一种具有单级蒸气压缩式制冷的超临界干燥仪的制作方法

1.本实用新型涉及实验室仪器设备技术领域，具体为一种具有单级蒸气压缩式制冷的超临界干燥仪。


背景技术：

2.超临界干燥技术(sfd)，即应用超临界流体将固体材料或悬浮液中的液体溶液(一般是水或置换后的有机溶剂)移除的过程，常规的干燥方法中，由于样品骨架内部的溶剂存在表面张力，在普通的干燥条件下会造成骨架的坍缩，产品性能大大降低，超临界干燥技术是通过压力和温度的控制，使溶剂达到超临界状态，气体和液体之间不再有界面存在，也就不存在表面张力，不会引起样品结构的收缩和破坏，直至全部流体都从样品结构中排出，最后得到充满气体的，具有原始空间结构的材料；
3.超临界干燥的核心原理为通过液体二氧化碳将样品中的有机溶剂置换干净，然后通过升温达到超临界态的二氧化碳对样品进行无损干燥；由于常温常压下二氧化碳为气体状态，常规的二氧化碳储气瓶亦无法满足二氧化碳液化所需的压力，所以在常规储气瓶压力状态下，需要较低的环境温度才可使二氧化碳液化使用，所以第一步骤即需要为高压样品池提供低温环境；
4.现有超临界干燥仪在使用过程中，会遇到以下不便之处：现有实验室的常规超临界干燥设备，其内部二氧化碳流体液化所需的制冷装置主要以外加循环水浴设备为主，或采用温差电制冷方式进行降温工作的；而其中循环水浴制冷需要单独配置循环水浴设备，不仅大额增加了采购成本，还会占据较大的实验室空间，还会导致设备外联管路繁复，存在一定安全风险；另外温差电制冷方式则无法满足极低温度需求，制冷效率较慢，导致实验效率低。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种具有单级蒸气压缩式制冷的超临界干燥仪，以解决上述背景技术中提出现有超临界干燥仪在使用过程中，会遇到以下不便之处：现有实验室的常规超临界干燥设备，其内部二氧化碳流体液化所需的制冷装置主要以外加循环水浴设备为主，或采用温差电制冷方式进行降温工作的；而其中循环水浴制冷需要单独配置循环水浴设备，不仅大额增加了采购成本，还会占据较大的实验室空间，还会导致设备外联管路繁复，存在一定安全风险，且制冷效率较慢，导致实验效率低的问题。
6.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种具有单级蒸气压缩式制冷的超临界干燥仪，包括自动控制系统，所述自动控制系统的一侧设有单级蒸气压缩机，所述单级蒸气压缩机的一侧设有冷凝器，所述冷凝器的一侧设有节流机构，所述节流机构的一侧设有蒸发器，所述蒸发器的内侧设有与其相配合的负载高压样品池。
7.优选的，所述自动控制系统、单级蒸气压缩机、冷凝器、节流机构、蒸发器和负载高压样品池皆通过导线相互连接。
8.优选的，所述自动控制系统通过导线与固态继电器相连，而固态继电器还有单级蒸气压缩机相互连接。
9.优选的，所述单级蒸气压缩机的内部设有pid算法。
10.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该具有单级蒸气压缩式制冷的超临界干燥仪；
11.通过自动控制系统、单级蒸气压缩机、冷凝器、节流机构、蒸发器和负载高压样品池的结构设计，既缩小了该干燥仪的占地面积，还降低了管路连接的繁琐性，同时还提高了制冷效率，使得单级蒸气压缩机可在工作过程中实现对负载高压样品池的高效预制冷工作，从而避免了常规配备外置水循环设备，再次缩小了该设备的占地面积，降低了制冷功耗大、效率低等问题，同时通过自动控制系统的结构设计，还可实现全过程自动控制制冷工作，无需人员监测控制，进而可提高该干燥仪使用的实用性和便捷性。
附图说明
12.图1为本实用新型的结构示意图。
13.图中：1、自动控制系统；2、单级蒸气压缩机；3、冷凝器；4、节流机构；5、蒸发器；6、负载高压样品池。
具体实施方式
14.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
15.请参阅图1，本实用新型提供的实施例：一种具有单级蒸气压缩式制冷的超临界干燥仪，包括自动控制系统1，便于实现自动控制制冷功能无需人工监测控制，自动控制系统1的一侧设有单级蒸气压缩机2，便于控制单级蒸气压缩机2进行启停工作，以实现负载高压样品池6的制冷需求，单级蒸气压缩机2的一侧设有冷凝器3，冷凝器3的一侧设有节流机构4，节流机构4的一侧设有蒸发器5，蒸发器5的内侧设有与其相配合的负载高压样品池6。
16.进一步的，自动控制系统1、单级蒸气压缩机2、冷凝器3、节流机构4、蒸发器5和负载高压样品池6皆通过导线相互连接，便于实现自动控制制冷功能无需人工监测控制。
17.进一步的，自动控制系统1通过导线与固态继电器相连，而固态继电器还有单级蒸气压缩机2相互连接，便于自动控制系统1通过导线和固态继电器来控制单级蒸气压缩机2的启停工作。
18.进一步的，单级蒸气压缩机2的内部设有pid算法，便于控制单级蒸气压缩机2进行启停工作，以实现负载高压样品池6的制冷需求。
19.工作原理：该装置用电部件皆由蓄电池进行供电，使用时通过自动控制系统1可启动单级蒸气压缩机2内部设计的pid算法，以便通过pid算法实时控制单级蒸气压缩机2的启停工作，而后通过单级蒸气压缩机2工作排除的高压蒸汽经冷凝器3工作时放出的热量而冷凝成液体，然后液体制冷剂在经节流机构4节流，此时压力和温度同时降低进入至蒸发器5的内部，同时蒸发器5内部的负载高压样品池6在工作时会产生高温热量，而此时的高温热
量可被蒸发器5内部设计的载冷剂进行吸附，以实现对负载高压样品池6的降温工作，而后液体制冷剂在流入至蒸发器5内部时，可吸取载冷剂内部的热量而蒸发成蒸气，最后蒸气可再次进入至单级蒸气压缩机2的内部进行继续压缩工作，如此循环往复。
20.对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
21.在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
22.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。