專利名稱：一種全自動(dòng)智能型真空冷凍干燥機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種全自動(dòng)智能型真空冷凍干燥機(jī)，用于把可凍千的含水物質(zhì)或 溶液預(yù)先在低溫下凍結(jié)，然后在真空環(huán)境下使物質(zhì)脫水得到干燥的制品，屬于真 空冷凍干燥機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
真空冷凍干燥(簡(jiǎn)稱凍干機(jī))就是把可凍干的含水物質(zhì)或溶液預(yù)先在低溫下 凍結(jié)，然后在真空環(huán)境下使物質(zhì)脫水得到干燥的制品。這種干燥方法與通常的曬 干、烘干、煮干、噴霧干燥和真空干燥相比有許多突出的優(yōu)點(diǎn)第一、不使蛋白 質(zhì)、微生物之類產(chǎn)生變性或失去生物活力；第二、物質(zhì)中的揮發(fā)性成分和受熱變 性的營(yíng)養(yǎng)成分損失??；第三、微生物的生長(zhǎng)和酶的作用幾乎無(wú)法進(jìn)行，能最好地 保持物質(zhì)原來(lái)的性狀；第四、干燥后形態(tài)基本不變，呈海綿狀疏松結(jié)構(gòu)；復(fù)水容 易，能迅速地還原成原來(lái)的性狀；第五、在真空下干燥，氧氣極少，使易氧化的 物質(zhì)得到了保護(hù)；第六、能除去物質(zhì)中95% 99%的水分，制品保存期長(zhǎng)。正 是由于上述優(yōu)點(diǎn)的存在，所以凍干機(jī)廣泛地應(yīng)用于制藥工業(yè)、生物制品；生物 組織、微生物類:動(dòng)植物；食品工業(yè)；化學(xué)工業(yè)；保健品類和中草藥等。
目前的凍干機(jī)真空系統(tǒng)包括前箱、冷凝器(冷阱)、真空泵組、小蝶閥、泵 頭閥、真空規(guī)管；制冷系統(tǒng)包括壓縮機(jī)、油分離器、膨脹閥、氣液分離器、冷熱 媒間接換熱系統(tǒng)(板式換熱器及水冷凝器)及可活動(dòng)擱板的液壓系統(tǒng)。但目前現(xiàn) 有的凍干機(jī)存在下列缺陷
凍干工藝手動(dòng)操作。冷凍干燥工藝過(guò)程中必須要人工操作設(shè)備，從而來(lái)完成 制品的凍干。這就要求凍干設(shè)備操作人員有較高的專業(yè)知識(shí)及經(jīng)驗(yàn)，來(lái)判斷工藝 關(guān)鍵點(diǎn)；另外操作人員基本上不能離開(kāi)凍干設(shè)備；操作人員素質(zhì)的差異從而導(dǎo)致 凍干工藝差異，不同的操作人員凍干制品性能不一樣，制品重演性不強(qiáng)。
手動(dòng)水噴淋、浸泡化霜。手動(dòng)操作有很大隨意性，操作不一定規(guī)范；水化霜時(shí)間長(zhǎng)，化霜效果不太好；水浪費(fèi)比較嚴(yán)重，成本高。
手動(dòng)清洗及清洗壓力差，清洗均憑經(jīng)驗(yàn)操作，即過(guò)程控制的再現(xiàn)性不一致； 清洗效果不能保證， 一致性差，增加了驗(yàn)證難度；清洗水用量無(wú)法保證；清洗水 壓力無(wú)法保證，由于箱體體積大，根據(jù)手動(dòng)清洗方法，噴嘴數(shù)量布置較多，另外 藥廠其他注射用水點(diǎn)相對(duì)較多，這樣會(huì)造成清洗凍干設(shè)備時(shí)壓力不夠，清洗效果 差。
手動(dòng)消毒滅菌。滅菌均憑經(jīng)驗(yàn)操作，即過(guò)程控制的再現(xiàn)性不一致；滅菌效果 不能保證， 一致性差，增加了驗(yàn)證難度；人為錯(cuò)誤無(wú)法避免；文件資料比較多， 可追溯性不強(qiáng)。
手動(dòng)冷卻板層及箱體。蒸汽滅菌后箱體及板層溫度相當(dāng)高，手動(dòng)冷卻速度慢， 并且效果差，增加了下一批藥品進(jìn)箱時(shí)間；常規(guī)水夾套冷卻，成本制作較高，制 作工藝比較復(fù)雜。
箱體進(jìn)氣不能保證是否二次污染產(chǎn)品，由于箱體進(jìn)氣過(guò)濾器基本上都安裝在 一般生產(chǎn)廠區(qū)，不屬于無(wú)菌環(huán)境，這對(duì)于進(jìn)氣過(guò)濾器是否完好無(wú)缺對(duì)于藥品的質(zhì) 量致關(guān)重要。傳統(tǒng)驗(yàn)證氣體過(guò)濾器的方法為，做好一批藥后，把氣體過(guò)濾器芯拆 下來(lái)進(jìn)行驗(yàn)證，驗(yàn)證安裝后再進(jìn)行蒸汽滅菌，這就有一個(gè)非常大的風(fēng)險(xiǎn)，由于氣 體過(guò)濾器芯不能經(jīng)受太大的壓力差，蒸汽滅菌時(shí)蒸汽壓力有可能達(dá)到0. 3Mpa，如 果蒸汽滅菌時(shí)把濾芯損壞，這可能會(huì)導(dǎo)致這一批藥的報(bào)廢，損失將很大。
手動(dòng)泄露率測(cè)試，存在人為計(jì)算錯(cuò)誤；不能自動(dòng)提供泄露率不合格項(xiàng)報(bào)警。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種全自動(dòng)智能型的真空冷凍干燥機(jī)。 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供了一種全自動(dòng)智能型真空冷凍 干燥機(jī)，包括冷阱、前箱及壓縮機(jī)，在冷阱及前箱上分別設(shè)有冷阱盤管溫度探頭 及制品溫度探頭，在前箱的導(dǎo)熱油出口端及導(dǎo)熱油進(jìn)口端上分別設(shè)有導(dǎo)熱油出口 溫度探頭及導(dǎo)熱油進(jìn)口溫度探頭，其特征在于，前箱的導(dǎo)熱油出口端連接雙電機(jī) 循環(huán)泵及電加熱器，在電加熱器上設(shè)有溫度控制器及壓力繼電器，在電加熱器的 出口端上連接有板式換熱器，板式換熱器的出口端連接前箱的導(dǎo)熱油進(jìn)口，在壓縮機(jī)的高壓腔與低壓腔之間連接有高低壓繼電器，容量調(diào)節(jié)閥的三個(gè)端口分別連 接壓縮機(jī)的高壓腔、中壓腔及低壓腔，油分離器分別管路連接壓縮機(jī)的高壓排氣 口、油冷卻器及水冷凝器，油冷卻器連接壓縮機(jī)的中壓腔，壓縮機(jī)的低壓吸氣口 連接氣液分離器，氣液分離器管路連接板式換熱器，高低壓平衡閥的一端與水冷 凝器與油分離器之間的管路相連，高低壓平衡岡的另一端分別連接電機(jī)冷卻電磁 閥及氣液分離器與板式換熱器之間的管路，氣液分離器依次連接電磁閥組及膨脹 閥組，膨脹閥組分別連接冷阱及板式換熱器，在氣液分離器與壓縮機(jī)的低壓吸氣 口之間設(shè)有回氣測(cè)溫探頭，在油冷卻器與壓縮機(jī)的中壓腔之間設(shè)有油壓差繼電 器。
本發(fā)明提供的設(shè)備使得智能控制成為了可能，只要將具有電輸入及電輸出信 號(hào)的設(shè)備連接至PLC，經(jīng)過(guò)PLC邏輯控制方式，再由安裝有智能控制軟件的計(jì)算
機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)行操作。
本發(fā)明在前箱及冷阱連接的蝶閥或蘑菇閥上設(shè)置位置反饋信號(hào)，真空泵及冷 阱中間設(shè)置帶位置反饋的小蝶閥，冷阱頂部裝置壓力變送器，設(shè)置水環(huán)式真空泵， 通用上述的配置進(jìn)行程序邏輯控制，來(lái)達(dá)到自動(dòng)化霜的目的。保證了冷阱盤管化 霜的快速性，高效性。
本發(fā)明設(shè)置門開(kāi)關(guān)信號(hào)，門自動(dòng)鎖緊裝置及反饋信號(hào)，汽缸插銷及反饋信號(hào)， 采用專業(yè)的板層噴淋架設(shè)計(jì)，前箱頂部設(shè)置旋轉(zhuǎn)噴球，設(shè)置壓塞液壓缸防滑落接 近開(kāi)關(guān)，配備帶壓力繼電器的液壓站，從而達(dá)到箱體及板層清洗的自動(dòng)性。在同 等的清洗效果下，節(jié)省了箱體制作成本，節(jié)約了用水量。
本發(fā)明設(shè)置門開(kāi)關(guān)信號(hào)，門自動(dòng)鎖緊裝置及反饋信號(hào)，汽缸插銷及反饋信號(hào)， 壓力變送器，電接點(diǎn)壓力表，安全閥，水環(huán)式真空泵，蒸汽進(jìn)汽總閥帶位置反饋 信號(hào)，從而達(dá)到箱體及冷阱蒸汽滅菌消毒的自動(dòng)功能。蒸汽滅菌F。值可以根據(jù) 實(shí)際情況，自由設(shè)定。
本發(fā)明在制冷系統(tǒng)螺桿式壓縮機(jī)上設(shè)置了電機(jī)冷卻電磁閥，從而保證了蒸汽
滅菌后在溫度高達(dá)120度時(shí)，能開(kāi)啟壓縮機(jī)直接制冷板層，來(lái)達(dá)到快速降溫的目 的。綜上所述，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是保證了冷阱盤管化霜的快速性，高效性；在同 等的清洗效果下，節(jié)省了箱體制作成本，節(jié)約了用水量；蒸汽滅菌F。值可以根 據(jù)實(shí)際情況，自由設(shè)定；達(dá)到快速降溫的目的。


圖1為本發(fā)明提供的一種全自動(dòng)智能型真空冷凍干燥機(jī)的真空冷凍干燥部分的 示意圖2為本發(fā)明提供的一種全自動(dòng)智能型真空冷凍干燥機(jī)的化霜、清洗及消毒部分 的示意圖3為本發(fā)明中用的氣動(dòng)閥的連接示意圖4A為帶有噴淋架的前箱的側(cè)視圖4B為帶有噴淋架的前箱的正視圖4C為帶有噴淋架的前箱的俯視圖4D為圖4B中的I部分放大圖5為冷凍干燥流程圖6為自動(dòng)化霜流程圖7為自動(dòng)清洗流程圖8為自動(dòng)蒸汽滅菌流程圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合實(shí)施例來(lái)具體說(shuō)明本發(fā)明。
實(shí)施例
如圖1所示，為本發(fā)明提供的一種全自動(dòng)智能型真空冷凍干燥機(jī)的真空冷凍 干燥部分的示意圖，包括冷阱19、前箱22及壓縮機(jī)1，在冷阱19及前箱22上 分別設(shè)有冷阱盤管溫度探頭24及制品溫度探頭20，在前箱22的導(dǎo)熱油出口端 及導(dǎo)熱油進(jìn)口端上分別設(shè)有導(dǎo)熱油出口溫度探頭23及導(dǎo)熱油進(jìn)口溫度探頭21， 前箱22的導(dǎo)熱油出口端連接雙電機(jī)循環(huán)泵7及電加熱器8，在電加熱器8上設(shè) 有溫度控制器9及壓力繼電器10，在電加熱器8的出口端上連接有板式換熱器 11，板式換熱器ll的出口端連接前箱22的導(dǎo)熱油進(jìn)口，在壓縮機(jī)l的高壓腔與低壓腔之間連接有高低壓繼電器18，容量調(diào)節(jié)閥2的三個(gè)端口分別連接壓縮機(jī)1 的高壓腔、中壓腔及低壓腔，油分離器17分別管路連接壓縮機(jī)1的高壓排氣口、 油冷卻器6及水冷凝器5，油冷卻器6連接壓縮機(jī)1的中壓腔，壓縮機(jī)1的低壓 吸氣口連接氣液分離器13，氣液分離器13管路連接板式換熱器11，高低壓平衡 閥66的一端與水冷凝器5與油分離器17之間的管路相連，高低壓平衡閥66的 另一端分別連接電機(jī)冷卻電磁閥12及氣液分離器13與板式換熱器11之間的管 路，氣液分離器13依次連接電磁閥組14及膨脹閥組16，膨脹閥組16分別連接 冷阱19及板式換熱器11，由圖1可知電磁閥組14可以分為四個(gè)電磁閥，即第 一電磁閥SV21、第二電磁閥SV31、第三電磁閥SVl及第四電磁閥SVll，而膨脹 閥組16也同樣分為四個(gè)，即第一膨脹閥TEV31、第二膨脹閥TEV41、第三膨脹閥 TEV11及第四膨脹閥TEV21，第一電磁閥SV21串聯(lián)第一膨脹閥TEV31后與串聯(lián)的 第二電磁閥SV31及第二膨脹閥TEV41相并聯(lián)，該并聯(lián)回路的一端連接冷阱19， 第三電磁閥SV1與第三膨脹闊TEV11串聯(lián)后連接板式換熱器ll，第四電磁閥SV11 串聯(lián)第四膨脹閥TEV21后連接另外一個(gè)板式換熱器，在氣液分離器13與壓縮機(jī) 1的低壓吸氣口之間設(shè)有回氣測(cè)溫探頭15，在油冷卻器6與壓縮機(jī)1的中壓腔之 間設(shè)有油壓差繼電器3。
如圖2所示，為本發(fā)明提供的一種全自動(dòng)智能型真空冷凍干燥機(jī)的化霜、清 洗及消毒部分的示意圖，在冷阱19上分別設(shè)有冷阱最冷點(diǎn)溫度探頭29、控制蘑 菇閥開(kāi)關(guān)的蘑菇閥液壓缸42、冷阱壓力變送器43及冷阱安全閥44，在蘑菇闊液 壓缸42上設(shè)有接近開(kāi)關(guān)40，冷阱19通過(guò)小蝶閥FV2連接真空泵組28，總排水 閥FV33、蒸汽間排閥FV34與水環(huán)泵30相并聯(lián)，該并聯(lián)回路的一端通過(guò)排水閥 FV27連接冷阱19，在所述前箱22內(nèi)的側(cè)壁及頂部上分別設(shè)有箱體板層清洗噴淋 架59及箱體清洗噴球60，前箱安全閥62、電接點(diǎn)壓力表45、前箱壓力變送器 48、真空規(guī)管49及前箱最冷點(diǎn)溫度探頭31的一端伸入前箱22內(nèi)，真空規(guī)管49 為皮拉尼真空規(guī)，在前箱22的箱門上設(shè)有箱門接近開(kāi)關(guān)32，壓塞液壓缸46設(shè) 于前箱22上，在壓塞液壓缸46上設(shè)有防滑落BALLUFF接近開(kāi)關(guān)47，壓塞液壓 缸46與帶壓力繼電器50的液壓站51相連，箱體清洗噴球60的進(jìn)口通過(guò)管路與一級(jí)過(guò)濾器37的進(jìn)口相連，純蒸汽總閥FV18及清洗水總閥FV19的一端連接在 該管路上， 一級(jí)過(guò)濾器37的兩端分別連接進(jìn)氣總閥FV9及二級(jí)過(guò)濾器38，在進(jìn) 氣總閥FV9上并聯(lián)有摻氣閥FV13，氮?dú)膺M(jìn)氣閥25與進(jìn)潔凈空氣閥65的一端共 連后分別連接進(jìn)氣總閥FV9及摻氣閥FV13的共連點(diǎn)和過(guò)濾器在線完整性檢測(cè)裝 置34，過(guò)濾器完整性檢測(cè)裝置63同時(shí)連接一級(jí)過(guò)濾器37和二級(jí)過(guò)濾器38，過(guò) 濾器完整性檢測(cè)裝置63為重要防護(hù)環(huán)節(jié)，能切實(shí)保證藥品的無(wú)菌性，在一級(jí)過(guò) 濾器37和二級(jí)過(guò)濾器38上各自連接有并聯(lián)的排水蒸汽針閥26與排水汽閥FV83， 過(guò)濾器進(jìn)水閥36的一端連接在進(jìn)氣總閥FV9與一級(jí)過(guò)濾器37之間，過(guò)濾器進(jìn)水 閥36的另一端連接在一級(jí)過(guò)濾器37與二級(jí)過(guò)濾器38之間，二級(jí)過(guò)濾器38的出 口端連接前箱22。如圖3所示，小蝶閥FV2、進(jìn)氣總閥FV9、摻氣閥FV13、純蒸 汽總闊FV18、清洗水總陶FV19、排水閥FV27、總排水閥FV33、蒸汽間排閥FV34 與排水汽閥FV83連接氣壓力繼電器53，由于上述閥門都是氣動(dòng)閥門，因此需要 連接氣壓力繼電器53給出正常的氣壓，才能使得上述閥門正常工作，同時(shí)，為 了通過(guò)PLC來(lái)控制這些閥門的開(kāi)啟與閉合，在每個(gè)閥門上都連接有一個(gè)電磁閥， 外置的PLC通過(guò)電磁閥來(lái)控制上述閥門的開(kāi)啟與閉合。
如圖4A至圖4D所示，為帶有噴淋架的前箱的結(jié)構(gòu)示意圖，由這些圖可以看 出，箱體板層清洗噴淋架59包括直管1-1，在直管1-1上由下至上依次設(shè)有與 所述前箱22內(nèi)的板層1-2位置相對(duì)應(yīng)的橫管1-3，在橫管1-3上設(shè)有至少一個(gè) 扇型噴嘴1-4。
如圖5為冷凍干燥流程圖，由該圖可知冷凍干燥的大致過(guò)程為設(shè)備進(jìn)入自 動(dòng)凍干階段，雙電機(jī)循環(huán)泵7啟動(dòng)(循環(huán)系統(tǒng)壓力通過(guò)壓力繼電器10來(lái)保護(hù)， 壓力繼電器10的常閉觸點(diǎn)的一端連接PLC另一端則連接循環(huán)管路內(nèi)部，壓力大 小不在設(shè)定范圍內(nèi)，壓力繼電器10的常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，雙電機(jī)循環(huán)泵7會(huì)由一個(gè) 電機(jī)自動(dòng)切換到另一電機(jī)，并且報(bào)警)、壓縮機(jī)l啟動(dòng)(壓縮機(jī)啟動(dòng)前必須具備 條件的是水壓力繼電器4及氣壓力繼電器53在正常壓力范圍，由于所有的閥門 都為氣動(dòng)閥門，這樣必須要求有氣壓力，這樣才能確保氣動(dòng)閥門能打開(kāi)，因此要 求氣壓力繼電器53在正常壓力范圍內(nèi))；啟動(dòng)后通過(guò)高低壓繼電器18及油壓差繼電器3來(lái)進(jìn)行壓縮機(jī)的自動(dòng)控制保護(hù)并報(bào)警，制冷劑由壓縮機(jī)1高壓壓出再經(jīng) 過(guò)油氣分離器17到水冷凝器5，再由水冷凝器5通過(guò)板式換熱器到電磁閥組14 (此時(shí)第三電磁閥SV1及第四電磁閥SV11開(kāi)啟)。制冷劑由油氣分離器17出來(lái) 后還有一個(gè)小分支由油氣分離器17到高低壓平衡閥66再到達(dá)氣液分離器13， 雖然看其是分兩路，但實(shí)際控制是，正常工作時(shí)，高低壓平衡閥66關(guān)閉，等到 藥品凍干結(jié)束電磁閥組14關(guān)閉和壓縮機(jī)關(guān)閉后，有PLC邏輯控制關(guān)系控制高低 壓平衡閥66打開(kāi)，實(shí)現(xiàn)高低壓區(qū)制冷劑平衡，防止停機(jī)后，制冷劑積液。制冷 劑經(jīng)過(guò)電磁閥組14后到達(dá)膨脹閥組16，再通過(guò)板式換熱器11回到氣液分離器 13，由壓縮機(jī)1將氣液分離器13內(nèi)的東西吸入到壓縮機(jī)低壓端，經(jīng)過(guò)壓縮機(jī)內(nèi) 部壓縮，實(shí)現(xiàn)連續(xù)循環(huán)制冷。根據(jù)凍干曲線，當(dāng)導(dǎo)熱油進(jìn)口溫度探頭21達(dá)到設(shè) 定溫度后，電磁閥組14中的第一電磁閥SV21及第二電磁閥SV31開(kāi)啟，但第三 電磁閥SV1及第四電磁閥SV11能根據(jù)凍干曲線中導(dǎo)熱油進(jìn)口溫度探頭21和第一 電磁閥SV21及第二電磁閥SV31自動(dòng)切換；當(dāng)冷阱盤管測(cè)溫探頭24溫度達(dá)到設(shè) 定值后，圖2中的真空泵組28啟動(dòng)，到設(shè)定時(shí)間后，小蝶閥FV2開(kāi)，到設(shè)定時(shí) 間后，蘑菇闊42開(kāi)(上面兩個(gè)時(shí)間是根據(jù)控制系統(tǒng)界面中的凍干曲線參數(shù)來(lái)設(shè) 定的，通過(guò)該控制系統(tǒng)能設(shè)定若干條凍干曲線，從而滿足客戶不同凍干工藝的需 要，設(shè)定參數(shù)以后，到設(shè)定時(shí)間后，由PLC輸出信號(hào)控制圖3中的電磁閥SV602， 電磁閥SV602得電，氣壓力通過(guò)氣管打開(kāi)氣動(dòng)蝶閥FV2，同理，到設(shè)定時(shí)間后， 由PLC輸出信號(hào)控制圖2中的液壓站51。打開(kāi)蘑菇閥42，先關(guān)閉小蝶閥FV2， 由于真空泵剛啟動(dòng)時(shí)，電機(jī)運(yùn)行還不太穩(wěn)定，如果這時(shí)都把小蝶闊FV2打開(kāi)，會(huì) 增加真空泵電機(jī)的負(fù)荷，燒壞電機(jī)，由于真空冷凍干燥設(shè)備密封性要求非常高， 小蝶閥FV2打開(kāi)后，真空泵要先對(duì)冷阱抽真空，抽到一段時(shí)間后，這樣再打開(kāi)中 隔閥42，這樣能形成前箱22的內(nèi)外壓力差，通過(guò)壓力差，這樣能保證箱門與箱 體很好的密封)，隨后根據(jù)凍干曲線及設(shè)定的溫度值，電加熱裝置8啟動(dòng)開(kāi)始第 一次升華干燥，接著根據(jù)凍干曲線，第二次升華干燥，通過(guò)真空規(guī)管49檢測(cè)箱 體內(nèi)壓力變化來(lái)完成凍干終點(diǎn)的自動(dòng)判斷，之后進(jìn)氣總閥FV9開(kāi)，充氮(保證藥 品不接觸氧氣)，隨后自動(dòng)壓塞(壓力繼電器壓力變化，判斷壓塞液壓缸位置下限，并且可以自由設(shè)定壓塞次數(shù))，接著壓縮機(jī)l、循環(huán)泵7、小蝶閥FV2、真空 泵組28依次關(guān)，最后進(jìn)氣總閥35開(kāi)，箱體內(nèi)恢復(fù)到大氣壓，開(kāi)箱門，制品出箱。
自動(dòng)凍干過(guò)程中，智能性主要體現(xiàn)在 一、壓縮機(jī)啟動(dòng)條件判斷上，例如水 壓力繼電器4、氣壓力繼電器53等；二、壓縮機(jī)保護(hù)方面，例如高低壓繼電器 18、油壓差繼電器3等；三、能量調(diào)節(jié)閥2 (三通閥)能根據(jù)壓縮機(jī)工作情況， 自動(dòng)切換(壓縮機(jī)開(kāi)啟后，能量調(diào)節(jié)閥2的高中壓接通，及時(shí)減少壓縮機(jī)開(kāi)啟時(shí) 電機(jī)的負(fù)荷，等壓縮機(jī)工作穩(wěn)定后，另外一路接通，正常工作)；四、壓縮機(jī)電 機(jī)冷卻電磁閥12能根據(jù)回氣溫度探頭15設(shè)定范圍自動(dòng)冷卻保護(hù)電機(jī)工況(回氣 溫度探頭15測(cè)量的回氣溫度，通過(guò)輸入到PLC中的TC模塊轉(zhuǎn)換為模擬量，進(jìn)行 邏輯編程輸出開(kāi)關(guān)量，從而達(dá)到邏輯控制的目的)；五、雙頭循環(huán)泵7能根據(jù)工 作壓力兩個(gè)電機(jī)間能自動(dòng)切換；六、電加熱8加熱溫度能實(shí)現(xiàn)PID控制；七、凍 干箱體22中真空度能自動(dòng)控制等等。全自動(dòng)智能化凍干機(jī)是通過(guò)設(shè)備上專業(yè)功 能的部件，輸入信號(hào)到PLC內(nèi)，在PLC內(nèi)部進(jìn)行邏輯編程，輸出開(kāi)關(guān)量信號(hào)進(jìn)行 自動(dòng)化、智能化的控制，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)智能的目的。
如圖6所示，為自動(dòng)化霜流程圖，該過(guò)程可以簡(jiǎn)單描述為前箱制品出箱后 或同時(shí)，既可以進(jìn)入自動(dòng)化霜階段，首先判斷蘑菇閥40的關(guān)信號(hào)、氣壓力繼電 器53、水壓力繼電器4信號(hào)及小蝶閥FV2關(guān)信號(hào),隨后通過(guò)壓力變送器43判斷 冷阱19內(nèi)壓力，水環(huán)泵30抽真空到設(shè)定值，之后蒸汽總閥FV18開(kāi)(帶反饋信 號(hào))及進(jìn)水汽閥門組開(kāi)，通過(guò)壓力變送器43判斷冷阱19內(nèi)壓力，超過(guò)設(shè)定壓力， 氣動(dòng)排水汽閥門組56開(kāi)，排冷凝水(排水時(shí)間可以任意設(shè)定，由電接點(diǎn)壓力表 45控制總排水汽閥)，盤管溫度探頭24、排水溫度探頭29溫度同時(shí)達(dá)到設(shè)定值 后化霜結(jié)束，氣動(dòng)排水汽閥門組56開(kāi)，排水汽至冷阱19內(nèi)壓力到設(shè)定值，水環(huán) 泵30抽真空對(duì)冷阱19汽化干燥，到設(shè)定時(shí)間，干燥結(jié)束，化霜自動(dòng)結(jié)束。
如圖7所示，為自動(dòng)清洗流程圖，自動(dòng)清洗可以選擇單獨(dú)清洗前箱22或后 箱冷阱19或前箱22和后箱冷阱19同時(shí)清洗，僅以單獨(dú)清洗前箱為例該過(guò)程可 以簡(jiǎn)單描述為關(guān)箱門，自動(dòng)門鎖裝置58插入給出自動(dòng)鎖緊信號(hào)57，判斷蘑菇 閥40關(guān)信號(hào)、氣壓力繼電器53、水壓力繼電器4信號(hào)及門接近開(kāi)關(guān)32關(guān)信號(hào)，隨后水環(huán)泵30抽真空到設(shè)定值，汽缸插銷組54插入并給出壓緊箱門信號(hào)組61， 自動(dòng)門鎖裝置58收回、自動(dòng)鎖緊信號(hào)57開(kāi)，進(jìn)氣總閥FV9開(kāi)，復(fù)壓到設(shè)定值， 氣動(dòng)進(jìn)水汽閥門FV19開(kāi)，氣動(dòng)排水汽閥門FV27在氣動(dòng)進(jìn)水汽閥門FV19開(kāi)后延 時(shí)開(kāi)，箱體清洗旋轉(zhuǎn)噴球60清洗箱體到設(shè)定時(shí)間，切換板層噴淋架59，噴淋架 噴嘴由圓錐型改進(jìn)為扇型，板層由靜止改進(jìn)為動(dòng)態(tài)清洗，在噴淋架59清洗時(shí)， 板層通過(guò)壓塞液壓缸46及液壓站壓力繼電器50，判斷板層上下位置位置，進(jìn)行 周期上下運(yùn)動(dòng)，可以任意設(shè)定周期及清洗時(shí)間，設(shè)定清洗周期到后氣動(dòng)進(jìn)水汽閥 門FV19關(guān)，壓力變送器48判斷前箱22壓力到設(shè)定值，排水總閥關(guān)，汽化干燥 (水環(huán)泵30抽真空到設(shè)定時(shí)間)，汽缸插銷組54拔出，進(jìn)氣總閥FV9開(kāi)，箱體 內(nèi)恢復(fù)到大氣壓，自動(dòng)清洗結(jié)束。
如圖8所示，為自動(dòng)蒸汽滅菌流程圖，自動(dòng)蒸汽滅菌可以選擇單獨(dú)滅菌前箱 22或后箱冷阱19或前箱22和后箱冷阱19同時(shí)蒸汽滅菌，現(xiàn)以前后箱同時(shí)蒸汽 滅菌介紹自動(dòng)滅菌工藝，其過(guò)程為進(jìn)入自動(dòng)滅菌主界面，選擇前后箱同時(shí)蒸汽 滅菌，關(guān)箱門，自動(dòng)門鎖裝置58插入并給出自動(dòng)鎖緊信號(hào)57，判斷蘑菇閥40 開(kāi)信號(hào)、氣壓力繼電器53、水壓力繼電器4信號(hào)、門接近開(kāi)關(guān)32關(guān)及小蝶閥FV2 關(guān)信號(hào)，水環(huán)泵30抽真空到設(shè)定值，汽缸插銷組54插入壓緊箱門信號(hào)組61， 自動(dòng)門鎖裝置58收回、自動(dòng)鎖緊信號(hào)57開(kāi)，氣動(dòng)進(jìn)水汽閥門FV18開(kāi)，前箱壓 力變送器48及冷阱壓力變送器43到設(shè)定壓力，氣動(dòng)進(jìn)水汽閥門FV18關(guān)，水環(huán) 泵30抽真空到設(shè)定值，氣動(dòng)進(jìn)水汽閥門FV18開(kāi)，前箱壓力變送器48及冷阱壓 力變送器43到設(shè)定壓力，然后再開(kāi)水環(huán)泵30抽真空，循環(huán)利用進(jìn)蒸汽，抽真空 可以把箱體內(nèi)不凝性氣體抽出箱體，達(dá)到最好的滅菌效果，循環(huán)次數(shù)可以任意設(shè) 定，若循環(huán)設(shè)定次數(shù)到且前箱22和后箱冷阱19壓力到設(shè)定滅菌壓力(為了保證 箱體內(nèi)壓力不超過(guò)壓力容器設(shè)計(jì)范圍，設(shè)計(jì)采用三重保護(hù)功能，前箱壓力變送器 48及冷阱壓力變送器43到設(shè)定壓力，氣動(dòng)進(jìn)水汽閥門FV18關(guān)，如果箱體內(nèi)蒸 汽壓力還繼續(xù)上升，電接點(diǎn)壓力表45會(huì)打開(kāi)總排水汽闊FV33，如果箱體內(nèi)蒸汽 壓力還繼續(xù)上升，前箱安全閥62及冷阱44安全閥會(huì)打開(kāi)，進(jìn)行泄壓，它們壓力 設(shè)定由低到高設(shè)定)，根據(jù)前箱最冷點(diǎn)溫度探頭31及冷阱最冷點(diǎn)溫度探頭29來(lái)判斷溫度并記錄F。值(F。值可以任意設(shè)定)，F(xiàn)。值到達(dá)設(shè)定值后氣動(dòng)進(jìn)水汽閥 門FV18關(guān)，總排水汽閥FV33打開(kāi)排蒸汽泄壓，前箱壓力變送器48及冷阱壓力 變送器43判斷前箱22及冷阱19壓力到設(shè)定值，總排水汽閥FV33關(guān)，汽化干燥 (水環(huán)泵30抽真空到設(shè)定時(shí)間)，汽缸插銷組54拔出，進(jìn)氣總閥35開(kāi)，箱體內(nèi) 恢復(fù)到大氣壓，自動(dòng)滅菌結(jié)束。
自動(dòng)滅菌結(jié)束后由于滅菌時(shí)的溫度要達(dá)到121度，所以滅菌后箱體的溫度還 是非常高的，如果要是正常冷卻的話，冷卻時(shí)間將非常長(zhǎng)，肯定會(huì)影響生產(chǎn)周期 及產(chǎn)量，因此，要通過(guò)程序控制及工藝改進(jìn)來(lái)達(dá)到這一功能。該過(guò)程為自動(dòng)滅 菌結(jié)束，關(guān)箱門，壓縮機(jī)1啟動(dòng)，電磁閥組14中的第三電磁閥SV1及第四電磁 閥SV11開(kāi)，到設(shè)定時(shí)間后，第三電磁閥SV1及第四電磁闊SV11關(guān)，循環(huán)泵7 開(kāi)，到設(shè)定時(shí)間后，循環(huán)泵7關(guān)，第三電磁閥SV1及第四電磁閥SV11開(kāi)，到設(shè) 定時(shí)間后，第三電磁閥SV1及第四電磁閥SV11關(guān)，循環(huán)泵7開(kāi)，到設(shè)定時(shí)間后， 循環(huán)泵7關(guān)，然后再開(kāi)第三電磁閥SV1及第四電磁閥SVll，制冷系統(tǒng)通過(guò)第三 電磁閥SV1及第四電磁閥SV11開(kāi)關(guān)對(duì)循環(huán)系統(tǒng)局部冷卻，然后開(kāi)啟循環(huán)泵進(jìn)行 板層冷卻，運(yùn)行到設(shè)定時(shí)間后，循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)口溫度探頭21到設(shè)定溫度后，第三 電磁閥SV1及第四電磁閥SV11開(kāi)，循環(huán)泵7開(kāi)，對(duì)板層進(jìn)行快速冷卻，循環(huán)系 統(tǒng)進(jìn)口溫度探頭21到設(shè)定溫度后，板層冷卻結(jié)束，切換電磁閥組14使得第一電 磁閥SV21及第二電磁閥SV31開(kāi)，冷卻冷阱19，盤管溫度探頭24到設(shè)定溫度后， 電磁閥組14中的第一電磁閥SV21及第二電磁閥SV31關(guān)，冷卻結(jié)束。
在自動(dòng)冷卻過(guò)程，智能性主要體現(xiàn)在為了保護(hù)壓縮機(jī)l的安全性，對(duì)冷卻過(guò) 程中，壓縮機(jī)1回氣溫度實(shí)行時(shí)時(shí)檢測(cè)，當(dāng)回氣溫度過(guò)高時(shí)，回氣溫度探頭15 (設(shè)定上下限，當(dāng)在溫度上限時(shí)，電磁閥12打開(kāi)，當(dāng)在溫度下限時(shí)，電磁閥12 關(guān)閉)會(huì)控制壓縮機(jī)冷卻電磁閥12，對(duì)壓縮電機(jī)進(jìn)行噴液冷卻，保護(hù)壓縮機(jī)。
過(guò)濾器在線完整性檢測(cè)系統(tǒng)34主要功能有， 一、能同時(shí)和前箱22或單獨(dú)進(jìn) 行蒸汽消毒滅菌，二、能在線進(jìn)行過(guò)濾器完整性檢測(cè)，三、進(jìn)行在線汽化干燥。
安裝好一級(jí)過(guò)濾器37及二級(jí)過(guò)濾器38后，由于完整性檢測(cè)系統(tǒng)位于普通區(qū) 域，過(guò)濾器、安裝好以后， 一定要對(duì)其進(jìn)行蒸汽滅菌后才能過(guò)濾潔凈氣體，才能保證防止二次污染(如果過(guò)濾器芯自帶細(xì)菌，當(dāng)無(wú)菌的空氣通過(guò)有菌的濾芯后， 空氣可能被污染，有菌的氣體進(jìn)入箱體會(huì)污染產(chǎn)品)，蒸汽滅菌后，由于潔凈蒸 汽有一定的壓力，并且濾芯不能承受較高壓力，所以要驗(yàn)證滅菌后的過(guò)濾器芯的 完整性，本設(shè)計(jì)理念采用最新型WIT (水浸入法)，過(guò)濾器進(jìn)水閥36打開(kāi)，水進(jìn)
入過(guò)濾器殼內(nèi)，由于濾芯為疏水性材質(zhì)，水不會(huì)通過(guò)濾芯的，水把濾芯浸入完全
后，關(guān)閉過(guò)濾器進(jìn)水闊36，打開(kāi)完整性檢測(cè)儀器，進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)，完整性檢測(cè) 儀器會(huì)自動(dòng)檢測(cè)結(jié)果并打印記錄，檢測(cè)合格后，開(kāi)水環(huán)泵30通過(guò)管路進(jìn)行汽化 干燥，到設(shè)定時(shí)間后，水泵關(guān)閉，檢測(cè)結(jié)束，等下一批藥的生產(chǎn)。
權(quán)利要求
1.一種全自動(dòng)智能型真空冷凍干燥機(jī)，包括冷阱(19)、前箱(22)及壓縮機(jī)(1)，在冷阱(19)及前箱(22)上分別設(shè)有冷阱盤管溫度探頭(24)及制品溫度探頭(20)，在前箱(22)的導(dǎo)熱油出口端及導(dǎo)熱油進(jìn)口端上分別設(shè)有導(dǎo)熱油出口溫度探頭(23)及導(dǎo)熱油進(jìn)口溫度探頭(21)，其特征在于，前箱(22)的導(dǎo)熱油出口端連接雙電機(jī)循環(huán)泵(7)及電加熱器(8)，在電加熱器(8)上設(shè)有溫度控制器(9)及壓力繼電器(10)，在電加熱器(8)的出口端上連接有板式換熱器(11)，板式換熱器(11)的出口端連接前箱(22)的導(dǎo)熱油進(jìn)口，在壓縮機(jī)(1)的高壓腔與低壓腔之間連接有高低壓繼電器(18)，容量調(diào)節(jié)閥(2)的三個(gè)端口分別連接壓縮機(jī)(1)的高壓腔、中壓腔及低壓腔，油分離器(17)分別管路連接壓縮機(jī)(1)的高壓排氣口、油冷卻器(6)及水冷凝器(5)，油冷卻器(6)及水冷凝器(5)分別連接壓縮機(jī)(1)的中壓腔，壓縮機(jī)(1)的低壓吸氣口連接氣液分離器(13)，氣液分離器(13)管路連接板式換熱器(11)，高低壓平衡閥(66)的一端與水冷凝器(5)與油分離器(17)之間的管路相連，高低壓平衡閥(66)的另一端分別連接電機(jī)冷卻電磁閥(12)及氣液分離器(13)與板式換熱器(11)之間的管路，氣液分離器(13)依次連接電磁閥組(14)及膨脹閥組(16)，膨脹閥組(16)分別連接冷阱(19)及板式換熱器(11)，在氣液分離器(13)與壓縮機(jī)(1)的低壓吸氣口之間設(shè)有回氣測(cè)溫探頭(15)，在油冷卻器(6)與壓縮機(jī)(1)的中壓腔之間設(shè)有油壓差繼電器(3)。
2. 如權(quán)利要求l所述的一種全自動(dòng)智能型真空冷凍干燥機(jī)，其特征在于，在所 述冷阱(19)上分別設(shè)有冷阱最冷點(diǎn)溫度探頭(29)、控制蘑菇閥開(kāi)關(guān)的蘑 菇閥液壓缸(42)、冷阱壓力變送器(43)及冷阱安全閥(44)，在蘑菇閥液 壓缸(42)上設(shè)有接近開(kāi)關(guān)(40)，冷阱(19)通過(guò)小蝶閥(FV2)連接真空 泵組(28)，總排水闊(FV33)、蒸汽間排閥(FV34)與水環(huán)泵(30)相并聯(lián)， 該并聯(lián)回路的一端通過(guò)排水閥(FV27)連接冷阱(19)，在所述前箱(22) 內(nèi)的側(cè)壁及頂部上分別設(shè)有箱體板層清洗噴淋架(59 )及箱體清洗噴球(60 )，前箱安全閥(62)、電接點(diǎn)壓力表(45)、前箱壓力變送器(48)、真空規(guī)管 (49)及前箱最冷點(diǎn)溫度探頭(31)的一端伸入前箱(22)內(nèi)，在前箱(22) 的箱門上設(shè)有箱門接近開(kāi)關(guān)(32)，壓塞液壓缸(46)設(shè)于前箱(22)上， 在壓塞液壓缸(46)上設(shè)有防滑落BALLUFF接近開(kāi)關(guān)(47)，壓塞液壓缸(46) 與帶壓力繼電器(50)的液壓站(51)相連，箱體清洗噴球(60)的進(jìn)口通 過(guò)管路與一級(jí)過(guò)濾器(37)的進(jìn)口相連，純蒸汽總閥(FV18)及清洗水總閥 (FV19)的一端連接在該管路上， 一級(jí)過(guò)濾器(37)的兩端分別連接進(jìn)氣總 閥(FV9)及二級(jí)過(guò)濾器(38)，在進(jìn)氣總閥(FV9)上并聯(lián)有摻氣閥(FV13)， 氮?dú)膺M(jìn)氣閥(25)與進(jìn)潔凈空氣閥(65)的一端共連后分別連接進(jìn)氣總閥(FV9) 及摻氣閥(FV13)的共連點(diǎn)和過(guò)濾器完整性檢測(cè)裝置(63)，過(guò)濾器完整性 檢測(cè)裝置(63)同時(shí)連接一級(jí)過(guò)濾器(37)和二級(jí)過(guò)濾器(38)，在一級(jí)過(guò) 濾器(37)和二級(jí)過(guò)濾器(38)上各自連接有并聯(lián)的排水蒸汽針閥(26)與 排水汽閥(FV83)，過(guò)濾器進(jìn)水閥(36)的一端連接在進(jìn)氣總閥(FV9)與一 級(jí)過(guò)濾器(37)之間，過(guò)濾器進(jìn)水閥(36)的另一端連接在一級(jí)過(guò)濾器(37) 與二級(jí)過(guò)濾器(38)之間，二級(jí)過(guò)濾器(38)的出口端連接前箱(22)，小 蝶閥(FV2)、進(jìn)氣總閥(FV9)、摻氣閥(FV13)、純蒸汽總閥(FV18)、清洗 水總閥(FV19)、排水閥(FV27)、總排水閥(FV33)、蒸汽間排閥(FV34) 與排水汽閥(FV83)連接氣壓力繼電器(53)。
3.如權(quán)利要求2所述的一種全自動(dòng)智能型真空冷凍干燥機(jī)，其特征在于，所述 箱體板層清洗噴淋架(59)包括直管(1-1)，在直管(1-1)上由下至上依 次設(shè)有與所述前箱(22)內(nèi)的板層(1-2)位置相對(duì)應(yīng)的橫管(1-3)，在橫 管(1-3)上設(shè)有至少一個(gè)扇型噴嘴(1-4)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種全自動(dòng)智能型真空冷凍干燥機(jī)，包括壓縮機(jī)、油冷卻器、氣動(dòng)或電動(dòng)閥門、真空泵及防止油污染的泵頭閥、過(guò)濾器、凍干箱、冷凝器、凍干箱及冷阱連接的帶位置反饋的蝶閥或蘑菇閥，凍干箱體內(nèi)制品及滅菌最冷點(diǎn)的溫度探頭，擱板組件冷熱媒間接換熱系統(tǒng)、判斷換熱系統(tǒng)溫度及壓力繼電器，帶壓力繼電器的液壓站，其特征在于，選用自控智能元件能自動(dòng)判斷是否能運(yùn)行下去的條件，進(jìn)行判斷，通過(guò)繼續(xù)運(yùn)行或聲控報(bào)警設(shè)備來(lái)報(bào)警并記錄工藝路線、數(shù)據(jù)，具有斷電保護(hù)及記憶功能，重新供電后真空冷凍干燥設(shè)備能繼續(xù)按照前段工藝?yán)^續(xù)運(yùn)行。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是保證了冷阱盤管化霜的快速性，高效性；在同等的清洗效果下，節(jié)省了箱體制作成本，節(jié)約了用水量；蒸汽滅菌F₀值可以根據(jù)實(shí)際情況，自由設(shè)定；達(dá)到快速降溫的目的。
文檔編號(hào)F26B5/06GK101614469SQ20091005563
公開(kāi)日2009年12月30日 申請(qǐng)日期2009年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月30日
發(fā)明者鄭效東 申請(qǐng)人:上海東富龍科技股份有限公司