CN111989529B - 用于选择性搁架温度控制的装置和方法 - Google Patents

用于选择性搁架温度控制的装置和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111989529B
CN111989529B CN201980026954.0A CN201980026954A CN111989529B CN 111989529 B CN111989529 B CN 111989529B CN 201980026954 A CN201980026954 A CN 201980026954A CN 111989529 B CN111989529 B CN 111989529B
Authority
CN
China
Prior art keywords
shelves
manifold
fluid
shelf
flow
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201980026954.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111989529A (zh
Inventor
C·D·邓恩
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SP Industries Inc
Original Assignee
SP Industries Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SP Industries Inc filed Critical SP Industries Inc
Publication of CN111989529A publication Critical patent/CN111989529A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111989529B publication Critical patent/CN111989529B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B5/00—Drying solid materials or objects by processes not involving the application of heat
    • F26B5/04—Drying solid materials or objects by processes not involving the application of heat by evaporation or sublimation of moisture under reduced pressure, e.g. in a vacuum
    • F26B5/044—Drying solid materials or objects by processes not involving the application of heat by evaporation or sublimation of moisture under reduced pressure, e.g. in a vacuum for drying materials in a batch operation in an enclosure having a plurality of shelves which may be heated
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K11/00—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves
    • F16K11/02—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit
    • F16K11/06—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only sliding valves, i.e. sliding closure elements
    • F16K11/065—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only sliding valves, i.e. sliding closure elements with linearly sliding closure members
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K11/00—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves
    • F16K11/02—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit
    • F16K11/06—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only sliding valves, i.e. sliding closure elements
    • F16K11/065—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only sliding valves, i.e. sliding closure elements with linearly sliding closure members
    • F16K11/07—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only sliding valves, i.e. sliding closure elements with linearly sliding closure members with cylindrical slides
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K11/00—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves
    • F16K11/02—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit
    • F16K11/06—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only sliding valves, i.e. sliding closure elements
    • F16K11/072—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only sliding valves, i.e. sliding closure elements with pivoted closure members
    • F16K11/074—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only sliding valves, i.e. sliding closure elements with pivoted closure members with flat sealing faces
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K11/00—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves
    • F16K11/10—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with two or more closure members not moving as a unit
    • F16K11/20—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with two or more closure members not moving as a unit operated by separate actuating members
    • F16K11/22—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with two or more closure members not moving as a unit operated by separate actuating members with an actuating member for each valve, e.g. interconnected to form multiple-way valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K27/00—Construction of housing; Use of materials therefor
    • F16K27/003—Housing formed from a plurality of the same valve elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K27/00—Construction of housing; Use of materials therefor
    • F16K27/02—Construction of housing; Use of materials therefor of lift valves
    • F16K27/0263—Construction of housing; Use of materials therefor of lift valves multiple way valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/02—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
    • F16K31/06—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a magnet, e.g. diaphragm valves, cutting off by means of a liquid
    • F16K31/0603—Multiple-way valves
    • F16K31/0624—Lift valves
    • F16K31/0627—Lift valves with movable valve member positioned between seats
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B23/00—Heating arrangements
    • F26B23/04—Heating arrangements using electric heating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B23/00—Heating arrangements
    • F26B23/10—Heating arrangements using tubes or passages containing heated fluids, e.g. acting as radiative elements; Closed-loop systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B25/00—Details of general application not covered by group F26B21/00 or F26B23/00
    • F26B25/22—Controlling the drying process in dependence on liquid content of solid materials or objects
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B5/00—Drying solid materials or objects by processes not involving the application of heat
    • F26B5/04—Drying solid materials or objects by processes not involving the application of heat by evaporation or sublimation of moisture under reduced pressure, e.g. in a vacuum
    • F26B5/06—Drying solid materials or objects by processes not involving the application of heat by evaporation or sublimation of moisture under reduced pressure, e.g. in a vacuum the process involving freezing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Drying Of Solid Materials (AREA)

Abstract

一种系统，其包括流体歧管和物品；所述歧管具有长度和宽度以及多个入口或出口端口，并且所述物品包括设置在所述歧管内的元件，所述元件适于在所述歧管内进行可调节的纵向运动；并且该系统适用于例如在冷冻干燥设备中调节搁架温度。

Description

用于选择性搁架温度控制的装置和方法
技术领域
本申请要求于2018年3月14日提交的美国专利申请No.62/642,767的优先权，其全部内容通过引用合并于此。
发明领域
本公开涉及搁架的温度控制。
背景技术
冷冻干燥(即，冻干或低温干燥)是从产品中去除诸如水或溶剂之类的挥发物的过程。冷冻干燥具有多种用途，例如保存易腐烂的物料，允许运输某些物料，生产陶瓷，以较短的复原时间和可接受的效力水平生产产品等。冷冻干燥用于多种物料，包括但不限于食品、药品和生物样本。
在典型的冷冻干燥过程中，将样品或装有样品的小瓶或容器装载到室内的温度受控的搁架上并冷却至低温直至固化为止。然后在称为“一次干燥”的步骤中使室减压并调节搁架温度以使得能够通过升华去除冷冻的溶剂。升华完成后，在“二次干燥”步骤中升高搁架温度，以去除例如通过吸附与固体产品结合的任何其他溶剂。当去除了足够的溶剂时，该过程结束。如果样品被容纳在小瓶或容器中，则通常在低于环境压力的惰性气体下密封小瓶或容器。
冷冻干燥机通常包含多个搁架，样品被装载到搁架上。搁架可以通过热交换流体流过搁架而被冷却到低于环境温度。搁架可被冷却至例如约5℃至约﹣55℃的温度或更冷。在将搁架暴露于装载区域的环境条件的装载过程中，多个搁架的冷却可能导致在一些或所有搁架上出现不希望的积霜。霜将充当绝缘体并阻止适当的热量传递到产品瓶或容器中。另外，积霜会增加将产品瓶或托盘推到搁架上所需的力。将产品移到搁架上所需的力增大可能会对自动装载系统的性能产生不利影响。尽管已经有一些针对每个搁架和流体连接利用阀的设计，但是这些设计要求每个阀的连接都延伸穿过压力室，以保持过程边界和清洁度。这样的方法增加了制造成本和维护成本，同时还增加了装置潜在的故障点数量。期望的是在搁架被装载之前“及时”冷却搁架的方法，从而减少了冷搁架暴露于大气的暴露时间并最小化积霜的可能性，同时也减少了室的渗透。
发明内容
因此，公开了一种系统，该系统包括：限定室的壳体；在室内竖直布置的多个水平搁架，每个搁架均包括入口、出口和布置在入口和出口之间的流动通道；流体歧管，该流体歧管具有长度和宽度并与每个搁架的各自的流动通道流体连通；物品，该物品包括布置在歧管内并适于沿着歧管的长度可调节地纵向运动的元件。
还公开了一种控制系统中搁架温度的方法，所述系统包括：限定室的壳体；在室内竖直布置的多个水平搁架，每个搁架均包含流动通道、入口和出口；具有长度和宽度并且与每个搁架流体连通的流体歧管；物品，其包括布置在歧管内并适于在歧管中可调节地纵向运动的元件；该方法包括在歧管内可调节地纵向移动元件。
还公开了一种系统，该系统包括具有长度和宽度的流体歧管以及多个入口端口或出口端口和包括布置在歧管内的元件的物品，该元件适于在歧管内进行可调节的纵向运动。
还公开了一种控制流体流过流体歧管的方法，该歧管具有长度和宽度以及多个入口端口或出口端口，其中元件布置在歧管内并且适于在歧管内进行可调节的纵向运动；所述该方法包括在歧管内可调节地纵向移动元件。
附图说明
在附图中，以示例而非限制的方式示出了本文所述的公开。为了图示的简单和清楚，附图中图示的特征不必按比例绘制。例如，为了清楚起见，一些特征的尺寸可能相对于其他特征被放大。此外，在认为适当的情况下，在附图中重复附图标记以指示相应或类似的元件。
图1示出了根据所公开的实施例的冷冻干燥系统。
图2示出了在根据所公开的实施例的另一操作阶段中的图1的冷冻干燥系统。
图3示出在根据所公开的实施例的另一操作阶段中的图1的冷冻干燥系统。
图4示出在根据所公开的实施例的另一操作阶段中的图1的冷冻干燥系统。
具体实施方式
在一个示例中，本公开涉及用于在冷冻干燥过程的装载期间最小化冷却搁架上不期望的结霜的系统和方法。
冷冻干燥过程至少包括冷冻阶段、一次干燥(即升华)阶段和二次干燥(即解吸)阶段。在冷冻阶段，将产品冷冻，并在产品中形成溶剂晶体。在一次干燥阶段，通过升高温度和降低压力使游离溶剂升华，从产品中除去溶剂。在二次干燥阶段，将温度升得更高以从产品中除去结合的溶剂。溶剂或挥发物通常包含水。
冷冻干燥机的室通常包含多个搁架，这些搁架配有腔，即流动通路，供热交换流体通过以进行温度调节。本发明的实施例涉及用于控制搁架温度的系统和方法。
图1是根据本发明的实施例的冷冻干燥系统100的图示。该系统包括限定室102的壳体101，该室102容纳多个水平、竖直布置的搁架103。虽然在图中仅示出了十一个搁架103，但是应当理解的是可以使用更多或更少的搁架103。每个搁架103包含流动通路104、入口105和出口106。示出了一些搁架103的搁架入口105和出口106的位置，但是应当理解，即使在这里没有明确示出，每个搁架103对于相应的流动通路104也将具有入口105和入口106。搁架入口105和出口106可以如此处所示彼此对准，但不是必须对准。入口105和出口106可以分别彼此和流动通路104流体流通地沿着流动通路104位于任何位置处。例如，105可以位于搁架103上与入口106相对的位置上。该系统包含物品115，物品115包括具有固定有塞子108的杆107的元件、移动该杆和塞子的装置109以及密封件110。固定有塞子108的杆107布置在流体歧管111中。歧管111具有端口112，每个端口均通过管113与对应的搁架103相关联并流体连通，所述管也可以是任何其他类型的管道，该管道为合适材料且尺寸设计成承载热交换流体。如图1所示，塞子108处于完全缩回位置。在塞子108的该位置中，热交换流体仅被允许流动通过顶部搁架103和歧管111的上部分。歧管111与搁架流体连通。
图1描绘了歧管111，其通过管113连接至出口106，使得流体从入口105通过搁架103中的流动通路104流至出口106，然后流至在114处离开的歧管111。未示出从传热流体泵120(在下面讨论)到入口105的管或流体连接。在替代实施例中，歧管111可以通过管113连接到入口105，使得流体从114流过歧管111(逆向114箭头)，通过管113，经过入口105，通过流动通路104抵达出口106，然后流体将流回传热流体泵120。
图2描绘了根据本发明的实施例的例如图1所示的冷冻干燥系统100。在图2中，塞子108处于部分插入位置。在塞子的该位置，允许热交换流体流过顶部的两个搁架103和歧管111。通过塞子108阻止热交换流体流过其余的搁架和歧管的底部部分。
图3描绘了根据本发明的实施例的例如图1和2所示的冷冻干燥系统100。在图3中，塞子108处于部分插入位置，该位置较之图2所示更多地插入。在塞子的该位置，允许热交换流体流过除底部搁架103和搁架N之外的所有搁架103和歧管111。塞子108阻挡热交换流体流过底部搁架103和歧管的底部部分。
图4描绘了根据本发明的实施例的例如图1至图3所示的冷冻干燥系统100。在图4中，塞子108处于完全插入位置。在塞子108的该位置，允许热交换流体流过所有搁架103以及歧管111的整个流动部分。
图1至图4的冷冻干燥系统100可以具有除了多个搁架103和室102之外的其它元件，例如制冷单元、真空系统、流体管线或软管、气体管线等。该室可通过一个或多个门进入，所述门可以密封室并允许其保持真空状态。该室可包括一个或多个入口和/或出口，以促进气体流动、液体流动或连接至真空源。
在一些实施例中，冷冻干燥系统可以适于执行蒸汽灭菌循环。冷冻干燥系统可以适于在每次使用之后执行就地清洁(CIP)和/或蒸汽灭菌(SIP)循环，以确保产品不被先前冻干的物料污染。例如，在某些实施例中，冷冻干燥系统可以包括一个或多个用于将清洁介质和/或蒸汽引入室的入口。室可包含排水口以去除多余的水。
室可包括一个或多个孔口，用于连接到各种阀和压力计。例如，诸如皮拉尼(Pirani)压力计的压力计可以耦合至室以测量室内的压力。
在一些实施例中，搁架可以热耦合到加热元件。加热元件可以是电加热装置。在一些实施例中，加热元件可以是热耦合到搁架的一个或多个流体管线。
在某些实施例中，冷冻干燥系统可以包括冷凝器，该冷凝器可以容纳在壳体内。在其他实施例中，系统可以包括外部冷凝器。在这样的实施例中，可将冷凝板或盘管布置在室102内、单独的冷凝室或将室102连接到冷凝室的导管附近。如果孔口在冷凝室上或在隔离阀和冷凝室之间的导管中，则分离室102和冷凝室的隔离阀将被打开以在两者之间获得相同的压力。在一些实施例中，一个以上的室102可以连接到单个冷凝室，反之亦然。
在一些实施例中，冷冻干燥系统可以包括控制界面，该控制界面可以允许用户对一系列步骤进行编程并使这些步骤被执行。冷冻干燥系统可包括适于命令和协调系统/设备的各种元件并执行预编程的冷冻干燥循环的各种控制硬件(例如，一个或多个处理装置)和软件系统。各种控制硬件和软件系统也可以提供文档、数据记录、警报和系统安全功能。另外，冷冻干燥机系统的辅助系统可以包括：泄漏检查系统、性能检查系统和各种子系统，以清洁和消毒产品室和/或在产品室中自动装载/卸载产品；以及相关的机械或低温制冷系统配件，例如制冷橇、压缩机、冷凝器、热交换器、传热流体系统、泵、加热器、膨胀罐、制冷剂罐、管道、流量控制器/调节器、阀门、传感器等。
在此公开的是在诸如冷冻干燥系统100之类的系统中控制搁架温度的方法。首先，将要冷却的产品装载到搁架上，例如搁架103(图1)。在产品装载期间，本系统可以使在产品搁架上的积霜最小化。通常从最上面的(第一个)可用搁架开始装载搁架(最顶上的搁架通常仅用于辐射热传递)。在第一搁架的装载期间，塞子108被定位成允许传热流体仅流过辐射体(最顶上的搁架103)和第一搁架103。在完成第一搁架的装载之后(或在第一搁架的装载期间的某一时刻)，塞子元件移动或被移动以允许流体流过第二搁架。重复此过程，直到所有搁架都已装载为止。通过限制空载搁架的冷却时间，可以将积霜的产生降至最低，从而提高了热传递效率。
在已经装载产品之后，通常将搁架保持在低温下并/或进一步冷却以引起产品成核(冻结)。搁架温度可以在相对较低的温度(例如约﹣50℃)下保持一段时间，以确保所有产品都完全冷冻。但是，产品保持的温度可能取决于特定的产品和所需的冷却。
样品冷冻完成后，开始干燥步骤，包括一次干燥步骤和二次干燥步骤。一次干燥包括启动真空泵和冷凝器制冷系统以在室102中建立所需的升华和冷凝条件。在一些实施例中，可以在整个干燥过程中将少量的气体(例如惰性气体)流供给到室中，以有助于控制真空度。在达到真空压力条件之后，将搁架加热(例如，使用电加热器)到所需的一次干燥温度，该温度由进行冷冻干燥的物料的热、机械、化学和/或生物学特性决定。通过产品温度测量、湿度测量、电容压力计和皮拉尼压力计测量的比较、取样器获得的样品的分析或其他技术中的一项或多项来确定在通过升华去除所有未结合的水时一次干燥完成。一旦一次干燥完成，将冷冻干燥机的搁架温度进一步以所需的升温速率加热，直到产品或物料达到可以充分实现结合水解吸的温度为止。该最终产物温度取决于产品组成，并且可以为约20℃或更高。干燥完成后，将产品或物料从室102中移出。在此过程中的任何时候，冷冻干燥系统都可以紧急停止或关闭，这将在室保持真空的同时关闭增压和降压控制阀。
搁架103适配有空腔，即流动通路104，使热交换流体通过所述空腔以调节温度。流动通路可以有利地具有蛇形形状或其他形状，以增加流体与搁架103之间的传热面积。流体可以是水性或非水性的，例如水、二醇、二醇/水混合物或硅油。二醇包括乙二醇和丙二醇。
歧管111，无论其被构造为入口歧管还是出口歧管都将具有长度L和宽度W，该宽度是歧管的最长半径，例如在端口112附近。在一些实施例中，歧管可以具有圆柱状或矩形盒状的形状。歧管111将具有多个端口112，取决于歧管111的构造，该端口112用作歧管的入口或出口。每个端口112通过例如管、软管或管道113与搁架出口106或入口105相关联。歧管入口或出口是用于流体流动的孔口或端口112。流体歧管111可具有2至25或30个端口或更多，例如2、3、4、5、6、7、8、9、10、20、25或30个端口，这取决于系统100中的搁架103的数量。入口歧管端口或出口歧管端口112可以均匀地或不均匀地隔开。
在一个示例中，物品115包括布置在歧管中的具有塞子108的元件或杆107，其适于在歧管111中沿纵向方向进行可调节的运动。在一些实施例中，物品115包括具有塞子108或“柱塞”的杆107，所述塞子或柱塞固定在歧管111内的杆107的端部。此布置与气缸中的活塞不同。塞子108可以具有适合于产生防止流体在塞子的位置处流过歧管111的期望效果的任何形状。在一些实施例中，塞子108可具有盘形、球形、椭球形、活塞形等。在一些实施例中，塞子108的直径略小于歧管111的内径，从而使得塞子108在歧管111内可调节地移动，并且还防止流体在歧管111内流动。当塞子108在歧管内向上或向下移动(或侧向移动，如果歧管被类似地安装的话)，即缩回或插入时，启动(允许)或阻止(禁止)通过一个或多个特定的搁架103的流体流动。在一个示例实施例中，系统100包括设置在出口歧管、入口歧管或两个歧管中的物品115。
在一个示例中，系统100将包括入口歧管和出口歧管，其中入口歧管联接到搁架入口，并且出口歧管联接到搁架出口。入口歧管和出口歧管之一或两者可以像具有物品115的歧管111。
当阻止流体流过一个或多个特定的搁架103时，那些搁架103保持与歧管111流体连通，但是液体不能流过那些搁架103。这在图中示出。当塞子108进一步行进到歧管111中时，能够使流动逐一流向每个搁架103。例如，对于包含5个搁架103的系统100，在完全缩回位置中，仅允许流向第一(顶部)搁架103。塞子108可以部分地插入到下一个位置，以允许流向前两个搁架103。塞子108可以部分地插入，以允许液体流到前三个或前四个搁架103。塞子108可以完全插入，以允许流到所有5个搁架103。
布置在歧管内的元件可以与合适的致动装置109相关联。也就是说，包括该元件的物品115还包括致动装置109，例如，气动或电动执行器、电动或液压活塞、齿轮齿条、工作齿轮或其他合适的装置，包括手动装置。致动装置109可以是适于以线性运动移动杆107的任何合适的设施。致动装置可以与自动装载设备通信，例如电通信。可以将允许流动编程为定时，以与通过子门或通过单个门(未显示)的自动样品加载相一致。
当流体未被压缩时，在一个示例中，系统100被设计为当塞子插入经过底部搁架103连接到歧管的端口112时允许流体从塞子108下方逸出。例如，这可以通过增加在最后一个(底部)搁架的连接点处的歧管的直径来实现，例如在124(图4)处，使得歧管在124处的宽度大于宽度W。在塞子108的其他位置中，流体可通过连接在塞子108位置以下的一个或多个搁架逸出。所有上述都是在元件处于插入位置时允许流体从元件下方逸出的方式。
当塞子108缩回或插入时，流路阻力也可能发生变化，可以通过任何适当的手段来补偿这种变化。在一些实施例中，参照图1，这可以通过在传热液体泵120和/或旁通管线122上具有变频驱动器118来补偿，传热液体泵120和/或旁通管线122具有或不具有合适的阀或其他流体流量控制装置。这些是当元件处于插入位置时允许流体从元件下方逸出的方式。
因此，本系统还可以包括一种用于调节供应到一个或多个搁架的流体的流速的装置。该装置可包括在传热流体泵120或其他流体流量控制装置上的旁路管线122和/或变频驱动器118。可调的可变流速将允许在每个搁架向液体“开放”时保持搁架之间的传热平衡(即，每个搁架中的传热流体速度恒定)。保持一致的传热流体速度将提供整个搁架表面的温度均匀性。
在一些实施例中，该设备可以包含2至25个或2至30个或更多的搁架，例如2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、20、25或30个以上的货架。搁架通常可以均匀地或不均匀地间隔开。
当前的系统和方法不限于冷冻干燥机或冷冻干燥方法。例如，所公开的系统和方法同样适用于没有单独的真空或干燥系统的冰箱和冰柜。公开的系统也可以用于包括加热系统的任何其他温度控制系统中。
术语“系统”可以与“设备”或“装置”同义，并且可以包括元件的关联集合，例如选自硬件、软件和电子设备的元件。术语“元件”，“物品”和“构件”可以是同义词，并且本身可以由单个元件组成或可以包括多个元件。通常，系统可以包括一个或多个物品，并且物品可以包括一个或多个元件。
在一些实施例中，真空条件可以小于1毫巴，高达大约1000毫巴。
说明书和权利要求书中所使用的术语“构造”旨在和术语“包括”或“包含”一样是开放式术语。术语“构造”并不意味着排除其他可能的物品或元件。术语“构造”可以等效于“适于”。
术语“关联”是指例如“配备”、“耦合”、“连接”或“通信”，例如“电连接”或“流体连通”或以其他方式连接执行功能的方式。术语“关联”可以表示例如通过一个或多个其他物品或元件直接关联或间接关联。
本文中的冠词“一”和“一个”是指一个或多个语法对象(例如，至少一个)。本文引用的任何范围均包括端值。全文中使用的“约”一词用于描述和解释微小的波动。例如，“约”可以表示可以将数值修改为±5％、±4％、±3％、±2％、±1％、±0.5％、±0.4％、±0.3％、±0.2％、±0.1％或±0.05％。无论是否明确指出，所有数值均由术语“约”修饰。由术语“约”修饰的数值包括特定的识别值，例如，“约5.0”包括5.0。此外，针对一个附图或实施例讨论的特征(在适用时)也可以与所公开的另一特征或实施例结合使用或替代地使用。
除非另有说明，所有份数和百分数均以重量计。如果没有另外说明，则重量百分比(wt％)基于不含任何挥发物的整个组合物，即基于干固体含量。
本文引用的所有美国专利申请、公开的专利申请和专利均通过引用并入本文。

Claims (15)

1.一种系统，所述系统包括：
壳体，所述壳体限定室；
多个水平搁架，所述多个水平搁架竖直布置在所述室内，每个搁架均包括入口、出口和设置在所述入口和所述出口之间的流动通路；
流体歧管，所述流体歧管具有长度、宽度和多个入口端口或出口端口，并且与每个搁架的各自的流动通路流体连通；和
布置在所述歧管内并适于沿着所述歧管的所述长度能够调节地纵向运动的元件。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述歧管是联接至每个搁架的所述出口的出口流体歧管。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述歧管是联接到每个搁架的所述入口的入口流体歧管。
4.根据权利要求1所述的系统，其中，能够调节的运动用于允许或阻止热交换流体流过所述搁架中的一个或多个。
5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述元件包括连接至塞子的杆，其中，所述塞子的尺寸设置成防止热交换流体流过所述搁架中的一个或多个。
6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述元件连接至致动装置。
7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述元件与自动或手动样品定位装置相关联。
8.根据权利要求5所述的系统，其中
如果所述元件处于完全缩回位置，则仅允许所述热交换流体流过所述多个水平搁架中的第一个；
如果所述元件处于完全插入位置，则允许所述热交换流体流过所述多个水平搁架的全部；或者
如果所述元件处于部分插入位置，则允许所述热交换流体流过所述多个水平搁架中的超过一个且少于所述多个水平搁架的全部。
9.根据权利要求5所述的系统，其中，所述元件适于被致动到一位置，以防止所述热交换流体流过所述多个搁架的期望数量，并允许所述热交换流体流过所述多个搁架的剩余数量。
10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述多个搁架为2至30个搁架，包括2个和30个搁架。
11.根据权利要求1所述的系统，所述系统进一步包括旁通管线、液泵上的变频驱动器和流体流动控制装置中的至少一个。
12.根据权利要求1所述的系统，还包括真空源。
13.根据权利要求1所述的系统，其中，所述系统是冷冻干燥系统。
14.一种控制系统中的搁架温度的方法，所述系统包括：
限定室的壳体；
在所述室内竖直布置的多个水平搁架，每个搁架包含流动通路、入口和出口；
具有长度和宽度并且与每个搁架流体连通的流体歧管；以及
布置在所述歧管内并适于在所述歧管中能够调节地纵向移动的元件；
所述方法包括在所述歧管内能够调节地纵向移动所述元件。
15.根据权利要求14所述的方法，所述方法进一步包括：通过使得流体绕过一个或多个搁架以及调节流体的泵送速率中的至少一种，来控制通过所述搁架的流体流速。
CN201980026954.0A 2018-03-14 2019-03-13 用于选择性搁架温度控制的装置和方法 Active CN111989529B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201862642767P 2018-03-14 2018-03-14
US62/642,767 2018-03-14
PCT/US2019/022013 WO2019178201A1 (en) 2018-03-14 2019-03-13 Means and methods for selective shelf temperature control

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111989529A CN111989529A (zh) 2020-11-24
CN111989529B true CN111989529B (zh) 2023-03-24

Family

ID=67905351

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201980026954.0A Active CN111989529B (zh) 2018-03-14 2019-03-13 用于选择性搁架温度控制的装置和方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10976104B2 (zh)
EP (1) EP3765805A4 (zh)
KR (1) KR20210009298A (zh)
CN (1) CN111989529B (zh)
CA (1) CA3093834A1 (zh)
WO (1) WO2019178201A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022104360A1 (en) * 2020-11-13 2022-05-19 Arnovick Travis J Freeze drying of aromatic plant matter

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1737259A (en) * 1927-08-06 1929-11-26 William J Miller Process and apparatus for drying ceramic ware
GB422236A (en) * 1933-11-04 1935-01-08 Lancelot Arthur Mitchell Improvements in or relating to drying stoves
US2984472A (en) * 1957-07-19 1961-05-16 Ind Heat Engineering Company Drying machine
US3287815A (en) * 1963-12-05 1966-11-29 Midland Ross Corp Method and apparatus for treating web material
US3461953A (en) * 1967-08-15 1969-08-19 Hull Corp Vacuum dryer shelf temperature control
US3590874A (en) * 1969-11-21 1971-07-06 David Y Rice Co Valve design
US4018244A (en) * 1975-09-10 1977-04-19 Airco, Inc. Automatic switchover valve and system utilizing same
US4068390A (en) * 1976-08-30 1978-01-17 Rca Corporation Photomask dryer
US4212322A (en) * 1979-01-18 1980-07-15 Eaton Corporation Linear vacuum programmer
US5937536A (en) * 1997-10-06 1999-08-17 Pharmacopeia, Inc. Rapid drying oven for providing rapid drying of multiple samples
US6315209B1 (en) * 2000-03-01 2001-11-13 Watts Regulator Company Mixing valve
JP3871957B2 (ja) * 2002-04-22 2007-01-24 株式会社アルバック 凍結真空乾燥方法及び凍結真空乾燥装置
US7347004B1 (en) * 2005-01-13 2008-03-25 Lyophilization Services Of New England, Inc. Freeze drying apparatus and method
GB0609113D0 (en) * 2006-05-09 2006-06-21 Boc Group Plc Freeze Dryer Shelf
CN202274717U (zh) * 2011-09-20 2012-06-13 上海东富龙科技股份有限公司 一种翻板冻干机
US9649436B2 (en) * 2011-09-21 2017-05-16 Bayer Healthcare Llc Assembly method for a fluid pump device for a continuous multi-fluid delivery system
WO2015113161A1 (en) * 2014-01-30 2015-08-06 Dana Canada Corporation Flow balanced heat exchanger for battery thermal management

Also Published As

Publication number Publication date
CA3093834A1 (en) 2019-09-19
WO2019178201A1 (en) 2019-09-19
CN111989529A (zh) 2020-11-24
KR20210009298A (ko) 2021-01-26
EP3765805A4 (en) 2021-12-01
US10976104B2 (en) 2021-04-13
US20190285341A1 (en) 2019-09-19
EP3765805A1 (en) 2021-01-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110113950B (zh) 冷冻干燥系统内的能量回收
US11340014B2 (en) Freeze-drying methods and related products
CN101140126B (zh) 用于冻干的低温制冷系统
JP6617951B2 (ja) 真空乾燥装置および真空乾燥方法
CN111989529B (zh) 用于选择性搁架温度控制的装置和方法
US2374232A (en) Desiccating apparatus
EP1144930A1 (en) Vacuum control system for foam drying apparatus
JP3871957B2 (ja) 凍結真空乾燥方法及び凍結真空乾燥装置
KR101944157B1 (ko) 크라이오 트랩
EP3342429B1 (en) Sterilization system and method having a thermodynamic cycle
CN115867759A (zh) 利用组合式冷冻腔室和冷凝器的冷冻干燥
KR101767251B1 (ko) 멀티직렬콜드트랩을 가지는 진공동결건조장치
JP2017020446A (ja) クライオトラップ
US20240142172A1 (en) A Freeze Dryer and a Method for Operating a Freeze Dryer
Snowman Lyophilization
Oetjen Industrial Freeze-Drying
RU2143089C1 (ru) Аппарат для комбинированной предварительной термической обработки растительной продукции

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant