CN2695888Y - 一种真空冷冻干燥机 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种冷冻干燥机，特别是涉及一种真空冷冻干燥机。本实用新型的目的是克服真空冷冻干燥机中捕水器结霜不均匀的缺点，提供一种捕水器结霜均匀，且提高节能效率的真空冷冻干燥机。本实用新型由制冷循环装置和真空控制装置构成；制冷循环装置由介质循环回路和制冷剂循环回路构成，其特征在于：所述捕水器的盘管采用套管式结构，即由内管和外管构成，内管连接制冷剂循环回路，外管连接介质循环回路，在介质循环回路中增加有控制回路。本实用新型的优点是：捕水器采用间接式换式方式，温差变化不大，结霜均匀；省去间接式换热器，使结构紧凑；干燥箱的制冷过程也是捕水器的预冷过程，从而节约能耗。

Description

一种真空冷冻干燥机
技术领域：
本实用新型涉及一种冷冻干燥机，特别是涉及一种真空冷冻干燥机。
背景技术：
现有技术中，真空冷冻干燥机由制冷循环装置和真空控制装置构成。其中真空控制装置由真空泵13、捕水器12和真空阀门11和连接管道10构成，捕水器12的一端与真空泵13连接，另一端经真空阀门11及连接管10道与干燥箱8连接。制冷循环装置包括介质循环回路和制冷剂循环回路。所述介质循环回路由搁板9、电加热器6、间接式换热器4和循环泵7依次串联而成，搁板9置于干燥箱8内；所述制冷剂循环回路由制冷压缩机1的输出口与水冷凝器2的入口连接，捕水器12中的盘管与间接式换热器4并联后，其进口与水冷凝器2的出口相连，其出口与制冷压缩机1的输入口连接，在捕水器12的盘管的进口与间接式换热器4的进口分别串接有制冷节流阀3。所述介质循环回路中的介质通常为硅油。
制冷压缩机1工作时流动的制冷剂经过制冷节流阀3，将冷量输送到间接式换热器4中，间接式换热器4再将冷量传导给它内部的中间传热介质，介质再经过循环泵7、输送管道将冷量传递到搁板9上，从而使制品获得冻干前期预冻所需要的冷量；使液态制品冻结成固体。在冻干后期，需要对制品加热，将制品中的水从固态直接升华成汽态，这时关闭制冷节流阀3，停止对间接式换热器4制冷，开启电加热器6对介质进行加热，介质经过介质循环回路，流至搁板9对制品提供热量。同时，在逐渐对搁板9的加热过程中，真空泵13工作，制品中的水升华出来的水汽经过连接管道10、真空阀门11被捕集到低温的捕水器12的盘管上，随着时间的推移，制品逐渐被干燥，直至冻干过程结束。
在上述过程中，搁板9采用间接式换热方式，即在整个冻干过程中，搁板9的制冷或加热是经过传热介质来完成的，这种换热方式我们称之为间接式换热。间接式换热的特点是：传热介质在传热过程中没有相态变化，进出搁板9的温差很小(1～2℃)，它的优点是：搁板9温度比较均匀，冻干制品在冻干过程中降温升温速率一致，从而使制品品质比较一致，冻干效果较好，其缺点使能耗比直接换热所需的大。
所述捕水器12所采取的是直接式换热方式，即制冷压缩机1通过制冷剂流动，经过制冷节流阀3将冷量输送到捕水器12中，将其降温，低温的捕水器12的盘管能捕集从搁板9中流出的水汽，从而完成干燥箱8的干燥过程。捕水器12采用直接式换热方式的特点是，制冷剂在传热过程中有相态变化，导致有一定温差(5～15℃)；虽然有能耗较小的优点，但缺点是，捕水器的盘管温差较大，导致结霜不均匀。
发明内容：
本实用新型的目的是克服真空冷冻干燥机中捕水器结霜不均匀的缺点，提供一种捕水器结霜均匀，且提高节能效率的真空冷冻干燥机。
本实用新型是通过下述技术方案予以实现的，一种真空冷冻干燥机包括制冷循环装置和真空控制装置；所述真空控制装置由真空泵13、捕水器12、真空阀门11和连接管道10构成，捕水器12的一端与真空泵13管道连接，其另一端经真空阀门11、连接管道10与干燥箱8连接；制冷循环装置由介质循环回路和制冷剂循环回路两大循环回路构成，所述介质循环回路由搁板9、电加热器6和循环泵7依次串联而成，搁板9置于干燥箱8内；其特征在于：所述制冷剂循环回路由制冷压缩机1、水冷凝器2、捕水器12和制冷节流阀3构成；所述捕水器12的盘管采用套管式结构，即由内管121和外管122构成，内管121连接制冷剂循环回路，外管122连接介质循环回路，在介质循环回路中增加有控制回路；所述制冷压缩机1的输出口与水冷凝器2的入口连接，捕水器12的内管121一端通过制冷节流阀3与水冷凝器2的出口连接，其另一端与制冷压缩机1的输入口连接。
所述控制回路由循环泵7B和阀门4D、4A、4C、4B依次串联起来的；阀门4C串接在循环泵7和电加热器6之间；在阀门4D和循环泵7B两端与捕水器12的外管122两端连接。
本实用新型的优点是：真空冷冻干燥机的捕水器采用间接式换式方式，温差变化不大，结霜均匀；省去间接式换热器4，使结构紧凑；干燥箱8的制冷过程也是捕水器12的预冷过程，从而节约能耗。
附图说明：
图1为现有技术真空冷冻干燥机的结构示意图。
图2为本实用新型真空冷冻干燥机的结构示意图。
具体实施方式：
下面结合附图，对本实用新型进行具体描述，本实用新型由真空控制装置和制冷循环装置构成；真空控制装置由真空泵13、捕水器12、真空阀门11和连接管道10构成，捕水器12的一端与真空泵13连接，其另一端经真空阀门11及连接管道10与干燥箱8连接；制冷循环装置由介质循环回路和制冷剂循环回路构成。制冷剂循环回路由制冷压缩机1、水冷凝器2、捕水器12和制冷节流阀3构成，捕水器12的盘管采用套管式结构，即由内管121和外管122构成；内管121连接制冷剂循环回路，外管122连接介质循环回路；所述制冷压缩机1的输出口与水冷凝器2的入口连接，水冷凝器2的出口，通过制冷节流阀3与捕水器12的内管121一端连接，其另一端与制冷压缩机1的输入口连接。所述介质循环回路由搁板9、电加热器6、循环泵7和控制回路构成，搁板9、电加热器6和循环泵7依次串接起来，搁板9置于干燥箱8内；所述控制回路依次由阀门4A、4B、4C、4D和循环泵7B构成。阀门4C串接在循环泵7和电加热器6之间；在阀门4D和循环泵7B两端通过阀门4A和4B与捕水器12的外管122并接。所述介质循环回路中的介质通常采用硅油。
冻干过程开始时，阀门4A、4B开启，阀门4C、4D关闭，循环泵7B关闭，开动制冷压缩机机1，流动的制冷剂经过制冷节流阀3将冷量输送到捕水器12盘管的内管121中，使捕水器12盘管的外管122中的硅油制冷，硅油再经过循环泵7A，中间流体输送管道将冷量送至干燥箱8的搁板9中；使制品获得预冻所需的冷量。
待制品冻结成固体后，循环泵7B开始启动，阀门4A、4B关闭，阀门4C、4D开启，循环泵7A继续工作，中间传热介质形成二个互不干扰的二个小循环，一个小循环由搁板9、电加热器6、阀门4C和循环泵7A构成的搁板制冷循环，另一个小循环由捕水器12、阀门4D和循环泵7B构成的捕水器制冷循环。同时真空泵13开始启动，干燥箱8中固态水在真空条件下升华成水汽，源源不断地通过连接管道，真空阀门11被捕集到低温的捕水器12盘管的外管122上。
待干燥箱8内的搁板9上的固态水大量的升华后，干燥箱8中真空度达到一定值，电加热器6开始对硅油加热，硅油将热量送至干燥箱8中的搁板9内，提供制品升华热量，制品逐渐被干燥，直至冻干过程结束。

Claims (2)

1.一种真空冷冻干燥机，由制冷循环装置和真空控制装置构成；所述真空控制装置由真空泵(13)、捕水器(12)、真空阀门(11)和连接管道(10)构成，捕水器(12)的一端与真空泵(13)管道连接，其另一端经真空阀门(11)、连接管道(10)与干燥箱(8)连接；制冷循环装置由介质循环回路和制冷剂循环回路两大循环回路构成，所述介质循环回路由搁板(9)、电加热器(6)和循环泵(7)依次串联而成，搁板(9)置于干燥箱(8)内；其特征在于：所述制冷剂循环回路由制冷压缩机(1)、水冷凝器(2)、捕水器(12)和制冷节流阀(3)构成；所述捕水器(12)的盘管采用套管式结构，即由内管(121)和外管(122)构成，内管(121)连接制冷剂循环回路，外管(122)连接介质循环回路，在介质循环回路中增加有控制回路；所述制冷压缩机(1)的输出口与水冷凝器(2)的入口连接，捕水器(12)的内管(121)一端通过制冷节流阀(3)与水冷凝器(2)的出口连接，其另一端与制冷压缩机(1)的输入口连接。
2.根据权利要求1所述的一种真空冷冻干燥机，所述控制回路由循环泵(7B)和阀门(4D)、(4A)、(4C)、(4B)依次串联起来的；阀门(4C)串接在循环泵(7)和电加热器(6)之间；在阀门(4D)和循环泵(7B)两端与捕水器(12)的外管(122)两端连接。
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