專利名稱：簡易立式真空冷凍干燥實驗機的制作方法
技術領域：
本實用新型屬生物、化學、醫藥等學科實驗室內用于土壤、動植物組織、 組織提取物、細菌、疫苗及血漿等材料的真空冷凍干燥過程的實驗裝置。具體 涉及一種簡易立式真空冷凍干燥實驗機。
背景技術：
真空冷凍干燥技術是將濕物料或溶液在較低的溫度(一icrc^^一5crc)
下凍結成固態，然后在真空d.3 13帕)下使其中的水分不經液態直接升華
成氣態，最終使物料脫水的干燥技術。實驗室常用的裝置是臺式小型真空冷凍 干燥機。基于目前實驗室所使用的真空冷凍干燥機多為進口臺式小型雙腔真空
冷凍干燥機，其最大凝水量為2. 5-4kg，凍干周期為20小時左右。冷阱腔(10L) 多采用不銹鋼型材及無縫不銹鋼管盤制而成，其制冷、加熱過程多采用異步式 循環系統。此種冷凍干燥機的不足之處是凍干容量小、其效率遠不能滿足大容 量、批量處理凍干樣品的實驗需求。另外進口冷凍干燥機的造價高，普通實驗 室的經濟條件難于承受。國內生產的小型真空冷凍干燥機除具有上述特點外， 還存在性能不穩定、噪音大的問題。
發明內容本實用新型的目的是解決了上述問題。提供一種具有冷凍加熱干燥同步、
雙體大容量50L冷阱室、結構簡單、操作方便、價格低廉、實用性強、易于選
材加工的簡易立式真空冷凍干燥實驗機。
本實用新型包括樣品室(干燥室)、制冷系統、真空系統和控制系統。 樣品室是由金屬圓盤底座與玻璃鐘罩構成封閉體系。也可根據需要制作容
積不同的密封罩。在金屬圓盤底座上有環型凹槽，凹槽的底部平面的光滑，光
潔度為車工技術指標1.6，凹槽內放有耐油橡膠O型圈。以使玻璃鐘罩與金屬 圓盤底座能夠達到真空密閉銜接。在干燥室內安裝有盤式電加熱器，預千燥的 樣品就是在鐘罩內的加熱器上被同時冷凍加熱干燥。在金屬圓盤底座上鉆有直 徑分別為C 14的圓孔四個、直徑為<2 18的圓孔一個、直徑為C 16的圓孔一個、 直徑為C10的圓孔一個。其中C14的圓孔為盤式加熱器的銅電極位置，銅電 極上端在樣品室內與盤式電加熱器相連接，銅電極下端與數字顯示溫度控制表 及自偶調壓器相連接，以對樣品室內的溫度通過自偶調壓器進行控制。 的圓孔在金屬圓盤底座的下面通過焊接無縫鋼管與真空系統和冷凍系統串連， 該連接系統均用厚壁真空橡膠管和厚壁玻璃管及真空玻璃活塞連接，以保證整 體系統真空制冷操作及真空密閉性。的圓孔通過在金屬圓盤底座下面焊 接的無縫剛管及厚壁真空橡膠管與熱偶真空表相連，在真空制冷運行中隨時監 測樣品室內的真空度。010的圓孔在金屬圓盤底座的下面通過焊接的無縫鋼 管及厚壁真空橡膠管與真空玻璃活塞放氣閥相連，在干燥過程結束時通過此閥 實現樣品室內外的壓力平衡；冷凍系統是由兩個壓縮機、兩個冷凝器和兩個容 積為50升鋼瓶制作的冷阱構成，冷阱用現有的煤氣罐即可制作，冷阱結構中 煤氣罐上端中心處有兩個出口，冷阱I上的一個出口是用于與樣品室連接，另 一個出口是用于與冷阱n串連，冷阱n的另一個出口是與真空泵相連。煤氣罐 底部中心處有一個放水閥，從樣品室中抽出的水汽進入冷阱，在冷阱內部凝結 成冰時，待融化后由此閥放出。在煤氣罐外圍套有一個用鍍鋅薄板制作的封閉
外套，鍍鋅薄板外套與煤氣罐的空隙處絕緣隔熱物質以達到絕緣隔熱的作用；
真空系統是以上海真空泵廠生產的2ZX-4旋片式真空泵為真空系統的動力源。
控制系統由真空泵的電源開關、熱偶真空計開關和自偶調壓溫度控制開關構
成。整體裝置框架是由3X3的方鋼悍成的1200X100X70的鐵架支撐，鐵架 上部用木質板封蓋，鐵架下方距地面25mm處也是用木板隔開。該裝置分上、 下兩部分，樣品室和控制系統安裝在整體框架的上面(封蓋的木質面板上)構 成裝置的上半部，制冷系統和真空系統安裝在第二層木板上面構成裝置的下半 部。當該裝置整體運行時，預真空干燥的樣品在樣品室內通過一定時間的真空 冷凍干燥過程，最后可達到真空冷凍干燥的目的。 本裝置的優點之處
① 樣品室采用盤式電加熱裝置的結構，實現了樣品凍結、加熱同步進行，提 高了凍干速率；
② 雙壓縮機、冷凝器加大了制冷效率。50L超大容積冷阱室縮短了凍干時間、 提高了凍干速率和凍干質量，避免了真空泵腔體內由于冰體升華的水汽進 入，延長了真空泵的適用壽命。
③ 該裝置在選材上采用了簡易、價格低廉的材質，在該機的結構與功能不變 的前提下即保證了凍干的質量，又降低了造價。同等功能的機型其造價是 進口的1/5-1/7，同等凍干容量的凍干時間是進口凍干機的1/2-1/3。
附圖為簡易立式真空冷凍干燥實驗機結構示意圖
附圖中l-玻璃鐘罩；2-C14銅電極；3盤式電加熱器-;4-金屬圓盤底座； 5-自偶調壓器旋鈕；6-真空泵電源開關；7-、 8-制冷開關；9-加熱器開關；10-
溫度數控表；11-冷凝器1、 2; 12-樣品室與冷阱室的玻璃調節活塞；13-熱偶 真空計電流調節旋鈕；14-熱偶真空計表；15-熱偶真空計電源開關；16-C10mm 玻璃聯通管；17-冷阱室l和冷阱室2的玻璃聯通活塞；18-真空系統壓力調節 玻璃活塞；19-樣品室壓力調節玻璃活塞；20-厚壁真空橡膠管；21-冷阱室1 和冷阱室II; 22-C20mm的玻璃聯通管；23-空氣壓縮機I和空氣壓縮機II; 24-2ZX-4真空泵；25-木制板；26-方鋼鐵架
具體實施方式
以下結合附圖進一步說明該裝置的結構及操作流程及功能 樣品室是由直徑為C300mm、厚為30mmQ235型材金屬圓盤底座與直徑 為C280mm的玻璃鐘罩構成封閉體系。也可根據需要制作更大容積的密封罩。 在金屬圓盤底座上有直徑為280mm、寬8mm、深是10mm的環型凹槽，凹槽 的底部平面的光滑，光潔度為車工技術指標1.6，凹槽內放有耐油橡膠O型圈。
以使玻璃鐘罩與金屬圓盤底座能夠達到真空密閉銜接。在金屬圓盤底座上鉆有 直徑分別為^14的圓孔四個、直徑為C18的圓孔一個、直徑為C16的圓孔一
個、直徑為C10的圓孔一個。其中C14的圓孔為盤式加熱器的銅電極位置，
銅電極上端在樣品室內與盤式電加熱器相連接，銅電極下端與數字顯示溫度控
制表及自偶調壓器相連接，以對樣品室內的溫度通過自偶調壓器進行控制，一 般的操作溫度在3(TC的恒溫下進行。C 18的圓孔在金屬圓盤底座的下面通過 焊接長30mm、 的無縫鋼管與真空系統和冷凍系統串連，C16的圓孔通
過在金屬圓盤底座下面焊接有長30mm、 <T 16的無縫剛管及厚壁真空橡膠管與 熱偶真空表相連，C10的圓孔在金屬圓盤底座的下面通過悍接有長30mm、《 10的無縫鋼管及厚壁真空橡膠管與真空玻璃活塞放氣閥相連；冷凍系統是由 兩個壓縮機、兩個冷凝器和兩個容積為50升鋼煤氣罐作的冷阱構成，在煤氣 罐外圍10cm處套有一個用鍍鋅薄板制作的封閉外套，鍍鋅薄板外套與煤氣罐 的空隙處灌注AB發泡劑以達到絕緣隔熱的作用；真空系統是以上海真空泵廠 生產的2ZX-4旋片式真空泵為真空系統的動力源。控制系統由真空泵的電源 開關、熱偶真空計開關和自偶調壓溫度控制開關構成。
進行真空冷凍干燥時，將事先置于玻璃容器內的預冰凍樣品放入干燥室內 加熱器3上，蓋上玻璃鐘罩1，接通真空泵電源開關6，關閉真空玻璃活塞12、 18、 19，打開真空玻璃活塞17，打開制冷開關7、 8，打開熱偶真空計開關15。 此時是對冷阱l、 2進行真空制冷作用。當熱偶真空計表的指針位置不發生變 化時，打開真空玻璃活塞12，此時開始對樣品室開始進行真空制冷作用。此 系統分兩步進行真空制冷過程是為了使樣品室迅速達到真空制冷的效果。當熱 偶真空計表的指針位置不發生明顯變化時，打開盤式電加熱器開關9。用自偶 調壓器旋鈕5調節溫度至3(TC即可。這時樣品室內的樣品真空制冷及加熱干 燥同步進行。冷凍干燥結束時應依次關閉真空玻璃活塞12、 17，然后依次關 閉電加熱器開關9，制冷開關7、 8，熱偶真空計開關15，真空泵電源開關6。 輕輕打開真空玻璃活塞19，待樣品室內外的壓力平衡時取下玻璃鐘罩。樣品 的真空制冷干燥過程全部完成。
權利要求1、簡易立式真空冷凍干燥實驗機，其特征是主要包括樣品室室、制冷系統、真空系統及控制系統，樣品室是由金屬圓盤底座與玻璃鐘罩構成封閉體系，在干燥室內安裝有盤式電加熱器，在金屬圓盤底座上設置孔徑不完全相同的圓孔七個，其中四個圓孔為盤式加熱器的銅電極位置，銅電極上端在樣品室內與盤式電加熱器相連接，銅電極下端與數字顯示溫度控制表及自偶調壓器相連接；其中一個圓孔在金屬圓盤底座的下面通過焊接無縫鋼管與真空系統和冷凍系統串連，該連接系統均用厚壁真空橡膠管和厚壁玻璃管及真空玻璃活塞連接；其中一個圓孔通過在金屬圓盤底座下面焊接的無縫剛管及厚壁真空橡膠管與熱偶真空表相連；其中一個圓孔在金屬圓盤底座的下面通過焊接的無縫鋼管及厚壁真空橡膠管與真空玻璃活塞放氣閥相連，冷凍系統是由兩個壓縮機、兩個冷凝器和兩個容積為50升鋼瓶制作的冷阱構成，冷阱結構中鋼瓶上端中心處有兩個出口，冷阱I上的一個出口是用于與樣品室連接，另一個出口是用于與冷阱II串連，冷阱II的另一個出口是與真空泵相連，鋼瓶底部中心處有一個放水閥，在鋼瓶外圍套有一個用金屬薄板制作的封閉外套，薄板外套與鋼瓶的空隙處灌注絕緣隔熱物質；真空系統真空泵為真空系統的動力源，控制系統由真空泵的電源開關、熱偶真空計開關和自偶調壓溫度控制開關構成。
2、 簡易立式真空冷凍干燥實驗機，其特征是樣品室是由直徑為^300mm、 厚為30mmQ235型材金屬圓盤底座與直徑為C280mm的玻璃鐘罩構成封閉體 系，金屬圓盤底座上有直徑為280mm、寬8mm、深是10mm的環型凹槽，凹 槽內放有耐油橡膠O型圈，金屬圓盤底座上鉆有直徑分別為C 14的圓孔四個、 直徑為C18的圓孔一個、直徑為C16的圓孔一個、直徑為C10的圓孔一個，C 18的圓孔在金屬圓盤底座的下面通過焊接長30mm、 C 18的無縫鋼管與真空 系統和冷凍系統串連，C14的圓孔為盤式加熱器的銅電極位置，C16的圓孔通 過在金屬圓盤底座下面焊接有長30mm、 C 16的無縫剛管及厚壁真空橡膠管與 熱偶真空表相連，C10的圓孔在金屬圓盤底座的下面通過焊接有長30mm、 C 10的無縫鋼管及厚壁真空橡膠管與真空玻璃活塞放氣閥相連，冷凍系統是由兩 個壓縮機、兩個冷凝器和兩個容積為50升煤氣罐制作的冷阱構成，在煤氣罐外 圍10cm處套有一個用鍍鋅薄板制作的封閉外套，鍍鋅薄板外套與煤氣罐的空 隙處灌注AB發泡劑。
專利摘要本實用新型屬用于實驗室內土壤、動植物組織、組織提取物、細菌、疫苗及血漿等材料的真空冷凍干燥的實驗裝置，具體涉及一種簡易立式真空冷凍干燥實驗機。本實用新型包括樣品室(干燥室)、制冷系統、真空系統和控制系統。樣品室采用盤式電加熱裝置的結構，并同時與真空系統和冷凍系統串連，實現了樣品凍結、加熱同步進行，提高了凍干速率；雙壓縮機、冷凝器加大了制冷效率；50L超大容積冷阱室縮短了凍干時間、提高了凍干速率和凍干質量，避免了真空泵腔體內由于冰體升華的水汽進入，延長了真空泵的適用壽命。具有結構簡單、操作方便、價格低廉、易于選材加工等優點。
文檔編號F26B5/06GK201059842SQ20072009391
公開日2008年5月14日 申請日期2007年6月14日 優先權日2007年6月14日
發明者田尚衣 申請人:東北師范大學