CN2395097Y - 冻干装置中的蒸汽流量调节器 - Google Patents

Abstract

一种冻干装置中的蒸汽流量调节器,设在将干燥箱与冷阱连接为一体的管道中,包括:调节阀、电机、限位开关和指示器;调节阀包括一带阀孔的阀体和一可恰嵌设在阀孔中的阀板,阀体的两侧对应设置一对带轴孔的固定耳,分别穿出管道并与管道壁固定;限位开关包括一限位器和一动触头,设在电机的输出轴上;指示器与阀板处于同一水平面,设在管道外的阀板的另一个阀杆端上。本实用新型结构简单,使用方便,能明显增强冻结物料获得传热的效果,促进冻结物料升华速率的提高。

Description

冻干装置中的蒸汽流量调节器

本实用新型涉及一种流量调节器，尤其涉及一种冻干装置中的蒸汽流量调节器。

真空冷冻干燥(简称冻干)是应用冰升华原理，在高真空状态下，将冻结或固态水(冰)不经过液态直接转化为气态水蒸汽，使物料脱水而干燥。它是目前物质保存的最佳方法。冷冻干燥过程分三步进行，即预冻结、升华干燥(或称第一干燥阶段)和解析干燥(或称第二干燥阶段)。升华干燥阶段和解析干燥阶段是在较高的真空状态下进行的，合理的真空控制范围与方法是物料质量保证和缩短冻干周期以及干燥顺利进行的前提。中国制冷学会第六专业委员会在第三届学术交流上报道了一种实用的真空控制法及装置，即有限泄漏法，以后被许多制造厂商采纳。这种有限泄漏法是一种“空气(或氮气)分压的调整”。其调整的原理如图1所示：往干燥箱体或冷阱或真空泵管道导入空气(或氮气)，以调整干燥箱内至冷阱之间的空气分压来进行真空控制。

这种真空控制法经应用确有其特长。其优点：

1.投资费用低。

2.在压力(真空)13～30Pa内，干燥箱内气体对流明显增强，物料容易得到升华热量，物料中的冰升华速率提高。

3.缩短整个冻干周期约1/3左右。

但是，由于该设备的隔离阀结构上的问题，因此，干燥过程中存在许多不足之处：

1)当压力低于13Pa，干燥箱内气体对流换热量接近于零，升华速率大大降低，物料产出周期相对延长。高于30Pa，升华速率反而降低，甚至引起物料熔化、干燥失败；

2)由于导入空气(或氮气)破坏了系统原水蒸汽为主的平衡状态，使真空测量传感器如皮拉尼计或其它热传导真空计的测量产生百分之几十或更多的误差，因此，不能确保批与批间真空测量的再现性；

3)无菌工作区域虽是100万等级，但它是相对无菌级别。无菌区域仍有可能低于0.2μ，颗粒、灰尘等由有限泄漏阀导入冻干系统内，药品可能被污染。

4)由于空气(或氮气)的比重或分子量均比水蒸汽大，导致水蒸汽在冷阱冷凝管表面滞留，水蒸汽在冷阱冷凝管入口附近集中凝结，造成冷凝管与冷凝管之间通道堵塞现象，使冷阱捕水能力降低，甚至失效。

5)空气(或氮气)导入时，发生了突发停电事故，立即造成真空恶化。

本实用新型的目的就是为了克服现有在冻干装置中的缺点，而提出的一种结构简单，操作方便、真空控制精度高、且无污染的冻干装置中的蒸汽流量调节器。

本实用新型的目的是这样实现的：冻干装置中的蒸汽流量调节器，设在将干燥箱与冷阱连接为一体的管道中，其特征在于，包括：调节阀、电机、限位开关和指示器；所述的调节阀包括一阀体，该阀体中心设有一阀孔，阀体的两侧对应设置一对带轴孔的固定耳，该两固定耳分别穿出管道壁并与管道壁固定；一阀板，其形状及尺寸大小如阀孔状，可恰嵌设在阀孔中，阀板的两侧对应设有一对阀杆，该对阀杆分别可转动的设在阀体两侧的两轴孔中；所述的电机固定在管道外的支架上，该电机的输出轴还通过联轴器与调节阀阀板的一阀杆连接；所述的限位开关包括一限位器和一动触头，限位器为一挡块，设在电机的输出轴一侧，动触头为一触动开关，设在电机的输出轴上，可与电机的输出轴连转并可与限位器相触；所述的指示器为与阀板处于同一水平面的指针，设在管道外的阀板的另一个阀杆端上。

由于本实用新型采用了以上的结构，由改变干燥箱与冷阱之间的水蒸汽管通道面积(流量)来控制干燥箱内的真空度(或压力)，因此使操作大为简便，并能提高冻结物料升华的速率，且无污染。

本实用新型的具体结构由以下的实施例及其附图进一步给出。

图1是已有技术干燥设备的真空控制原理图；

图2是本实用新型的结构示意图；

图3是本实用新型的使用状态示意图。

本实用新型蒸汽流量调节器1，设在将干燥箱7与冷阱8连接为一体的管道2中(如图3所示)。

图2为蒸汽流量调节器结构示意图。该调节器包括：调节阀、电机、限位开关和指示器。电机3固定在管道外的支架上。所述的调节阀包括一阀体41，该阀体41中心设有一阀孔42，阀体的两侧对应设置一对带轴孔43的固定耳44，该两固定耳44分别穿出管道2并与管道壁固定；阀板51的形状及尺寸大小如阀孔42状，可恰嵌设在阀孔42中，阀板的两侧对应设有一对阀杆52，该对阀杆52分别可转动的设在阀体41两侧的两轴孔43中，并且一阀杆还通过联轴器9与电机3的输出轴连接，使阀板51可随输出轴偏转90°角度；所述的限位开关包括一限位器61和一动触头62，限位器61为一挡块，设在电机的输出轴一侧，动触头62为一触动开关，设在电机的输出轴上，可与电机的输出轴连转并可与限位器61相触；设备一旦接通三相总电源，阀板51就由电机驱动到一个极端位置(与阀体41垂直)，由动触头62碰到限位器61发出信号指令电机自动停止运转。一旦冻干设备处于抽真空状态并且皮拉尼真空规所测得的实际真空值(压力)小于或等于真空度设定的下限值(如22.6Pa)，加热器自动启动，同时调节器电机电源接通，带动阀板51转动，以改变冻干箱体和冷阱之间的水蒸汽通道面积(或流量)。随着时间的推移，冻干箱体内的压力(真空)将逐步上升，皮拉尼计测得的实际压力(真空)值大于或等于真空度设定的上限值(如24.6Pa)时，电机反转，阀板51又逐渐跟原来相反方向转动，它们之间的水蒸汽通道又渐渐变大，冻干箱体内的压力(真空)又逐渐下降。如此周而复始，进行冻干箱体内的真空(压力)调节和控制，直至干燥结束。(冻干箱体内的真空控制范围或者真空度上限值和下限值的设定值主要取决于物料的冻结点温度或升华温度和物料的理化特性。)

为直观本实用新型的阀板偏转的角度，本实用新型还设有一指示器10，该指示器10为与阀板51处于同一水平面的指针，设在管道外的阀板的另一个阀杆端上，当阀板偏转时，指针随着偏转。

本实用新型结构简单，使用方便，能明显增强冻结物料获得传热的效果，促进冻结物料升华速率的提高。

Claims (1)

1.冻干装置中的蒸汽流量调节器，设在将干燥箱与冷阱连接为一体的管道中，其特征在于，包括：调节阀、电机、限位开关和指示器；所述的调节阀包括一阀体，该阀体中心设有一阀孔，阀体的两侧对应设置一对带轴孔的固定耳，该两固定耳分别穿出管道壁并与管道壁固定；一阀板，其形状及尺寸大小如阀孔状，可恰嵌设在阀孔中，阀板的两侧对应设有一对阀杆，该对阀杆分别可转动的设在阀体两侧的两轴孔中；所述的电机固定在管道外的支架上，该电机的输出轴还通过联轴器与调节阀阀板的一阀杆连接；所述的限位开关包括一限位器和一动触头，限位器为一挡块，设在电机的输出轴一侧，动触头为一触动开关，设在电机的输出轴上，可与电机的输出轴连转并可与限位器相触；所述的指示器为与阀板处于同一水平面的指针，设在管道外的阀板的另一个阀杆端上。

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