CN101846439A - 微波真空冷冻干燥设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种冻干领域的称重设备，是一种微波真空冷冻干燥设备，包括冻干仓、设在冻干仓内的料架、设在冻干仓内壁的微波发生器以及称重传感器，称重传感器设在一个与冻干仓连通的真空仓内，在冻干仓上开有一个微波屏蔽过流孔，真空仓通过微波屏蔽过流孔与干燥仓连通，重传感器通过穿过微波屏蔽过流孔的耐微波挂绳与所述料架相连。本发明科学的设置了微波屏蔽过流孔，重传感器通过穿过屏蔽过流孔的耐微波挂绳与料架相连，巧妙解决了微波和压强对称重传感器的影响问题，可实现对物料进行实时称重，为精确掌握冻干过程和制定微波冻干工艺创造条件。

Description

微波真空冷冻干燥设备
技术领域
本发明涉及一种冻干领域的称重设备，具体的说是一种微波真空冷冻干燥设备。
背景技术
在对物料进行微波冻干时，需要对物料进行实时称重，以便能判断出冻干物料的干燥速率、出水量和最终干燥程度，从而能够实时对干燥过程进行控制。然而在微波冻干设备中，一般称重传感器直接设在冻干仓内，通过挂绳连接冻干仓内的料架，来对物料进行称重。由于冻干仓内微波场的存在，对称重传感器及其信号均会产生影响，甚至会烧毁称重传感器及测试电路，故很难实现物料实时称重。假如将称重传感器设在冻干仓外，称重传感器所处的压强与冻干仓内的压强又不一致，压强差异对称重传感器影响也造成了很难实现物料实时称重。
河南科技大学论文里有称重的，中国农机院硕士论文“微波真空冷冻干燥苹果片及对比试验研究”也有，但未作介绍，均未涉及微波真空冷冻干燥设备实时称重结构与原理的具体内容。
专利申请号为：200710071465.6，专利名称为：用于连续测量冷冻干燥样品重量变化的装置，公开了冷冻干燥过程中实时称重的装置，但该装置法只适用于以加热板为热源的常规冻干中，在微波冻干环境中，电子天平电子信号会受到干扰，无法实现实时自动称重，且容易引起微波低压放电问题，导致干燥无法进行。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对以上现有技术存在的缺点，提出一种微波真空冷冻干燥设备，不受冻干仓内微波场的影响，实现微波冻干过程中对物料进行实时称重。
本发明解决以上技术问题的技术方案是：
微波真空冷冻干燥设备，包括冻干仓、设在冻干仓内的料架、设在冻干仓内壁的微波发生器以及称重传感器，称重传感器设在一个与冻干仓连通的真空仓内，在冻干仓上开有一个微波屏蔽过流孔，真空仓通过微波屏蔽过流孔与冻干仓连通，称重传感器通过穿过微波屏蔽过流孔的耐微波挂绳与料架相连。
这样，由于微波屏蔽过流孔的存在，冻干仓内的微波无法进入称重传感器所安装的位置——真空仓，而真空仓内的压强又能与冻干仓内的压强一致，既排除了微波对称重传感器的影响，又排除了压强差异对称重传感器的影响，一举两得。
由此可见，由于本发明科学的设置了微波屏蔽过流孔，重传感器通过穿过屏蔽过流孔的耐微波挂绳与料架相连，巧妙解决了微波和压强对称重传感器的影响问题，可实现对物料进行实时称重，为精确掌握冻干过程和制定微波冻干工艺创造条件。
作为本发明进一步限定的技术方案：
微波屏蔽过流孔的直径为3～5mm，微波屏蔽过流孔的径长比为1∶1～1∶2。
料架、称重传感器和冻干仓的连接方式可以是：称重传感器设在冻干仓顶部靠近仓门端处，耐微波挂绳的一端与称重传感器相连，另一端设有分开的两头分别系在料架上横撑的挂绳孔中，用以将料架的一端悬空挂起；在冻干仓底部靠近仓后盖端处固定有一根支撑杆，支撑杆其支点位于料架侧板的底部，用以将料架的另一端支起。这样，料架的一端将其悬空挂起的耐微波挂绳与料架另一端将其支起的支撑杆共同组成一个“杠杆”，称重传感器通过单头称重的方式，利用杠杆原理实现称重及冻干过程中物料水份的在线监测，一方面避免挂绳因完全受力而断裂，提高了作业的安全性，另一方面也提高了称重的精度。
料架由上横撑(3个)、侧板(2个)、下横撑(4个)和滑道(2个)通过销子销结组装而成，料架所有组件均为聚四氟乙烯材料，介电常数低，对微波吸收少，靠近仓门端的上横撑上设有两个挂绳孔，用于耐微波绳的挂接，靠近仓后盖端的侧板底部开有凹形刀口，与固定在仓体上的支撑杆相配合，支撑杆的支点位于侧板底部的凹形刀口处，这样可使支撑更为牢固。
真空仓上开有信号线通过口，称重传感器的信号线穿过信号线通过口后与显示仪表相连，信号线通过口用高分子环氧树脂胶密封，方便信号传输。
密封胶为高分子环氧树脂胶，还可以是有机硅密封胶。
真空仓上设有透明的观察口，便于观察真空仓设备。
耐微波挂绳为聚四氟乙烯材料挂绳，还可以用聚乙烯、聚氯乙烯等介电常数低的材料制作，使用这些材料制成的挂绳，吸收微波能力弱，可以提高挂绳的使用寿命。
微波发生器共设有10只，沿冻干仓周向不对称交错分布，主要目的是尽可能使仓体内微波场均匀。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是称重传感器与料架的连接示意图。
图3是图2中A处的放大图。
图4是料架的结构示意图。
图5是图4的侧视图。
具体实施方式
实施例一
本实施例是一种微波真空冷冻干燥设备，结构如图1所示，包括冻干仓1、设在冻干仓内的料架2和设在冻于仓内壁的微波发生器3。微波发生器3共设有10只，沿冻干仓1周向不对称交错分布。
微波真空冷冻干燥设备设有一体的称重设备，其为一个设在真空仓4内的称重传感器5，真空仓4与冻干仓1连通，在冻干仓1上开有一个微波屏蔽过流孔6，真空仓4通过微波屏蔽过流孔6与冻干仓1连通。微波屏蔽过流孔6的直径为3～5mm，径长比为1∶1～1∶2，这样冻干仓内1的微波无法进入称重传感器5所在的真空仓4，而真空仓4内的压强又能与冻干仓1内的压强一致，既排除了微波对称重传感器5的影响，又排除了压强差异对称重传感器5的影响，可实现实进称重。
称重传感器4通过穿过微波屏蔽过流孔6的耐微波挂绳7与料架2相连。耐微波挂绳7为聚四氟乙烯材料挂绳，还可以用聚乙烯、聚氯乙烯等介电常数低的材料制作，吸收微波能力弱，可以提高挂绳的使用寿命。
称重传感器与料架的连接如图2所示，称重传感器5设在冻干仓1顶部靠近仓门9处，支撑杆10固定在在冻干仓1底部靠近仓后盖11处。耐微波挂绳7的两头分别系在料架2上横撑的挂绳孔中，另一头与称重传感器5相连，从而将料架2一端悬空挂起，而料架2另一端底部由支撑杆10支起，支点位于侧板12底部的凹形刀口13处，如图3所示。
称重原理为：每次装料进仓之前，称料盘重量G1、物料重量G2，料架重量G3，计算料架、料盘、物料的实际总重为G4。料盘在料架上堆放好后，记录称重传感器的初始读数为G0，然后计算传感器的校验系数k＝G4/G0。冻干过程中，物料的实时重量Gt计算公式为：
Gt＝k×Gr-G1-G3；
其中Gr为称重传感器的实时读数。
采用一个称重传感器通过单头称重的方式(杠杆原理)，实现冻干过程中物料水份的在线监测，可直接将传感器读数转化成物料实际重量或实际脱水量并实时输出。
为了便于信号传输，将称重信号传至显示器，真空仓4上开有信号线通过口8，称重传感器5的信号线穿过信号线通过口8后与显示仪表相连，信号线通过口用高分子环氧树脂胶密封，还可以是有机硅密封胶。真空仓4上还设有透明的观察口，便于观察真空仓4内称重传感器5的运行状况。
料架的结构如图4和图5所示，料架2由上横撑14(3个)、侧板12(2个)、下横撑15(4个)、滑道16(2个)通过销子销结组装而成，料架2所有组件均为聚四氟乙烯材料，介电常数低，对微波吸收少。靠近仓门端的上横撑14上设有两个挂绳孔17，用于耐微波绳的挂接。靠近仓后盖端的侧板底部开有凹形刀口13，与固定在仓体上的支撑杆10相配合。
本发明还可以有其它实施方式，凡采用同等替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.微波真空冷冻干燥设备，包括冻干仓、设在冻干仓内的料架、设在冻干仓内壁的微波发生器以及称重传感器，其特征在于：所述称重传感器设在一个与所述冻干仓连通的真空仓内，在所述冻干仓上开有一个微波屏蔽过流孔，所述真空仓通过所述微波屏蔽过流孔与冻干仓连通，所述称重传感器通过穿过所述微波屏蔽过流孔的耐微波挂绳与所述料架相连。
2.如权利要求1所述的微波真空冷冻干燥设备，其特征在于：所述微波屏蔽过流孔的直径为3～5mm。
3.如权利要求1所述的微波真空冷冻干燥设备，其特征在于：所述微波屏蔽过流孔的径长比为1∶1～1∶2。
4.如权利要求1或2或3所述的微波真空冷冻干燥设备，其特征在于：所述称重传感器设在所述冻干仓顶部靠近仓门端处，所述耐微波挂绳的一端与所述称重传感器相连，另一端设有分开的两头分别系在所述料架上横撑的挂绳孔中，用以将料架的一端悬空挂起；在所述冻干仓底部靠近仓后盖端处固定有一根支撑杆，所述支撑杆其支点位于所述料架侧板的底部，用以将料架的另一端支起。
5.如权利要求4所述的微波真空冷冻干燥设备，其特征在于：所述料架由上3个横撑、2个侧板、4个下横撑和2个滑道通过销子销结组装而成，所述料架所有组件均为聚四氟乙烯材料，在靠近冻干仓的仓门端的上横撑上设有两个挂绳孔。
6.如权利要求5所述的微波真空冷冻干燥设备，其特征在于：所述料架侧板的底部设有一个凹形刀口，所述支撑杆的支点位于侧板底部的凹形刀口处。
7.如权利要求1或2或3所述的微波真空冷冻干燥设备，其特征在于：所述真空仓上开有信号线通过口，所述称重传感器的信号线穿过所述信号线通过口后与显示仪表相连，所述信号线通过口用高分子环氧树脂胶密封。
8.如权利要求7所述的微波真空冷冻干燥设备，其特征在于：所述密封胶为高分子环氧树脂胶或有机硅密封胶。
9.如权利要求1所述的微波真空冷冻干燥设备，其特征在于：所述耐微波挂绳为聚四氟乙烯、聚乙烯或聚氯乙烯材料挂绳。
10.如权利要求1所述的微波真空冷冻干燥设备，其特征在于：所述微波发生器共设有10只，沿所述冻干仓周向不对称交错分布。
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