封闭压缩机，所述的第三冷凝器为风机强制冷却式冷凝器或循环水冷却式冷凝器。
[0020]优选的是，所述的第三压缩机内设置有第二压力控制器，所述的第二压力控制器实现了第三制冷剂在压力< 1.2MPa时，才能进入第三压缩机，保证了第三级压缩系统及第一级压缩系统、第二级压缩系统的稳定运行。
[0021]其中，所述的第二级油分离器和第二级冷凝器间设置有冷却器。所述的冷却器用于降低第二制冷剂蒸汽的温度，避免循环使用的第二制冷剂温度过高影响第二油分离器的分尚效率和第二级压缩系统的制冷效率。
[0022]优选的是，所述的第二级压缩系统还设置有第一膨胀容器，第一毛细管和第一单向阀，所述的第一膨胀容器分别与第一单向阀和第一毛细管连接。
[0023]优选的是，所述的第三级压缩系统还安装有第二膨胀容器，第二毛细管和第二单向阀，所述的第二膨胀容器分别与第二单向阀和第二毛细管连接。
[0024]其中，所述的冷冻润滑油为POE聚脂油。
[0025]其中，所述的第一温度控制器或第二温度控制器为T型热电偶。
[0026]与现有技术相比，本实用新型实现的有益效果:本实用新型的制冷系统采用三级制冷系统，获得-1oo°c — -110°C超低温环境，对于加入添加剂的待干燥制剂也能实现干燥的效果，扩大了真空冷冻干燥设备的使用范围。
【附图说明】
[0027]以下结合附图和【具体实施方式】来进一步详细说明本实用新型:
[0028]图1为现有真空冷冻干燥机的制冷系统的工作示意图；
[0029]图2为本实用新型真空冷冻干燥机的制冷系统的工作示意图。
【具体实施方式】
[0030]如图2所示，一种真空冷冻干燥机的制冷系统，包括第一级压缩系统和第二级压缩系统，其特征在于，所述的第一级压缩系