CN114322464A - 冻干设备的冷阱系统 - Google Patents

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刘意强
朱悉汝
田严华
夏小均
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Abstract

一种冻干设备的冷阱系统，包括盘管，所述盘管包括上层盘管和下层盘管，所述上层盘管和下层盘管各为双层结构，所述双层结构通过弯折段连通，所述双层结构的一层的端口设置有进口端，所述双层结构的另一层的端口设置有出口端，所述上层盘管和下层盘管的进口端设置有共用的进液口，所述上层盘管和下层盘管的出口端设置有共用的气液混合体出口。根据本发明的冻干设备的冷阱系统，由于盘管结构采用了单循环的设计，由此从进液口输入的冷媒液体只需经过一个循环即可从气液混合体出口输出，不仅大大降低了冷媒液体的供液阻力，降低了冻干设备的运行能耗，而且，加快了冷阱降温速度，增强了冷阱制冷效果。

Description

冻干设备的冷阱系统
技术领域
本发明涉及冷冻干燥设备，尤其涉及一种冻干设备的冷阱系统。
背景技术
冷冻干燥设备又称真空冷冻干燥设备，是将冷冻成固态的物品包括食品在真空的环境下，升华掉物品中的水分而最终使物品干燥。而升华的水分是转移到冻干设备的冷阱盘管上重新凝结为冰。亦即，冻干设备在冷冻干燥过程中，冷阱需要连续捕捉升华而产生的的水蒸气，而这些水蒸气在冷阱盘管上凝结成的冰，起到了“捕水”的功能。为达到生产连续不间隔，现有技术采用交替式冷阱，一部分冷阱工作处于凝结水汽捕水时，另一部分冷阱工作处于融霜排水状态，交替时间几十分钟至几小时不等。而现有技术的冻干设备的冷阱盘管大多为满液式供液，如图1A和1B所示，冻干设备7的盘管1内的制冷剂在循环流动时通常液体从底层盘管11的进液口15进，然后在中间层盘管12的内部缠绕两圈，即来回循环两次，最后，气液混合体从位于顶层盘管13的出液口16出。但是，现有技术的冷阱盘管系统由于中间层盘管12的存在，液体在冷阱中至少要循环两圈，由此会增加系统的供液阻力，导致冷阱供液不足。与此同时，多层次的盘管结构也会增加冻干设备的运行能耗，也使得冷阱的降温时间延长，制冷效果变弱。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的缺陷，提供一种结构优化的冻干设备的冷阱盘管系统，以解决现有技术中存在的上述技术问题。
根据本发明的冻干设备的冷阱系统，包括盘管，所述盘管包括上层盘管和下层盘管，所述上层盘管和下层盘管各为双层结构，所述双层结构通过弯折段连通，所述双层结构的一层的端口设置有进口端，所述双层结构的另一层的端口设置有出口端，所述上层盘管和下层盘管的进口端设置有共用的进液口，所述上层盘管和下层盘管的出口端设置有共用的气液混合体出口。
所述双层结构包括底层和顶层，所述底层的端口设置有进口端，所述顶层的端口设置有出口端。
所述上层盘管和下层盘管的进口端通过连通管连通。
所述上层盘管和下层盘管的出口端通过连通管连通。
所述双层结构的进口端至出口端为单个循环结构。
根据本发明的冻干设备的冷阱系统包括由多个盘管组成的组合盘管，各个盘管的进口端通过连接管路连接在一起。
所述进液口设置在与所述进口端连接的连接管路上。
根据本发明的冻干设备的冷阱系统包括由多个盘管组成的组合盘管，各个盘管的出口端通过连接管路连接在一起。
所述气液混合体出口设置在与所述出口端连接的连接管路上。
根据本发明的冻干设备的冷阱系统，所述冻干设备为采用交替式冷阱系统的冻干设备。
根据本发明的冻干设备的冷阱系统，由于盘管结构采用了单循环的设计，由此从进液口输入的冷媒液体只需经过一个循环即可从气液混合体出口输出，不仅大大降低了冷媒液体的供液阻力，降低了冻干设备的运行能耗，而且，加快了冷阱降温速度，增强了冷阱制冷效果。
附图说明
通过结合附图，对本发明的实施例进行描述以更好地理解本发明，在附图中：
图1A和图1B是表示一种现有技术的冻干设备的冷阱系统示意图。
图2和图3是从不同侧面表示根据本发明的一个实施例的冻干设备的冷阱系统的示意图。
图4是表示图2所示的冻干设备的冷阱系统中由多个盘管结构成的组合盘管示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的具体实施例及相应的附图对本发明的技术方案进行清楚的描述。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图2和图3是从不同侧面表示根据本发明的一个实施例的冻干设备的冷阱系统的示意图。根据本发明的冻干设备的冷阱系统，包括盘管2，所述盘管2包括上层盘管22和下层盘管21，所述上层盘管22和下层盘管21各为双层结构，所述双层结构通过弯折段223和213连通，所述双层结构的一层的端口设置有进口端25和26，所述双层结构的另一层的端口设置有出口端23和24，所述上层盘管22和下层盘管21的进口端25和26设置有共用的进液口28，所述上层盘管22和下层盘管21的出口端23和24设置有共用的气液混合体出口20。
具体的，结合参见图2和图3，根据本发明的冻干设备的冷阱系统包括下层盘管21和上层盘管22，其中，下层盘管21和上层盘管22例如均设置成带有弯折段213和223的双层结构。下层盘管21和上层盘管22的底层211和221的端口设置有进口端25和26，其中，进口端25和26通过连通管27连通。一个进液口28例如设置在下层盘管21的进口端25一侧，例如液态氟利昂等冷媒液体从该进液口28输入冷阱，经过底层211并通过弯折段213进入顶层212，形成一个循环回路。与此同时，输入进液口28的冷媒液体还通过连通管27进入上层盘管22的底层221，并通过弯折段223进入其顶层222，形成一个循环回路。
下层盘管21和上层盘管22的顶层212和222的端口设置有出口端23和24，其中，出口端23和24通过连通管29连通。一个气液混合体出口20例如设置在上层盘管22的出口端24一侧。本领域的技术人员可以理解，进液口28例如也可以设置在上层盘管22的进口端26一侧，或者设置在连通管27一侧。同样，气液混合体出口20例如也可以设置在下层盘管21的出口端23一侧，或者设置在连通管29一侧。本领域的技术人员还可以理解，根据本发明的冻干设备的冷阱系统，除了下层盘管21和上层盘管22外，例如也可以设置成其它的多层结构。
根据本发明的冻干设备的冷阱系统，冷媒液体从进液口28输入后通过连通管27可以同时进入下层盘管21和上层盘管22的底层211和221，并经过弯折段213和223分别进入下层盘管21和上层盘管22的顶层212和222，由此只需经过一个循环即可从气液混合体出口20输出，不仅大大降低了冷媒液体的供液阻力，降低了冻干设备的运行能耗，而且，加快了冷阱降温速度，增强了冷阱制冷效果。
图4是表示图2所示的冻干设备的冷阱系统中由多个盘管结构成的组合盘管示意图。结合参见图2至图4，盘管2和盘管2’的进口端例如通过连接管路31连接在一起，进液口28例如设置在该连接管路31上；盘管2和盘管2’的出口端例如通过连接管路32连接在一起，气液混合体出口20例如设置在该连接管路32上。如此，冻干设备工作时，冷媒液体可以同时进入盘管2和盘管2’的下层盘管的底层内，并只需在冷阱系统内经过一个循环即可从气液混合体出口20输出。此种下进上出的冷阱盘管结构，由于减少了冷媒在盘管内部的循环次数，不仅降低了冷媒液体的供液阻力，降低了冻干设备的运行能耗，而且，加快了冷阱降温速度，增强了冷阱制冷效果。
表1列出了现有技术的冻干设备的冷阱系统与本发明的冻干设备的冷阱系统的工作数据对比。现有技术的冻干设备的冷阱系统，当冷媒液体输入时其供液阻力可达1公斤，冷阱捕水1公斤需要用电1.8千瓦，而制冷时间从常温摄氏25度降至摄氏零下35度需要5分钟。根据本发明的冻干设备的冷阱系统，当冷媒液体输入时其供液阻力可低于0.5公斤，冷阱捕水1公斤需要用电1.2千瓦，而制冷时间从常温摄氏25度降至摄氏零下35度只需2分钟。
表1
Figure BDA0002711365120000051
根据本发明的冻干设备的冷阱系统不仅大大降低了冷媒液体的供液阻力，降低了冻干设备的运行能耗，而且，加快了冷阱降温速度，增强了冷阱制冷效果。
根据本发明的构思，本领域的技术人员还可以对此作出各种变化和修改，但这些变化和修改均属于本发明权利要求范围以内。

Claims (10)

1.一种冻干设备的冷阱系统，包括盘管，所述盘管包括上层盘管和下层盘管，所述上层盘管和下层盘管各为双层结构，所述双层结构通过弯折段连通，所述双层结构的一层的端口设置有进口端，所述双层结构的另一层的端口设置有出口端，所述上层盘管和下层盘管的进口端设置有共用的进液口，所述上层盘管和下层盘管的出口端设置有共用的气液混合体出口。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述双层结构包括底层和顶层，所述底层的端口设置有进口端，所述顶层的端口设置有出口端。
3.如权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述上层盘管和下层盘管的进口端通过连通管连通。
4.如权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述上层盘管和下层盘管的出口端通过连通管连通。
5.如权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述双层结构的进口端至出口端为单个循环结构。
6.如权利要求1所述的系统，其特征在于包括由多个盘管组成的组合盘管，各个盘管的进口端通过连接管路连接在一起。
7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述进液口设置在与所述进口端连接的连接管路上。
8.如权利要求1所述的系统，其特征在于包括由多个盘管组成的组合盘管，各个盘管的出口端通过连接管路连接在一起。
9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述气液混合体出口设置在与所述出口端连接的连接管路上。
10.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述冻干设备为采用交替式冷阱系统的冻干设备。
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