一種凍干機制冷系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種凍干機制冷系統(tǒng)，包括制冷單元和主循環(huán)回路，所述主循環(huán)回路中設(shè)置有在第一開關(guān)位置和第二開關(guān)位置之間進行切換的閥門切換組件；當(dāng)所述閥門切換組件位于第一開關(guān)位置時，所述制冷單元和凍干機中的冷阱、板層以及加熱器均串聯(lián)于所述主循環(huán)回路中；當(dāng)所述閥門切換組件位于第二開關(guān)位置時，所述主循環(huán)回路切換為相互并聯(lián)的板層加熱回路和冷阱制冷回路，所述板層和加熱器串聯(lián)于所述板層加熱回路中，所述冷阱和制冷單元串聯(lián)于所述冷阱制冷回路中；所述制冷單元包括使用不同制冷媒介的主制冷組件和從制冷組件。本實用新型的凍干機制冷系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單緊湊、操作簡便、提高制冷量以及凍干效率的優(yōu)點。
【專利說明】
一種凍干機制冷系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型主要涉及食品、醫(yī)藥包裝技術(shù)領(lǐng)域，特指一種凍干機制冷系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]凍干機是制藥行業(yè)和食品行業(yè)進行藥品和食品冷凍干燥的設(shè)備，所謂冷凍干燥，就是先將需冷凍干燥的物品在低溫下進行預(yù)凍，然后通過真空升華和解析吸附的方法，使制品的水分減少到在長時間內(nèi)無法維持生物學(xué)反應(yīng)和化學(xué)反應(yīng)的水平，真空升華干燥階段，物料中已凍結(jié)的游離水在低于其共結(jié)點所對應(yīng)的飽和蒸汽壓條件下，以升華的方式全部逸出，進入到冷凝表面結(jié)成冰，升華結(jié)束后，一般可除去85%以上的水分，而解析干燥階段，則在升華干燥完成后，將剩余的那部分少量的吸附水(吸附在物料細胞壁和極性分子上、未凍結(jié)的水，一般點總含水量的10%左右)以蒸發(fā)的方式去除。
[0003]目前凍干機的制冷系統(tǒng)常用的為氟利昂制冷系統(tǒng)、液氮制冷系統(tǒng)。其中氟利昂制冷系統(tǒng)價格便宜、但產(chǎn)生的極限溫度較高，使得凍干機在解析階段時產(chǎn)生的冰的蒸汽壓差較小，使得凍干產(chǎn)品內(nèi)仍剩有一部分吸附水，影響凍干產(chǎn)品質(zhì)量。而采用較氟利昂蒸發(fā)溫度較低的制冷劑，比如液氮，其價格又較為昂貴。目前凍干的制冷系統(tǒng)較單一，而且即使采用兩個不同的制冷系統(tǒng)，但板層與冷阱分別處于不同的回路中，冷熱量相互獨立、不可回收利用、不經(jīng)濟;而且液氮和氟利昂分別給板層和冷阱制冷時需要切換、程序復(fù)雜。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型要解決的技術(shù)問題就在于:針對現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本實用新型提供一種結(jié)構(gòu)簡單、操作簡便、提高制冷效率以及滿足不同制冷需求的凍干機制冷系統(tǒng)。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提出的技術(shù)方案為:
[0006]—種凍干機制冷系統(tǒng)，包括制冷單元和主循環(huán)回路，所述主循環(huán)回路中設(shè)置有在第一開關(guān)位置和第二開關(guān)位置之間進行切換的閥門切換組件；
[0007]當(dāng)所述閥門切換組件位于第一開關(guān)位置時，所述制冷單元和凍干機中的冷阱、板層以及加熱器均串聯(lián)于所述主循環(huán)回路中；
[0008]當(dāng)所述閥門切換組件位于第二開關(guān)位置時，所述主循環(huán)回路切換為相互并聯(lián)的板層加熱回路和冷阱制冷回路，所述板層和加熱器串聯(lián)于所述板層加熱回路中，所述冷阱和制冷單元串聯(lián)于所述冷阱制冷回路中；
[0009]所述制冷單元包括使用不同制冷媒介的主制冷組件和從制冷組件。
[0010]作為上述技術(shù)方案的進一步改進:
[0011]還包括換熱組件和換熱回路，所述制冷單元設(shè)置于所述換熱回路中，所述換熱組件兩側(cè)的換熱通道分別位于換熱回路和板層加熱回路中。
[0012]所述換熱回路中設(shè)有換熱閥。
[0013]所述主循環(huán)回路包括第一管道、第二管道和第三管道，所述加熱器的一側(cè)通過第一管道與板層的一端相連，另一側(cè)通過第二管道與制冷單元相連，所述制冷單元與冷阱相連后再經(jīng)第三管道與板層的另一端相連。
[0014]所述閥門切換組件包括第一切換閥、第二切換閥和第三切換閥，所述第一切換閥安裝于第二管道上，所述第二切換閥安裝于第三管道上，所述板層的另一端與所述加熱器的另一側(cè)之間設(shè)置有直通管，所述第三切換閥安裝于直通管上；當(dāng)所述閥門切換組件位于第一開關(guān)位置時，所述第一切換閥和第二切換閥均開通且第三切換閥關(guān)閉；當(dāng)所述閥門切換組件位于第二開關(guān)位置時，第三切換閥開通且第一切換閥和第二切換閥均關(guān)閉。
[0015]所述主制冷組件和從制冷組件相互串聯(lián)以同時或單獨提供制冷量。
[0016]所述主制冷組件為氟利昂制冷組件，所述從制冷組件為液氮制冷組件。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點在于:
[0018]本實用新型的凍干機制冷系統(tǒng)，在凍干機真空升華階段，通過將閥門切換組件置于第一開關(guān)位置，使板層和冷阱在同一主循環(huán)回路中進行制冷;在解析干燥階段，通過將閥門切換組件置于第二開關(guān)位置，使主循環(huán)回路切換為板層加熱回路和冷阱制冷回路，其中板層加熱回路為板層提供熱量，冷阱制冷回路中的制冷單元則繼續(xù)為冷阱提供冷量;通過閥門切換組件的切換，能夠在不同回路中進行切換，滿足凍干機不同凍干階段的工藝需求，且此制冷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、易于實現(xiàn)。
【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[°02°]圖中標(biāo)號表不:1、板層；2、冷講；3、加熱器;4、換熱組件；41、換熱閥；5、板冷循環(huán)栗;6、冷阱循環(huán)栗;71、第一管道;72、第二管道;73、第三管道;74、第一切換閥；75、第二切換閥；76、第三切換閥；77、直通管;8、制冷單元;81、主制冷組件;82、從制冷組件。
【具體實施方式】
[0021]以下結(jié)合說明書附圖和具體實施例對本實用新型作進一步描述。
[0022]如圖1所示，本實施例的凍干機制冷系統(tǒng)，包括制冷單元8和主循環(huán)回路，主循環(huán)回路中設(shè)置有在第一開關(guān)位置和第二開關(guān)位置之間進行切換的閥門切換組件；
[0023]當(dāng)閥門切換組件位于第一開關(guān)位置時(板層I預(yù)凍階段)，制冷單元8和凍干機中的冷阱2、板層I以及加熱器3均串聯(lián)于主循環(huán)回路中，制冷單元8提供冷量至板層I和冷阱2，此時加熱器3未開啟；
[0024]當(dāng)閥門切換組件位于第二開關(guān)位置時(板層I預(yù)凍階段結(jié)束進入至干燥階段)，主循環(huán)回路切換為相互并聯(lián)的板層加熱回路和冷阱制冷回路，此時板層I和加熱器3串聯(lián)于板層加熱回路中，加熱器3開啟給板層I加熱，而冷阱2和制冷單元8串聯(lián)于冷阱制冷回路中，制冷單元8繼續(xù)提供冷量至冷阱2完成捕冰；
[0025]制冷單元8包括使用不同制冷媒介的主制冷組件81和從制冷組件82。
[0026]本實施例中，還包括換熱組件4和換熱回路，制冷單元8設(shè)置于換熱回路中，換熱組件4兩側(cè)的換熱通道分別位于換熱回路和板層加熱回路中，其中換熱回路中設(shè)有換熱閥41。當(dāng)板層I過熱時，換熱閥41開啟，冷阱制冷回路通過換熱組件4給板層加熱回路中的板層I降溫，達到精確控溫的目的。
[0027]本實施例中，主循環(huán)回路包括第一管道71、第二管道72和第三管道73，加熱器3的一側(cè)通過第一管道71與板層I的一端相連，另一側(cè)通過第二管道72與制冷單元8相連，制冷單元8與冷阱2相連后再經(jīng)第三管道73與板層I的另一端相連；閥門切換組件包括第一切換閥74、第二切換閥75和第三切換閥76，第一切換閥74安裝于第二管道72上，第二切換閥75安裝于第三管道73上，板層I的另一端與加熱器3的另一側(cè)之間設(shè)置有直通管77，第三切換閥76安裝于直通管77上；當(dāng)閥門切換組件位于第一開關(guān)位置時，第一切換閥74和第二切換閥75均開通且第三切換閥76關(guān)閉；當(dāng)閥門切換組件位于第二開關(guān)位置時，第三切換閥76開通且第一切換閥74和第二切換閥75均關(guān)閉，此主循環(huán)回路結(jié)構(gòu)簡單、操作簡便、易于實現(xiàn)。
[0028]本實施例中，主制冷組件81和從制冷組件82相互串聯(lián)以同時或單獨提供制冷量，兩個制冷組件可以隨時切換，互為備份，保證生產(chǎn)的安全進行。其中主制冷組件81為氟利昂制冷組件，從制冷組件82為液氮制冷組件，可以結(jié)合壓縮機、液氮制冷各自的優(yōu)勢，制定出經(jīng)濟適用的凍干工藝，在凍干工藝時板層I降溫、預(yù)凍階段制冷量大，可以采用液氮制冷;在解析干燥階段制冷量小可采用壓縮機制冷，通過研究原有凍干工藝曲線及其制冷量換算結(jié)合壓縮機、液氮制冷各自的優(yōu)勢，可設(shè)計出更為經(jīng)濟的凍干工藝。在其它實施例中，也可以根據(jù)實際需求采用其它的制冷媒介組合，這也應(yīng)在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
[0029]如圖1所示，當(dāng)板層I做預(yù)凍時，當(dāng)閥門切換組件位于第一開關(guān)位置時，第一切換閥74和第二切換閥75均開通且第三切換閥76關(guān)閉，板冷循環(huán)栗5啟動，冷阱循環(huán)栗6關(guān)閉。制冷單元8和凍干機中的冷阱2、板層I以及加熱器3組成主循環(huán)回路，此時可選擇氟利昂制冷或者液氮制冷(如果制冷量大可優(yōu)先選擇液氮制冷)。
[0030]預(yù)凍完成后進入干燥階段，當(dāng)閥門切換組件位于第二開關(guān)位置時，第三切換閥76開通且第一切換閥74和第二切換閥75均關(guān)閉。此時板層I和加熱器3組成板層加熱回路，加熱器3開啟給物料升溫;冷阱2和制冷單元8串聯(lián)于冷阱制冷回路，制冷單元8繼續(xù)運行給冷阱2降溫完成捕冰(后期制冷量小優(yōu)先選擇氟利昂制冷)。當(dāng)板層I過熱時，換熱閥41開啟，通過換熱組件4并利用冷阱制冷回路中的導(dǎo)熱油給板層I降溫，達到精確控溫的目的。干燥完成后，可切換到主循環(huán)回路，利用板層I中的熱量來給冷阱2化霜，也可以用冷阱2中的冷量給滅菌后的板層I降溫。
[0031 ]本實施例中，冷阱2的盤管采用硅油導(dǎo)熱，比液氮直膨型盤管溫度更均勻，更節(jié)約液氮。對比傳統(tǒng)的壓縮機制冷參冷(壓縮機制冷需要在供應(yīng)板層1、冷阱2之間頻繁切換，給壓縮機帶來額外負擔(dān)，且很不節(jié)能)，現(xiàn)采用冷阱2盤管中硅油的冷量給板層I硅油降溫控溫，壓縮機始終只給盤管中硅油制冷，更為均勻穩(wěn)定。
[0032]雖然本實用新型已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本實用新型。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本實用新型技術(shù)方案范圍的情況下，都可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容對本實用新型技術(shù)方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本實用新型技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本實用新型技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均應(yīng)落在本實用新型技術(shù)方案保護的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種凍干機制冷系統(tǒng)，其特征在于，包括制冷單元(8)和主循環(huán)回路，所述主循環(huán)回路中設(shè)置有在第一開關(guān)位置和第二開關(guān)位置之間進行切換的閥門切換組件； 當(dāng)所述閥門切換組件位于第一開關(guān)位置時，所述制冷單元(8)和凍干機中的冷阱(2)、板層(I)以及加熱器(3)均串聯(lián)于所述主循環(huán)回路中； 當(dāng)所述閥門切換組件位于第二開關(guān)位置時，所述主循環(huán)回路切換為相互并聯(lián)的板層加熱回路和冷阱制冷回路，所述板層(I)和加熱器(3)串聯(lián)于所述板層加熱回路中，所述冷阱(2)和制冷單元(8)串聯(lián)于所述冷阱制冷回路中； 所述制冷單元(8)包括使用不同制冷媒介的主制冷組件(81)和從制冷組件(82)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的凍干機制冷系統(tǒng)，其特征在于，還包括換熱組件(4)和換熱回路，所述制冷單元(8)設(shè)置于所述換熱回路中，所述換熱組件(4)兩側(cè)的換熱通道分別位于換熱回路和板層加熱回路中。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的凍干機制冷系統(tǒng)，其特征在于，所述換熱回路中設(shè)有換熱閥(41)。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的凍干機制冷系統(tǒng)，其特征在于，所述主循環(huán)回路包括第一管道(71)、第二管道(72)和第三管道(73)，所述加熱器(3)的一側(cè)通過第一管道(71)與板層(I)的一端相連，另一側(cè)通過第二管道(72)與制冷單元(8)相連，所述制冷單元(8)與冷阱(2)相連后再經(jīng)第三管道(73)與板層(I)的另一端相連。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的凍干機制冷系統(tǒng)，其特征在于，所述閥門切換組件包括第一切換閥(74)、第二切換閥(75)和第三切換閥(76)，所述第一切換閥(74)安裝于第二管道(72)上，所述第二切換閥(75)安裝于第三管道(73)上，所述板層(I)的另一端與所述加熱器(3)的另一側(cè)之間設(shè)置有直通管(77)，所述第三切換閥(76)安裝于直通管(77)上；當(dāng)所述閥門切換組件位于第一開關(guān)位置時，所述第一切換閥(74)和第二切換閥(75)均開通且第三切換閥(76)關(guān)閉；當(dāng)所述閥門切換組件位于第二開關(guān)位置時，第三切換閥(76)開通且第一切換閥(74)和第二切換閥(75 )均關(guān)閉。6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的凍干機制冷系統(tǒng)，其特征在于，所述主制冷組件(81)和從制冷組件(82)相互串聯(lián)以同時或單獨提供制冷量。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的凍干機制冷系統(tǒng)，其特征在于，所述主制冷組件(81)為氟利昂制冷組件，所述從制冷組件(82)為液氮制冷組件。
【文檔編號】F26B5/06GK205561422SQ201620182148
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年3月10日
【發(fā)明人】翁寬, 譚亮, 鐘元龍, 李興波
【申請人】楚天科技股份有限公司