CN109351137A - 冷冻干燥机 - Google Patents
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Abstract
本公开揭示了一种冷冻干燥机，该冷冻干燥机包括承载座体、蒸发器和冷凝器。承载座体内形成有蒸发器进气缓冲腔、蒸发器出气缓冲腔、冷凝器进气缓冲腔和冷凝器出气缓冲腔。蒸发器安装在所述承载座体上，所述蒸发器的两端分别与所述蒸发器进气缓冲腔和所述蒸发器出气缓冲腔相连通。冷凝器安装在所述承载座体上，所述冷凝器的两端分别与所述冷凝器气流进气缓冲腔和所述冷凝器出气缓冲腔相连通。所述蒸发器出气缓冲腔与所述冷凝器进气缓冲腔相连通，使得经所述蒸发器冷却干燥后的气流进入所述冷凝器中与冷媒进行热交换。该冷冻干燥机具有能耗少，节能环保的优点。
Description
技术领域
本公开涉及空气净化领域，特别涉及一种冷冻干燥机。
背景技术
压缩空气是工业制造中重要的动力能源，压缩空气中含有大量的水分。目前压缩空气中水分通常采用吸附干燥技术或冷冻干燥技术进行干燥。冷冻干燥技术中，通常采用蒸发器、冷媒压缩机、冷凝器、冷媒过滤器和节流装置实现空气的干燥。压缩空气通过蒸发蒸发器中的冷媒实现冷却干燥。蒸发器中的冷媒蒸发后进入到冷媒压缩机中压缩成高温高压液态，高温高压液体流入冷凝器的铜管中，风机对冷凝器的铜管吹风，将高温高压冷媒冷却为低温高压液态冷媒，低温高压液态冷媒经冷媒过滤器过滤杂质后，由节流装置降压为低温低压液态冷媒，低温低压液态冷媒流入蒸发器铜管中。
在传统冷冻干燥技术中，冷凝器配合风机实现冷媒的冷却，当空气气流量大时，需要多个风机或大功率的风机对冷凝器进行吹风，能耗大，节能环保性能差。
发明内容
为了解决相关技术中存在的能耗大、能环保性能差的问题，本公开提供了冷冻干燥机。
本公开提供一种冷冻干燥机，包括：
承载座体，其内形成有蒸发器进气缓冲腔、蒸发器出气缓冲腔、冷凝器进气缓冲腔和冷凝器出气缓冲腔；
蒸发器，安装在所述承载座体上，所述蒸发器的两端分别与所述蒸发器进气缓冲腔和所述蒸发器出气缓冲腔相连通；
冷凝器，安装在所述承载座体上，所述冷凝器的两端分别与所述冷凝器气流进气缓冲腔和所述冷凝器出气缓冲腔相连通；
所述蒸发器出气缓冲腔与所述冷凝器进气缓冲腔相连通，使得经所述蒸发器冷却干燥后的气流进入所述冷凝器中与冷媒进行热交换。
进一步，所述蒸发器出气缓冲腔与所述冷凝器进气缓冲腔为一体结构。
进一步，所述蒸发器出气缓冲腔与所述冷凝器进气缓冲腔为独立腔体，所述蒸发器出气缓冲腔与所述冷凝器进气缓冲腔通过连通装置连通，所述连通装置内形成有连通通道。
进一步，所述蒸发器和所述冷凝器分布在不同列，所述蒸发器出气缓冲腔与所述冷凝器进气缓冲腔的下方设置有所述连通装置，所述连通装置为用于汇聚水滴的排水阀座，所述排水阀座内形成有所述连通通道。
进一步，所述蒸发器和所述冷凝器均呈管状，所述蒸发器和所述冷凝器成排或成列竖直设置，所述蒸发器位于所述承载座体的蒸发器进气缓冲腔和所述蒸发器出气缓冲腔之间，所述冷凝器位于所述承载座体的冷凝器气流进气缓冲腔和所述冷凝器出气缓冲腔之间。
进一步，所述冷凝器设置有多个，全部或部分所述冷凝器与所述冷凝器进气缓冲腔、所述冷凝器出气缓冲腔连通，未与所述冷凝器进气缓冲腔、所述冷凝器出气缓冲腔连通的冷凝器配合风机冷却冷媒。
进一步，所述蒸发器和所述冷凝器中的至少一个，包括：
管壳，其两端分别开设有进气口和出气口；
螺旋管，其位于所述管壳内且由所述管壳的上端延伸至所述管壳的下端处，所述螺旋管用于输送冷媒。
进一步，所述螺旋管和所述管壳的内壁之间填充有金属丝网，所述螺旋管的中间位置形成有空腔，所述金属丝网还填充在所述螺旋管的空腔中。
进一步，所述管壳的进气口和/或所述管壳的出气口处设置有网板，所述网板的网孔尺寸小于所述金属丝网的网孔尺寸。
进一步，所述蒸发器和所述冷凝器中的至少一个，包括：
外壳，其两端分别开设有进气口和出气口；
多个介质流通通道，设置在所述外壳内，且以所述外壳的中心线为中心呈辐射状分布，各所述介质流通通道沿所述外壳的高度方向延伸，且从所述外壳的上端贯穿至所述外壳的下端；
多个翅片，设置在所述介质流通通道之间以及所述外壳与所述介质流通通道之间，所述翅片之间形成供气流通过的间隙。
进一步，所述外壳、所述介质流通通道和所述翅片一体挤压成型，或者，所述介质流通通道和所述翅片一体挤压成型，所述外壳单独成型。
进一步，所述蒸发器通过蒸发冷媒冷却气流，所述冷凝器用于冷却冷媒以向所述蒸发器输送冷却后的冷媒，所述冷冻干燥机还包括：
冷媒压缩机，用于将所述蒸发器气化后的冷媒压缩成高温高压的液态冷媒，并输送至所述冷凝器中；
冷媒过滤器，用于过滤所述冷凝器输出的低温高压液态冷媒中的杂质；以及
节流装置，用于将所述冷媒过滤器过滤后的低温高压液态冷媒降压为低温低压液态冷媒，并将降压后的低温低压液态冷媒输送至所述蒸发器中；
所述冷媒压缩机、所述冷媒过滤器和所述节流装置均设置在所述承载座体的侧部区域。
进一步，所述蒸发器进气缓冲腔与所述冷冻干燥机的进气接口连通，所述冷凝器的出气缓冲腔与所述冷冻干燥机的出气接口连通。
进一步，还包括进气过滤器和出气过滤器，所述进气过滤器的进气口与所述冷冻干燥机的进气接口连通，所述进气过滤器的出气口与所述蒸发器进气缓冲腔连通，所述出气过滤器的进气口与所述冷凝器出气缓冲腔连通，所述出气过滤器的出气口与所述冷冻干燥机的出气接口连通。
本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
本公开通过在承载座体上设置蒸发器进气缓冲腔、蒸发器出气缓冲腔、冷凝器进气缓冲腔、冷凝器出气缓冲腔，蒸发器与蒸发器进气缓冲腔、蒸发器出气缓冲腔连通，冷凝器与冷凝器进气缓冲腔、冷凝器出气缓冲腔连通，蒸发器出气缓冲腔与冷凝器进气缓冲腔相连通，使得经蒸发器冷却干燥后的气流进入冷凝器中与冷媒进行热交换，实现冷却冷媒的作用。由此，本公开利用蒸发器流出的气流冷却冷凝器中的冷媒，减少了风机的使用，或者不需要风机，进而大大节省了冷冻干燥机的能耗，同时由于减少了风机的设置，也大大减少了设备的体积，同时也降低的制造成本。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本公开。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并于说明书一起用于解释本发明的原理。
图1为本公开在一个实施例中冷冻干燥机的立体结构示意图。
图2为在一个实施例中冷冻干燥机的前视图。
图3为在一个实施例中冷冻干燥机的后视图。
图4为在一个实施例中冷冻干燥机的右视图。
图5为图4中A-A的剖面示意图。
图6为在一个实施例中冷冻干燥机的仰视图。
图7为在一个实施例中蒸发器的正面示意图。
图8为图7中沿B-B的剖面示意图。
图9为在另一实施例中冷冻干燥机的主视图。
图10为在另一实施例中冷冻干燥机的左视图。
图11为在另一实施例中冷冻干燥机的右视图。
图12为在另一实施例中冷冻干燥机的局部剖面图。
图13在另一实施例中冷冻干燥机的仰视图。
图14为又一个实施例中冷冻干燥机的主视图。
具体实施方式
为了进一步说明本发明的原理和结构，现结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明。
在本公开的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。可以是机械连接，也可以是电连接。可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实施例中的具体含义。
此外，附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。
在一个实施例中，如图1所示，其为本公开在一个实施例中冷冻干燥机的立体结构示意图。该冷冻干燥机100包括承载座体11、安装在承载座体11上的冷凝器12和蒸发器13。蒸发器13通过蒸发冷媒冷却干燥气流(例如，压缩空气)，冷凝器12冷却冷媒以向蒸发器13输送冷却后的冷媒。
承载座体11包括上座体11a和下座体11b。下座体11b的底部设置用于地面支撑的支腿11c。
上座体11a内部形成有彼此相互隔断的蒸发器进气缓冲腔111和冷凝器出气缓冲腔112。下座体11b内部形成有相互连通的蒸发器出气缓冲腔113和冷凝器进气缓冲腔114。冷凝器12和蒸发器13连接在该上座体11a和下座体11b之间。蒸发器13的上端与蒸发器进气缓冲腔111连通，下端和蒸发器出气缓冲腔113连通。冷凝器12的上端与冷凝器出气缓冲腔112连通，下端与冷凝器进气缓冲腔114连通。
在本实施例中，蒸发器进气缓冲腔111和冷凝器出气缓冲腔112设置在上座体11a上，蒸发器出气缓冲腔113和冷凝器进气缓冲腔114设置在下座体11b上，但并不限于此，各缓冲腔的具体设置位置是可变化的，例如，蒸发器进气缓冲腔111和冷凝器出气缓冲腔112可设置在下座体11b上，蒸发器出气缓冲腔113和冷凝器进气缓冲腔114设置在上座体11a上。
结合图2和图3所示，图2为在一个实施例中冷冻干燥机的前视图，图3为在一个实施例中冷冻干燥机的后视图，蒸发器进气缓冲腔111和冷凝器出气缓冲腔112平行并列设置且沿上座体11a的长度方向延伸。蒸发器出气缓冲腔113和冷凝器进气缓冲腔114平行并列设置且沿下座体11b的长度方向延伸。
上座体11a的侧部还设置有进气过滤器141和出气过滤器142，用于过滤气流(例如，压缩空气气流)中的杂质。进气过滤器141和出气过滤器142的底部对应设有排水口1411、排水口1421，过滤后残留的杂质可通过该排水口1411、排水口1421排出。
进气过滤器141的进气口与冷冻干燥机100的进气接口101连通。进气接口101用于外接待冷冻干燥的气流。进气过滤器141的出气口与蒸发器进气缓冲腔111连通，气流经进气过滤器141过滤去除杂质后，进入到蒸发器进气缓冲腔111中，并进入到蒸发器13中进行冷却干燥。出气过滤器142的进气口与冷凝器出气缓冲腔112连通，出气口与冷冻干燥机100的出气接口102连通。出气接口102用于连接与用气端连接的导管，以将干燥后的气流输送至用气端。气流(压缩空气)的流向是：从进气接口101进入后，依次流经进气过滤器141、蒸发器13、冷凝器12和出气过滤器142，最后从出气接口102流向用气端。
在本实施例中，该冷冻干燥机设置有进气过滤器141和出气过滤器142。可以理解，在其他实施方式中，冷冻干燥机100可不设置进气过滤器141和出气过滤器142，在此种情况下，蒸发器进气缓冲腔111直接与进气接口101连通，冷凝器出气缓冲腔直接与出气接口102连通。
进一步，冷冻干燥机还包括冷媒压缩机15、冷媒过滤器16和节流装置17。冷媒压缩机15用于将蒸发器12中气化后的冷媒压缩成高温高压的液态冷媒，并输送至冷凝器13中。进入冷凝器13的高温高压的液态冷媒与从蒸发器12流出的冷却干燥后的气流进行热交换，制冷后流入冷媒过滤器16中。冷媒过滤器16过滤冷凝器12输出的低温高压液态冷媒中的杂质，并将过滤后的低温高压液态冷媒输送至节流装置17。节流装置17将冷媒过滤器16过滤后的低温高压液态冷媒降压为低温低压液态冷媒，并将降压后的低温低压液态冷媒输送至蒸发器13中。蒸发器13中低温低压液态冷媒与气流进行热交换，吸热蒸发后流入冷媒压缩机15进行液化。如此，实现冷媒的循环利用。
冷媒压缩机15、冷媒过滤器16和节流装置17均设置在下座体11b的侧部区域。如此布设，可减少占地空间，提高产品的集成度，有利产品的小型化。
结合图4和图5所示，图4为在一个实施例中冷冻干燥机的右视图，图5为图4中A-A的剖面示意图。需要理解的是，在本公开的描述中，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。蒸发器13竖直设置在蒸发器进气缓冲腔111和蒸发器出气缓冲腔113之间。蒸发器13可以是多个，多个蒸发器13并排设置。各蒸发器13的上端均与蒸发器进气缓冲腔111连通，下端均与蒸发器出气缓冲腔113连通。
蒸发器13呈管状，该蒸发器13包括管壳131和设置在该管壳131内的螺旋管132。管壳131的两端分别开设有进气口13a和出气口13b。气流通过进气口13a从进气缓冲腔111中进入管壳131内，与螺旋管132管内的冷媒进行热交换后，通过该出气口13b流出。螺旋管132可由细管盘绕而成，该细管可是铜管、塑料管或其他能够用于输送冷媒的管道。冷媒通过螺旋管132的细管进入该管壳131中，气流与细管的外壁进行接触时实现热交换。螺旋管132从该管壳131的上端延伸至下端，使螺旋管132覆盖尽可能多的管壳131空间，以提供较大的热交换面积。
气流进入蒸发器13后，与螺旋管132的外壁接触，螺旋管132细管内的冷媒吸热蒸发，使得气流温度降低，气流中的水蒸气凝结成水滴，从气流中分离出来。分离后的水滴在重力的作用下下落到蒸发器出气缓冲器113中，并从蒸发器出气缓冲器113汇聚在排水阀座115内。排水阀座115内形成有一连通通道，该连通通道与蒸发器出气缓冲器113连通。排水阀座115上设置有驱动气缸116，通过该驱动气缸116驱动该排水阀座115上的阀门打开，将排水阀座115内汇聚的水定期排出。
如图6所示，图6为在一个实施例中冷冻干燥机的仰视图，排水阀座115沿该承载座体11的横向设置(即沿冷冻干燥机的宽度方向设置)，使得该排水阀座115的连通通道作为连通装置连通蒸发器出气缓冲器113和冷凝器进气缓冲器114。如此，从蒸发器13流出的气流通过该排水阀座115的连通通道进入到冷凝器12中。
冷凝器12可采用与蒸发器13相似的内部结构，即，冷凝器12也包括管壳和设置在该管壳内的螺旋管，管壳的两端分别开设有进气口和出气口；螺旋管从该管壳的上端延伸至下端，使螺旋管覆盖尽可能多的管壳空间；螺旋管可由细管盘绕而成，该细管可是铜管、塑料管或其他能够用于输送冷媒的管道。
冷凝器12进气口位于管壳下端，出气口位于管壳上端，进气口与冷凝器进气缓冲腔114连通，出气口与冷凝器出气缓冲腔112连通。可以理解，当蒸发器13的进气口和出气口的设置方位改变时，冷凝器12的进气口和出气口的设置方位也会相应改变，使得蒸发器13的出气口能够与冷凝器12的进气口相连通，并尽量位于承载座体11的同一侧。
气流在蒸发器13中冷却后，从蒸发器出气缓冲器113中通过排水阀座115的连通通道进入到冷凝器进气缓冲腔114中，再由冷凝器12管壳的下端的进气口进入到冷凝器12中，气流在冷凝器12中与螺旋管细管中的冷媒进行热交换，吸热后，从冷凝器12的管壳上端的出气口流入到冷凝器出气缓冲腔112中，最后通过出气过滤器142过滤后，从出气接口102流向用气端。
在上述实施例中，冷凝器12的内部结构可与蒸发器13的内部结构相同，但并不限于此，冷凝器12的内部结构也可与蒸发器13的内部结构不同，例如，冷凝器采用管壳和管壳内设置铜管、翅片的结构。
可以理解，冷凝器12和蒸发器13也可采用其他形式的换热结构。
在另一实施例中，蒸发器13还可采用如图7和图8所示的换热结构。图7为在一个实施例中蒸发器的正面示意图，图8为图7中沿B-B的剖面示意图。蒸发器13包括外壳135、设置在该外壳135内的多个介质流通通道136以及多个翅片137。
外壳135包括上端开口和下端开口，上端开口与蒸发器进气缓冲腔111连通，下端开口与蒸发器出气缓冲器113连通。气流从上端开口流入，下端开口流出。在其他实施例中，气流也可从外壳135的下端开口流入，上端开口流出。外壳135呈圆形管状。在其他实施例中，外壳135也可以呈方形管状。
介质流通通道136设置在外壳135内，以外壳135的中心线(外壳135的截面为圆形时，该中心线为中轴线)为中心呈辐射状分布，即，以外壳135的中心线为中心沿外壳135的径向方向发散式分布。各介质流通通道136沿外壳135的高度方向延伸，且从外壳135的上端贯穿至外壳135的下端。如此布设，增大了单位面积介质流通通道136的数量，增加了单位面积介质流通通道136的集成度，从而提高了蒸发器13单位面积的换热效率，使得蒸发器13可以设计得更小，大大减少冷冻干燥机的体积。
多个介质流通通道136可分为多组，每一组介质流通通道136沿外壳135的周向方向间隔分布，在外壳135的径向方形成多圈介质流通通道。每一组介质流通通道136到外壳135中心的径向距离相同。
多个翅片137设置介质流通通道136之间，以及外壳135与介质流通通道136之间。翅片137之间形成供气流通过的间隙138。翅片137以外壳135的中心线为中心呈辐射状分布，并且均匀布设在各介质流通通道136的外周。翅片137的此种分布方式，提高了单位面积翅片137布设的数量，增加了单位面积翅片137的集成度，由此提高了单位面积的热传递效率。并且翅片137沿外壳135的高度方向延伸，且从外壳135的上端延伸至下端，增加了散热面积，进一步提高热传递效率。
上述外壳135、介质流通通道136和翅片137可由金属挤压一体成型。该金属可以是铝合金或其他热传递良好的材料。上述挤压一体成型的方式，提高了生产效率，降低了制造难度，降低了成本，并且该成型方式使介质流通通道136、翅片137的分布更加均匀、紧凑，有利于提高换热效率和减少体积。
在另一实施例中，外壳135、介质流通通道136和翅片137也可采用先分模块挤压、后将挤压的各模块组装的方式成型。具体的，冷媒介质流通通道和翅片一体挤压成型，形成第一模块，外壳单独成型(例如，单独挤压成型)，形成第二模块，第一模块和第二模块组合在一起形成上述蒸发器13。
各介质流通通道136之间可通过连接管形成串联连通或并联连通。在一实施例中，如图7所示，外壳135的下端设置有连接管1391，该连接管1391可同时并联连通沿外壳135径向方向的多个介质流通通道136。外壳135下端设置有介质入口1393，该介质入口1393与外壳135下端的连接管1391连通，介质通过该介质入口1393和连接管1391流入与该连接管1391连接的介质流通通道136中。未与该连接管1391连通的介质流通通道136可通过另一连接管1392与通入介质的介质流通通道136连通，最后使得各个介质流通通道136彼此之间相互连通。外壳135下端设置有介质出口1394，介质流通通道136内的介质通过该介质出口1394流出。
在一实施例中，蒸发器13可设置一个介质入口和一个介质出口，外壳135内的各个介质流通通道136通过连接管依次串联连通。
在一实施例中，各个介质流通通道136并联连通。具体的，外壳135的上端和下端分别设置进口汇流管和出口汇流管。各个介质流通通道136的上端口与进口汇流管连通，各个介质流通通道136的下端口与出口汇流管连通，介质从进口汇流管流入各个介质流通通道136中进行热交换，之后，汇聚在出口汇流管中，最后从出口汇流管中流出。
介质出口和介质入口设置位置和数量可根据实际应用情况进行变化。各介质流通通道之间的连通可以是串联连通，也可以是并联连通，也可以是部分串联连通，部分并联连通。
冷凝器12也可采用蒸发器13的如图7和图8所示的结构。
可以理解，冷凝器12和蒸发器13的内部结构可以相同，也可以不同。
请参阅图1所示，冷凝器12和蒸发器13均为多个，多个冷凝器12成行排排，多个蒸发器13成行成排，蒸发器13和冷凝器12之间成列排列。蒸发器13和冷凝器12之间通过底部的排水阀座115的连通通道连通。
此外，该冷冻干燥机200还可设置一外罩，该外罩覆盖在承载座体11的外周，将各个部件包覆在外罩内，不仅美观，还可起到防尘的作用。
在另一实施例中，如图9至图12所示，图9为在另一实施例中冷冻干燥机的主视图，图10为在另一实施例中冷冻干燥机的左视图，图11为在另一实施例中冷冻干燥机的右视图，图12为在另一实施例中冷冻干燥机的局部剖面图，冷冻干燥机200包括承载座体21、安装在承载座体21上的冷凝器22和蒸发器23。
承载座体21包括上座体21a和下座体21b。下座体21b的底部设置用于地面支撑的支腿21c。
上座体21a内部形成有彼此相互隔断的蒸发器进气缓冲腔211和冷凝器出气缓冲腔212，蒸发器进气缓冲腔211和冷凝器出气缓冲腔212均沿承载座体21的长度方向延伸，且位于同一直线上。下座体21b内部形成有相互连通的蒸发器出气缓冲腔和冷凝器进气缓冲腔。蒸发器出气缓冲腔和冷凝器进气缓冲腔为一体结构，即蒸发器出气缓冲腔和冷凝器进气缓冲腔共同形成一气体缓冲腔213。
可以理解，在其他实施方式中，蒸发器出气缓冲腔和冷凝器进气缓冲腔可为两个独立腔体，蒸发器出气缓冲腔与冷凝器进气缓冲腔通过连通装置连通，该连通装置可以连通管，连通管内形成有连通通道，气流通过该连通通道从蒸发器出气缓冲腔进入到冷凝器进气缓冲腔中。
冷凝器22和蒸发器23连接在该上座体21a和下座体21b之间。蒸发器22和冷凝器23相连通，经蒸发器22冷却干燥的气流，进入冷凝器23中进行热交换，冷却冷凝器23中的冷媒，使得冷凝器23中的冷媒的冷却不需要风机，也可冷却冷媒，由此减少能耗，达到节能环保的目的。
蒸发器23的上端与蒸发器进气缓冲腔211连通，下端与气体缓冲腔213连通。冷凝器22的上端与冷凝器出气缓冲腔212连通，下端与气体缓冲腔213连通。
在本实施例中，蒸发器进气缓冲腔211和冷凝器出气缓冲腔212设置在上座体21a上，气体缓冲腔213设置在下座体21b上，但并不限于此，各缓冲腔的具体设置位置是可变化的，例如，蒸发器进气缓冲腔211和冷凝器出气缓冲腔212可设置在下座体21b上，气体缓冲腔213设置在上座体21a。
上座体21a的左、右侧部分别设置有进气过滤器281和出气过滤器282，用于过滤气流(例如，压缩空气气流)中的杂质。进气过滤器281和出气过滤器282的底部对应设有排水口2811、排水口2812，过滤后残留的杂质可通过该排水口2811、排水口2812排出。
进气过滤器281的进气口与冷冻干燥机200的进气接口201连通。进气接口201用于外接待冷冻干燥的气流。进气过滤器281的出气口通过连通分流管283与蒸发器进气缓冲腔211连通，气流经进气过滤器281过滤去除杂质后，进入到蒸发器进气缓冲腔211中，由此进入到蒸发器23中进行制冷干燥。出气过滤器242的进气口通过连通分流管284与冷凝器出气缓冲腔212连通，出气口与冷冻干燥机100的出气接口202连通。出气接口202用于连接与用气端连接的导管，以将干燥后的气流输送至用气端。
在本实施例中，该冷冻干燥机设置有进气过滤器281和出气过滤器282。可以理解，在其他实施方式中，冷冻干燥机200可不设置进气过滤器281和出气过滤器282，在此种情况下，蒸发器进气缓冲腔211直接与进气接口201连通，冷凝器出气缓冲腔直接与出气接口202连通。
进一步，冷冻干燥机200还包括冷媒压缩机25、冷媒过滤器26和节流装置27。冷媒压缩机25用于将蒸发器22中气化后的冷媒压缩成高温高压的液态冷媒，并输送至冷凝器23中。进入冷凝器23的高温高压的液态冷媒与从蒸发器22流出的冷却干燥后的气流进行热交换，制冷后流入冷媒过滤器26中。冷媒过滤器26过滤冷凝器22输出的低温高压液态冷媒中的杂质，并将过滤后的低温高压液态冷媒输送至节流装置27。节流装置27可以是毛细管或膨胀阀，其将冷媒过滤器26过滤后的低温高压液态冷媒降压为低温低压液态冷媒，并将降压后的低温低压液态冷媒输送至蒸发器23中。蒸发器23中低温低压液态冷媒与气流进行热交换，吸热蒸发后流入冷媒压缩机25进行液化。如此，实现冷媒的循环利用。蒸发器23、冷凝器22、冷媒压缩机25、冷媒过滤器26和节流装置27之间的冷媒通过冷媒连接管连接。
蒸发器23呈管状，该蒸发器23包括管壳231和设置在该管壳231内的螺旋管232。管壳231的两端分别开设有进气口23a和出气口23b。气流通过进气口23a从蒸发器进气缓冲腔211中进入管壳231内，与螺旋管232管内的冷媒进行热交换后，通过该出气口23b流出。螺旋管232可由细管盘绕而成，该细管可是铜管、塑料管或其他能够用于输送冷媒的管道。冷媒通过螺旋管232的细管进入该管壳231中，气流与细管的外壁进行接触时实现热交换。螺旋管232从该管壳231的上端延伸至下端，使螺旋管232覆盖尽可能多的管壳231空间，以提供较大的热交换面积。
进一步，管壳231内部还填充有金属丝网233，该金属丝网233用于减缓气流在管壳231内的流速，延长换热时间，提高换热效率。金属丝网233还填充在螺旋管232形成在中间位置的空腔中。金属丝网233与螺旋管232的外壁、管壳231的内壁紧密接触，使金属丝网233吸收的热量快速、充分地传递至管壳231壁上，由管壳231将热量向外界传递，加快散热。
进一步，在另一实施例中，蒸发器23的管壳231内还设置有网板234，网板234分别设置在管壳231的进气口23a和出气口23b处。该网板234可以是不锈钢网，其截面尺寸大致等于管壳231的内径面积，使得通入或流出管壳231的气流均经过该网板234。该网板234的网孔尺寸小于金属丝网233的网孔尺寸，即该网板234的钢丝分布密度大于该金属丝网233的金属丝分布密度，使得进入或流出管壳231的气流经过网板234后能够均匀分布。
冷凝器22可以采用与蒸发器23相同的换热结构，即，冷凝器22包括管壳221和设置在该管壳221内的螺旋管222，管壳221的两端分别开设有进气口22a和出气口22b；螺旋管222从该管壳221的上端延伸至下端，使螺旋管222覆盖尽可能多的管壳221内部空间；螺旋管221可由细管盘绕而成，该细管可是铜管、塑料管或其他能够用于输送冷媒的管道；管壳221内还填充有金属丝网223，金属丝网223还填充在螺旋管222的中间位置的空腔中；管壳221的进气口22a和出气口22b设置有网板224。
冷凝器22进气口22a位于管壳221下端，出气口22b位于管壳221上端，进气口22a与气体缓冲腔213连通，出气口22b与冷凝器出气缓冲腔212连通。
可以理解，蒸发器23和冷凝器22的内部结构也可采用图7和图8所示的内部结构。
冷凝器22设置有多个，多个冷凝器22并排设置。在本实施例中，为了加强冷冻干燥机200对冷媒的冷却效果，可选择部分冷凝器22配合风机24实现冷媒的冷却。与风机24配合的冷凝器22不连通气体缓冲腔213(即冷凝器进气缓冲腔)和冷凝器出气缓冲腔212。
多个冷凝器22的冷媒管可以串联连接，换句话说，从冷媒压缩机25流出的冷媒可逐个流入各冷凝器22中。多个冷凝器22的冷媒管也可以是并联连接，换句话说，，从冷媒压缩机25流出的冷媒可分流进入各冷凝器22中。
如图13所示，其为在另一实施例中冷冻干燥机的仰视图，下座体21b的底部设置有排水阀座215，冷凝器22和蒸发器23分离出的水分汇聚在该排水阀座215中。排水阀座215上还设置有气缸，在该气缸的驱动下，可打开排水阀座215上的阀门将水排出。
在本实施例中，冷冻干燥机200的部分冷凝器22利用蒸发器23冷却的气流冷却冷媒，部分冷凝器22利用风机24冷却冷媒。但并不限于此，在另一实施例中，冷冻干燥机的各冷凝器均可利用蒸发器冷却的气流冷却冷媒。
具体的，结合图14所示，图14为又一个实施例中冷冻干燥机的主视图。冷冻干燥机300包括承载座体31、多个冷凝器32和多个蒸发器33。承载座体31的上部设置有蒸发器进气缓冲腔311和冷凝器出气缓冲腔312。承载座体31的下部设置有气体缓冲腔313，气体缓冲腔313连通各个蒸发器33和各个冷凝器32，使得从蒸发器33流出的冷却干燥后的气流进入冷凝器32中与冷凝器32的冷媒进行热交换。由此，各冷凝器32利用蒸发器33冷却干燥后的气流冷却冷媒，不需要设置专门的风机对冷凝器降温，进而大大节省了冷冻干燥机的能耗，同时由于减少了风机的设置，也大大减少了设备的体积，同时也降低的制造成本。
本实施例中的冷冻干燥机300的其他结构(例如，冷凝器和蒸发器的内部结构、出气过滤器、进气过滤器、冷媒压缩机、冷媒过滤器和节流装置)与上一实施例的冷冻干燥机200的相同，在此不再一一赘述。
综上，本公开通过在承载座体上设置蒸发器进气缓冲腔、蒸发器出气缓冲腔、冷凝器进气缓冲腔、冷凝器出气缓冲腔，蒸发器与蒸发器进气缓冲腔、蒸发器出气缓冲腔相连通，冷凝器与冷凝器进气缓冲腔、冷凝器出气缓冲腔相连通，蒸发器出气缓冲腔与冷凝器进气缓冲腔相连通，经蒸发器冷却干燥后的气流进入冷凝器中与冷媒进行热交换，实现冷却冷媒的作用。因此，本公开利用蒸发器流出的气流冷却冷凝器中的冷媒，减少了风机的使用，或者不需要风机，进而大大节省了冷冻干燥机的能耗，同时由于减少了风机的设置，也大大减少了设备的体积，同时也降低的制造成本。
以上仅为本发明的较佳可行实施例，并非限制本发明的保护范围，凡运用本发明说明书及附图内容所作出的等效结构变化，均包含在本发明的保护范围内。
Claims (14)
1.一种冷冻干燥机，其特征在于，包括：
承载座体，其内形成有蒸发器进气缓冲腔、蒸发器出气缓冲腔、冷凝器进气缓冲腔和冷凝器出气缓冲腔；
蒸发器，安装在所述承载座体上，所述蒸发器的两端分别与所述蒸发器进气缓冲腔和所述蒸发器出气缓冲腔相连通；
冷凝器，安装在所述承载座体上，所述冷凝器的两端分别与所述冷凝器气流进气缓冲腔和所述冷凝器出气缓冲腔相连通；
所述蒸发器出气缓冲腔与所述冷凝器进气缓冲腔相连通，使得经所述蒸发器冷却干燥后的气流进入所述冷凝器中与冷媒进行热交换。
2.根据权利要求1所述的冷冻干燥机，其特征在于，所述蒸发器出气缓冲腔与所述冷凝器进气缓冲腔为一体结构。
3.根据权利要求1所述的冷冻干燥机，其特征在于，所述蒸发器出气缓冲腔与所述冷凝器进气缓冲腔为独立腔体，所述蒸发器出气缓冲腔与所述冷凝器进气缓冲腔通过连通装置连通，所述连通装置内形成有连通通道。
4.根据权利要求3所述的冷冻干燥机，其特征在于，所述蒸发器和所述冷凝器分布在不同列，所述蒸发器出气缓冲腔与所述冷凝器进气缓冲腔的下方设置有所述连通装置，所述连通装置为用于汇聚水滴的排水阀座，所述排水阀座内形成有所述连通通道。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的冷冻干燥机，其特征在于，所述蒸发器和所述冷凝器均呈管状，所述蒸发器和所述冷凝器成排或成列竖直设置，所述蒸发器位于所述承载座体的蒸发器进气缓冲腔和所述蒸发器出气缓冲腔之间，所述冷凝器位于所述承载座体的冷凝器气流进气缓冲腔和所述冷凝器出气缓冲腔之间。
6.根据权利要求5所述的冷冻干燥机，其特征在于，所述冷凝器设置有多个，全部或部分所述冷凝器与所述冷凝器进气缓冲腔、所述冷凝器出气缓冲腔连通，未与所述冷凝器进气缓冲腔、所述冷凝器出气缓冲腔连通的冷凝器配合风机冷却冷媒。
7.根据权利要求1或2或3或4所述的冷冻干燥机，其特征在于，所述蒸发器和所述冷凝器中的至少一个，包括：
管壳，其两端分别开设有进气口和出气口；
螺旋管，其位于所述管壳内且由所述管壳的上端延伸至所述管壳的下端处，所述螺旋管用于输送冷媒。
8.根据权利要求7所述的冷冻干燥机，其特征在于，所述螺旋管和所述管壳的内壁之间填充有金属丝网，所述螺旋管的中间位置形成有空腔，所述金属丝网还填充在所述螺旋管的空腔中。
9.根据权利要求8所述的冷冻干燥机，其特征在于，所述管壳的进气口和/或所述管壳的出气口处设置有网板，所述网板的网孔尺寸小于所述金属丝网的网孔尺寸。
10.根据权利要求1或2或3或4所述的冷冻干燥机，其特征在于，所述蒸发器和所述冷凝器中的至少一个，包括：
外壳，其两端分别开设有进气口和出气口；
多个介质流通通道，设置在所述外壳内，且以所述外壳的中心线为中心呈辐射状分布，各所述介质流通通道沿所述外壳的高度方向延伸，且从所述外壳的上端贯穿至所述外壳的下端；
多个翅片，设置在所述介质流通通道之间以及所述外壳与所述介质流通通道之间，所述翅片之间形成供气流通过的间隙。
11.根据权利要求10所述的冷冻干燥机，其特征在于，所述外壳、所述介质流通通道和所述翅片一体挤压成型，或者，所述介质流通通道和所述翅片一体挤压成型，所述外壳单独成型。
12.根据权利要求1或2或3或4所述的冷冻干燥机，其特征在于，所述蒸发器通过蒸发冷媒冷却气流，所述冷凝器用于冷却冷媒以向所述蒸发器输送冷却后的冷媒，所述冷冻干燥机还包括：
冷媒压缩机，用于将所述蒸发器气化后的冷媒压缩成高温高压的液态冷媒，并输送至所述冷凝器中；
冷媒过滤器，用于过滤所述冷凝器输出的低温高压液态冷媒中的杂质；以及
节流装置，用于将所述冷媒过滤器过滤后的低温高压液态冷媒降压为低温低压液态冷媒，并将降压后的低温低压液态冷媒输送至所述蒸发器中；
所述冷媒压缩机、所述冷媒过滤器和所述节流装置均设置在所述承载座体的侧部区域。
13.根据权利要求1或2或3或4所述的冷冻干燥机，其特征在于，所述蒸发器进气缓冲腔与所述冷冻干燥机的进气接口连通，所述冷凝器的出气缓冲腔与所述冷冻干燥机的出气接口连通。
14.根据权利要求1或2或3或4所述的冷冻干燥机，其特征在于，还包括进气过滤器和出气过滤器，所述进气过滤器的进气口与所述冷冻干燥机的进气接口连通，所述进气过滤器的出气口与所述蒸发器进气缓冲腔连通，所述出气过滤器的进气口与所述冷凝器出气缓冲腔连通，所述出气过滤器的出气口与所述冷冻干燥机的出气接口连通。
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