【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及冻干机领域，尤其涉及一种实验型冻干机蒸汽融霜装置及方法。
技术介绍
1、实验型真空冷冻干燥机，主要应用于研发与工艺开发领域，其干燥仓搁板面积一般控制在0.5㎡以内。除了满足基本的功能与性能指标，该设备还需具备外形小巧、布置灵活以及使用便捷；然而，在完成一个工作周期后，为了确保设备能够顺利进入下一个工作周期，必须对冷阱进行除霜操作；与中大型冻干机相比，由于尺寸和使用环境的限制，目前市场上的实验型冻干机在除霜方面仍面临挑战，尚未有令人非常满意的高效、便捷方法；
2、目前，实验型冻干机的除霜方法主要包括自然融化、手动破除、灌水融霜和热氟化霜等几种；然而，这些方法都存在各自的局限性；自然融化法虽然简单，但效率极低，会严重影响设备的利用率；手动破除法则需要额外的冷阱操作门，并对捕水器的结构有所限制，导致成本上升、捕水效率下降以及操作不便；灌水融霜法需要铺设专门的给水管路，不仅操作繁琐，而且水资源消耗较大；而热氟化霜法则会使制冷系统变得更加复杂，成本高昂，同时还会增加压缩机的损耗，降低效率，并容易出现落冰堆积等问题。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中自然融化、手动破除、灌水融霜和热氟化霜等方式除霜效率低，步骤复杂的问题，本专利技术提供一种实验型冻干机蒸汽融霜装置及方法；
2、本专利技术提供的一种实验型冻干机蒸汽融霜装置及方法采用如下的技术方案:
3、一方面，一种实验型冻干机蒸汽融霜装置，包括冷阱、蒸汽发生装置、水循环系统；所述冷阱的底部设置
4、进一步的，所述冷阱包括冷阱箱体、捕水器、抽空管、前箱接口；所述冷阱箱体为扁平长方体结构；所述前箱接口设置于冷阱箱体与冻干机相邻的窄立面上；所述冷阱箱体的顶面贯穿而入设置有抽空管；所述捕水器设置在冷阱箱体内部，且与两侧面保持一定距离；所述捕水器型式可以是s状蛇形管式、换热板式中的一种。
5、进一步的，所述蒸汽口设置在冷阱底部靠近于前箱接口的一侧。
6、进一步的，所述冷阱箱体的底面为锥形斜坡结构，该斜坡的最低处均位于排水口处，所述排水口设在冷阱箱体底面的中部
7、进一步的，所述蒸汽发生装置包括蒸汽发生器；所述蒸汽发生器的顶部排汽口处安装有蒸汽阀的一端；所述蒸汽阀的另一端通过蒸汽快接件与蒸汽口连接；所述蒸汽发生器的顶部开设有补水口；所述蒸汽发生器内部的底部设置有电热器；所述电热器与外界电源连接；
8、进一步的，所述水循环系统包括集水罐；所述集水罐的顶部进水口处连接有排水阀的一端；所述排水阀的另一端通过排水快接件与排水口连接；所述集水罐的外侧壁与蒸汽发生器的外侧壁之间通过水管连接有可将集水罐内部的水抽入蒸汽发生器的给水泵；所述给水泵与蒸汽发生器之间的水管处设置有供水阀；
9、进一步的，所述供水阀可以是电动阀门和单向阀门中的一种；
10、进一步的，所述蒸汽发生器的内部设置有水位传感器；所述水位传感器可控制给水泵电机电流通断；
11、进一步的，所述集水罐的底部贯通设置有排水管；所述排水管设置在集水罐内部的一端向集水罐的顶部延伸；所述排水管的最高点始终高于给水泵抽水端设置在集水罐的位置高度；
12、另一方面，一种实验型冻干机蒸汽融霜方法，通过使用上述一种实验型冻干机蒸汽融霜装置完成；包括以下步骤：
13、sp1.初始准备与加水：首次使用时，从补水口加入规定量的蒸馏水。
14、sp2.融霜开始与加热：控制系统开启电热器加热蒸汽发生器内的水；同时控制开启蒸汽阀和排水阀。
15、sp3.水蒸气生成与输送：加热到沸腾状态后，水蒸气由蒸汽口进入冷阱箱体；水蒸气遇到捕水器表面的霜层被捕获、凝结，同时释放显热和潜热，快速融化霜层。
16、sp4.蒸汽分布与霜层融化：蒸汽首先加热前箱接口附近结霜最大的区域；之后在热动力的驱动下以自然对流的方式通过气体流动通道输送到冷阱箱体远端。
17、sp5.凝水与融水滴落排出：蒸汽凝水和霜层融水滴落至冷阱箱体底部通过排水口流出并汇聚至集水罐中；当水位超过排水管限制的高度后，由排水管顶部排出。
18、sp6.水位监测与补水循环：当蒸汽发生器中水位低于设定值时，水位传感器发出信号；控制系统打开供水阀和给水泵，给水泵将集水罐中的水泵送给蒸汽发生器，从而完成融霜水的自循环利用。
19、sp7.给水泵工作与停止：给水泵的工作时长可以通过时间量设定、也可以通过传感器控制，以避免长时间空转；泵停止后供水阀同时关闭。
20、sp8.融霜结束与后续处理：在达到设定的融霜时间后，融霜停止；蒸汽阀延时一段时间后关闭，蒸汽发生器内余留的水可以供下一次融霜使用。
21、综上所述，本专利技术的有益效果为：
22、本专利技术通过增加蒸汽发生装置、水循环系统，达到了将利用蒸汽对冷阱箱体的内部除霜的目的，并利用融霜水参与水蒸气的循环，达到节约用水的目的，本专利技术通过在冷阱箱体的底部增加蒸汽发生装置，利用蒸汽喷入冷阱箱体，再结合优化设计冷阱形状、捕水器布置、蒸汽口和排水口位置设置，从而利于蒸汽在冷阱内部形成自然对流循环，从而令水蒸气充分扩散并均匀分布，水蒸气遇到捕水器表面的霜层被捕获、凝结，同时释放显热和大量的潜热，快速融化霜层，融化的霜层可流入水循环系统，利用融化的水对蒸汽发生装置内进行补水，通过这样的设计，可以更好的针对实验型冻干机冷阱除霜，满足效果好、效率高、小巧、便利、成本低、省水的综合需求。
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1.一种实验型冻干机蒸汽融霜装置，其特征在于，包括冷阱、蒸汽发生装置、水循环系统；所述冷阱底部设置蒸汽口(5)，所述蒸汽口(5)的下部安装有蒸汽发生装置；所述冷阱的底部设置有排水口(4)；所述排水口(4)与蒸汽发生装置之间设置有水循环系统。
2.按照权利要求1所述的一种实验型冻干机蒸汽融霜装置，其特征在于所述冷阱包括冷阱箱体(1)、捕水器(2)、抽空管(3)、前箱接口(6)；所述冷阱箱体(1)为扁平长方体结构；所述前箱接口(6)设置于冷阱箱体(1)与冻干机相邻的窄立面上；所述冷阱箱体(1)的顶面贯穿而入设置有抽空管；所述捕水器(2)设置在冷阱箱体(1)内部，且与两侧面保持一定距离；所述捕水器(2)型式可以是S状蛇形管式、换热板式中的一种。
3.按照权利要求2所述的一种实验型冻干机蒸汽融霜装置，其特征在于所述蒸汽口(5)设置在冷阱底部靠近于前箱接口(6)的一侧。
4.按照权利要求2所述的一种实验型冻干机蒸汽融霜装置，其特征在于所述冷阱箱体(1)的底面为锥形斜坡结构，该斜坡的最低处均位于排水口(4)处，所述排水口(4)设在冷阱箱体(1)底面的中部。
5.按照权利要求1所述的一种实验型冻干机蒸汽融霜装置，其特征在于所述蒸汽发生装置包括蒸汽发生器(14)；所述蒸汽发生器(14)的顶部排汽口处安装有蒸汽阀(16)的一端；所述蒸汽阀(16)的另一端通过蒸汽快接件(18)与蒸汽口(5)连接；所述蒸汽发生器(14)的顶部开设有补水口(15)；所述蒸汽发生器(14)内部的底部设置有电热器(13)；所述电热器(13)与外界电源连接。
6.按照权利要求1所述的一种实验型冻干机蒸汽融霜装置，其特征在于所述水循环系统包括集水罐(8)；所述集水罐(8)的顶部进水口处连接有排水阀(7)的一端；所述排水阀(7)的另一端通过排水快接件(17)与排水口(4)连接；所述集水罐(8)的外侧壁与蒸汽发生器(14)的外侧壁之间通过水管连接有可将集水罐(8)内部的水抽入蒸汽发生器(14)的给水泵(10)；所述给水泵(10)与蒸汽发生器(14)之间的水管处设置有供水阀(11)。
7.按照权利要求6所述的一种实验型冻干机蒸汽融霜装置，其特征在于所述供水阀(11)可以是电动阀门和单向阀门中的一种。
8.按照权利要求3所述的一种实验型冻干机蒸汽融霜装置，其特征在于所述蒸汽发生器(14)的内部设置有水位传感器(12)；所述水位传感器(12)用于控制给水泵(10)内电机的电流通断。
9.按照权利要求6所述的一种实验型冻干机蒸汽融霜装置，其特征在于所述集水罐(8)的底部贯通设置有排水管(9)；所述排水管(9)设置在集水罐(8)内部的一端向集水罐(8)的顶部延伸，所述排水管(9)的最高点始终高于给水泵(10)抽水端设置在集水罐(8)的位置高度。
10.一种实验型冻干机蒸汽融霜方法，通过使用上述任意一种实验型冻干机蒸汽融霜装置完成；包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种实验型冻干机蒸汽融霜装置，其特征在于，包括冷阱、蒸汽发生装置、水循环系统；所述冷阱底部设置蒸汽口(5)，所述蒸汽口(5)的下部安装有蒸汽发生装置；所述冷阱的底部设置有排水口(4)；所述排水口(4)与蒸汽发生装置之间设置有水循环系统。
2.按照权利要求1所述的一种实验型冻干机蒸汽融霜装置，其特征在于所述冷阱包括冷阱箱体(1)、捕水器(2)、抽空管(3)、前箱接口(6)；所述冷阱箱体(1)为扁平长方体结构；所述前箱接口(6)设置于冷阱箱体(1)与冻干机相邻的窄立面上；所述冷阱箱体(1)的顶面贯穿而入设置有抽空管；所述捕水器(2)设置在冷阱箱体(1)内部，且与两侧面保持一定距离；所述捕水器(2)型式可以是s状蛇形管式、换热板式中的一种。
3.按照权利要求2所述的一种实验型冻干机蒸汽融霜装置，其特征在于所述蒸汽口(5)设置在冷阱底部靠近于前箱接口(6)的一侧。
4.按照权利要求2所述的一种实验型冻干机蒸汽融霜装置，其特征在于所述冷阱箱体(1)的底面为锥形斜坡结构，该斜坡的最低处均位于排水口(4)处，所述排水口(4)设在冷阱箱体(1)底面的中部。
5.按照权利要求1所述的一种实验型冻干机蒸汽融霜装置，其特征在于所述蒸汽发生装置包括蒸汽发生器(14)；所述蒸汽发生器(14)的顶部排汽口处安装有蒸汽阀(16)的一端；所述蒸汽阀(16)的另一端通过蒸汽快接件(18)与蒸汽口(5)连接；所述蒸汽发生器(14)的...
【专利技术属性】
技术研发人员：李建风，桑胜勇，吴彤，张伟，尹杰，
申请(专利权)人：天津迦楠制药设备有限公司，
类型：发明
国别省市：
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