專利名稱：冷凍干燥設(shè)備用變條件水汽冷凝裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種冷凍干燥設(shè)備用變條件水汽冷凝裝置，它是在冷凍干燥過(guò)程中冷凝升華水汽的冷阱，尤其是將冷阱分成幾部分，冷凝和融冰可交替進(jìn)行，而且能按升華速率變化而改變冷凝面積和周期的水汽冷凝裝置。
冷凍干燥設(shè)備用的水汽冷凝裝置，現(xiàn)有技術(shù)使用兩種方法一種是傳統(tǒng)的冷阱，一種是將水汽冷凝器分成兩部分，由一個(gè)在兩部分間可移動(dòng)的隔離門


圖1(前視圖)中的(1)分隔，被隔離門分隔的那部分冷凝器可轉(zhuǎn)入融冰，而另一部分冷凝器冷凝水汽，隔離門按固定間隔時(shí)間換位，冷凝和融冰交替進(jìn)行。后一種方式，丹麥阿特拉斯公司(ATLAS INDUSTRIES A/S)，已使用于其RAY型冷凍干燥設(shè)備多年。它與傳統(tǒng)的一個(gè)水汽冷凝器，在干燥過(guò)程結(jié)束后再融冰的冷阱相比，其優(yōu)點(diǎn)是1．在冰層厚度相對(duì)較薄時(shí)即轉(zhuǎn)入融冰，盤管間距可以減小，結(jié)構(gòu)緊湊；2．冷凝和融冰交替進(jìn)行，因此轉(zhuǎn)入下一次冷凝時(shí)，盤管表面溫度又處于較低溫度，冷凝效率提高；3．由于冷凝和融冰交替進(jìn)行，可以不需要單獨(dú)的融冰時(shí)間，生產(chǎn)周期縮短。但其缺點(diǎn)是1．交替融冰冷凝器需多次升溫再降溫，因此耗冷量增加；2．一個(gè)冷凝器分成兩部分交替冷凝，其冷凝面積比兩個(gè)冷凝器同時(shí)冷凝面積減少一半，而且同傳統(tǒng)冷阱一樣，自始至終都是同樣的面積在工作，其條件不變，不能適應(yīng)水汽升華在一開(kāi)始有一個(gè)比平均值高出2.5倍的高峰然后迅速下降的變化過(guò)程，因此水汽的冷凝與升華未達(dá)到良好匹配。
本實(shí)用新型的目的是保持交替融冰方式的優(yōu)點(diǎn)克服其因條件不變同水汽升華的實(shí)際速率匹配不好的缺點(diǎn)，以進(jìn)一步提高水汽冷凝效率和減少耗冷量。
實(shí)現(xiàn)途徑是將原交替融冰方式中兩部分冷凝器由一個(gè)共同隔離門改為用兩個(gè)獨(dú)立的隔離門如圖2中(1A)(1B)，按照水汽升華由開(kāi)始為高峰逐步降低的規(guī)律，由一個(gè)可編程序控制器或一組時(shí)間繼電器控制兩部分冷凝器上的獨(dú)立隔離門開(kāi)啟和關(guān)閉，在高峰時(shí)，兩門同時(shí)打開(kāi)，使冷凝面積增大一倍，然后轉(zhuǎn)入冷凝融冰按不同時(shí)間間隔交替進(jìn)行，在水汽升華減速階段逐步延長(zhǎng)交替時(shí)間。這樣，在高峰期，即第一循環(huán)兩個(gè)冷凝器同時(shí)冷凝水汽，冷凝面積增大一倍，冷凝效率提高；第二循環(huán)一個(gè)門關(guān)閉轉(zhuǎn)入融冰，一個(gè)門仍開(kāi)啟繼續(xù)冷凝；第二循環(huán)時(shí)間縮短，以保證繼續(xù)增加的冰層厚度不超過(guò)原有水平。第三循環(huán)以后按升華速率降低的規(guī)律，逐步延長(zhǎng)交替時(shí)間，減少交替次數(shù)。改進(jìn)后的水汽冷凝裝置由于冷凝面積和交替時(shí)間兩個(gè)條件是按照不同物料實(shí)際升華速率的變化(實(shí)際升華速率由帶稱重裝置的試驗(yàn)機(jī)測(cè)得)而改變，從而使冷凝效率提高，交替次數(shù)減少，相應(yīng)的耗冷量較丹麥阿特拉斯公司的方案減少約16％。
圖2圖3是本實(shí)用新型的實(shí)施例之一。
在圖2圖3中左冷凝室門(1A)和右冷凝室門(1B)分別由圖3中油缸(6A)和(6B)的活塞桿推動(dòng)帶斜面的滑板(8A)(8B)在滾針支座(10A)(10B)上滑動(dòng)，當(dāng)斜面與固定滑輪(9A)(9B)接觸，而活塞桿繼續(xù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，滑輪沿斜面上升，克服彈簧(7A)(7B)的拉力將帶滑板的門(1A)(1B)壓緊于門密封條(11A)(11B)上，使冷凝室與圖2中的干燥室(2)隔離，當(dāng)油缸活塞桿反向運(yùn)動(dòng)時(shí)，則隔離門在彈簧力的作用下打開(kāi)。在開(kāi)始的水汽升華高峰期，圖3中油缸(6A)(6B)同時(shí)向外側(cè)運(yùn)動(dòng)，隔離門(1A)(1B)均打開(kāi)，圖2中供冷活門(4A)(4B)打開(kāi)，融冰蒸汽和排水閥門(5A)(5B)關(guān)閉，兩個(gè)冷凝器(3A)(3B)同時(shí)進(jìn)入冷凝水汽狀態(tài)，當(dāng)高峰期轉(zhuǎn)入升華速率下降期時(shí)，圖3中油缸(6A)反向動(dòng)作，使隔離門(1A)關(guān)閉，圖2中相應(yīng)的融冰蒸汽閥門(5A)打開(kāi)，冷凝器(3A)轉(zhuǎn)入融冰狀態(tài)，冷凝器(3B)繼續(xù)冷凝水汽，待冷凝器(3A)中冰已融化，供冷閥門(4A)打開(kāi)，冷凝器(3A)降溫，圖中油缸(6A)動(dòng)作，隔離門(1A)打開(kāi)，冷凝器(3A)又轉(zhuǎn)入冷凝水汽狀態(tài)。相應(yīng)，圖3中油缸(6B)動(dòng)作，隔離門(1B)關(guān)閉，圖2中供冷閥(4B)關(guān)閉，蒸汽閥門(5B)打開(kāi)，冷凝器(3B)轉(zhuǎn)入融冰狀態(tài)。以后即開(kāi)始兩個(gè)冷凝器(3A)(3B)交替冷凝和融冰。隔離門的開(kāi)閉和交替的周期按不同物料升華速率的變化，在可編程序控制器中事先設(shè)定，從而達(dá)到在水汽升華高峰時(shí)冷凝面積最大，水汽升華速率下降時(shí)冷凝面積減少，融冰和水汽冷凝交替，交替周期隨下降速率增長(zhǎng)，耗冷量減少。
圖4是本實(shí)用新型的實(shí)施例之二在圖4中升華水汽通過(guò)左中右水汽通道(12A)(12B)(12C)和通道中的真空閥門(1A)(1B)(1C)與左中右水汽冷凝器(3A)(3B)(3C)相連。在開(kāi)始為水汽升華高峰期，真空閥門(1A)(1B)(1C)同時(shí)打開(kāi)，供冷閥門(4A)(4B)(4C)打開(kāi)供冷，融冰蒸汽和排水閥(5A)(5B)(5C)關(guān)閉，左中右水汽冷凝器(3A)(3B)(3C)同時(shí)冷凝水汽。當(dāng)水汽升華速率轉(zhuǎn)入下降時(shí)，左通道真空閥門(1A)關(guān)閉，融冰蒸汽和水排出閥(5A)打開(kāi)，左水汽冷凝器(3A)轉(zhuǎn)入融冰狀態(tài)，中右水汽冷凝器(3B)(3C)繼續(xù)凝結(jié)水汽，待左水汽冷凝器(3A)中的冰融化，中真空閥門(1B)關(guān)閉，供冷閥(4B)關(guān)閉，融冰蒸汽和水排出閥(5B)打開(kāi)，水汽冷凝器(3B)轉(zhuǎn)入融冰。此時(shí)，左右水汽冷凝器(3A)(3C)均處在冷凝水汽狀態(tài)。如此，三個(gè)冷凝器(3A)(3B)(3C)依次冷凝和融冰，交替周期隨水汽升華速率下降而延長(zhǎng)。
權(quán)利要求1．一種用于冷凍干燥設(shè)備的變條件水汽冷凝裝置其特征在于有兩個(gè)或叁個(gè)水汽冷凝器(3A)(3B)(3C)，通過(guò)兩個(gè)或叁個(gè)獨(dú)立的隔離門或閥(1A)(1B)(1C)與于燥室相連。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種冷凍干燥設(shè)備用變條件水汽冷凝裝置,它能夠按照水汽升華速率的變化改變冷凝面積和水汽冷凝、融冰交替周期的水汽冷凝裝置。它由兩個(gè)或兩個(gè)以上獨(dú)立的隔離門或閥(1A)(1B)(1C)與干燥室(2)相連這些隔離門或閥(1A)(1B)(1C),在水汽開(kāi)始升華的升華速率高峰期可同時(shí)打開(kāi),冷凝面積增大,在升華速率下降期,由設(shè)定的程序輪流打開(kāi)或關(guān)閉,轉(zhuǎn)入冷凝和融冰交替進(jìn)行,交替周期按升華速率減小而延長(zhǎng),使水汽冷凝與升華更好匹配。
文檔編號(hào)F26B5/06GK2311739SQ9621849
公開(kāi)日1999年3月24日 申請(qǐng)日期1996年8月21日 優(yōu)先權(quán)日1996年8月21日
發(fā)明者朱永祺, 朱衛(wèi)華, 李強(qiáng), 李永堂, 張新毅, 孫中毅, 許華龍, 王龍才 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)新陽(yáng)機(jī)器制造公司