試驗用凍干顯微鏡的設計(畢業(yè)論文+全套CAD圖紙)(答辯通過)

下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 學習好資料，畢設專用，答辯優(yōu)秀 本科畢業(yè)設計 (論文 ) 題目 ： 試驗用凍干顯微鏡的設計 系 別： 機電信息系 專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化 班 級： 學 生： 學 號： 指導教師： 2013 年 5 月 試驗用凍干顯微鏡的設計 摘 要 顯微鏡是最常用的助視光學儀器，且常被組合在其他光學儀器中 。顯微鏡作為金相、醫(yī)學和化學分析的常用儀器，廣泛地應用在工廠、醫(yī)院的檢驗分析室，研究所、高校及中學的實驗室。因此，了解并掌握它的構造原理和調整方法，了解并掌握其放大率的概念和測量方法，不僅有助于加深理解透鏡的成像原理，也有助于正確使用其他光學儀器。其原理和機構是集精密設計、工程光學于一體的儀器設備。一個完整的顯微鏡系統(tǒng)設計是十分復雜的，涉及到光學設計、機械設計、電路設計等多方面知識。 真空冷凍干燥技術發(fā)展到今天，已在許多領域得到成功應用。但與其它干燥方法相比，設備投資依然較大、能源消耗及產品成本依然較高，限 制了該技術的進一步發(fā)展。因此，如何在確保產品質量的同時，實現(xiàn)節(jié)能降耗，降低生產成本是真空冷凍干燥技術當前面臨的最主要的問題。另外，由于凍干機所使用場所的特殊性，設備要求十分苛刻，運行環(huán)境惡劣，這都對凍干機的運行可靠性、合理性、方便性提出了更高的要求。新技術、新標準、新法規(guī)的出臺，都對凍干技術提出了更多的要求。 本設計由于世界上沒有成品說以主要涉及冷凍干燥參數(shù)和便于觀察冷宮干燥過程的設計。 關鍵字 ：凍干顯微鏡、冷凍干燥技術 Designed by freeze-drying microscopy test Abstract Microscope is the most commonly used visual optical instruments, and are often combined in other optical instruments. As metallographic microscope, medicine and chemical analysis of commonly used instruments, widely used in factories, hospitals, inspection, research institutes, colleges and middle schools laboratory. Therefore, understand and grasp its structure principle and adjust method of understanding and mastering its magnification concept and measurement method, not only helps to deepen understanding of lens imaging principle, also helps to correct use of other optical instruments. The principle and institution is integrating precision design, engineering, optical instruments and equipment. A complete microscope system design is very complicated, involving optical design, mechanical design, circuit design and other aspects of knowledge. Vacuum freeze drying technology development today, has been successfully applied in many fields. But compared with other drying methods, the equipment investment is still large, energy consumption and product cost is higher, limiting the further development of the technology. Therefore, how to ensure the quality of products at the same time, to realize saving energy and reducing consumption, reduce the production cost is vacuum freeze drying technology facing the main problem. In addition, due to the particularity of freeze-drying machine used by the site, the equipment is a tall order, bad running environment, running reliability and rationality of all of this to the lyophilizer, convenience, higher requirements are put forward. New technology, new standard, the new rules, puts forward more requirements on freeze-dry technology. This design because there is no product said to mainly relates to freeze drying parameters and easy to observe the design limbo drying process in the world. Key words: freeze-dried microscope freeze-drying technology I 目 錄 1 緒論 .1 1.1 設計背景 . 1 1.2 凍干顯微鏡現(xiàn)狀 . 2 1.3 凍干顯微鏡應用 . 2 1.4 設計 內容 . 3 2 凍干顯微鏡的工作原理設計 .4 2.1 凍干基本原理 . 4 2.2 凍干顯微鏡的基本原理及組成 . 4 2.3 凍干顯微鏡工作過程 . 5 2.4 凍干顯微鏡的主要技術參數(shù) . 5 3 凍干顯微鏡結構設計 .9 3.1 真空室設計 . 9 3.1.1 真空室室體強度計算 . 9 3.1.2 密封系統(tǒng)結構設計 . 10 3.1.3 凍干顯微鏡鏡 頭的設計 . 11 3.2 凍干顯微鏡傳動機構 . 11 3.2.1 工作臺調整的傳動機構計算 . 11 3.2.2 載物臺橫縱向運動距離 . 14 3.3 凍干顯微鏡冷阱設計 . 15 3.3.1 對冷阱的要求 . 15 3.3.2 冷阱的結構設計 . 15 3.3.3 水汽凝結器所需的制冷量和蒸發(fā)溫度 . 16 3.3.4 結冰厚度、冰表面對應的溫度和壓力 . 17 3.3.5 物料凍干的加熱系統(tǒng)設計 . 18 3.3.6 加熱系統(tǒng)參數(shù)設計計算 . 18 4 載物臺的設計 .19 4.1 載物臺的技術要求 . 19 4.2 載物臺的設計 . 19 4.3 載物臺的檢驗 . 19 5 結論與展望 .22 5.1 結論 . 22 5.2 展望 . 22 參考 文獻 .23 致 謝 .24 II 畢業(yè)設計（論文）獨創(chuàng)性 .25 畢業(yè)設計（論文）知識產權聲明 . 錯誤 !未定義書簽。 III IV V 1 緒論 1 1 緒論 1.1 設計背景 顯微鏡是最常用的助視光學儀器，且常被組合在其他光學儀器中。顯微鏡作為金相、醫(yī)學和化學分析的常用儀器，廣泛地應用在工廠、醫(yī)院的檢驗分析室，研究所、高校及中學的實驗室。因此，了解并 掌握它的構造原理和調整方法，了解并掌握其放大率的概念和測量方法，不僅有助于加深理解透鏡的成像原理，也有助于正確使用其他光學儀器。其原理和機構是集精密設計、工程光學于一體的儀器設備。一個完整的顯微鏡系統(tǒng)設計是十分復雜的，涉及到光學設計、機械設計、電路設計等多方面知識。又稱升華干燥。將含水物料冷凍到冰點以下，使水轉變?yōu)楸?，然后在較高真空下將冰轉變?yōu)檎魵舛サ母稍锓椒?。物料可先在冷凍裝置內冷凍，再進行干燥。但也 可直接在干燥室內經迅速抽成真空而冷凍。升華生成的水蒸氣借冷凝器除去。升華過程中所需的汽化熱量，一般用 熱輻射供給。其主要優(yōu)點是：（ 1）干燥后的物料 保持原來的化學組成和物理性質（如多孔結構、膠體性質等）；（ 2）熱量消耗比其他干燥方法少。缺點是費用較高，不能廣泛采用。用于干燥抗生素、蔬菜和水果等。含水的生物樣品，經過冷凍固定，在低溫高真空的條件下使樣品中的水分由冰直接升華達到干燥的目的，在干燥的過程中不受表面張力的作用，樣品不變形。真空冷凍干燥技術是將濕物料或溶液在較低的溫度（ 10 50 ）下凍結成固態(tài)，然后在真空（ 1.313Pa）下使其中的水分不經液態(tài)直接升華成氣態(tài)，最終使物料脫水的干燥技術。中國是 原料藥生產大國，因此該技術應用前景十分廣闊。但是，應當引起注意的是，近年來真空冷凍干燥技術在我國推廣得非常迅速，相比之下，其基礎理論研究相對滯后、薄弱，專業(yè)技術人員也不多。并且，與氣流干燥、噴霧干燥等其他干燥技術相比，真空冷凍干燥設備投資大，能源消耗及藥品生產成本較高，從而限制了該技術的進一步發(fā)展。因此，切實加強基礎理論研究，在確保藥品質量的同時，實現(xiàn)節(jié)能降耗、降低生產成本，已經成為真空冷凍干燥技術領域當前面臨的最主要的問題。凍干顯微鏡的主要用途在于： 1)通過圖象分析測量各種溶液及細胞懸浮液的塌陷溫度； 2)觀察復雜系統(tǒng)凍干過程中的結構變化。凍干過程中的干燥溫度最終是受塌陷溫度的限制，而不是玻璃化轉變溫度，目前常用差熱掃描量熱儀 (DSC)測量的玻璃化轉變溫度來近似的估計塌陷溫度，這在溶液的分析過程中誤差不大，但對于有細胞懸浮液的情況，兩者可能相差很大，玻璃化轉變溫度不能正確反應產品所能允許的最畢業(yè)設計（論文） 2 高溫度閉。因此仍然需要用凍干顯微臺準確確定產品的塌陷溫度。 1.2 凍干顯微鏡現(xiàn)狀 目前，我國真空冷凍干燥設備趨于完善，但與發(fā)達國家相比，該技術基礎理論的研究顯得滯后和薄弱，阻礙了技術應用水平的提高。因此，研究的重 點正向這方面轉移。目前，研究的焦點集中在真空冷凍干燥的物性參數(shù)及其影響因素、過程參數(shù)、過程機理和模型、過程優(yōu)化控制等的研究。真空冷凍干燥技術的基本參數(shù)包括物性參數(shù)和過程參數(shù)，它們是實現(xiàn)真空冷凍干燥過程的基礎。這些數(shù)據(jù)的缺乏會使干燥過程難以實現(xiàn)針對原料的優(yōu)化，不能充分發(fā)揮系統(tǒng)效率。物性參數(shù)指物料的導熱系數(shù)、 傳遞系數(shù)等。這方面的研究內容包括物性參數(shù)數(shù)據(jù)的測定及測定方法，以及環(huán)境條件壓強、溫度、相對濕度和物料顆粒取向等對物性參數(shù)的影響。過程參數(shù)包括冷 凍、供熱和物料形態(tài)等有關參數(shù)。對冷凍過程的研究意在為系統(tǒng)找到 最優(yōu)冷凍曲線。供熱過程的研究則集中在兩方面：一是對原料載體的改良；二是加熱方式 (傳熱 方式和供熱熱源 )的選擇。確定恰當?shù)奈锪闲螒B(tài)也是重要的研究內容，它包括原料的顆粒形態(tài)和料層厚度等。從熱量傳遞和質量傳遞入手研究真空冷凍干燥的機理，并建立相應的數(shù)學模型，有助于找出過程的影響因素，預測時間、溫度蒸汽壓強的分布狀況。目前的研究主要限于均質液相，并提出了一些數(shù)學模型，如冰前沿均勻退卻模型、升華模型、吸附 -升華模型等。這些模型雖然對真空冷凍干燥的過程 作了不同程度的描述，但在實際應用中仍然存在許多限制條件。過程優(yōu)化控 制是建立在上述數(shù)學模型的基礎上的。控制方案又有準穩(wěn)態(tài)模型和非穩(wěn)態(tài)模型之分。 1.3 凍干顯微鏡應用 它在醫(yī)學上有廣泛的用途，如觀察齒、骨、頭發(fā)、及活細胞等的結晶內含物、神經纖維、動物肌肉、植物纖維等的結構細節(jié)，分析變性過程。也可以觀察無機化學中各種鹽類的結晶狀況在自然光看不到的精細結構。配有高精度的加熱臺 ,主要在教學和實驗室 . 冷凍干燥的過程對凍干藥品和食品的質量會產生極大的影響，而國內外目前在這方面的研究較少。冷凍干燥過程包括冷凍過程和干燥過程，冷凍過程主要與保護劑及其濃度、降溫速率、玻璃化和反玻璃化有關； 而干燥過程與冷凍過程有著密切聯(lián)系，因此保護劑及其濃度、降溫速率、玻璃化和反玻璃化也將對干燥過程有影響。同時，干燥過程還與加熱溫度、冷阱溫度、凍干室真空度有關。本項目以研究冷凍過程和干燥過程的影響因素為主線，為優(yōu)化冷凍過程和干燥過程，提高現(xiàn)代藥品和食品的品質，和縮短生產周期、節(jié)約能耗，提供理論和技術基礎 4。 畢業(yè)設計（論文） 3 1.4 設計內容 首先要了解傳統(tǒng)顯微鏡的設計，傳統(tǒng)顯微鏡的實際包括：第一步，要根據(jù)顯微鏡的使用要求來進行顯微鏡選型設計。顯微鏡已經有幾百年的發(fā)展歷史，根據(jù)不同的使用要求顯微鏡的各種參數(shù)有非常大的 差異。第二步，選好形式之后，初步選擇它的外形尺寸和放大倍率、分辨率等主要參數(shù)。這一步在一般大學里的工程光學或者應用光學課程中都可以學到。根據(jù)消色差程度的不同分為消色差物鏡、平場消色差物鏡、平場半復消色差物鏡和平場復消色差物鏡等 4種。顯微目鏡相對物鏡的結構要簡單很多，主要分為惠更斯目鏡、平場目鏡、廣視場目鏡、超廣視場目鏡等多種形式。第三步，詳細設計物鏡、目鏡以及其它附屬結構的光學系統(tǒng)?，F(xiàn)代光學設計一般都使用各種光學設計軟件，自動化程度大大提高，減輕了設計人員的勞動量。第四步，設計顯微鏡的機械結構。金相顯微鏡的 工作原理是借助于物鏡和目鏡通過光學系統(tǒng)放大得像，其放大倍數(shù)是目鏡與物鏡放大倍數(shù)的乘積。設計時機械設計手冊，和光學精密儀器設計手冊等參考書是少不了的，尤其是目鏡和物鏡的機械裝配問題，涉及到很精密的結構。第五步，進行調光、自動調焦、自動工作臺和計算機控制等設計。第六步，軟件設計。有些顯微圖像需要進行圖像處理和專業(yè)軟件，這些要與軟件專業(yè)設計人員共同進行。 然后要了解冷凍干燥技術， 冷凍干燥法不同于傳統(tǒng)的干燥方法，產品的干燥基本上在 0 以下的溫度進行，即在產品凍結的狀態(tài)下進行，直到后期，為了進一步降低產品的殘余水份含 量，才讓產品升至 0 以上的溫度，但一般不超過 40 。冷凍干燥就是把含有大量水分物質，預先進行降溫凍結成固體，然后在真空的條件下使水蒸汽直接升華出來，而物質本身剩 留在凍結時的冰架中，因此它干燥后體積不變，疏松多孔在升華時要吸收熱量。引起產品本身溫度的下降而減慢升華速度，為了增加升華速度，縮短干燥時間，必須 要對產品進行適當加熱。整個干燥是在較低的溫度下進行的。 最后就是凍干顯微鏡的結構設計，包括凍干顯微鏡的冷阱物料凍干與加熱系統(tǒng)設計。冷阱就是冷凍系統(tǒng)部分，由制冷系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、和控制系統(tǒng)四個主要部 分組成。按結構分，由凍干箱或稱干燥箱、冷凝器或稱水汽凝集器、冷凍機、真空泵和閥門、電氣控制元件等組成。2 凍干顯微鏡的工作原理設計 4 2 凍干顯微鏡的工作原理設計 2.1 凍干基本原理 又稱升華干燥。將含水物料冷凍到冰點以下，使水轉變?yōu)楸?，然后在較高真空下將冰轉變?yōu)檎魵舛サ母稍锓椒?。物料可先在冷凍裝置內冷凍，再進行干燥。但也 可直接在干燥室內經迅速抽成真空而冷凍。升華生成的水蒸氣借冷凝器除去。升華過程中所需的汽化熱量，一般用熱輻射供給。其主要優(yōu)點是：（ 1）干燥后的物料 保持原來的化學組成和物理性質（如多孔結構、膠體性質等）； （ 2）熱量消耗比其他干燥方法少。缺點是費用較高，不能廣泛采用。用于干燥抗生素、蔬菜和水果等。 2.2 凍干顯微鏡的基本原理及組成 凍干顯微鏡主要由真空室、顯微鏡、凍干載物臺、水蒸氣捕集器、計算機、真空泵、制冷機構成。物品 放置于真空室的凍干載物臺上，經制冷機制冷凍干時升華的水蒸氣由 真空泵抽入水蒸氣捕集器中，顯微鏡觀察被觀察物的冷凍干燥過程經 CCD圖像 傳感器將圖像表現(xiàn)在計算機上。 圖 2.1 凍干顯微鏡原理圖 1.真空室 2.顯微鏡 3.水蒸氣捕集器 4.冷凝管 5.放水閥 6.蘑菇閥 7.真空管道閥 8.真空泵 9.制冷機 10.閥門 11.換熱器 12.液氮罐 13.液氮閥門 14.調節(jié)閥 15.放氣閥 16.真空規(guī)管 17.CCD 18.壓力傳感器 19.視頻捕集器 20.溫度傳感器 21.電子稱 22.計畢業(yè)設計（論文） 5 算機 2.3 凍干顯微鏡工作過程 坍塌溫度，采用凍干 顯微鏡 觀察，在物品凍結后，模擬凍干真空度條件下緩慢升溫，冰層從邊緣 向內升華干燥，出現(xiàn)分層時即可讀取坍塌溫度，當然該溫度可能與實際凍干略有出入，我一般采用的是苦辦法，少量產品進箱，既定預凍工藝凍結，考察正空度控制，升溫擱板，讀取產品溫度并記錄產品外觀，記錄產品出現(xiàn)分層痕線產品溫度，即可確定坍塌溫度范圍 3。 共晶點、共熔點可通過 DSC（ 即動態(tài)穩(wěn)定控制系統(tǒng) ）模擬凍干工藝升降溫條件測試，通過吸放熱峰的切點溫度可以讀取。 若品種藥液存在玻璃化轉變溫度，一般該品種凍干難度較大，當然可以通過加入賦形劑等方式去除，但若不能添加賦形劑，一般可通過回熱凍結的方式提高甚至消失玻璃化轉變溫度 ，因玻璃化轉變是微觀狀態(tài)，必須通過 DSC 或凍干顯微鏡等精密儀器方可測定。 凍干過程涉及幾個關鍵參數(shù)：共晶點、共熔點、玻璃化轉變溫度、坍塌溫度。 一般情況，因藥液經 0.22m濾膜過濾，藥液中晶核較少，降溫過程存在過冷，共晶點 共熔點（理想化情況下二者相等），玻璃化轉變溫度因品種而已，若存在，一般低于共熔點溫度，坍塌溫度一般接近玻璃化轉變溫度，而低于共熔點溫度。 凍干過程中，冷凍過程控制產品溫度低于共晶點溫度，保持一定時間。（慢凍、速凍、回熱處理等方式）。 主干燥階段， 控制產品溫度低于塌陷溫度，即可得到優(yōu)質產 品。（升華階段只可以控制的就是擱板溫度和前箱真溫度）。 2.4 凍干顯微鏡的主要技術參數(shù) 在鏡檢時，人們總是希望能清晰而明亮的理想圖象，這就需要顯微鏡的各項光學技術參數(shù)達到一定的標準。并且要求在使用時，必須根據(jù)鏡檢的目的和實際情況來協(xié)調各參數(shù)的關系。只有這樣，才能發(fā)揮顯微鏡應有的性能，得到滿意的圖像。 顯微鏡的光學技術參數(shù)包括：數(shù)值孔徑、分辨率、放大率、焦深、視場寬度、覆蓋差、工作距離等等。這些參數(shù)并不都是越高越好，它們之間是相互聯(lián)系又相互制約的，在使用時，應根據(jù)鏡檢的目的和實際情況來協(xié)調參數(shù)間的關系，但應 以保證分辨率為準。 1數(shù)值孔徑 數(shù)值孔徑簡寫 NA，數(shù)值孔徑是物鏡和聚光鏡的主要技術參數(shù)，是判斷兩者（尤其對物鏡而言）性能高低的重要標志。其數(shù)值的大小，分別標刻在物鏡和聚光鏡的外殼上。 數(shù)值孔徑（ NA）是物鏡前透鏡與被檢物體之間介質的折射率（ n）和孔徑角（ u）畢業(yè)設計（論文） 6 半數(shù)的正弦之乘積。用公式表示如下： NA=nsinu/2 孔徑角又稱 鏡口角 ，是物鏡光軸上的物體點與物鏡前透鏡的有效直徑所形成的角度。孔徑角越大，進入物鏡的光通亮就越大，它與物鏡的有效直徑成正比，與焦點的距離成反比。 顯微鏡觀察時，若想 增大 NA值，孔徑角是無法增大的，唯一的辦法是增大介質的折射率 n值?；谶@一原理，就產生了水浸物鏡和油浸物鏡，因介質的折射率 n值大于 1， NA值就能大于 1。 數(shù)值孔徑最大值為 1.4，這個數(shù)值在理論上和技術上都達到了極限。目前，有用折射率高的溴萘作介質，溴萘的折射率為 1.66,所以 NA值可大于 1.4。 這里必須指出，為了充分發(fā)揮物鏡數(shù)值孔徑的作用，在觀察時，聚光鏡的 NA值應等于或略大于物鏡的 NA值。 數(shù)值孔徑與其他技術參數(shù)有著密切的關系，它幾乎決定和影響著其他各項技術參數(shù)。它與分辨率成正比，與放大率成 正比，與焦深成反比， NA值增大，視場寬度與工作距離都會相應地變小。 2分辨率 顯微鏡的分辨率是指能被顯微鏡清晰區(qū)分的兩個物點的最小間距，又稱 鑒別率。其計算公式是 =/NA 式中 為最小分辨距離； 為光線的波長； NA為物鏡的數(shù)值孔徑。可見物鏡的分辨率是由物鏡的 NA值與照明光源的波長兩個因素決定。 NA值越大，照明光線波長越短，則 值越小，分辨率就越高。 要提高分辨率，即減小 值，可采取以下措施 （ 1）降低波長 值，使用短波長光源。 （ 2）增大介質 n值以提高 NA值（ NA=nsinu/2）。 （ 3）增大 孔徑角 u值以提高 NA值。 （ 4）增加明暗反差。 3放大率和有效放大率 由于經過物鏡和目鏡的兩次放大，所以顯微鏡總的放大率 應該是物鏡放大率 和目鏡放大率 1的乘積： =1 顯然，和放大鏡相比，顯微鏡可以具有高得多的放大率，并且通過調換不同放大率的物鏡和目鏡，能夠方便地改變顯微鏡的放大率。 放大率也是顯微鏡的重要參數(shù)，但也不能盲目相信放大率越高越好。顯微鏡放大倍率的極限即有效放大倍率。 分辨率和放大倍率是兩個不同的但又互有聯(lián)系的概念。有關系式：500NA40m/s）、中速和低速（ vdf1=15.8mm，模數(shù)取 0.5，則 Z34，齒數(shù)取 42，壓力角 =20。 齒頂高 ha3=ha*M3=1*0.5=0.5mm 齒根高 hf3=（ ha*+c*） *M3=（ 1+0.25） *0.5=0.625mm 齒全高 h=ha3+hf3=0.5+0.625=1.125mm 分度圓直徑 D3=M3 *Z3=0.5*42=21mm 齒頂圓直徑 da3=（ 2ha*+Z3） *M3=22mm 齒根圓直徑 df3=（ Z3-2ha*-2c*） *M4=41.5*0.5=20.8mm 基圓直徑 db=D3cos=21*0.94=19.74mm 齒距 p= *M3=0.5*3.14=1.57mm 齒厚 s=M3* /2=3.14*0.5/2=0.785mm 3.2.2 載物臺橫縱向運動距離 將需要觀測的物品放置在載物臺上，也叫凍干機械載物臺，是 X 軸 Y 軸雙向滾珠導軌臺板。 尺寸： 9514829mm 橫向行程： 45mm 縱向形成： 55mm 讀數(shù)精度： 0.1mm 畢業(yè)設計（論文） 15 連接尺寸： 95 3.3 凍干顯微鏡冷阱設計 3.3.1 對冷阱的要求 冷阱 (cold trap； condensate trap)是在 冷卻 的表面上以 凝結 方式捕集氣體的 阱 。是置于真空容器和 泵 之間，用于吸附氣體或捕集油蒸汽的裝置。 用物理或化學的方法來降低氣體和蒸汽 混合物 中有害成分 分壓 的裝置叫阱(或捕集器 )。冷阱處理是一種冷卻裝置 ,用來收集某一熔點范圍內的物質 .把一支 U形管放在冷凍劑中 ,當氣體通 過 U 形管時 ,熔點高的物質變成液體 ,熔點低的物質通過 U 形管 ,起到分離的作用。 冷阱蒸發(fā)的速率不僅受到攝入能量的影響，而且受到真空泵的泵速影響。較大的樣品蒸發(fā)表面積是影響真空泵效率的瓶頸所在，而不是樣品容量和數(shù)量。更為有效的是使用冷阱，而不是用更大的真空泵。由于冷阱的使用，一方面有利于水蒸氣凝結，另一方面提高了有機溶劑蒸發(fā)密度，更易于凝結。 常用 制冷劑 有含冰鹽水、 液氮 、 乙二醇 等。在核化工中，冷阱 (也稱 冷凝器 )是指在 六氟化鈾 生產過程中從含六氟化鈾、 氟氣 、 氮氣 、 氧氣 的 混合氣體 中冷凝收集六氟化鈾，使六氟化鈾與不凝氣 (氟氣、氮氣等 )分離的裝置。冷阱有內冷式和外冷式兩種，一般為間歇操作。 本設計 對冷阱的溫度要求為 -50 25 之間?？蛇x用 赫西冷阱，其參數(shù)為： 循環(huán)方式：密閉式循環(huán) 溫度設定范圍：常溫 -50 容量： 4升 溫度調節(jié)精度： 1 壓縮機冷媒： R404a 3.3.2 冷阱的結構設計 冷阱是串聯(lián)于低溫再生及真空系統(tǒng)的管道上 , 主要用于防止前級泵的 返油 ,因此要求 : (1)冷阱的 流導 不小于同樣長度管道的流導 ； (2)對低溫泵的返油率小于 210- 8 g/(cm2xh) , 或用四極質譜計分析殘余氣體時基本無油分子譜線 ； (3)熱損失要小 , 一次灌滿液氮后可連續(xù)工作幾小時 ； 畢業(yè)設計（論文） 16 (4)漏氣率小于 510- 5 Pa.L/S。 冷阱的基本結構 圖 3.5冷阱示意圖 1.冷阱殼 2.膽外壁 3.膽內壁 4.進氣管 5.出氣管 6.障板 根據(jù)冷阱的用途和設計要求 , 設計的冷阱如圖 1所示。這種冷阱的基本類型屬于中心帶障板的冷阱 , 其優(yōu)點是捕油性能好 , 既能擋住一次束 流 , 又能防止油分子的爬移 , 在內膽和上法蘭之間的薄壁筒 , 作為表面油分子的爬移壘 , 也用來阻擋從膽和外殼之間進入真空容器一端的油分子。內腔凸起和使用人字型障板 , 流導大。結構簡單 , 冷阱的注液管和排氣管同時起支承內膽的作用 , 操作費用、制造成本都較低 , 是一種性能優(yōu)良的冷阱。 3.3.3 水汽凝結器所需的制冷量和蒸發(fā)溫度 1.所需制冷量 所需制冷量與水汽凝結器的補水量和第一階段升華時間有關，對于相同的隔板面積，若補水量少，要求的升華時間長，所需的制冷量少，按單位時間內最大升華水量計算： 單位時間內最大升華水量 g： g=G/2*(1/2.5H)kg/h 試中： G 為升華總水量， kg； H 為升華總時間， h； 此試表明在 1/4的升華時間內 應升華總水量的一半。所需的制冷量 Q 畢業(yè)設計（論文） 17 Q=1.1g*670/0.86W 2.所需蒸發(fā)溫度 對于單位時間內捕水量已確定的情況下，如果要求蒸發(fā)溫度越低，則制冷機的尺寸就越大，提高了設備初投資，對于大部分生物制品，共融點溫度在-3035 。而凍干機中的水蒸汽流大部分屬于粘滯分子流。其升華面和冷凝面之間的最