[实用新型]液氮冷冻干燥机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种冷冻干燥机，尤其涉及一种液氮冷冻干燥机。

背景技术

真空冷冻干燥机(简称冻干机)主要由冷冻、循环、真空、电气、液压、气动、水环、SIP/CIP八大系统组成，其中冷冻系统是冻干机最重要的系统，又被称为冻干机的心脏。

目前冻干机主要以压缩机制冷系统为主，液氮冻干机也有少量生产，但液氮利用效率都不高，极限温度也不低，主要以间接制冷冻干机冷阱为主。中国专利号为200610008269.x，申请日为2006.02.20，实用新型名称为冻干机的专利公开了一种冻干机，如图1所示，所述冻干机包括冻干箱1、冷阱4和真空泵3，所述冻干箱1和冷阱4之间设置百叶隔板36，其中，冻干箱1内设置有板层2，板层2和热油泵92、电加热油箱91相连；冷阱4内设置有盘管，所述盘管和压缩机21、换热器22及膨胀阀23相连，所述冻干机冷阱4的后方设置风机35。

上述采用压缩机制冷的冻干机，存在的主要问题在于：

1)压缩机为运动部件，运行时发生故障的几率相对较大，特别是使用时间越长，发生故障的几率就越大，从而增加系统的维护费用；2)冻干机上主要采用双机压缩机制冷，这一制冷方式正常的蒸发温度应≥-65℃，而冻干机最低蒸发温度为-75～-80℃，并且长期运行，因而使得压缩机运转极不稳定，发生故障的几率更大；3)由于氟利昂制冷剂的特性在低温下特别是≤-50℃以后，机组制冷效率大大降低；此外采用氟利昂制冷剂，如泄露至环境中均会对环境造成破坏，破坏臭氧层，导致全球变暖，并且压缩机运行时噪音较大，也对环境造成污染；4)采用压缩机制冷，冻干机冷阱温度无法控制，冻干工艺重演性受到限制；5)由于冻干工艺的发展，有机溶媒的使用越来越多，要实现对有机溶媒冻结需要极低的温度，常规的压缩机制冷很难达到这一温度，比如酒精需要-121℃以下才能冻结成冰。

目前使用中的液氮冻干机，采用液氮代替氟利昂制冷剂，仍通过导热油间接制冷冻干机冷阱，使得冷阱的极限温度受到导热油的极限温度限制，目前适用于冻干机高低温环境的导热油非常少，一般低温都只能达到-80℃。此外，通过导热油间接制冷使热侵入很大，冷量的有效利用效率低。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种液氮冷冻干燥机，提高冷冻的温度范围和精度，并提高换热效率。

本实用新型为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种液氮冷冻干燥机，包括一冻干箱，所述冻干箱内设置有板层，所述板层和循环泵、液氮换热器、电加热相连；一冷阱，所述冷阱内设置有盘管；其中，所述冻干箱和冷阱通过中隔阀相连；所述液氮换热器和第一电磁阀、第一开度调节阀相连；所述盘管和第二电磁阀、第二开度调节阀相连；所述第一电磁阀和第二电磁阀直接和液氮罐相连。

上述液氮冷冻干燥机，其中，所述第一电磁阀和第一开度调节阀之间设置有安全阀。

上述液氮冷冻干燥机，其中，所述第一电磁阀、第一开度调节阀、第二电磁阀和第二开度调节阀和PLC相连实现液氮量自动控制。

本实用新型对比现有技术有如下的有益效果：本实用新型提供的液氮冷冻干燥机，通过将液氮直接引入冻干机冷阱盘管中汽化，提高冷冻的温度范围和精度。此外，本实用新型提供的液氮冷冻干燥机，克服了冷阱极限温度受导热油性质限制的局限，同时减少了换热次数，提高了换热效率。

附图说明

图1是现有的制冷真空冷冻干燥机结构示意图；

图2是本实用新型的液氮冷冻干燥机结构示意图；

图3是本实用新型的液氮冷冻干燥机开度控制流程图。

图中：

1冻干箱    2板层          3中隔阀

4冷阱      5盘管          6电加热

7循环泵    8液氮换热器    9第一电磁阀

10安全阀            11第一开度调节阀    12第二电磁阀

13第二开度调节阀    21压缩机            22换热器

23膨胀阀            33真空阀            35风机

36百叶隔板          73化霜泵            91电加热油箱

92热油泵

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的描述。

图2是本实用新型的液氮冷冻干燥机结构示意图。