[实用新型]一种制冷系统及使用该制冷系统的真空冷冻干燥机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于将湿物料或溶液直接冷冻干燥的制冷系统及使用该制冷系统的真空冷冻干燥机。

背景技术

冷冻干燥机(简称冻干机)的工作原理是将被干燥的物品先冻结到三相点温度以下，然后在真空条件下使物品中的固态水分(冰)直接升华成水蒸气，从物品中排除，使物品干燥。该机广泛应用于生物制品(疫苗、血制品、抗生素)生化产品、中西药制剂、兽药、食品、保健品等生物工程产品领域。利用该冻干机可直接将湿物料或溶液冷冻干燥成所需的成品。

冻干机由制冷系统、真空系统、循环系统、液压系统、控制系统等系统组成。主要部件有冻干箱、冷阱、压缩机、冷凝器、真空泵、加热器、液压站、液压缸等。

其中制冷系统是冻干机最主要的系统，它由压缩机、冷凝器、蒸发器、膨胀阀等基本部件组成。制冷系统可直接对冷阱进行制冷及通过循环系统间接对冻干箱内的搁板制冷，从而分别实现冷阱对升华后水汽的捕捉和冻干箱内搁板对产品的速冻。

目前已有冻干机的制冷系统中只用一台压缩机进行制冷，制冷剂大多采用R404A，冻干箱内搁板的最低温度一般为-50～-55℃，冷阱最低温度一般为-70～-75℃。空载时搁板的制冷速率为从+20℃～-40℃，时间为60min，冷阱的制冷速率为从+20℃～-40℃，时间为30min。

在制作西林瓶药粉时，西林瓶的压塞通过液压缸控制冻干箱搁板的上下移动来实现。目前已有的冻干机液压缸安装在顶部，液压缸损坏后油缸下滑会堵住正在冷冻干燥中产品的升华通道。并且存在一定的安全隐患，整机的尺寸也会相应的增加。

真空泵与后箱相连，真空泵的运转一是保证冻干箱内的真空度，从而保证制品升华的速度，二是可将升华出的水蒸气输送到冷阱，进而在冷阱内凝结成冰。然而真空泵停止运转时，真空泵油也会进入冷阱，从而造成逆污染。

为了能观察冻干箱内制品的冻干情况，已有冻干机会在冻干箱箱门上装一视镜，实时观察制品情况。

现有制冷系统及冷冻干燥机具有的缺陷：

1、已有的制冷系统中只用一台压缩机进行制冷，制冷速度慢，影响冻干箱内产品结晶的形成。而且冷阱最低温在-70～-75℃左右，限制了其捕获水蒸气的能力，而且在大量升华时温度回升会有水汽进入真空泵，影响了真空泵的使用寿命。

2、目前已有的冻干机液压缸安装在顶部，液压缸损坏后油缸下滑会堵住正在冷冻干燥中产品的升华通道，而且存在一定的安全隐患，整机的尺寸也会相应的增加。

3、当真空泵停止运转时，真空泵油会通过真空管路进入冷阱，甚至进入冻干箱，从而对制品造成污染。

4、为了观察冻干箱内制品的冻干情况，已有冻干机在冻干箱门上开一视镜进行观察。但受限于视镜的尺寸，对制品的观察视角有限，且观察不便。

发明内容

本实用新型针对以上问题的提出，而研究设计一种制冷系统及使用该制冷系统的真空冷冻干燥机，用以解决现有的制冷系统制冷速度慢，影响冷冻干燥机冻干箱内产品结晶的形成，而且冷阱最低温在-70～-75℃左右，限制了其捕获水蒸气的能力，而且在大量升华时温度回升会有水汽进入真空泵，影响了真空泵的使用寿命的缺点。本实用新型采用的技术手段如下：

一种制冷系统，所述制冷系统使用复叠式制冷机组，使用该复叠式制冷机组组成的制冷系统包括高温系统和低温系统，

高温系统中压缩机Ⅰ的输入端分别连接有板式热交换器Ⅰ的高温级输出端和制冷膨胀阀，压缩机Ⅰ的输出端连接有风冷冷凝器的高温级输入端，风冷冷凝器的高温级输出端连接有制冷膨胀阀，制冷膨胀阀的输出端连接有板式热交换器Ⅰ的高温级输入端；

低温系统中压缩机Ⅱ的输出端连接有风冷冷凝器的低温级输入端，风冷冷凝器的低温级输出端连接有板式热交换器Ⅰ的低温级输入端，板式热交换器Ⅰ的低温级输出端连接有回热器液体制冷剂入口，回热器的回气出口连接有压缩机Ⅱ，液体制冷剂出口分别连接有板冷膨胀阀、掺冷膨胀阀和冷凝膨胀阀，板冷膨胀阀和掺冷膨胀阀的输出端同时连接板式热交换器Ⅱ的制冷剂输入端，冷凝膨胀阀的输出端连接有冷阱盘管，板式热交换器Ⅱ制冷剂输出端和冷阱盘管的输出端同时连接有回热器的回气入口。

作为优选高温系统中压缩机Ⅰ的输出端到制冷膨胀阀之间依次设置有膨胀容器Ⅰ、干燥过滤器和制冷电磁阀。