用于选择性搁架温度控制的装置和方法制造方法及图纸

一种系统，其包括流体歧管和物品；所述歧管具有长度和宽度以及多个入口或出口端口，并且所述物品包括设置在所述歧管内的元件，所述元件适于在所述歧管内进行可调节的纵向运动；并且该系统适用于例如在冷冻干燥设备中调节搁架温度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于选择性搁架温度控制的装置和方法
本申请要求于2018年3月14日提交的美国专利申请No.62/642,767的优先权，其全部内容通过引用合并于此。专利
本公开涉及搁架的温度控制。
技术介绍
冷冻干燥(即，冻干或低温干燥)是从产品中去除诸如水或溶剂之类的挥发物的过程。冷冻干燥具有多种用途，例如保存易腐烂的物料，允许运输某些物料，生产陶瓷，以较短的复原时间和可接受的效力水平生产产品等。冷冻干燥用于多种物料，包括但不限于食品、药品和生物样本。在典型的冷冻干燥过程中，将样品或装有样品的小瓶或容器装载到室内的温度受控的搁架上并冷却至低温直至固化为止。然后在称为“一次干燥”的步骤中使室减压并调节搁架温度以使得能够通过升华去除冷冻的溶剂。升华完成后，在“二次干燥”步骤中升高搁架温度，以去除例如通过吸附与固体产品结合的任何其他溶剂。当去除了足够的溶剂时，该过程结束。如果样品被容纳在小瓶或容器中，则通常在低于环境压力的惰性气体下密封小瓶或容器。冷冻干燥机通常包含多个搁架，样品被装载到搁架上。搁架可以通过热交换流体流过搁架而被冷却到低于环境温度。搁架可被冷却至例如约5℃至约﹣55℃的温度或更冷。在将搁架暴露于装载区域的环境条件的装载过程中，多个搁架的冷却可能导致在一些或所有搁架上出现不希望的积霜。霜将充当绝缘体并阻止适当的热量传递到产品瓶或容器中。另外，积霜会增加将产品瓶或托盘推到搁架上所需的力。将产品移到搁架上所需的力增大可能会对自动装载系统的性能产生不利影响。尽管已经有一些针对每个搁架和流体连接利用阀的设计，但是这些设计要求每个阀的连接都延伸穿过压力室，以保持过程边界和清洁度。这样的方法增加了制造成本和维护成本，同时还增加了装置潜在的故障点数量。期望的是在搁架被装载之前“及时”冷却搁架的方法，从而减少了冷搁架暴露于大气的暴露时间并最小化积霜的可能性，同时也减少了室的渗透。
技术实现思路
因此，公开了一种系统，该系统包括：限定室的壳体；在室内竖直布置的多个水平搁架，每个搁架均包括入口、出口和布置在入口和出口之间的流动通道；流体歧管，该流体歧管具有长度和宽度并与每个搁架的各自的流动通道流体连通；物品，该物品包括布置在歧管内并适于沿着歧管的长度可调节地纵向运动的元件。还公开了一种控制系统中搁架温度的方法，所述系统包括：限定室的壳体；在室内竖直布置的多个水平搁架，每个搁架均包含流动通道、入口和出口；具有长度和宽度并且与每个搁架流体连通的流体歧管；物品，其包括布置在歧管内并适于在歧管中可调节地纵向运动的元件；该方法包括在歧管内可调节地纵向移动元件。还公开了一种系统，该系统包括具有长度和宽度的流体歧管以及多个入口端口或出口端口和包括布置在歧管内的元件的物品，该元件适于在歧管内进行可调节的纵向运动。还公开了一种控制流体流过流体歧管的方法，该歧管具有长度和宽度以及多个入口端口或出口端口，其中元件布置在歧管内并且适于在歧管内进行可调节的纵向运动；所述该方法包括在歧管内可调节地纵向移动元件。附图说明在附图中，以示例而非限制的方式示出了本文所述的公开。为了图示的简单和清楚，附图中图示的特征不必按比例绘制。例如，为了清楚起见，一些特征的尺寸可能相对于其他特征被放大。此外，在认为适当的情况下，在附图中重复附图标记以指示相应或类似的元件。图1示出了根据所公开的实施例的冷冻干燥系统。图2示出了在根据所公开的实施例的另一操作阶段中的图1的冷冻干燥系统。图3示出在根据所公开的实施例的另一操作阶段中的图1的冷冻干燥系统。图4示出在根据所公开的实施例的另一操作阶段中的图1的冷冻干燥系统。具体实施方式在一个示例中，本公开涉及用于在冷冻干燥过程的装载期间最小化冷却搁架上不期望的结霜的系统和方法。冷冻干燥过程至少包括冷冻阶段、一次干燥(即升华)阶段和二次干燥(即解吸)阶段。在冷冻阶段，将产品冷冻，并在产品中形成溶剂晶体。在一次干燥阶段，通过升高温度和降低压力使游离溶剂升华，从产品中除去溶剂。在二次干燥阶段，将温度升得更高以从产品中除去结合的溶剂。溶剂或挥发物通常包含水。冷冻干燥机的室通常包含多个搁架，这些搁架配有腔，即流动通路，供热交换流体通过以进行温度调节。本专利技术的实施例涉及用于控制搁架温度的系统和方法。图1是根据本专利技术的实施例的冷冻干燥系统100的图示。该系统包括限定室102的壳体101，该室102容纳多个水平、竖直布置的搁架103。虽然在图中仅示出了十一个搁架103，但是应当理解的是可以使用更多或更少的搁架103。每个搁架103包含流动通路104、入口105和出口106。示出了一些搁架103的搁架入口105和出口106的位置，但是应当理解，即使在这里没有明确示出，每个搁架103对于相应的流动通路104也将具有入口105和入口106。搁架入口105和出口106可以如此处所示彼此对准，但不是必须对准。入口105和出口106可以分别彼此和流动通路104流体流通地沿着流动通路104位于任何位置处。例如，105可以位于搁架103上与入口106相对的位置上。该系统包含物品115，物品115包括具有固定有塞子108的杆107的元件、移动该杆和塞子的装置109以及密封件110。固定有塞子108的杆107布置在流体歧管111中。歧管111具有端口112，每个端口均通过管113与对应的搁架103相关联并流体连通，所述管也可以是任何其他类型的管道，该管道为合适材料且尺寸设计成承载热交换流体。如图1所示，塞子108处于完全缩回位置。在塞子108的该位置中，热交换流体仅被允许流动通过顶部搁架103和歧管111的上部分。歧管111与搁架流体连通。图1描绘了歧管111，其通过管113连接至出口106，使得流体从入口105通过搁架103中的流动通路104流至出口106，然后流至在114处离开的歧管111。未示出从传热流体泵120(在下面讨论)到入口105的管或流体连接。在替代实施例中，歧管111可以通过管113连接到入口105，使得流体从114流过歧管111(逆向114箭头)，通过管113，经过入口105，通过流动通路104抵达出口106，然后流体将流回传热流体泵120。图2描绘了根据本专利技术的实施例的例如图1所示的冷冻干燥系统100。在图2中，塞子108处于部分插入位置。在塞子的该位置，允许热交换流体流过顶部的两个搁架103和歧管111。通过塞子108阻止热交换流体流过其余的搁架和歧管的底部部分。图3描绘了根据本专利技术的实施例的例如图1和2所示的冷冻干燥系统100。在图3中，塞子108处于部分插入位置，该位置较之图2所示更多地插入。在塞子的该位置，允许热交换流体流过除底部搁架103和搁架N之外的所有搁架103和歧管111。塞子108阻挡热交换流体流过底部搁架103和歧管的底部部分。图4描绘了根据本专利技术的实施例的例如图1至图3所示的冷冻干燥系统100。在图4中，塞子108处于完全插入位置。在塞子108的该位置，允许本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种系统，所述系统包括：/n壳体，所述壳体限定室；/n多个水平搁架，所述多个水平搁架竖直布置在所述室内，每个所述搁架均包括入口、出口和设置在所述入口和所述出口之间的流动通路；/n流体歧管，所述流体歧管具有长度和宽度并且与每个搁架的各自的流动通路流体连通；和/n布置在所述歧管内并适于沿着所述歧管的所述长度能够调节地纵向运动的元件。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180314 US 62/642,7671.一种系统，所述系统包括：
壳体，所述壳体限定室；
多个水平搁架，所述多个水平搁架竖直布置在所述室内，每个所述搁架均包括入口、出口和设置在所述入口和所述出口之间的流动通路；
流体歧管，所述流体歧管具有长度和宽度并且与每个搁架的各自的流动通路流体连通；和
布置在所述歧管内并适于沿着所述歧管的所述长度能够调节地纵向运动的元件。


2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述歧管是联接至每个搁架的所述出口的出口流体歧管。


3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述歧管是联接到每个搁架的所述入口的入口流体歧管。


4.根据权利要求1所述的系统，其中，能够调节的运动用于允许或阻止热交换流体流过所述搁架中的一个或多个。


5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述元件包括连接至塞子的杆，其中，所述塞子的尺寸设置成防止热交换流体流过所述搁架中的一个或多个。


6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述元件连接至致动装置。


7.根据权利要求5所述的系统，其中
如果所述元件处于完全缩回位置，则仅允许所述热交换流体流过所述多个水平搁架中的第一个；
如果所述元件处于完全插入位置，则允许所述热交换流体流过所有多个水平搁架；或者
如果所述元件处于部分插入位置，则允许所述热交换流体流过所述多个水平搁架中的一个以上且少于所有多个水平搁架。


8.根据权利要求5所述的系统，其中，所述元件适于被致动到一位置，以防止所述热交换流体流过所述多个搁架的期望数量，并允许所述热交换流体流过所述多个搁架的剩余数量。


9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述多个搁架为2至30个搁架，包括2个和30个搁架。


10.根据权利要求6所述的系统，其中，所述元件与自动或手动样品定位装置相关联。


11.根据权利要求1所述的系统，所述系统进一步包括旁通管线、液泵上的变频驱动器和流体流动控制装置中的至少一个。


12.根据权利要求1所述的系统，还包括真空源。


13.根据权利要求1所述的系统，其中，所述系统是冷冻干燥系统。


14.一种控制系统中的搁架温度的方法，所述系统包括：
限定室的壳体；
在所述室内竖直布置的多个水平搁架，每个搁架包含流动通路、入口和出口；
具有长度和...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·D·邓恩，
申请(专利权)人：SP工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US