[发明专利]一种真空冻干装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种通用真空冷冻干燥装置，特别是装置由升华干燥仓，冷阱， 真空机组，加热系统，控制系统及制冷机组，以及连通升华干燥仓与冷阱间的 仓阱连通管和连通冷阱与真空机组的真空管道构成的真空冻干装置。

背景技术

真空冷冻干燥技术是指将含水物料经快速冻结后，置于真空干燥仓内，在 真空条件下，提供升华热进行升华干燥，使被处理物脱水的干燥技术。该技术 的应用主要靠真空冷冻干燥设备完成。现有的真空冷冻干燥装置是由升华干燥 仓，冷阱，真空机组，加热系统，控制系统及制冷机组，以及连通升华干燥仓 与冷阱间的仓阱连通管和连通冷阱与真空机组的真空管道构成。

目前，国际上最流行的两种真空冷冻干装置，一种是以日本为代表的，全 升华周期结束后一次性化霜的冻干机。这种冻干机工作时能耗相对较低；另一 种是以丹麦为代表的双冷阱交替化霜的冻干装置，这种装置的优点是化霜不占 用生产周期，缺点是能耗较高。

中国实用新型专利ZL022740821公开了一种用于真空冷冻干燥设备的节能 装置，是由称重传感器、重量变送器、工业控制机、可编程序控制器PLC、热 媒循环泵变频器、冷媒循环泵变频器、双冷阱交替电磁阀、融冰蒸汽电磁阀等 通过吊装轨道及在其上滑行的盛料滑车相互关联组合构成的节能控制系统。这 是运用节能控制软件来实时调节能量供给，从而达到节省能源，降低运行成本 的目的。显然这种装置属于丹麦的双冷阱交替化霜类的装置。

根据系统研究发现，现有真空冷冻干燥装置其效率较低。根据相关的计算 表明，现有真空冷冻干燥装置中的干燥仓干燥面积与冷阱捕获面积比不尽合理， 实际现使用的真空冷冻干燥装置中的干燥仓干燥面积与冷阱捕获面积比均较 小，这可能是造成现有技术效率低的原因；其次还发现整个装置工作中能耗相 对较大，前述的现有技术的不足在升华干燥面积较大的装置，如干燥面积大于 100m²，特别是干燥面积在200m²的装置中似更为突出。研究还表明，现有的真 空冷冻干燥装置中的冷阱基本上采用列管式换热器；另外由于冷阱工作在湿冷 环境下，而现有技术的冷阱其管板及设置于其上的列管均是固定于冷阱壳体之 内，这种结构在制造中很难进行防锈处理，尤其是整个管组在壳体内焊接处根 本无法进行除锈和防锈处理，因而在使用中极易产生锈蚀现象，而且发生损坏 后也不可能进行修理。现有技术中为解决这一问题，多采用不锈钢材料的列管 及管板，但因不锈钢材料的成本大于碳钢，且导热系数小于碳钢，因此使用不 锈钢材料的冷阱不仅造价高，而且在使用中能耗也较高。

发明内容

本发明提供一种可以克服现有技术不足的，较现有技术能耗更低的真空冷 冻干燥装置。

本发明的冷阱独立设置于升华干燥仓之外，其干燥仓的干燥面积与冷阱的 捕获面积比为1∶1～1.5，且仓阱连接管为两根，即每个冷阱用两个位于抽气口 两侧的仓阱连通管连通升华干燥仓。

根据相关的试验与实践考核，本发明干燥仓的干燥面积与冷阱捕获面积比 最佳为1∶1.3～1.5。

在本发明中每个冷阱用两个位于抽气口两侧的仓阱连通管连通升华干燥 仓。

另一方面，本发明的每个升华干燥仓分别与两个冷阱相连通，每个干燥仓 的干燥面积与每个冷阱捕获面积比为1∶(1.3～1.5)×1/2。

本发明采用两个冷阱的结构中，在两个冷阱间用一根平衡管将这两个冷阱 连通，这样可以在冷阱工作时只使用一个功率较小的真空机组即可维持装置的 正常工作工况，使两个冷阱同时处在捕集水气的工况，提高装置的脱水效率。

本发明的冷阱中，冷阱由冷阱管组和冷阱壳体两个部分组成。所述的冷阱 壳体内固定有导轨，冷阱列管及附属化霜装置固定于管板上，管板上还固定有 支承导轮，冷阱管组沿壳体内的导轨推进壳体内，支承导轮设置于与固定在冷 阱壳内的导轨上。

本发明的冷阱中，其列管排列方式为相邻的两排列管中每三个列管以正三 角形旋转90度位置布置。

在本发明的冷阱上设置有两个进气口，抽气口位于两个进气口之间，冷阱 内在每个进气口与抽气口之间各设置有一块折流板。