[实用新型]真空冷冻干燥机的真空泵气镇装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种真空冷冻干燥机，尤其是一种真空冷冻干燥机的真空泵气镇装置。

背景技术

一、真空冷冻干燥机真空系统

1）真空系统的组成

真空系统的组成如图1所示。它由干燥箱门1、干燥箱2、大碟阀3、捕水器4、真空泵5、避震管6、罗茨泵7、真空管道8、隔膜阀9、真空计10、小蝶阀11组成。

2）真空系统主要部件的作用

真空系统配置真空泵5，罗茨泵7，液环泵等，再用避震管6、真空管道8、大、小蝶阀11、3等真空阀门和干燥箱2、捕水器4联结而成为一个冻干机的真空系统。

真空泵5的主要作用是造成真空系统内负压，由于干燥箱1和捕水器4温度不同，两者水蒸气分压力也不同，水汽就从干燥箱2流向捕水器4并凝结在捕水器4低温管路表面；真空泵5的另一个作用是将系统内不凝性气体排除。避震管6有避震的作用。罗茨7泵的主要作用是增加抽吸力。如果系统配置罗茨泵7可以缩短冻干时间。真空管道8的作用是联结真空系统各部件。隔膜阀9的作用是在需要时可外接麦氏真空计人工测量管道真空度，真空计10的作用是在机组运行时自动显示真空度。小蝶阀11的作用是在检修时关闭，可检测管道真空度在真空泵5开启条件下是否符合要求。大蝶阀3的作用之一是在检修时关闭，可检测捕水器4真空度在真空泵5开启条件下是否符合要求，另一个作用是在冻干结束时关闭3 min左右，观察干燥箱真空度是否有明显变化，从而判断冻干过程是否可以结束。另在干燥箱清洗或制品出箱时，大蝶阀3关闭以隔绝捕水器4。

干燥箱2的作用是在内部放置含水制品，关上干燥箱门1后和捕水器4等组成真空系统。干燥箱2内的水汽在真空条件下向低温捕水器4迁移，最终达到干燥箱2内制品干燥的目的。

二、真空泵介绍

真空冷冻干燥机（以下简称冻干机）所采用的真空泵一般有二种：一种为油封旋片式真空泵，一种为干泵。

油封旋片式真空泵

油封旋片式真空泵利用吸排气腔容积改变以完成吸气、压缩、排气过程外，其特点是排气阀浸入真空泵油中以防大气进入泵内。

油封旋片式真空泵由于价格相对较低，且适应大多冻干制品的冻干需求，所以在冻干机上使用广泛。

为达到冻干机1Pa的极限真空，一般采用双级油封旋片式真空泵，如与罗茨泵（机械增压泵）配合使用，也可采用单级油封旋片式真空泵。

其所用的真空泵油除应具有良好的润滑和密封作用外，还能充填高压残余气体的有效空间和在排气压力过低时强行推开排气阀使抽气顺利进行，因此其作用十分重要，真空油还应有良好的热稳定性、抗氧化性，在常温下有足够的流动性。因此不允许有机溶剂等物质浸入，使其变质失效。

2）干泵

由于油封旋片式真空泵密封依靠润滑油（真空油），这样在一定真空度下，油分子会扩散到捕水器等处，造成对制品少量的污染，这对少量高要求冻干制品是不允许的，而干泵彻底的解决了这个问题，干泵工作时，泵腔内无油，（干泵轴承处润滑还需要油，但轴承处是与泵腔体隔绝的）一些有机溶剂对其无影响。

但干泵有二个不足之处，一是干泵由于没有油密封，所以一般极限压力仅在10Pa左右，需要与罗茨泵配合使用，才能达到极限压力1Pa左右，这样就造成了第二问题：相对较贵的干泵加上相对较贵的罗茨泵，使冻干机制造成本大幅上升，所以除非是少量对润滑油蒸汽极其敏感的冻干制品需要干泵加罗茨泵组合使用，一般大部分冻干机均采用油封旋片式真空泵。

三、传统的油封旋片式真空泵气镇装置

1）传统的油封旋片式气镇装置的工作原理

传统的前油封旋片式真空泵，如图2所示，由进气管21、避震管22、排气管23、真空泵体24、气镇装置25组成。

气镇装置25工作特点是全开全闭型的，打开后（即全开）能排除捕水器中未被固化的部分水汽，阻止水汽进入真空泵中的真空油中，导致油乳化或失效，气镇工作过程是这样的：当其开启时其时是排气待到真空泵吸入压力低于1000Pa时，气镇是吸气，吸入少量大气后与进入真空泵水汽混合，再一同排出真空泵外。如气镇关闭，则无上述功能。

2）油封旋片式气镇装置改进的原因

具有上述气镇装置的真空泵在冻干不含有机溶剂（如酒精）的制品时基本没问题，但是如果冻干少量含有机溶剂如酒精制品时，则会带来较大的问题。