CN114688864A - 冻干设备的冷阱融冰排水方法及系统 - Google Patents
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Abstract
一种冻干设备的冷阱融冰排水方法及系统，其中的系统包括连接到冷冻干燥仓的融冰罐，以及连接到所述融冰罐排水口的排水管道，所述排水管道上设置有屏蔽电泵和弹簧式单向阀，所述弹簧式单向阀设置在所述屏蔽电泵的出水口方向上。其中的方法，包括如下步骤：判断启动融冰的时间是否已到；当判断启动融冰的时间已到时，打开气动蝶阀；融冰罐内的蒸汽经由气动蝶阀进入冻干仓对冷阱进行融冰，同时，融化的水通过管路进入融冰罐内；判断融冰罐内的水位是否达到预置的高液位；当判断融冰罐内的水位达到预置的高液位时，打开屏蔽电泵，使融化的水经由弹簧式单向阀向外排出。根据本发明，由于去除了现有技术原本位于屏蔽电泵前后的两个气动O型球阀以及压差控制器，简化了排水系统的整体结构，同时也降低了系统的故障率，并使得系统的操作和控制更为方便。
Description
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融冰排水方法及系统。
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水蒸气，而这些水蒸气在冷阱盘管上凝结成的冰，在一定时间间隔内需要融霜。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。现有技术的冻干设备的冷阱融霜大多采用喷淋式水融冰后直排，但是，喷淋式融冰后直排的方式较为原始，不仅融冰时间长，用水量大，而且全程需要人工操作，费时费力。例如图1所示的冻干设备，采用蒸汽式融霜后靠气动O型球阀11、12与屏蔽电泵13和压差控制器14结合憋压排水的方式。由于冷阱位于冻干仓中属于负压状态(真空度约为2700pa)，正常情况下水泵是无法将融冰罐15中的水排出的。图1所示的方案主要是利用气动O型球阀憋住压力的原理强制将融冰罐中的水排出，例如，排水之前位于屏蔽电泵13的前后气动o型球阀11和12均处于关闭状态，当融冰罐15中的高液位反馈信号触发屏蔽电泵13开启后，屏蔽电泵13例如运转大约10秒之后，使屏蔽电泵13前端(靠近融冰罐15)的气动o型球阀11打开，然后屏蔽电泵13无需停止而继续运转，当压力达到1kg左右，压差控制器14反馈信号打开屏蔽电泵13末端的气动o型球阀12(靠近排水侧)，然后因外界压力大于融冰罐15内的压力，水即可排出。但图1所示的排水方式，其结构较为复杂，控制与操作繁琐，且气动球阀与水泵两者缺一不可，其中一个出现故障则无法排水，故障率较高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的缺陷，提供一种改进的冻干设备的冷阱融冰排水方法及系统，以解决现有技术中存在的上述技术问题。
根据本发明的一个方面，提供一种冻干设备的冷阱融冰排水系统，包括连接到冷冻干燥仓的融冰罐，以及连接到所述融冰罐排水口的排水管道，所述排水管道上设置有屏蔽电泵和弹簧式单向阀，所述弹簧式单向阀设置在所述屏蔽电泵的出水口方向上。
所述融冰罐内设置有高液位感应装置，用于感应所述融冰罐内的融冰水的水位。
所述高液位感应装置在感应到所述融冰水的水位达到高液位时，发出一个信号触发屏蔽电泵的开启。
所述弹簧式单向阀设置成在所述屏蔽电泵关闭时被紧密吸附，防止外界空气的倒灌。
所述融冰罐内设置有平衡阀，以保证所述融冰罐内的压力不变。
所述融冰罐内设置有蒸汽加热管，可以将罐内的水蒸发为水蒸气。
根据本发明的另一方面，提供一种冻干设备的冷阱融冰排水方法，包括如下步骤：
a.判断启动融冰的时间是否已到；
b.当判断启动融冰的时间已到时，打开气动蝶阀；
c.融冰罐内的蒸汽经由气动蝶阀进入冻干仓对冷阱进行融冰，同时，融化的水通过管路进入融冰罐内；
d.判断融冰罐内的水位是否达到预置的高液位；
e.当判断融冰罐内的水位达到预置的高液位时，打开屏蔽电泵，使融化的水经由弹簧式单向阀向外排出。
所述方法通过弹簧式单向阀避免外界空气的倒灌，防止漏气影响融冰罐中的真空度。
所述方法通过高液位感应装置判断融冰罐内的水位达到预置的高液位。
根据本发明的冻干设备的冷阱融冰排水系统，去除了现有技术原本位于屏蔽电泵前后的两个气动0型球阀以及压差控制器，简化了排水系统的整体结构，同时也降低了系统的故障率，并使得系统的操作和控制更为方便。
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1是表示一种现有技术的冻干设备的冷阱融冰排水系统的示意图。
图2是表示根据本发明一个实施例的冻干设备的冷阱融冰排水系统的示意图。
图3是表示根据本发明一个实施例的冻干设备的冷阱融冰排水方法的示意图。
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是表示根据本发明一个实施例的冻干设备的冷阱融冰排水系统的示意图。为了更清楚地理解本发明的融冰排水系统的工作原理以及控制和操作方法，图2画出了包括冷冻干燥仓在内的较为完整的冷阱融冰排水系统，本领域的技术人员可以理解，图2所示完整的系统构架仅仅用于加强对本发明的理解，本发明的保护范围应由所附的权利要求所限定。参见图2，冷冻干燥仓21内设置有冷阱(未图示)，融冰罐22通过气动蝶阀23连接到冷冻干燥仓21。冷冻干燥仓21在正常工作状态下，内部的加热装置(未图示)将物料中的水分蒸发出来，然后由冷阱盘管制冷。当冷阱盘管温度达到摄氏零下25度以下时开始捕集水汽。较佳的，例如采用交替式冷阱，即，一组冷阱在捕水，另一组冷阱就在融冰。通常，前期约30分钟轮换一次进行融冰，后期约1个或2个小时轮换一次进行融冰，具体的轮换时间根据具体情况而定。
融冰罐22内部例如设置有蒸汽加热管221，可以将罐22内的水蒸发为水蒸汽，并利用该水蒸汽的热量融化冷阱上的冰霜。具体的，设备运行时，因为整个冷冻干燥仓21和冷阱均处于负压状态约100pa，而融冰罐22是与冷阱相连，当需要排水的时候，气动蝶阀23打开。融冰罐22内置平衡阀25，能保证罐内压力一直处于2000pa左右。罐内的水加热沸腾后，蒸汽进入冷阱对结冰的盘管进行融冰。融冰罐22内部例如设置有高液位感应装置(未图示)，当融冰罐22内融化的水的水位升高至该高液位感应装置时，后者发出一个信号触发屏蔽电泵26开启，然后，融化的水再通过融冰罐22的排水管道排水。
根据本发明的较佳实施例，融冰罐22的排水管道27上依次设置有屏蔽电泵26和弹簧式单向阀28，后者设置在屏蔽电泵26的排水口方向上。当融冰罐22处于负压状态时，弹簧式单向阀28是被紧密吸附着的，有很强的密封性，可有效防止外界空气的倒灌，防止漏气影响融冰罐中的真空度。当融冰罐22内融化的水的水位升高至该高液位感应装置时，后者发出一个信号触发屏蔽电泵26开启，此时，因为屏蔽电泵26运转导致泵26后端至弹簧式单向阀28端的压力大于融冰罐内的负压，则弹簧式单向阀28处于自然状态，不会被紧密吸附，屏蔽电泵26随后将融冰罐22中的水向外排出。
图3是表示根据本发明一个实施例的冻干设备的冷阱融冰排水方法的示意图。结合参见图2和图3，步骤S31系统判断启动融冰的时间是否已到？，如是，系统在步骤S32打开气动蝶阀23，否则继续等待。步骤S33，融冰罐22中的蒸汽经由气动蝶阀23进入冻干仓对冷阱进行融冰，融化的水通过管路进入融冰罐22内。接下来，系统在步骤S34进一步判断融冰罐22内的水位是否达到预置的高液位？如是，系统在步骤S35打开屏蔽电泵26，并在步骤S36，让融冰水经由弹簧式单向阀28向外排出。
根据本发明的冻干设备的冷阱融冰排水系统，所述系统配置有处理器，用以执行如上所述的方法和步骤，且所述的方法和步骤可以编程存储在可读存储介质内。
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 (9)
1.一种冻干设备的冷阱融冰排水系统，包括连接到冷冻干燥仓的融冰罐，以及连接到所述融冰罐排水口的排水管道，所述排水管道上设置有屏蔽电泵和弹簧式单向阀，所述弹簧式单向阀设置在所述屏蔽电泵的出水口方向上。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述融冰罐内设置有高液位感应装置，用于感应所述融冰罐内的融冰水的水位。
3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述高液位感应装置在感应到所述融冰水的水位达到高液位时，发出一个信号触发屏蔽电泵的开启。
4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述弹簧式单向阀设置成在所述屏蔽电泵关闭时被紧密吸附，防止外界空气的倒灌。
5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述融冰罐内设置有平衡阀，以保证所述融冰罐内的压力不变。
6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述融冰罐内设置有蒸汽加热管，可以将罐内的水蒸发为水蒸气。
7.一种冻干设备的冷阱融冰排水方法，包括如下步骤：
a.判断启动融冰的时间是否已到；
b.当判断启动融冰的时间已到时，打开气动蝶阀；
c.融冰罐内的蒸汽经由气动蝶阀进入冻干仓对冷阱进行融冰，同时，融化的水通过管路进入融冰罐内；
d.判断融冰罐内的水位是否达到预置的高液位；
e.当判断融冰罐内的水位达到预置的高液位时，打开屏蔽电泵，使融化的水经由弹簧式单向阀向外排出。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法通过弹簧式单向阀避免外界空气的倒灌，防止漏气影响融冰罐中的真空度。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法通过高液位感应装置判断融冰罐内的水位达到预置的高液位。
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