CN114655630B - 一种连续式生产加工冷冻干燥产品的闭环生产线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种连续式生产加工冷冻干燥产品的闭环生产线，涉及生产线技术领域，解决了现有技术中真空冷冻干燥实现各工艺工序点设备连续式生产的技术问题，包括物料装盘段、分检包装段，还包括设置在所述物料装盘段和分检包装段之间通过输送线顺次连接的料盘装车段、冻结段、干燥段、料盘卸车段、料盘卸料段和料盘清扫段，所述干燥段包括连续式真空冷冻干燥机，所述连续式真空冷冻干燥机包括依次串联连接的前平衡系统、真空干燥段和后平衡系统，所述前平衡系统、真空干燥段和后平衡系统两两之间以及前平衡系统入口、后平衡系统出口均设置有真空密封门；本发明实现了真空冷冻干燥的连续式生产。

Description

一种连续式生产加工冷冻干燥产品的闭环生产线

技术领域

本发明涉及生产线技术领域，更具体的是涉及连续式加工冷冻干燥产品的闭环设备生产线技术领域。

背景技术

真空冷冻干燥技术是将含水物料冷冻成固体，在低温低压条件下利用水的升华性能，使物料低温脱水而达到干燥的新型干燥手段。由于真空冷冻干燥技术在低温、低氧环境下进行，且处理过程无液态水存在，水分以固体状态直接汽化，使物料原有结构和形状得到最大程度保护，最终获得外观和内在品质兼备的优质干燥制品。真空冷冻干燥时目前食品保鲜最为有效的一种处理方式，目前，真空冷冻干燥技术已在许多领域得到了广泛的应用，尤其是将该技术用于食品加工可获得高质量的脱水食品。

在传统间歇式干燥设备的周期工作中，装卸料架车和冻结工序不占用干燥时间，但批次物料干燥工艺过程，除干燥工艺外还有进仓、抽空、加热系统升温、加热系统降温、破空、出仓、冷阱融霜、排融霜水等工艺过程必不可缺少，都占用了整个干燥周期时间，降低了设备干燥时间的利用率。并且传统间歇式干燥设备进出料采用整进整出的运行模式，特别是集中出料，需要即时包装处理，给工作人员安排造成非常大的不便和浪费，故传统型食品冻干机存在着设备体积大，能耗分散等缺陷。因物料不同，在加工过程中干燥工艺也有所不同，但都只能进行单批次的冻干，也就是静态干燥，而静态干燥的缺陷就是设备规格无法做大，产量受到严重的制约。

由上述可知，现有的真空冷冻干燥技术仍无法满足真空冷冻干燥对连续式生产的需求。

发明内容

本发明的目的在于：为了实现真空冷冻干燥的连续式生产的技术问题，本发明提供一种连续式生产加工冷冻干燥产品的闭环生产线。

本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：

一种连续式生产加工冷冻干燥产品的闭环生产线，包括物料装盘段、分检包装段，还包括设置在所述物料装盘段和分检包装段之间通过输送线顺次连接的料盘装车段、冻结段、干燥段、料盘卸车段、料盘卸料段和料盘清扫段，所述输送线配套设置有多个用于放置并输送料架的输送机、翻起式输送机、升降式输送机、带穿梭功能的输送机、带升降台的输送机、和多个用于放置料盘或物料并输送的皮带输送机、辊道机，所述干燥段包括连续式真空冷冻干燥机，所述连续式真空冷冻干燥机包括依次串联连接的前平衡系统、真空干燥段和后平衡系统，所述前平衡系统、真空干燥段和后平衡系统两两之间以及前平衡系统入口、后平衡系统出口均设置有真空密封门。

工作过程：物料在预处理后装入料盘，在输送机的作用下到达料盘装车段，已装盘的物料通过带升降装置的机械手和输送机的共同作用下，装入位于带升降台输送机上的料架上，随后在输送机的输送下到达冻结段进行冻结，冻结结束后到达干燥段，进入连续式真空冷冻干燥机，先使前平衡系统内部环境压力与外界平衡，然后料架进入前平衡系统，前平衡系统调整内部环境压力使其与真空干燥段内环境压力平衡，随后料架运输进入真空干燥段，干燥完成后先使后平衡系统内部环境压力与真空干燥段压力平衡，然后将料架运输至后平衡系统，待后平衡系统内部环境压力与外界平衡后，料架运出后平衡系统，进入料盘卸车段进行料盘与料架的分离，之后料盘进入料盘卸料段进行物料与料盘的分离，料盘随后进入料盘清扫段进行清扫，为下一步循环做好准备；分离出来的物料通过输送进入分检包装段，最后成品入库。整个生产线将承载物料的料架和料盘通过输送设备将料架和料盘依次带入在不同工位完成物料装盘、预冷、冻结、暂存、升华干燥、卸盘、卸料、料盘清洗、物料分检包装等工序，各工序功能互不干预，可独立工作又相互关联。这样实现了物料的连续式干燥各工艺工序点设备的连续，形成了一个闭环运行，实现了连续式生产，避免了间歇式生产需要面临的问题，如间歇式真空冷冻干燥机要完成进出干燥仓、冷阱融霜，再开始工作时需要重新抽真空，加热板温度需要重新升高等等工艺步骤。

进一步的，所述前平衡系统包括前平衡仓以及与前平衡仓连接的真空组件，所述前平衡仓设置有破空阀，所述前平衡仓与真空干燥段之间设置有真空平衡阀，所述后平衡系统与前平衡系统结构相同。

进一步的，所述前平衡系统与真空组件之间设有水蒸汽捕集系统,所述水蒸汽捕集系统包括单个或并联连接的多个冷阱和为冷阱提供冷媒的制冷系统，每个所述冷阱均与真空组件连接，每个所述冷阱与制冷系统通过冷排管连接，水蒸汽捕集系统还包括通过融霜热管与每个所述冷阱连接的融霜热媒供应源，每个所述冷阱设置有融霜水排放系统。所述后平衡系统与前平衡系统结构相同。

进一步的，所述真空干燥段连接有供热机组和水蒸汽捕集系统和真空系统，所述水蒸汽捕集系统包括并联连接的多个冷阱和为冷阱提供冷媒的制冷系统，每个所述冷阱均与真空组件连接，每个所述冷阱与制冷系统通过冷排管连接，所述水蒸汽捕集系统还包括通过融霜热管与每个所述冷阱连接的融霜热媒供应源，每个所述冷阱设置有融霜水排放系统。

作为一个优选方案，融霜水排放系统包括融霜水排水阀和融霜水收集池，融霜水排放时，冷阱处于破空状态，排水阀打开，冷阱壳程内的霜层经水喷淋浸泡或自行融化后经排水阀排出冷阱，最后流入融霜水收集池中，融霜水排空后，排水阀和冷阱破空阀关闭，重新对冷排管制冷和对冷阱进行抽空。

作为一个优选方案，融霜水排放系统包括排水阀、收集罐、真空水泵和真空止回阀，所述收集罐上设置有水位计，冷阱壳程内的霜层在融霜热媒低压蒸汽源的作用下融化后流入收集罐，待收集罐内融霜水积累至一定量时，打开真空水泵，由于真空水泵的巨大抽吸力，可以在不对冷阱进行破空的前提下，将收集罐内的融霜水抽出收集罐，通过止回阀进而排至外界，融霜水排空后，排水阀关闭、真空水泵停止工作，此时止回阀可防止外部介质到流入收集罐进而进入冷阱。多台冷阱可共用收集罐、真空水泵和真空止回阀。

作为一个优选方案，所述融霜水排放系统包括收集罐，所述收集罐入口设置有进口阀，出口设置有出口阀，所述收集罐设置有水位计。融霜水流入收集罐，需要排出时，首先关闭进口阀，打开出口阀收集罐内融霜水可顺利排出。

进一步的，上述真空干燥段包括多个串联连接的干燥仓，每个干燥仓均连接一套供热系统和一套水蒸汽捕集系统和真空系统。作为优选方案，所有冷阱可共用一个制冷系统和一个融霜热媒供应源。

进一步的，所述靠近前平衡系统的干燥仓所连接的供热机组的供热温度高于靠近后平衡系统的干燥仓所连接的供热机组的供热温度。

进一步的，所述料盘装车段包括带升降台的输送机和自动装盘机械手设备，自动装盘机械手设备包括料盘专用辊道机，设置在料盘专用辊道机内部的机械手、机械手驱动机构以及顶升装置，还包括在料盘专用辊道机的托辊间隙设置的翻动挡板结构，所述机械手顶部设置有真空吸盘；其中机械手及机械手驱动机构设置在底台上，顶升装置设置在底台下方，并且料盘专用辊道机内设置有支撑底台的支脚。所述料盘卸车段，与料盘装车段结构相同。

进一步的，所述料盘专用辊道机包括架设成通道的若干托辊，在底部四脚之间连接形成的框架，从框架直立向上设置的若干支柱，在支柱相应位置设置的支脚及限位轮，所述托辊在限位一侧相同位置上均设置呈排的料盘限位盘，另外在输入端的前两根托辊上还设置有端部限位盘。

进一步的，作为优选方式，所述机械手驱动机构为双光轴丝杆模组滑台，所述机械手包括至少两根结构相同且同向设置的L型构件，且L型构件并列连接在双光轴丝杆模组滑台上。

进一步的，作为优选方式，所述顶升装置包括底座，及设置在底座上的顶升驱动电机、主动轮、从动轮、传动轴及轴座，还包括设置在底座两侧的偏心轮和滑轮。

进一步的，作为优选方式，所述机械手驱动机构为电推杆及其输出端连接的连接架，连接架另一端连接机械手。

进一步的，作为优选方式，所述顶升装置为气缸。

进一步对，作为优选方式，所述机械手为三节全展重型钢珠滑轨及在其上连接的承载板。

进一步的，所述冻结段包括顺次连接的预冷间、冻结间和暂存间，所述预冷间、冻结间、暂存间均设置有若干台冷风机，所述冷风机由制冷设备提供冷媒，并通过冷排管与制冷设备相连。

进一步的，所述冻结段包括顺次连接的预冷间、冻结间和暂存间，所述冻结间设置有若干台冷风机，预冷间和暂存间不设冷风机。所述冷风机由制冷设备提供冷媒，并通过冷排管与制冷设备相连。

进一步的，所述料盘卸料段安装有料盘翻转卸料装置，包括架体、架体底部的调高支脚，以及依靠架体支撑的自动翻转机构，其特征在于，所述自动翻转机构包括翻转框架，在翻转框架中固定设置的第一皮带输送机，做出卡固料盘动作的联动紧固架，在翻转框架中活动设置的第二皮带输送机，以及用于带动第二皮带输送机活动的联动支撑架，所述翻转框架为两端开口且两侧同轴设置转动轴的方筒结构，所述翻转框架通过轴承座架设在架体上，并且翻转框架一端的转动轴连接旋转电机。

进一步的，第一皮带输送机与第二皮带输送机平行设置；所述第一皮带输送机设置在翻转框架内部靠下位置，其两侧通过皮带输送机的轴与翻转框架两侧壁的轴座相连；所述第二皮带输送机设置在翻转框架内部靠上位置，其两侧通过皮带输送机的轴与翻转框架两侧壁上的联动支撑架的轴座相连。

进一步的，料盘卸料机设置有第一皮带输送机和第二皮带输送机，所述第一皮带输送机连接的第一电机设置到翻转框架外侧，所述第二皮带输送机连接的第二电机设置到翻转框架外侧，并且第一电机与第二电机在翻转框架同侧外部设置，所述第一电机靠近翻转框架后端设置，所述第二电机靠近翻转框架前端设置。

进一步的，有电磁离合器及配套的输送电机靠近架体一端设置，且电磁离合器位于架体内侧，输送电机位于架体外侧；第一皮带输送机和第二皮带输送机之中处于下位的皮带输送机通过电磁离合器连接传动。

进一步的，所述联动紧固架为两侧壁直角折弯形成顶部开口的方槽结构，并且其底部连接第一气缸的输出端，所述联动紧固架围绕第一皮带输送机底部及两侧，将第一皮带输送机中间段容纳在其方槽中。

进一步的，所述联动支撑架为L型板体结构，其分别与第二皮带输送机四角的轴进行转动连接，并且每个联动支撑架均连接配套的第二气缸的输出端，所述第二气缸均固定连接在翻转框架上，并且翻转框架上预留供第二皮带输送机连接轴穿过及移动的通孔。

进一步的，所述连续式真空冷冻干燥机外围用于料架输送的输送机为链式输送机、升降输送机、带穿梭车功能的输送机、带升降台的输送机。

进一步的，所述连续式真空冷冻干燥机外围用于料盘输送的输送机为皮带输送机、辊道式输送机。

进一步的，所述连续式真空冷冻干燥机外围用于物料输送的输送机为皮带输送机、滑槽。

所述前平衡系统和后平衡系统中采用链式输送机或辊道式输送机或翻起式输送机，所述干燥仓中采用链式输送机、或辊道机或气囊链式输送机。

本发明的有益效果如下：

1.连续式真空冷冻干燥机设置有前平衡系统和后平衡系统，作为物料运输进入真空冷冻干燥机或运出真空冷冻干燥机的过渡阶段，其作用是使物料在进入真空冷冻干燥机或运出真空冷冻干燥机的时候不影响连续式真空冷冻干燥机内正在干燥的物料，即无需打断正在干燥的物料的状态，配合料盘装车段、冻结段、料盘卸车段、料盘卸料段、料盘清扫段包装段的连续式生产，实现整个生产线的连续式生产，避免了传统真空冷冻干燥中间歇式生产面临的设备规格无法做大、产量受到严重的制约、干燥时间利用率低、能耗分散、自动化水平低等问题。

2.连续式真空冷冻干燥机中的真空干燥段可设置多个干燥仓，由于间歇式真空冷冻干燥设备每干燥一批次除干燥工艺外还有进仓、抽空、加热系统升温、加热系统降温、破空、出仓、冷阱融霜、排融霜水等工艺过程必不可缺少，非干燥消耗的能量占比较大，占用的时间较长，因此如果要增加产量，其非干燥消耗的能量也要大幅增加，成本较大，效率低，相较于间歇式真空冷冻干燥设备，本装置增加产量时可在真空干燥段增设干燥仓，即可达到增产目的，同时由于物料无需分批次干燥，因此干燥仓内无需反复抽空、破空，供热装置无需反复升温、降温，避免了相当一部分非干燥能量的消耗，因此具有更高的能量利用率，在增产时相对具有更低的能量输出成本；连续式真空冷冻干燥机中配套的制冷系统的工作负荷基本恒定，运行功率不同于间歇机运行时有高峰和低谷，整体配套制冷机的规格比同规格的间歇机小25%左右。

3.机械手自动装盘卸盘装置能够依靠料盘专用辊道机、翻动挡板结构、机械手、机械手驱动机构以及顶升装置的共同协作作用，完成料盘的装卸，为装卸工位的自动化提供了设备基础。

4.机械手自动装盘装置中料盘专用辊道机能够协助摆正料盘位置，并且支脚为底台的放置提供了承载基础，其中设置的限位轮还能够规范底台进行直上直下运动，不偏斜，也避免了底台从料盘专用辊道机中滑脱，同时机械手上设置真空吸盘，利于机械手在移动过程中保证料盘承载稳定，保证了料盘跟随机械手稳定运载。

5.料盘翻转自动卸料装置能够实现自动翻转机构整体进行180度翻转，使得物料从料盘中倾倒出来，并且保证了再翻转过程中物料或者料盘不会从自动翻转机构滑脱，保证了翻转过程的流畅和稳定，降低了自动翻转过程中发生物料破碎损失的可能性，使得物料和料盘分离过程运转良好，能够适应自动化生产和连续化生产的需求。

6.料盘翻转自动卸料装置中的翻转框架的结构便于料盘的进出,也利于整体进行翻转，翻转框架为其中的第一皮带输送机、第二皮带输送机提供了良好支撑，也便于联动支撑架带动第二皮带输送机动作，同时也便于联动紧固架做出卡固料盘的动作，同时将一个固定式皮带输送机及一个活动式皮带输送机平行设置，以将料盘及其中物料能够夹在这两个皮带输送机之间，进而稳定翻转过程中物料的稳定；并架设配合固定式皮带输送机的联动紧固架，用于卡固料盘，保证料盘在翻转过程中不会发生坠落。

7.料盘翻转自动卸料装置中的联动紧固架能够在不阻挡物料脱离料盘的前提下，对料盘稳定卡固，其结构为两侧壁直角折弯形成顶部开口的方槽结构，围绕第一皮带输送机底部及两侧，利于料盘行进到第一皮带输送机中间段时，被联动紧固架容纳在其方槽中。

附图说明

图1是连续式生产线结构布置示意图；

图2是连续式真空冷冻干燥机结构简图;

图3是连续式真空冷冻干燥机水蒸汽捕集系统和真空系统结构简图;

图4是自动装盘机械手装置正面结构简图，含两套机械手结构;

图5是自动装盘机械手装置侧面结构简图;

图6是料盘专用辊道机结构简图;

图7是图6中托辊部分结构简图;

图8是机械手驱动机构结构简图;

图9是机械手与滑台连接结构简图;

图10是机械手俯视结构简图;

图11是机械手侧视结构简图;

图12是顶升装置结构示意图;

图13是料盘装车过程起始位置及料盘卸盘过程结束最后位置的结构简图；

图14是料盘装车过程结束位置及料盘卸盘过程起始位置的结构简图；

图15是料盘翻转卸料装置正面结构简图；

图16是料盘翻转卸料装置侧面结构简图（未翻转）；

图17是料盘翻转卸料装置侧面结构简图（翻转完成）；

图18是实施例正面结构简图；

图19是实施例侧面结构简图（未翻转）；

图20是实施例侧面结构简图（翻转完成）；

附图标记：1-物料装盘段，2-料盘装车段，3-制冷机，4-冻结段，5-真空干燥段，6-料盘卸车段，7-分检包装段，8-供热机组，9-破空阀，10-真空密封门，11-后平衡仓，12-真空平衡阀，13-真空组件，14-冷阱，15-制冷系统，16-融霜热媒供应源，17-前平衡仓，18-主真空管道，19-融霜热管，20-冷排管，21-热媒进口阀，22-冷媒进液阀，24-抽真空控制阀，25-出口阀，26-收集罐，27-真空隔断阀，28-干燥仓，29-料盘专用辊道机，31-机械手，32-机械手驱动机构，33-翻动挡板，34-底台，35-顶升装置，36-真空吸盘,37-料架，38-升降机，2901-托辊，2902-辊道机驱动电机，2903-框架，2904-支脚，2905-支柱，2906-限位轮，2907-料盘限位盘，2908-端部限位盘，3201-丝杆电机，3202-丝杆，3203-光轴，3204-滑台，3205-光轴滑块，3206-丝杆滑块，3501-底座，3502-主动轮，3503-顶升驱动电机，3504-轴座，3505-偏心轮，3506-滑轮，3507-传动轴，3508-从动轮，44-调高支脚，45-架体，46-第一皮带输送机，47-料盘，48-旋转电机，49-第二皮带输送机，50-翻转框架，51-第二气缸，52-联动支撑架，53-第二电机，54-输送电机，55-第一电机，56-第一气缸，57-联动紧固架，58-电磁离合器。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

实施例1

如图1到3所示，本实施例提供了一种连续式生产加工冷冻干燥产品的闭环生产线，包括物料装盘段1、分检包装段7，还包括设置在所述物料装盘段1和分检包装段7之间通过输送线顺次连接的料盘装车段2、冻结段4、干燥段、料盘卸车段6、料盘卸料段、料盘清扫段，所述输送线配套设置有多个用于放置并输送料架的输送机、翻起式输送机、升降式输送机、带升降台的输送机、带穿梭功能的输送机，和多个用于放置料盘并输送的皮带输送机或辊道机，及多个用于放置物料并输送的滑槽、皮带输送机，所述干燥段包括连续式真空冷冻干燥机，所述连续式真空冷冻干燥机包括依次串联连接的前平衡系统、真空干燥段5和后平衡系统，所述前平衡系统、真空干燥段5和后平衡系统两两之间以及前平衡系统入口、后平衡系统出口均设置有真空密封门10。

实施例2

在实施例1的基础上，与实施例1相同的地方不再过多赘述，所述前平衡系统包括前平衡仓17以及与前平衡仓17连接的真空组件13，所述前平衡仓17设置有破空阀9，所述前平衡仓17与真空干燥段5之间设置有真空平衡阀12，所述后平衡系统与前平衡系统结构相同。所述真空干燥段5连接有供热机组8和水蒸汽捕集系统和真空系统，所述水蒸汽捕集系统包括并联冷阱14系统和真空组件13，所述并联冷阱14系统包括并联连接的多个冷阱和为冷阱14提供冷媒的制冷系统15，每个冷阱14与真空干燥段5之间均设置有真空隔断阀27，每个所述冷阱14均与真空组件13连接，每个所述冷阱14与制冷系统15通过冷排管20连接，所述水蒸汽捕集系统还包括通过融霜热管19与每个所述冷阱14连接的融霜热媒供应源16，每个所述冷阱14设置有融霜水排放系统。

料盘装有物料置于料架上，在前平衡仓17已破空的前提下，随料架进入前平衡仓17，关紧真空密封门10后，前平衡仓17所连的真空机组对前平衡仓17进行抽空，平衡仓的真空度与干燥仓内的真空度基本持平，然后打开真空平衡阀12平衡前平衡仓17与真空干燥段5内部气压，随后打开真空密封门10，料架运输至真空干燥段5进行干燥，供热机组8提供干燥所需热量，水蒸汽捕集系统捕集干燥仓升华出来的水蒸汽，具体是真空机组提供真空环境，水分在加热和低压的作用下大量升华，在真空机组抽吸力的作用下进入冷阱14，绝大部分水汽被低温冷阱14捕获凝结成霜，附着在冷阱14内冷排管凝结为冰霜，少量未被捕的水蒸汽被真空机组抽出，最后进而完成干燥。后平衡仓11预先抽真空，打开真空平衡阀12平衡后平衡仓11与真空干燥段5的气压，随后打开真空密封门10，料架可被运至后平衡仓11，关闭真空密封门10，破空后，料架进一步被运出连续式真空冷冻干燥机。干燥过程中，物料无论是开始进入干燥还是完成干燥后离开真空干燥环境，都不会影响正在进行其他干燥的物料，避免了间歇式干燥中需要反复抽空、破空，加热、降温的问题，实现了连续式真空冷冻干燥生产。

作为一个优选方案，所述供热机组8包括循环连接的循环水源、热水管、加热板，其中加热板设置有供热水流动的内腔，并且加热板设置在真空干燥段5内。循环热水作为热媒介质供热，符合真空干燥加热温度要求，易于控制。

作为一个优选方案，所述并联冷阱14系统包括两个并联连接的冷阱14，冷阱14的管程同制冷系统15连接，冷阱的壳程通过主真空管道18与真空干燥段5内连接，冷阱的壳程还与真空组件13、融霜热媒供应源16、融霜水排放系统连接。随着冷阱14内霜层不断变厚，冷阱14捕获水蒸气能力降低，通过控制真空隔断阀27，另一个与之并联的冷阱14代替它进行捕获水蒸气工作，霜层较厚的冷阱14则进入融霜状态。

作为一个优选方案，融霜水排放系统包括收集罐26，所述收集罐26设置有水位计，所述收集罐26与冷阱14壳程内底部连接，所述收集罐26进口设置有进口阀，出口设置有出口阀25。关闭该冷阱14的冷媒供应，融霜热媒供应源16通入低压水蒸气约2000Pa，冷阱14内温度升至10℃，霜层融化，打开进口阀，融霜水流入收集罐26，融霜完成后关闭进口阀，打开出口阀25，融霜水被排空，完成除霜工作。

作为融霜水排放系统的另一个方案，融霜水排放系统包括收集罐26，所述收集罐26设置有水位计，不同的是，在收集罐26出口顺次连接有真空水泵和真空止回阀。关闭该冷阱14的冷媒供应，融霜热媒供应源16通入低压水蒸气约2000Pa，冷阱14内温度升至10℃，霜层融化，直接流入收集罐26，融霜水收集至一定程度时，真空水泵开始工作，其强大的抽吸力可在不破坏冷阱14内真空环境的前提下将收集罐26内的液体抽出，融霜水排空后，真空止回阀可防止介质倒流入收集罐26进而流入冷阱14。

作为一个优选方案，真空干燥段5包括多个串联连接的干燥仓28，每个干燥仓28结构相同，每个干燥仓28均设置有一套供热机组8和一套水蒸汽捕集系统和真空系统，所有水蒸汽捕集系统共用一个制冷系统15和一个融霜热媒供应源16。

实施例3

如图4到14所示，所述料盘装车段2包括带升降台的输送机和自动装盘机械手设备，自动装盘机械手设备包括料盘专用辊道机29，设置在料盘专用辊道机29内部的机械手31、机械手31驱动机构以及顶升装置35，还包括在料盘专用辊道机29的托辊2901间隙设置的翻动挡板33结构，所述机械手31顶部设置有真空吸盘；其中机械手31及机械手31驱动机构设置在底台34上，顶升装置35设置在底台34下方，并且料盘专用辊道机29内设置有支撑底台34的支脚2904。

料盘专用辊道机29、机械手31、机械手31驱动机构、顶升装置35及翻动挡板33结构的运转和配合，均受到生产线的操控系统的控制和调节，操控系统的线连接方式和控制方式不是本实施例的设计重点，不在此赘述。

实施例4

在实施例3的基础上，与实施例3相同的地方不再过多赘述，所述料盘专用辊道机29包括架设成通道的若干托辊2901，在底部四脚之间连接形成的框架2903，从框架2903直立向上设置的若干支柱2905，在支柱2905相应位置设置的支脚2904及限位轮2906。所述托辊2901在限位一侧相同位置上均设置呈排的料盘限位盘2907，另外在输入端的前两根托辊2901上还设置有端部限位盘2908。

实施例5

在实施例3的基础上，与实施例3相同的地方不再过多赘述，所述机械手31驱动机构为双光轴丝杆模组滑台，包括丝杆电机3201，丝杆3202，光轴3203，以及滑台3204，滑台3204下方设置光轴滑块3205和丝杆滑块3206，以丝杆电机3201运转来带动滑台3204作直线运动，在此不在赘述连接方式及具体运转过程。

所述机械手31固定连接在滑台3204上，所述机械手31包括至少两根结构相同且同向设置的L型构件，作为优选的，所述的机械手31包括三根结构相同且同向设置的L型构件，这三根L型构件共同连接在滑台3204上，所述的机械手31顶部设置真空吸盘，以便于牢牢抓取位于其上的料盘，使得料盘跟随机械手31移动时不易偏斜或者从机械手31上脱落。

作为优选的，所述真空吸盘通过胶管连接真空设备，并通过真空设备控制真空吸盘产生负压抽吸力。

实施例6

在实施例3的基础上，与实施例3相同的地方不再过多赘述，所述顶升装置35包括底座3501，及设置在底座3501上的顶升驱动电机3503、主动轮3502、从动轮3508、传动轴3507及轴座3504，还包括设置在底座3501两侧的偏心轮3505和滑轮3506。所述传动轴3507有两根，且端部均通过轴座3504架设，使得这两根传动轴3507相互平行设置；每根传动轴3507中部设置从动轮3508，从动轮3508通过传动链条连接主动轮3502，主动轮3502有两处均连接在顶升驱动电机3503的输出端，用于提供传动轴3507的转动动力，所述传动轴3507端部的轴座3504向外均连接偏心轮3505，偏心轮3505的偏心处连接滑轮3506，在传动轴3507运转时，带动偏心轮3505转动，使得滑轮3506将底台34顶高，所述底座3501可卡在料盘专用辊道机29底部的框架2903中，使得底座3501位置固定，进而保证顶升装置35位于底台34的正下方，用于将底台34及底台34上的机械手31和机械手31驱动机构同步顶高。

实施例7

在实施例3的基础上，与实施例3相同的地方不再过多赘述，所述翻动挡板33结构是由对应的驱动电机带动翻动挡板33的结构，用于料盘前后限位，其翻转动作由操控系统控制，其长度小于相邻两根托辊2901的间距，使得其翻动呈直立态时，能够突出在辊道机运输面，而其翻动向下时，不会对辊道机运转造成阻碍。

以实施例3到7为基础，描述使用过程，是位于生产线装卸工位地坑的两侧设置，并配合生产线装卸工位地坑中的带升降台输送机带动料架共同完成装车或者卸车，本实施例及带升降台输送机带动料架均通过操控系统控制设备中各个动作部件配合运转。在装车过程中，可带升降台输送机带动料架处于空载状态，先通过升降机，将料架降到装卸工位地坑中，使得顶层的架体与料盘专用辊道机29运转面持平，料架处于合适的装载位置。料盘专用辊道机29接入料盘输送路线中，并持续运转，料盘从料盘专用辊道机29输入端受到端部限位盘2908及料盘限位盘2907的共同作用，将料盘正位，再沿着料盘专用辊道机29继续向前行驶。控制翻动挡板33直立竖起，阻碍料盘继续前进，使得料盘停止在机械手31的正上方。控制顶升装置35运转，使得偏心轮3505转动，将偏心处的滑轮3506转动至最高位，在此过程中，滑轮3506接触底台34并将底台34顶高，同时机械手31从托辊2901间距中突出于料盘专用辊道机29上方，进而将料盘抬起。控制机械手31驱动机构带动机械手31向着带升降台输送机带动料架移动，机械手31伸入到料架对应层级中，真空吸盘释压，失去对料盘的固定作用；控制顶升装置35带动底台34下降，将料盘放置到料架相应位置，同时通过机械手31驱动机构将机械手31收回，继续控制顶升装置35缓慢转动，使得底台34回落到支脚2904上，即完成了料架的装载。接着通过操控系统控制，将带升降台输送机带动料架升起一定高度，使得顶层下方的空载的料架停到合适的装载位置，重复上述动作，完成机械手31将料盘装车的动作。

实施例8

在实施例1的基础上，与实施例1相同的地方不再过多赘述，所述冻结段包括顺次连接的预冷间、冻结间和暂存间，所述冻结间设置有制冷设备，预冷间和暂存间可以配置冷风机，也可不用配置冷风机，利用冻结间开关门时的冷量即可，所述预冷间、冻结间、暂存间两两之间以及预冷间入口、暂存间出口均设置有电动门，所述电动门为平移，或上下提升式。

实施例9

料盘卸料段6如图15到17所示，在实施例1的基础上，与实施例1相同的地方不再过多赘述，所述料盘卸料段6设置有一种料盘47翻转卸料装置，包括架体45，架体45底部的调高支脚44，以及依靠架体45支撑的自动翻转机构；所述自动翻转机构依靠架体45相对的两侧壁进行支撑，其两端可接入自动化生产线，并且架体45内部预留供自动翻转机构转动的空间；所述的自动翻转机构在使用时，用于接收料盘47进入自动翻转机构中，翻转卸出物料后，再将物料、料盘47分别向下一道工序输送。

如图15所示，所述自动翻转机构包括翻转框架50、第一皮带输送机46、联动紧固架57、第二皮带输送机49、联动支撑架52；所述翻转框架50内部固定设置第一皮带输送机46，配合第一皮带输送机46设置联动紧固架57，联动紧固架57通过第一气缸56带动，用于将料盘47卡固在第一皮带输送机46上；所述翻转框架50内部还活动设置第二皮带输送机49，第二皮带输送机49通过联动支撑架52与第二气缸51连接，并通过第二气缸51带动第二皮带输送机49在翻转框架50内部做动作。

进一步描述翻转框架50及相关的结构特征，所述翻转框架50为两端开口且两侧同轴设置转动轴的方筒结构，所述翻转框架50通过轴承座架设在架体45上，并且翻转框架50一端的转动轴连接旋转电机48以提供转动力，所述旋转电机48选用现有技术中能够实现翻转的电机，并由生产线的控制系统控制供电和运转。

进一步描述第一皮带输送机46及第二皮带输送机49在翻转框架50内部的设置方式，所述的第一皮带输送机46与第二皮带输送机49相互平行设置，以图中方位进行描述，所述第一皮带输送机46设置在翻转框架50内部靠下位置，其四角处的轴均通过轴座3504转动连接在翻转框架50的侧壁上；所述第二皮带输送机49设置在翻转框架50内部靠上位置，其四角处的轴均穿过翻转框架50侧壁并突出在外，以用于转动连接对应的联动支撑架52，并且翻转框架50侧壁上预留供第二皮带输送机49四角的轴穿过及移动的通孔。

进一步描述第一皮带输送机46及第二皮带输送机49的动力传输方式，所述第一皮带输送机46还连接有第一电机55，以便于啮合主动齿轮进行动力提供，所述第一电机55设置到翻转框架50外侧；所述第二皮带输送机49也连接有第二电机53，所述第二电机53同样设置到翻转框架50外侧；所述第一电机55与第二电机53在翻转框架50同侧的外部设置，如图16所示，所述第一电机55靠近翻转框架50后端设置，所述第二电机53靠近翻转框架50前端设置。

进一步描述所述联动紧固架57的结构特征，如图15所示，所述联动紧固架57为两侧壁直角折弯形成顶部开口的方槽结构，并且其底部连接第一气缸56的输出端，并由第一气缸56带动运转；所述联动紧固架57围绕第一皮带输送机46底部及两侧，将第一皮带输送机46中间段容纳在其方槽中。

为了保证联动紧固架57的动作稳定性，提供三种连接第一气缸56的方式，如下：

优选方式一：所述第一气缸56在联动紧固架57中心单一设置。

优选方式二：所述第一气缸56具有两个且固定设置在翻转框架50两侧；并且这两个第一气缸56由生产线控制系统同步控制进行动作。

优选方式三：所述第一气缸56具有设置四个，对应联动紧固架57的四角处进行固定连接，并且这四个第一气缸56由生产线控制系统同步控制进行动作。

所述的第一气缸56可以用电推杆替代，以便于同步控制。

进一步描述所述联动支撑架52的结构特征，如图15和16所示，所述联动支撑架52为L型板体结构，其通过轴座3504分别与第二皮带输送机49的四角的轴进行转动连接，并且每个联动支撑架52均连接配套的第二气缸51的输出端，所述第二气缸51均固定连接在翻转框架50翻转面上，并且翻转框架50侧壁预留供端轴穿过及移动的通孔。

为了保证第二皮带输送机49的平稳动作，上述的四个第二气缸51由生产线控制系统同步控制进行动作，进而保证带动第二皮带输送机49平稳做出靠近/远离第一皮带输送机46的动作。

所述的第二气缸51可以用电推杆替代，以达到更好的同步控制效果。

本实用新型在使用时，自动翻转机构的两端接入自动化生产线，并以自动化生产线的控制系统进行电气控制，以保证各电器元件配合紧密及运转流畅；下面对料盘47输送-翻转卸料-物料转移-料盘47转移的具体过程进行描述：

首先，料盘47随着料盘47输送线从一端进入到自动翻转机构中，自动翻转机构中第一皮带输送机46位于第二皮带输送机49下方；如图16所示，料盘47移动到第一皮带输送机46中部停留，此时控制第一电机55停止运转使得第一皮带输送机46停运。

接着控制第一气缸56拉动联动紧固架57向下运动，使得料盘47受到联动紧固架57压力而卡固在第一皮带输送机46上；接着控制所有的第二气缸51同步推动第二皮带输送机49靠近第一皮带输送机46，使得第二皮带输送机49覆盖在料盘47上，将料盘47中的物料封堵在料盘47中。

然后，控制旋转电机48启动，进而带动翻转框架50整体进行180度翻转，物料在翻转过程中不会从其中滑脱；翻转完成后，如图17所述，此时自动翻转机构中第二皮带输送机49位于第一皮带输送机46的下方。

如图17所示方位，接着控制所有的第二气缸51向下拉动第二皮带输送机49远离第一皮带输送机46，则料盘47中的物料从料盘47中脱离，并掉落到第二皮带输送机49上；控制第二电机53运转，使得第二皮带输送机49运转并将其上的物料通过溜槽等方式输送到后续工序输送设备上。

最后，再次控制旋转电机48带动翻转框架50整体进行180度翻转，使得第一皮带输送机46位于第二皮带输送机49下方，然后控制第一气缸56向上推动联动紧固架57对料盘47解除卡固，并由第一皮带输送机46将料盘47输送到后续工序输送设备上。

以上过程重复，就完成了料盘47输送-翻转卸料-物料转移-料盘47转移的连续化工作，以配合自动化生产线的连续化生产。

实施例10

在实施例9的基础上，与实施例9相同的地方不再过多赘述，将第一皮带输送机46及第二皮带输送机49的动力传输方式替换为以输送电机54为动力源，配合电磁离合器58在固定位置与处于下位的皮带输送机结合，进而完成带动皮带输送机转动的动作。

电磁离合器58作为现有技术，其工作原理是，电磁离合器58具有两部分，通电部分安装在固定端，与输送电机54直接相连，另一部分的吸合端安装在皮带输送机上，即第一皮带输送机46与第二皮带输送机49上均有安装吸合端，处于下方的皮带输送机的吸合端在电磁离合器58能电后，两部分产生吸合连在一起，即可传递扭矩。

如图18到20所示，所述电磁离合器58及输送电机54靠近架体45一端设置，具体是输送电机54架设在架体45的侧壁外侧，而电磁离合器58架设在架体45的侧壁内侧，以便于与皮带输送机传动连接；当第一皮带输送机46位于第二皮带输送机49下方，则位于下位的第一皮带输送机46与电磁离合器58结合，用于带动第一皮带输送机46转动；当第一皮带输送机46位于第二皮带输送机49上方，则位于下位的第二皮带输送机49与电磁离合器58结合，用于带动第二皮带输送机49转动。

本实施例的工作原理是，如图18所示料盘47随着料盘47输送线从一端进入到自动翻转机构中，此时自动翻转机构中第一皮带输送机46位于第二皮带输送机49下方，第一皮带输送机46机与电磁离合器58传动连接，并由输送电机54带动转动；如图19所示，料盘47移动到第一皮带输送机46中部停留，停留方式就是控制输送电机54停止运转，则使得第一皮带输送机46停运。

接着控制第一气缸56拉动联动紧固架57向下运动，使得料盘47受到联动紧固架57压力而卡固在第一皮带输送机46上；接着控制所有的第二气缸51同步推动第二皮带输送机49靠近第一皮带输送机46，使得第二皮带输送机49覆盖在料盘47上，将料盘47中的物料封堵在料盘47中。

然后，控制旋转电机48启动，进而带动翻转框架50整体进行180度翻转，物料在翻转过程中不会从其中滑脱；翻转完成后，如图20所述，此时自动翻转机构中第二皮带输送机49位于第一皮带输送机46的下方。

如图20所示方位，接着控制所有的第二气缸51向下拉动第二皮带输送机49远离第一皮带输送机46，则料盘47中的物料从料盘47中脱离，并掉落到第二皮带输送机49上，第二皮带输送机49与电磁离合器58传动连接；控制输送电机54运转，使得第二皮带输送机49运转并将其上的物料运出自动翻转机构，再通过溜槽等方式输送到后续工序输送设备上。

最后，再次控制旋转电机48带动翻转框架50整体进行180度翻转，使得第一皮带输送机46恢复位于第二皮带输送机49下方，第一皮带输送机46与电磁离合器58传动连接；然后控制第一气缸56向上推动联动紧固架57对料盘47解除卡固，控制输送电机54运转，由第一皮带输送机46将料盘47输送出自动翻转机构，并输送到后续工序输送设备上。

以上过程重复，就完成了料盘输送-翻转卸料-物料转移-料盘转移的连续化工作，以配合自动化生产线的连续化生产。

Claims (7)

1.一种连续式生产加工冷冻干燥产品的闭环生产线，包括物料装盘段(1)、分检包装段(7)，其特征在于，还包括设置在所述物料装盘段(1)和分检包装段(7)之间通过输送线顺次连接的料盘装车段(2)、冻结段(4)、干燥段、料盘卸车段(6)、料盘卸料段和料盘清扫段，所述干燥段包括连续式真空冷冻干燥机，所述连续式真空冷冻干燥机包括依次串联连接的前平衡系统、真空干燥段(5)和后平衡系统，所述前平衡系统、真空干燥段(5)和后平衡系统两两之间以及前平衡系统入口、后平衡系统出口均设置有真空密封门(10)；

所述料盘装车段(2)包括带升降台的输送机和自动装盘机械手设备，自动装盘机械手设备包括料盘专用辊道机(29)，设置在料盘专用辊道机(29)内部的机械手(31)、机械手驱动机构以及顶升装置(35)，还包括在料盘专用辊道机(29)的托辊间隙设置的翻动挡板(33)结构，所述机械手(31)顶部设置有在真空吸盘；其中机械手(31)及机械手驱动机构设置在底台(34)上，顶升装置(35)设置在底台(34)下方，并且料盘专用辊道机(29)内设置有支撑底台(34)的支脚；所述料盘卸车段与料盘装车段主体结构相同，料盘卸车段无须安装翻动挡板(33)结构；

所述料盘专用辊道机(29)包括架设成通道的若干托辊，在底部四脚之间连接形成的框架，从框架直立向上设置的若干支柱，在支柱相应位置设置的支脚及限位轮，所述托辊在限位一侧相同位置上均设置呈排的料盘限位盘，另外在输入端的前两根托辊上还设置有端部限位盘。

2.根据权利要求1所述的一种连续式生产加工冷冻干燥产品的闭环生产线，其特征在于，所述前平衡系统包括前平衡仓(17)以及与前平衡仓(17)连接的真空组件(13)，所述前平衡仓(17)设置有破空阀(9)，所述前平衡仓(17)与真空干燥段(5)之间设置有真空平衡阀(12)，所述后平衡系统与前平衡系统结构相同。

3.根据权利要求1所述的一种连续式生产加工冷冻干燥产品的闭环生产线，其特征在于，所述真空干燥段(5)连接有供热机组(8)和水蒸汽捕集系统和真空系统，所述水蒸汽捕集系统包括并联连接的多个冷阱（14）和为冷阱(14)提供冷媒的制冷系统(15)，每个所述冷阱(14)均与真空组件(13)连接，每个所述冷阱(14)与制冷系统(15)通过冷排管(20)连接，水蒸汽捕集系统还包括通过融霜热管(19)与每个所述冷阱(14)连接的融霜热媒供应源(16)，每个所述冷阱(14)设置有融霜水排放系统。

4.根据权利要求1所述的一种连续式生产加工冷冻干燥产品的闭环生产线，其特征在于，所述冻结段(4)包括顺次连接的预冷间、冻结间和暂存间，所述冻结间内设置有若干台冷风机，所述冷风机由制冷设备提供冷媒，并通过冷排管与制冷设备相连。

5.根据权利要求1所述的一种连续式生产加工冷冻干燥产品的闭环生产线，其特征在于，所述料盘卸料段安装有料盘翻转卸料装置，包括架体(45)、架体(45)底部的调高支脚(44)，以及依靠架体(45)支撑的自动翻转机构，所述自动翻转机构包括翻转框架(50)，在翻转框架(50)中固定设置的第一皮带输送机(46)，做出卡固料盘(47)动作的联动紧固架(57)，在翻转框架(50)中活动设置的第二皮带输送机(49)，以及用于带动第二皮带输送机(49)活动的联动支撑架(52)，所述翻转框架(50)为两端开口且两侧同轴设置转动轴的方筒结构，所述翻转框架(50)通过轴承座架设在架体(45)上，并且翻转框架(50)一端的转动轴连接旋转电机(48)；

所述联动紧固架(57)为两侧壁直角折弯形成顶部开口的方槽结构，并且其底部连接第一气缸(56)的输出端，所述联动紧固架(57)围绕第一皮带输送机(46)底部及两侧，将第一皮带输送机(46)中间段容纳在其方槽中；

所述联动支撑架(52)为L型板体结构，其分别与第二皮带输送机(49)四角的轴进行转动连接，并且每个联动支撑架(52)均连接配套的第二气缸(51)的输出端，所述第二气缸(51)均固定连接在翻转框架(50)上，并且翻转框架(50)上预留供第二皮带输送机(49)连接轴穿过及移动的通孔。

6.根据权利要求1所述的一种连续式生产加工冷冻干燥产品的闭环生产线，其特征在于，在料盘装车段(2)和料盘卸车段(6)均配套有带升降台的输送机，所述带升降台的输送机包括升降驱动装置、升降台、输送机部件,所述带升降台的输送机与自动装盘机械手设备，通过控制程序配合动作完成料盘的装卸和料架的输送。

7.根据权利要求2所述的一种连续式生产加工冷冻干燥产品的闭环生产线，其特征在于，所述前平衡系统与真空组件(13)之间设有水蒸汽捕集系统,所述水蒸汽捕集系统包括单个或并联连接的多个冷阱（14）和为冷阱(14)提供冷媒的制冷系统(15)，每个所述冷阱(14)均与真空组件(13)连接，每个所述冷阱(14)与制冷系统(15)通过冷排管(20)连接，水蒸汽捕集系统还包括通过融霜热管(19)与每个所述冷阱(14)连接的融霜热媒供应源(16)，每个所述冷阱(14)设置有融霜水排放系统，所述后平衡系统与前平衡系统结构相同。