CN110345716A - 一种脉冲式消泡真空烘箱 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种脉冲式消泡真空烘箱，包括：带有自动门的框架，框架内安装有烘箱，烘箱包括内箱体和外箱体，外箱体与框架之间通过井字型加强筋固定安装，框架与外箱体之间设有保温层，内箱体和外箱体之间设置有夹套，外箱体上方安装有冷却水箱，内箱体的内部容纳烘架，烘架的一侧安装有脉冲消泡机构；本发明设计的脉冲式消泡真空烘箱通过消泡机构和传感元件，根据干燥过程的水份变化、水泡形成的速率，按时序和梯度智能地设置温度、压力，以及起泡和水泡增长所相关的工况参数。并当水泡到达烘盘的上沿时立即消泡，充入氮气，抑制活性氧化，极大的提高了干燥速率。

Description

一种脉冲式消泡真空烘箱

技术领域

本发明属于真空烘箱技术领域，特别是一种脉冲式消泡真空烘箱。

背景技术

真空干燥箱广泛应用于生物化学，化工制药、医疗卫生、农业科研、环境保护等研究应用领域，作粉末干燥、烘培以及各类玻璃容器的消毒和灭菌用。传统的真空干燥箱是烘架车列管式加热或盘加热，发出的热导被烘盘物料吸热一部份，另一部份被箱体始终吸热向保温层散发，箱内温度得不到足够的利用。虽然设定的温度是达到了，但是蒸发速率不快，真空泵抽出的湿空气不多，因此造成了箱内温度不均匀，物料干燥不一致，烘干时间长，这就无形中增加了用户的能耗、成本、工时费，以及不可预见的费用。有些物料，如大部分中药浸膏物料，在热驱动、负压，活性氧化的作用下，物料将会形成水汽泡，并不断地增大，水汽泡增大到烘盘的高度时便会溢出烘盘，并在箱内作不规则的流动，在烘盘壁、烘架上过热焦化，使得干燥无法连续正常中进行。通常情况下通过人为观察即水汽泡快要溢出烘盘时人工泄压降低水汽泡高度再继续干燥，但不能根冶料液溢出烘盘的现象，且由于工况的不连续，导致干燥速率低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：有些物料，如大部分中药浸膏物料，在热驱动、负压，活性氧化的作用下，物料将会形成水汽泡，并不断地增大，水汽泡增大到烘盘的高度时便会溢出烘盘，并在箱内作不规则的流动，在烘盘壁、烘架形成过热焦化，全区、使得干燥无法连续正常中进行。通常情况下通过人为观察即水汽泡快要溢出烘盘时人工泄压降低水汽泡高度再继续干燥，但不能根冶料液溢出烘盘的现象，且由于工况的不连续，导之干燥速率低。为克服现有技术的缺点，提供一种脉冲式消泡真空烘箱，本发明设计的脉冲式消泡真空烘箱通过消泡机构和传感元件，根据干燥过程的水份变化、水泡形成的速率，按时序和梯度智能地设置温度、压力，以及起泡和水泡增长所相关的工况参数。并当水泡到达烘盘的上沿时立即消泡，充入氮气，抑制活性氧化，极大的提高了干燥速率。

为了解决以上技术问题，本发明提供一种脉冲式消泡真空烘箱，包括：带有自动门的框架，框架内安装有烘箱，烘箱包括内箱体和外箱体，外箱体与框架之间通过井字型加强筋固定安装，框架与外箱体之间设有保温层，内箱体和外箱体之间设置有夹套，外箱体上方安装有冷却水箱，外箱体的顶板上还设置有夹套出水口和抽真空口，抽真空口与内箱体连通，外箱体下方安装有夹套进水口和排污口，夹套出水口和夹套进水口均与夹套连通，排污口与内箱体连通，外箱体一侧的侧壁上安装有烘架出水口和烘架进水口，内箱体的内部容纳烘架，烘架的一侧安装有脉冲消泡机构，烘架出水口和烘架进水口均与烘架连通，外箱体另一侧的侧壁上安装有泄压口，泄压口与内箱体连通，外箱体的顶部外侧安装有真空泵，真空泵连接抽真空口。

本发明进一步限定的技术方案是：

前述脉冲消泡机构包括供氮阀门和传感元件，供氮阀门向烘架释放氮气，传感元件用于检测干燥过程的水份变化和水泡形成的速率。

前述保温层内填充保温材料，保温材料为硅酸铝耐火纤维棉。

前述烘架底部安装有车轮。

前述内箱体的顶部和底部为半椭圆形，相邻两侧板平滑过渡。

前述在烘架最上层的烘盘上部设置半椭圆形的滑溜板，滑溜板为可活动的。

前述烘架的每层为排列的管道，每层管道上设有用角钢焊接的轨道，轨道上容纳烘盘。

前述自动门采用汽动自动门，门密封采用耐高温充气密封圈。

前述内箱体底部外口靠自动门的位置处焊接有一道高度为20-30mm的挡水条。

进一步的，

本发明还提供一种脉冲式消泡真空烘箱的应用方法，包括如下具体步骤：

（一）接通所有管道，打开电源，检查脉冲式消泡真空烘箱所有功能是否正常；

（二）将待干燥的物料放置在烘架上，将烘架推入内箱体中，关闭自动门；

（三）加热干燥：开启真空泵通过抽真空口将内箱体抽真空，同时打开热水阀门向烘架和夹套内注入热水，通过真空-补气-真空-补气循环加热干燥；

（四）启动脉冲消泡机构，传感元件用于检测干燥过程的水份变化和水泡形成的速率，脉冲式消泡真空烘箱自动按时序和梯度智能地设置温度、压力等和起泡及水泡增长所相关的工况参数；当水泡到达烘盘的上沿时，供氮阀门向烘架释放氮气进行消泡，抑制活性氧化；

（五）物料干燥完成后，关闭给夹套和烘架加热的热水系统，放出原有热水，打开自来水阀门通过对夹套和烘架进行冷却来对物料进行冷却，冷却完成后，关闭自来水阀门；

（六）物料干燥完成，关闭电源，取出物料。

本发明的有益效果是：

本发明设计的脉冲式消泡真空烘箱将被干燥的物料处于真空条件下进行的加热干燥，利用真空泵进行抽气抽湿，上部与底部同时抽真空，使工作室内形成真空状态，降低水的沸点，加快了干燥速度，能在较低温度下，得到较高的干燥速率，热量利用充分，温度均匀性得到保证。在干燥过程中无任何不纯物混入，属于静态真空干燥，故不会对干燥物料的形体造成损坏，符合“GMP”要求。

同时，水（H₂O）在常压下一般在100℃就达到沸点，而在一定的负压状态下，约在30℃或更低的温度下即可达到沸点。物料的干燥过程中在热驱动下，水在达到沸点后水分子被蒸发到空气中形成湿空气，再由机械作用将湿空气抽走，周而复始、从而完成蒸发干燥的过程。

本脉冲式消泡真空干燥箱通过消泡机构和传感元件，根据干燥过程的水份变化、水泡形成的速率，按时序和梯度智能地设置温度、压力，以及起泡和水泡增长所相关的工况参数。并当水泡到达烘盘的上沿时立即消泡，充入氮气，抑制活性氧化。极大的提高了干燥速率。

本发明产品箱内温度均匀，物料干燥一致；破泡蒸发快，烘干时间短；不会对被干燥物品的内在成份造成损失，不会对干燥物料的形体造成损坏，适用于干燥热敏性物料。

附图说明

图1为本发明的主剖视图；

图2为本发明的侧面剖视图；

图3为本发明的俯视图；

其中，1-框架，2-烘架进水口，3-烘架出水口，4-夹套，5-夹套出水口，6-内箱体，7-抽真空口，8-烘架，9-脉冲消泡机构，10-冷却水箱，11-外箱体，12-泄压口，13-车轮，14-排污口，15-夹套进水口，16-自动门，17-真空泵，18-保温层。

具体实施方式

实施例1

本实施例提供一种脉冲式消泡真空烘箱，如图1所示，包括：带有自动门16的框架1，框架1内安装有烘箱，烘箱包括内箱体6和外箱体11，外箱体11与框架1之间通过井字型加强筋固定安装，框架1与外箱体11之间设有保温层18，内箱体6和外箱体11之间设置有夹套4，外箱体11上方安装有冷却水箱10，外箱体11的顶板上还设置有夹套出水口5和抽真空口7，抽真空口7与内箱体6连通，外箱体11下方安装有夹套进水口15和排污口14，夹套出水口5和夹套进水口15均与夹套4连通，排污口14与内箱体6连通，外箱体11一侧的侧壁上安装有烘架出水口3和烘架进水口2，内箱体6的内部容纳烘架8，烘架8的一侧安装有脉冲消泡机构9，烘架出水口3和烘架进水口2均与烘架8连通，外箱体11另一侧的侧壁上安装有泄压口12，泄压口12与内箱体6连通，外箱体11的顶部外侧安装有真空泵17，真空泵17连接抽真空口7。

前述脉冲消泡机构9包括供氮阀门和传感元件，供氮阀门向烘架8释放氮气，传感元件用于检测干燥过程的水份变化和水泡形成的速率。前述保温层18内填充保温材料，保温材料为硅酸铝耐火纤维棉。前述烘架8底部安装有车轮13。前述内箱体6的顶部和底部为半椭圆形，相邻两侧板平滑过渡。在烘架8最上层的烘盘上部设置半椭圆形的滑溜板，滑溜板为可活动的。前述烘架8的每层设有轨道，轨道为排列的管道，轨道上容纳烘盘。前述自动门16采用汽动自动门，门密封采用耐高温充气密封圈。前述内箱体6底部外口靠自动门16的位置处焊接有一道高度为20-30mm的挡水条。

真空箱体外表面板材为304不锈钢板，板厚δ2.0mm，为复膜亚光板，外表铆焊成形，表面平整无焊迹、划痕现象。内箱体6内表面板材为304不锈钢板，板厚δ6mm，且打磨、抛光处理。夹套4为304不锈钢，板厚δ4.0mm，密焊成形。且热水加热，压力0.3-0.4Mpa，对内箱体6内板热传导快，又增加了内箱体6温度的补充，使内箱体6内空间温度得到充分的保证。装有物料的烘盘四周同时均匀受热，烘架8为列管加热，热水压力0.3-0.4Mpa,使物料烘干面积加大，促使物料干燥速率增快。干燥强大，干燥时间缩短，解决了传统的真空干燥箱烘架车列管式加热或盘加热，发出的热导被烘盘物料吸热一部分，另一部分被箱体吸热向保温层散发，箱内温度得不到足够的利用。虽然设定的温度是达到了，但是蒸发速率不快，真空泵抽出的湿空气不多，因此造成了箱内温度不均匀，物料干燥不一致，烘干时间长，用户反馈长达20几个小时有，甚至30几个小时有，甚至有的还有40多个小时的也有。这就无形中增加了用户的能耗、成本、工时费，以及不可预见的费用，减少了成品销售的利润。浸膏消泡自动控制，工作中真空、温度分时序段进行从低真空度、低温度到正常工作真空度和温度。共分四个梯度。根据浸膏特性设定每梯度工作时间，真空度、温度另外加装消泡装置，放空充氮气，加热放空过滤，带温随氮气一并进入内箱体6内，使内箱体6内温度不受影响。当浸膏发泡时，破泡装置得到信号立即处理，反复处理时水分蒸发快，烘干时间大大的缩短。也解决了烘架8清洗难的一大难题，又节省了劳动力和时间，递增了烘干批次。增加了不可预见的很大的经济效益。真空干燥箱前门开启采用汽动自动门，自动控制减少了劳动强度和时间，门密封采用耐温软件充气密封，保证真空不泄漏。内箱体6内底部设置排污口14，冷凝水的排放，采用自动控制前排，后排装置，不影响真空正常工作，解决内箱体6内底部积水现象，确保内箱体6底部干燥和开门无水喷洒地面。真空系统：为了保证真空泵正常地的工作，不带负荷，不受热，真空泵的冷却加装冷却水箱10，循环冷却，设置冷却水箱10最低温度20℃，自动控制排放水和补水，始终保证水箱水温在20℃，保护真空泵，保证抽汽力，也是干燥时间快的优势之一。保温层厚100mm，保温材料充填硅酸铝耐火纤维棉，内衬加强筋，成井字型制作且强度高，在真空工作中不变形。内箱体6内顶部为半椭圆形制作，相邻两板为圆弧过渡，加热时使箱体内温度流通，无阻障、均匀，从而改变了原方型真空烘箱顶部一层装有物料的烘盘不易烘干的缺陷，同时，便于物料烘干时产生的水汽珠顺两侧面流入箱体中间底部，经底部排污口14随真空连接管道被真空泵抽出，箱内始终保持干燥状态。抽真空时，为防止止回阀门控制失灵产生回水，影响被干燥物料的质量和效率以及烘干时间，制作时在最上层的烘盘上部（离上部烘架80mm处）放置半椭圆形的不锈钢滑流板（为活动式），使真空回水或蒸发冷凝水珠不易滴入装有物料的烘盘内，提高了干燥物料的质量和速度。烘盘与烘架8之间留有10mm间隔距离，烘架8的每层上方由角钢制作成轨道，将烘盘放在轨道上，从而改变了物料在干燥过程中，烘盘底部与烘架8的接触处容易出现物料被烘焦的现象。内箱体6内底板外口靠门处焊接一道高度在20-30mm间的挡水条，自动门16打开后，内箱体6内底部前排、后排不彻底的积水不易流出，使积水从排污口处旁通强制排出，从而保证了操作间内地面的干燥清洁卫生。烘架8的底部装置4只不锈钢车轮13，能在轨道上活动自如拖动，烘架进水口2和烘架出水口3与箱体连接处均装有快速接头，便于拆装，拉出清洗。放置烘盘的烘架层数为8层，从上到下为列管式层管制作，每层放置烘盘4只，热水加热低进高出，夹层加热也是低进高出。每车装盘数32只。内箱体6内底部也为半椭圆形制作，使物料在干燥过程中产生的水珠彻底流向箱底中间部，经底部排污口14随前排、后排和真空连接管道被真空抽出。自动门16内板靠下口处设有圆形的流水槽板，自动门16内板表面水汽珠顺流水槽板流入箱内底部，使烘箱打开门后保证了没有存水喷洒地面，确保地表面始终处于干燥清洁状态。配置一台不锈钢牵引过渡手推车，便于烘架对接进出自如，易清洗，省时、省力，降低了劳动强度，提高了安全系数。另配置一只不锈钢拉钩，自动门16打开后，便于箱内最里层烘盘进出方便，易操作。使整个烘干过程的烘干时间提前到7-10个小时。比常规的真空干燥箱干燥时间缩短到十几个小时，甚至二十多个小时，大大减少了工人的工作时间和生产中的运行成本。更多地增加了企业不可预见的经济效益。

实施例2

本实施例提供一种脉冲式消泡真空烘箱的应用方法，包括如下具体步骤：

（一）接通所有管道，打开电源，检查脉冲式消泡真空烘箱所有功能是否正常；

（二）将待干燥的物料放置在烘架8上，将烘架8推入内箱体6中，关闭自动门16；

（三）加热干燥：开启真空泵17通过抽真空口7将内箱体6抽真空，同时打开热水阀门向烘架8和夹套4内注入热水，通过真空-补气-真空-补气循环加热干燥；

（四）启动脉冲消泡机构，传感元件用于检测干燥过程的水份变化和水泡形成的速率，脉冲式消泡真空烘箱自动按时序和梯度智能地设置温度、压力等和起泡及水泡增长所相关的工况参数；当水泡到达烘盘的上沿时，供氮阀门向烘架8释放氮气进行消泡，抑制活性氧化；

（五）物料干燥完成后，关闭给夹套4和烘架8加热的热水系统，放出原有热水，打开自来水阀门通过对夹套4和烘架8进行冷却来对物料进行冷却，冷却完成后，关闭自来水阀门；

（六）物料干燥完成，关闭电源，取出物料。

有些物料，如大部分中药浸膏物料，在热驱动、负压，活性氧化的作用下，物料将会形成水汽泡，并不断地增大，水汽泡增大到烘盘的高度时便会溢出烘盘，并在内箱体6内作不规则的流动，在烘盘壁、烘架8上过热焦化，使得干燥无法连续正常中进行。通常情况下通过人为观察，即水汽泡快要溢出烘盘时人工泄压降低水汽泡高度再继续干燥，但不能根冶料液溢出烘盘的现象，且由于工况的不连续，导致干燥速率低。

脉冲式消泡真空干燥箱通过脉冲消泡机构9，根据干燥过程的水分变化、水泡形成的速率，按时序和梯度智能地设置温度、压力，以及起泡和水泡增长所相关的工况参数。并当水泡到达烘盘的上沿时立即消泡，充入氮气，抑制活性氧化。极大的提高了干燥速率。本设备采用人机界面PLC编写用户程序对设备运行的过程进行设定和监控，可实现友好的人机对话，并设有可靠的供气站，以保证各阀件及气动执行元件可靠的工作，特点如下：在烘干后，可自动关闭夹套4的加热系统和内箱体6内烘架8的加热系统，自动打开自来水夹套冷却和内箱体6内烘架8对物料冷却的阀门，如自来水压力在0.4Mpa的基础上可用阀门控制，低压时可用管道泵控制。使用自来水置换夹套4内的热水，使物料降温，可在程序中设置降温温度，达到后结束程序。干燥阶段可设置真空-补气-真空-补气循环，以帮助水分排出，可自主设置循环间隔时间和次数。除开关机时各个公用系统总阀需手动开关，干燥过程到结束均为全自动控制。冷却水箱10采用蒸汽盘管对饮用水进行换热，温度自动控制，并监控夹套4、内箱体6和烘架8的温度相关参数。

以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。

Claims (10)

1.一种脉冲式消泡真空烘箱，其特征在于，包括：带有自动门(16)的框架(1)，所述框架(1)内安装有烘箱，所述烘箱包括内箱体(6)和外箱体(11)，所述外箱体(11)与框架(1)之间通过井字型加强筋固定安装，所述框架(1)与外箱体(11)之间设有保温层（18），所述内箱体(6)和外箱体(11)之间设置有夹套(4)，所述外箱体(11)上方安装有冷却水箱（10），所述外箱体(11)的顶板上还设置有夹套出水口(5)和抽真空口(7)，所述抽真空口(7)与内箱体(6)连通，所述外箱体(11)下方安装有夹套进水口(15)和排污口(14)，所述夹套出水口(5)和夹套进水口(15)均与夹套(4)连通，所述排污口(14)与内箱体(6)连通，所述外箱体(11)一侧的侧壁上安装有烘架出水口(3)和烘架进水口（2），所述内箱体(6)的内部容纳烘架(8)，所述烘架(8)的一侧安装有脉冲消泡机构(9)，所述烘架出水口(3)和烘架进水口(2)均与烘架(8)连通，所述外箱体(11)另一侧的侧壁上安装有泄压口(12)，所述泄压口(12)与内箱体(6)连通，所述外箱体(11)的顶部外侧安装有真空泵（17），所述真空泵（17）连接抽真空口（7）。

2.根据权利要求1所述的脉冲式消泡真空烘箱，其特征在于，所述脉冲消泡机构（9）包括供氮阀门和传感元件，所述供氮阀门向烘架(8)释放氮气，所述传感元件用于检测干燥过程的水份变化和水泡形成的速率。

3.根据权利要求1所述的脉冲式消泡真空烘箱，其特征在于，所述保温层（18）内填充保温材料，所述保温材料为硅酸铝耐火纤维棉。

4.根据权利要求1所述的脉冲式消泡真空烘箱，其特征在于，所述烘架(8)底部安装有车轮(13)。

5.根据权利要求1所述的脉冲式消泡真空烘箱，其特征在于，所述内箱体（6）的顶部和底部为半椭圆形，相邻两侧板平滑过渡。

6.根据权利要求1所述的脉冲式消泡真空烘箱，其特征在于，在烘架(8)最上层的烘盘上部设置半椭圆形的滑溜板，所述滑溜板为可活动的。

7.根据权利要求1所述的脉冲式消泡真空烘箱，其特征在于，所述烘架（8）的每层为排列的管道，每层管道上设有用角钢焊接的轨道，轨道上容纳烘盘。

8.根据权利要求1所述的脉冲式消泡真空烘箱，其特征在于，所述自动门（16）采用汽动自动门，门密封采用耐高温充气密封圈。

9.根据权利要求1所述的脉冲式消泡真空烘箱，其特征在于，所述内箱体（6）底部外口靠自动门(16)的位置处焊接有一道高度为20-30mm的挡水条。

10.根据权利要求1-9中任一权利要求所述的脉冲式消泡真空烘箱的应用方法，其特征在于，包括如下具体步骤：

（一）接通所有管道，打开电源，检查脉冲式消泡真空烘箱所有功能是否正常；

（二）将待干燥的物料放置在烘架（8）上，将烘架（8）推入内箱体（6）中，关闭自动门（16）；

（三）加热干燥：开启真空泵（17）通过抽真空口（7）将内箱体（6）抽真空，同时打开热水阀门向烘架（8）和夹套（4）内注入热水，通过真空-补气-真空-补气循环加热干燥；

（四）启动脉冲消泡机构，传感元件用于检测干燥过程的水份变化和水泡形成的速率，脉冲式消泡真空烘箱自动按时序和梯度智能地设置温度、压力等和起泡及水泡增长所相关的工况参数；当水泡到达烘盘的上沿时，供氮阀门向烘架(8)释放氮气进行消泡，抑制活性氧化；

（五）物料干燥完成后，关闭给夹套（4）和烘架（8）加热的热水系统，放出原有热水，打开自来水阀门通过对夹套（4）和烘架（8）进行冷却来对物料进行冷却，冷却完成后，关闭自来水阀门；

（六）物料干燥完成，关闭电源，取出物料。