一种真空冷冻干燥机的制冷系统的制作方法_2

文档序号:9026350阅读:来源:国知局
统包括第一压缩机I,第一制冷剂,第一油分离器3,第一冷凝器4,第一节流器5和第一蒸发器6,所述的第一压缩机I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I的输出端连接第一油分离器3的输入端,所述的第一油分离器3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3的输出端连接第一冷凝器4的输入端,所述的第一冷凝器4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4的输出端连接第一节流器5的输入端,所述的第一节流器5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5的输出端连接第一级蒸发器6的输入端,所述的第一蒸发器6分别与第二级压缩系统和第一压缩机I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1,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7,第二制冷剂,第二压缩机9,第二油分离器10,第二冷凝器,第二节流器12,第三节流器13,第二蒸发器14和第三蒸发器11,所述的第一温度控制器7分别与第一蒸发器6和第二压缩机9连接,用于检测并控制从第一蒸发器6进入第二压缩机9的第二制冷剂温度,所述的第二压缩机9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9的输出端连接第二油分离器10的输入端,所述的第二油分离器10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10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6,所述的第二冷凝器的输出端分别与第二节流器12的输入端和第三节流器13的输入端连接,所述的第二节流器12的输出端连接第二蒸发器14的输入端,所述的第二蒸发器14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13的输出端连接第三蒸发器11的输入端,所述的第三蒸发器11分别与第三级压缩系统和第二压缩机9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9,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15,第三制冷剂,第三压缩机17,第三油分离器18,第四油分离器19,第三冷凝器和第四节流器20,所述的第二温度控制器15分别与第三蒸发器11和第三压缩机17连接,用于检测并控制从第三蒸发器11进入第三压缩机17的第三级制冷剂温度,所述的第三压缩机17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17的输出端连接第三油分离器18的输入端,所述的第三油分离器18的输出端连接第四油分离器19的输入端,所述的第三油分离器18和第四油分离器19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19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蒸发器14,所述的第三冷凝器的输出端与第四节流器20的输入端连接,所述的第四节流器20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17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17,进行第三级压缩系统的循环过程。
[0031]其中,所述的第一制冷剂为中温制冷剂。优选的是,所述的第一制冷剂为R404A。
[0032]其中,所述的第二制冷剂为低温制冷剂。优选的是,所述的第二制冷剂为R23,R508A或R08B中的一种。
[0033]其中,所述的第三制冷剂为超低温制冷剂。优选的是,所述的第三制冷剂为R14。
[0034]其中,所述的第一压缩机I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6为板式换热器。
[0035]其中,所述的第二压缩机9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14和第三蒸发器11为板式换热器。
[0036]其中,所述的第二压缩机9内设置有第一压力控制器。
[0037]其中,所述的第三压缩机17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。
[0038]其中,所述的第三压缩机17内设置有第二压力控制器。
[0039]其中,所述的第二油分离器10和第二冷凝器间设置有冷却器27。所述的冷却器27为风机强制冷却器或循环水冷却器,在运行工况下,防止第二级压缩系统中循环的第二制冷剂的温度过高,影响冷冻润滑油的分离效果。
[0040]其中,所述的第二级压缩系统还设置有第一膨胀容器21,第一毛细管22和第一单向阀23,所述的第一膨胀容器21分别与第一单向阀23和第一毛细管22连接。
[0041]其中,所述的第三级压缩系统还安装有第二膨胀容器24,第二毛细管25和第二单向阀26,所述的第二膨胀容器24分别与第二单向阀26和第二毛细管25连接。
[0042]其中,所述的冷冻润滑油为POE聚脂油。
[0043]其中,所述的第一温度控制器7或第二温度控制器15为T型热电偶。
[0044]启动第一压缩机I吸入低压的第一制冷剂蒸汽,第一制冷剂蒸汽被压缩,排出高温高压的第一制冷剂蒸汽。高温高压的第一制冷剂蒸汽进入第一油分离器3,分离第一压缩机I排出蒸汽中含有的冷冻润滑油,并重新由压差作用回到第一压缩机I的曲轴箱内。从第一油分离器3出来的高温蒸汽进入第一冷凝器4,利用其强制风机冷却排管或水冷却排管,使高温高压蒸汽冷凝成高压的液体制冷剂。高压的液体制冷剂进入第一节流器5,使第一制冷剂降压降温成低温液体,被降压降温的低温液体进入第一蒸发器6,低温液体吸收第二级压缩系统内第二制冷剂蒸汽的热量,使第一制冷剂由低温液体转化为低温蒸汽,同时使第二级压缩系统内的第二制冷剂蒸汽转化成液体。吸取热量的第一制冷剂又重新被第一压缩机I吸入,这样第一级压缩系统不断循环,完成第一级压缩系统的功能。
[0045]当第二级压缩系统内的第二制冷剂不断释放热量,至第一温度控制器7所设定的温度值时,如一 10°C?一 25°C,自动启动第二压缩机9,受压力控制器控制的第一电磁阀延时接通打开。第二压缩机9吸入第二制冷剂低压蒸汽、蒸汽压缩作功、排出高温高压蒸汽。高温高压的第二制冷剂蒸汽进入第二油分离器10,分离第二压缩机9排出蒸汽中含有的冷冻润滑油,并重新由压差作用回到第二压缩机9的曲轴箱内。由第二油分离器10出来的高温蒸汽依次进入冷却器27、第二冷凝器,使高温高压的第二制冷剂蒸汽冷凝成高压的液体制冷剂。高压的第二液体制冷剂进入第二节流器12,使第二制冷剂降压降温成低温液体。被降压降温的低温液体进入第二蒸发器14,低温液体吸收循环硅油的热量,使循环硅油的温度降下来,循环硅油用于对待干燥的制剂进行降温。吸收热量的第二液体制冷剂变成第二制冷剂蒸汽,第二制冷剂蒸汽重新被第二压缩机9吸入。这样第二级压缩系统不断循环,完成弟—.级压缩系统的功能。
[0046]在循环硅油的一侧安装有第三温度控制器,当设定循环硅油的温度为恒定时,接通/断开第一电磁阀,第二蒸发器14开始/结束第二制冷剂与循环硅油间的换热过程,当循环硅油温度到达设定值时,第一电磁阀自动断开/关闭。如此循环,保证循环硅油处于恒走温度O
[0047]当循环硅油的温度达到设定值时,第一电磁阀断电关闭,延时几秒后第二电磁阀通电打开,第二制冷剂经第三节流器13转向第三蒸发器11,低温的第二液体制冷剂吸收第三级压缩系统内第三制冷剂蒸汽的热量,使第二制冷剂由低温液体转化为低温蒸汽,同时使第三级压缩系统内第三制冷剂蒸汽转化成液体。吸收热量的第二液体制冷剂变成第二制冷剂蒸汽,第二制冷剂蒸汽重新被第二压缩机9吸入。这样第二级压缩系统不断循环,完成第二级压缩系统的功能。
[0048]第二级压缩系统中安装有第一膨胀容器21,第一毛细管22和第一单向阀23。在第二级压缩系统运行过程中,当出现第二制冷剂蒸汽压力> 1.2MPa时,第一单向阀23打开,较高压力的第二制冷剂进入第一膨胀容器21,第二制冷剂蒸汽压力降低,降压后的第二制冷剂分别进入第一毛细管22和第二压缩机9,使第二级压缩系统中的第二制冷剂得到补充,便于第二级压缩系统正常工作。
[0049]当第三级压缩系统的第三制冷剂不断释放热量,至第二温度控制器15的设定值时,自动启动第三压缩机17,第三电磁阀延时接通打开。第三压缩机17吸入第三制冷剂低压蒸汽、蒸汽压缩作功、排出高温高压蒸汽。高温高压蒸汽进入第三油分离器18和第四油分离器19,进行二级分离处理,保证了油分离效率,防止在超低温下冷冻润滑油粘度增加导致回油率下降
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