[实用新型]组合式冷凝器和真空冷冻干燥机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种组合式冷凝器，以及具有该冷凝器的真空冷冻干燥机。

背景技术

在生物医药、化工行业长期保存物品时常采用冷冻干燥技术。冷冻干燥技术是先将含水物品冻结到三相点温度以下，使其中的水分变成冰，然后在适当的温度和真空度下，使冰升华为水蒸汽从物料中排除，获得干燥制品的技术。经冷冻干燥处理的物品易于长期保存，加水后能恢复到冻干前的状态并保持原有的生化特性。

物品的冷冻干燥需要在真空冷冻干燥机内进行。冷冻干燥机，简称冻干机，由制冷系统、真空系统、加热系统、蒸汽灭菌系统、控制系统组成。主要部件为干燥箱、制冷压缩机、冷凝器、换热器、捕水器、电加热器、真空泵、和电气控制元件等组成。冻干机工作时从物品中升华出来的水蒸汽是由冷凝器将其冻结吸附在捕水器内。

现有的输入或国产的实验型冻干机制冷系统大多采用空气冷凝器，少数采用水冷凝器、蒸发式冷凝器。空气冷凝器的结构简单，使用方便，其尺寸大小随散热量大小而变化，缺点是传热温差大，一般达15℃左右。由于实验型冻干机一般放置在室内，需要配备一个空调系统来平衡其产生的热量，当室温超过25℃时，冻干机制冷系统压力随之上升，由于压缩比等增加，制冷效果大大降低，当室温在30℃时，常常会造成冻干机压力超限而保护停机，影响使用。水冷凝器冷凝效果好，传热温差比较小，一般为5-9℃左右，但由于其往往需要一个外置冷却塔，系统较复杂，否则浪费水量大，因而实际应用于实验型冻干机的较少。蒸发式冷凝器换热效果比空气冷凝器好，又节约用水，但由于其是一个大型装置，占地较大，在运行时水蒸发会损失，故实验型冻干机基本不采用。

为此，人们尝试对现有冷凝器进行改进。中国专利名称为“复式冷凝器”，授权公告号CN2406180，授权公告日为2000年11月15日的实用新型提供了一种将水冷冷凝器和风冷冷凝器组合的复式冷凝器，使用时制冷剂依次流经水冷冷凝器和风冷冷凝器，达到降温效果。

由于风冷冷凝器的传热温差一般为15℃，水冷冷凝器传热温差为5-9℃，这样当制冷剂仅流经风冷冷凝器，仍存在冷凝效果不佳的缺陷，当制冷剂流经水冷冷凝器存在系统复杂的缺点，它们都不适合需要较好冷凝效果的实验型冻干机。这都是已有技术的不足之处。

实用新型内容

本实用新型的目的，就是为了解决上述问题，克服现有的冷凝器不能达到较好的制冷效果或者系统复杂、体积过大等使用不方便的问题，提供一种组合式冷凝器。

本实用新型的另一目的在于，提供一种具有所述组合式冷凝器的真空冷冻干燥机。

本实用新型所需要解决的技术问题，可以通过以下技术方案来实现：

一种组合式冷凝器，包括空气冷凝器和水冷凝器，其特征在于，所述空气冷凝器的制冷剂输出端与水冷凝器的制冷剂输入端相连接。

所述空气冷凝器位于所述水冷凝器的上方。

所述空气冷凝器的制冷剂输出管道内设置水管。

所述冷却水管道的进水端设置有一供水压力开关。

所述冷却水管道内冷却水的流向与制冷剂流动方向相反。

所述空气冷凝器的制冷剂输入端流入的制冷剂为高压高温气体，所述水冷凝器的制冷剂输出端流出的制冷剂为适当压力的高压低温液体。

一种真空冷冻干燥机，包括干燥箱、制冷压缩机、冷凝器、真空泵、热力膨胀阀等部件，其特征在于，其备有上述组合式冷凝器，所述组合式冷凝器的制冷剂输入端连接制冷压缩机，其制冷剂输出端连接热力膨胀阀。

本实用新型的一种组合式冷凝器兼有空气与水冷凝器的优点，能达到良好的制冷效果，且结构简单、体积较小，适用于实验型冻干机等小型的制冷系统。当采用了所述组合式冷凝器的实验型冻干机在室温25℃以下工作时，冻干机的制冷系统压力在较低范围内，这时组合式冷凝器供水压力开关不打开，仅由组合式冷凝器上部的空气冷凝器对制冷剂进行冷凝，可取得较好的制冷效果。当室温高于25℃，制冷系统压力随之升高，超过供水压力开关的设定压力，这时压力开关打开，组合式冷凝器下部水冷凝器开始工作制冷，使制冷系统高压降回至适当范围内，制冷效果达到较优状态。

由于供水压力开关不常开，实验型冻干机散热量又较小，所以水的使用量也较小，能节约用水。

具体的，本实用新型中所述的干燥箱、制冷压缩机、真空泵、热力膨胀阀等部件均采用现有技术领域中的公知技术，有关干燥箱、制冷压缩机、真空泵、热力膨胀阀等部件在现有技术中的公知技术方案，本领域的技术人员均已熟知，所以在此不再复述。