CN210892384U - 一种冻干机化霜系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种冻干机化霜系统，属于冷冻干燥领域，包括压缩机、排液桶、冻干箱以及至少两个冷阱，两个冷阱分别通过冷阱主阀与所述冻干箱连通或断开，所述冷阱上分别设置有冷阱供液电磁阀和冷阱化霜电磁阀，所述冷阱的盘管通过冷阱三通阀与所述压缩机的回气管或与所述排液桶连接，所述排液桶通过减压电磁阀与所述压缩机的吸气管路连通；本实用新型通过将冻干机的两个冷阱分别当做蒸发器与冷凝器使用，通过向盘管中通入过热冷媒气体，由内而外将冰层融化，冷阱内温度波动小，对制品物性基本无影响，两个冷阱切换运行，连续生产，化霜效率高。

Description

一种冻干机化霜系统

技术领域

本实用新型涉及冷冻干燥领域，尤其是一种冻干机化霜系统。

背景技术

在冷冻干燥领域，生产用容器主要由冻干箱和冷阱组成，冻干箱用于水分的挥发，冷阱用于水分的捕集。冻干箱是冻干机上一个容器，是进行产品预冻和干燥的地方，在冻干箱内安装有一套能制冷和加热的板层，产品就放置在板层上进行预冻和干燥。冻干箱还是一个可以抽成真空的容器，以使产品在真空下进行升华干燥。冷阱是冻干机上第二个容器，它与冻干箱一样是真空容器，冷阱的内部装有许多可制冷的金属表面，一般是盘管，用于吸附产品中升华出来的水蒸汽，1克冰在0.1毫米汞柱的真空下大约能产生10000升体积的水蒸汽，而冷阱又把这10000升体积的水蒸汽凝华成1克冰霜，冷阱是冻干机抽除水蒸汽的真空泵。冷阱中装有数组蛇形或螺旋形盘管，制冷剂在盘管内蒸发使盘管表面温度降低，从而将箱体中蒸发的水分冷凝。随着冷凝进行，盘管表面的霜层会慢慢加厚直至结成10mm左右的冰层，冰层紧紧贴附在盘管表面，而冰的传热系数远低于盘管不锈钢的传热系数，这就造成冷凝温度与盘管内部蒸发温度温差加大，不可逆损失增加、能耗上涨、传热效率的降低也就直接导致了生产时间延长。

在现有技术中，传统的化霜方式为向冷阱中加过热蒸汽化霜或喷水化霜，而通蒸汽化霜使箱体冷阱连接处温度过高，影响其附近制品的物性；喷水或水浴化霜或由于喷淋不均匀或由于耗水量大及化霜缓慢，化霜效果及经济性不佳。

有待于此，迫切需要一种由内而外将冰层融化，冷阱内温度波动小，对制品物性基本无影响的冻干机化霜系统。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题就是在于针对上述现有技术中化霜效果及经济性不佳的不足，提供一种由内而外将冰层融化，冷阱内温度波动小，对制品物性基本无影响，两个冷阱切换运行，连续生产，化霜效率高的冻干机化霜系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种冻干机化霜系统，包括压缩机、排液桶、冻干箱以及至少两个冷阱，两个冷阱分别通过冷阱主阀与所述冻干箱连通或断开，所述冷阱上分别设置有冷阱供液电磁阀和冷阱化霜电磁阀，所述冷阱的盘管通过冷阱三通阀与所述压缩机的回气管或与所述排液桶连接，所述排液桶通过减压电磁阀与所述压缩机的吸气管路连通；本实用新型通过将冻干机的两个冷阱分别当做蒸发器与冷凝器使用。通过向盘管中通入过热冷媒气体，由内而外将冰层融化，冷阱内温度波动小，对制品物性基本无影响，两个冷阱切换运行，连续生产，化霜效率高；正常运行时压缩机排出的高温气体排入常规冷凝器冷凝为液体，在冷阱的盘管中蒸发，回气返回到压缩机。化霜时，压缩机排出的高温气体部分通入待化霜的冷阱盘管，盘管中的冷凝液返回缓冲用排液桶中，待排液桶液体积存到一定量后，将其排入常规储液器或供正常运行的冷阱使用。

作为本方案的进一步改进，所述压缩机的回气管上设置有化霜减压阀，所述压缩机通过所述化霜减压阀与所述冷阱的盘管连通，冷阱中的回气经压缩机压缩后成为高温热气，经过化霜减压阀减压后依次进入冷阱的盘管。

作为本方案的进一步改进，所述排液桶连接设置有储液器，所述排液桶上安装设置有液位开关，液位开关用于检测所述排液桶内的液位高度。

作为本方案的进一步改进，所述排液桶和储液器之间设置有差压阀、加压电磁阀和排液电磁阀；在差压阀的作用下进入排液桶中的蒸汽压力会略高于中的压力，该压差迫使排液桶中的过冷液体一部分排入储液器中，另一部分进入供液管中供冷阱使用；其中，所述加压电磁阀用于满足流体压差条件，所述排液电磁阀用于控制排液。

作为本方案的进一步改进，所述储液器上设置有用于换热的冷凝器。

作为本方案的进一步改进，所述压缩机的吸气管路和回气管上分别设置有气液分离器和油分离器，所述气液分离器用于气液分离，所述油分离器将压缩机排出的高压蒸汽中的润滑油进行分离，以保证装置安全高效地运行。

作为本方案的进一步改进，所述排液桶上还设置有回气减压阀，使出口压力自动保持稳定。

作为本方案的进一步改进，所述冻干机与冷阱供液电磁阀之间还设置有冷阱膨胀阀，所述冷阱膨胀阀控制由阱供液电磁阀进入冷阱的制冷剂液体节流。

作为本方案的进一步改进，所述冷阱三通阀与所述排液桶之间还设置有冷凝液单向阀，用于控制流体压力。

作为本方案的进一步改进，所述冷阱还连接设置有用于控制冷阱化霜的阱化霜单向阀。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型由内而外将冰层融化，冷阱内温度波动小，对制品物性基本无影响，两个冷阱切换运行，保证连续生产，而且化霜效率高。

附图说明

图1所示为本实用新型的冻干机化霜系统结构示意图。

附图中：1.压缩机；2.气液分离器；3.油分离器；4.冷凝器；5.储液器；6.排液桶；7.液位开关；8.第一冷阱；9.第一冷阱上盘管；10.第一冷阱主阀； 11.冻干箱；12.第二冷阱下盘管；13.第二冷阱上盘管；14.第二冷阱；15.第二冷阱主阀；16.差压阀；17.加压电磁阀；18.排液电磁阀；19.减压电磁阀；20. 回气减压阀；21.冷凝液单向阀；22.化霜减压阀；23.第一冷阱化霜电磁阀；24. 第一冷阱三通阀；25.第一冷阱供液电磁阀；26.第一冷阱膨胀阀；27.第二冷阱化霜电磁阀；28.第二冷阱三通阀；29.第二冷阱供液电磁阀；30.第二冷阱膨胀阀；31.第二冷阱化霜单向阀。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个部件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

参照图1所示，一种冻干机化霜系统，包括压缩机1、排液桶6、冻干箱11 以及至少两个冷阱，两个冷阱分别通过冷阱主阀与所述冻干箱11连通或断开，所述冷阱上分别设置有冷阱供液电磁阀和冷阱化霜电磁阀，所述冷阱的盘管通过冷阱三通阀与所述压缩机1的回气管或与所述排液桶6连接，所述排液桶6 通过减压电磁阀19与所述压缩机1的吸气管路连通；本实用新型通过将冻干机的两个冷阱分别当做蒸发器与冷凝器使用。通过向盘管中通入过热冷媒气体，由内而外将冰层融化，冷阱内温度波动小，对制品物性基本无影响，两个冷阱切换运行，连续生产，化霜效率高；正常运行时压缩机排出的高温气体排入常规冷凝器冷凝为液体，在冷阱的盘管中蒸发，回气返回到压缩机；化霜时，压缩机排出的高温气体部分通入待化霜的盘管，盘管中的冷凝液返回缓冲用排液桶中，待排液桶液体积存到一定量后，将其排入常规储液器或供正常运行的冷阱使用。

所述压缩机1的回气管上设置有化霜减压阀22，所述压缩机1通过所述化霜减压阀22与所述冷阱的盘管连通，冷阱中的回气经压缩机1压缩后成为高温热气，经过化霜减压阀22减压后依次进入冷阱的盘管。

所述排液桶6连接设置有储液器5，其中，所述排液桶6上安装设置有液位开关7，液位开关用于检测所述排液桶6内的液位高度；所述排液桶6和储液器 5之间设置有差压阀16、加压电磁阀17和排液电磁阀18；在差压阀16的作用下进入排液桶6中的蒸汽压力会略高于中的压力，该压差迫使排液桶6中的过冷液体一部分排入储液器5中，另一部分进入供液管中供冷阱使用；其中，所述加压电磁阀17用于满足流体压差条件，所述排液电磁阀用于控制排液；其中，所述储液器5上设置有用于换热的冷凝器4。

所述压缩机1的吸气管路和回气管上分别设置有气液分离器2和油分离器 3，其中所述气液分离器2用于气液分离，所述油分离器3将压缩机排出的高压蒸汽中的润滑油进行分离，以保证装置安全高效地运行。

所述排液桶6上还设置有回气减压阀20，使出口压力自动保持稳定。

所述冻干机11与冷阱供液电磁阀之间还设置有冷阱膨胀阀，所述冷阱膨胀阀控制由阱供液电磁阀进入冷阱的制冷剂液体节流。

所述冷阱三通阀与所述排液桶6之间还设置有冷凝液单向阀21，用于控制流体压力。

所述冷阱还连接设置有用于控制冷阱化霜的阱化霜单向阀31。

在上述实施例中，本实用新型以两个冷阱为例，两个冷阱分别为第一冷阱8 和第二冷阱14；所述冷阱三通阀包括第一冷阱三通阀24和第二冷阱三通阀28；膨胀阀为第一冷阱膨胀阀26和第二冷阱膨胀阀30；所述冷阱主阀为第一冷阱主阀10和第二冷阱主阀15；所述冷阱供液电磁阀为第一冷阱供液电磁阀25和第二冷阱供液电磁阀29，所述冷阱化霜电磁阀为第一冷阱化霜电磁阀23和第二冷阱化霜电磁阀27；所述冷阱三通阀为第一冷阱三通阀24和第二冷阱三通阀28；所述盘管包括第一冷阱上盘管9、第二冷阱下盘管12和第二冷阱上盘管13。

其中，本冻干机化霜系统包括两个阶段，正常运行阶段以及化霜阶段。

正常运行阶段：以第二冷阱14为例，第二冷阱主阀15打开，冻干箱11与第二冷阱14连通，第一冷阱主阀10关闭，冻干箱11与第一冷阱8断开连接。第二冷阱供液电磁阀29打开，制冷剂液体经过第二冷阱膨胀阀30节流后进入第二冷阱上盘管13制冷，第二冷阱三通阀28将盘管与压缩机回气管接通，制冷剂气体经过回气管返回压缩机1，完成正常制冷循环。此时第一冷阱8不参与工作。

化霜阶段：待第二冷阱14中的第二冷阱上盘管13结霜达到一定厚度，关闭第二冷阱供液电磁阀29，关闭第二冷阱主阀15，打开第一冷阱主阀10。第一冷阱8如上进入正常运行阶段。此时开启第二冷阱化霜电磁阀27，第二冷阱三通阀28将盘管切换至与排液桶6接通，开启减压电磁阀19，将排液桶与压缩机 1的吸气管路连通。此时第一冷阱8中的回气经压缩机1压缩后成为高温热气，经过化霜减压阀22减压后依次进入第二冷阱下盘管12，其中，所述第二冷阱下盘管12作用为融化第二冷阱上盘管13融霜过程中掉落的冰霜，在盘管中冷凝为过冷液体后经过第二冷阱三通阀28流入排液桶6。融霜持续一定时间后，排液桶上安装的液位开关7检测到高液位，此时关闭第二冷阱化霜电磁阀27，关闭减压电磁阀19，开启加压电磁阀17，开启排液电磁阀18，在差压阀16的作用下进入排液桶6中的蒸汽压力会略高于中的压力，该压差迫使排液桶6中的过冷液体一部分排入储液器5中，另一部分进入供液管中供第一冷阱8使用，可使排液桶6中的液体迅速排至低液位，继续进行第二冷阱14的除霜。待除霜设定时间到达后，重复上述排液操作，将排液桶中6的液体排至低液位，此时关闭加压电磁阀17，关闭排液电磁阀18，开启减压电磁阀19，使排液桶6中剩余的液体慢慢蒸发进入压缩机1的回气端，直至排液桶6内的压力与压缩机1 回气压力相同，化霜阶段完成。

本方案是将冻干机的两个冷阱分别当做蒸发器与冷凝器使用。正常运行时压缩机排出的高温气体排入常规冷凝器冷凝为液体，经过膨胀阀后在冷阱盘管中蒸发，回气返回到压缩机。化霜时，压缩机排出的高温气体部分通入待化霜的冷阱盘管，盘管中的冷凝液返回缓冲用排液桶中，待排液桶液体积存到一定量后，将其排入常规储液器或供正常运行的冷阱使用。当待化霜冷阱化霜完成后，关闭相关阀门。待另一台冷阱结霜严重后，相关阀门开闭，该结霜冷阱切换至化霜模式，已化霜完成的冷阱切换至正常运行状态，重复上述步骤。该化霜模式全部由PLC控制自动运行，无需人工干预。

本实用新型利用压缩机排出的高温气体化霜，化霜时热量由内向外传播，冷阱内温度波动小，对制品物性影响小，此外比传统化霜方式迅速并且节能，化霜效果更好，无需人工操作，化霜过程根据程序设定自动进行。

显然，在上述实施例中本冻干机化霜系统不限于使用两个冷阱，也可以是三个或多个冷阱。其中，制冷剂液体的冷媒包含冷冻设备常用的制冷剂。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种冻干机化霜系统，其特征在于，包括压缩机(1)、排液桶(6)、冻干箱(11)以及至少两个冷阱，两个冷阱分别通过冷阱主阀与所述冻干箱(11)连通或断开，所述冷阱上分别设置有冷阱供液电磁阀和冷阱化霜电磁阀，所述冷阱的盘管通过冷阱三通阀与所述压缩机(1)的回气管或与所述排液桶(6)连接，所述排液桶(6)通过减压电磁阀(19)与所述压缩机(1)的吸气管路连通。

2.根据权利要求1所述的一种冻干机化霜系统，其特征在于，所述压缩机(1)的回气管上设置有化霜减压阀(22)，所述压缩机(1)通过所述化霜减压阀(22)与所述冷阱的盘管连通。

3.根据权利要求1所述的一种冻干机化霜系统，其特征在于，所述排液桶(6)连接设置有储液器(5)，其中所述排液桶(6)上安装设置有液位开关(7)。

4.根据权利要求3所述的一种冻干机化霜系统，其特征在于，所述排液桶(6)和储液器(5)之间设置有差压阀(16)、加压电磁阀(17)和排液电磁阀(18)。

5.根据权利要求3所述的一种冻干机化霜系统，其特征在于，所述储液器(5)上设置有冷凝器(4)。

6.根据权利要求4所述的一种冻干机化霜系统，其特征在于，所述排液桶(6)上还设置有回气减压阀(20)。

7.根据权利要求1所述的一种冻干机化霜系统，其特征在于，所述压缩机(1)的吸气管路和回气管上分别设置有气液分离器(2)和油分离器(3)。

8.根据权利要求1所述的一种冻干机化霜系统，其特征在于，所述冻干箱(11)与冷阱供液电磁阀之间还设置有冷阱膨胀阀。

9.根据权利要求1所述的一种冻干机化霜系统，其特征在于，所述冷阱三通阀与所述排液桶(6)之间还设置有冷凝液单向阀(21)。

10.根据权利要求1所述的一种冻干机化霜系统，其特征在于，所述冷阱连接设置有阱化霜单向阀(31)。

Images