[实用新型]一种冻干机强化换热板层

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种冻干机强化换热板层，属于真空冷冻干燥机技术领域。

背景技术

冻干机板层位于冻干箱内，其功能是放置冻干产品(例如生物药品、或装有生物药品的小瓶)进行冻干。板层被安置在垂直可升降机构内用于对小瓶进行压塞。

板层的另一个功能是进行冷媒(乙二醇、酒精、硅油等)与冻干产品的热交换。在预冻过程中，冻干产品中的水份首先被冻结。预冻结束后，冻干箱被抽真空使冻干产品中的水份得到升华。为了完成这个过程，一个外部冷却系统被用来向冷媒与冻干产品提供冷量。一个电加热器被用来提供升华过程所需的热量。

由于冻干过程发生在真空环境中，因此发生在冻干产品与冷媒之间的热量传递为热传导。板层表面应尽可能的平整使板层与冻干产品之间热传导尽量降低。良好的接触可以提高冻干产品与板层以及冷媒的热传导效果。

冻干机板层是由两个面板、隔条和用于密封的四周围护结构组成。实心隔条布置于两个面板之间用于形成冷媒流动的通道。隔条与板层结合的一种类型为隔条被设计成锁扣形式分别焊接在两块面板上。另一种类型为隔条首先焊接在一个面板上，然后在另一个面板对应隔条的位置钻孔塞焊，高出的焊疤被打磨和抛光。

上述两种板层结构的缺点是会导致在焊接点附近存在有热应力。为了降低这种热应力，需要使用较厚的面板和实心隔条。这使得板层拥有很大热质量，从而在预冻或升华干燥过程中浪费大量的能量。为此，出现了第三种类型的真空钎焊的方法。在此方法中，镍铜焊条被放置在下面板和隔条以及上面板和隔条之间，这种三明治式的组件被放置在两个石墨毡中间。然后将其放入一个真空炉内，炉内的温度迅速上升到镍铜焊条的熔点和不锈钢的结晶温度，在此温度下对板层进行应力消除，接着炉内的温度迅速冷却到大约200度。组件通过进气进行淬火并冷却到室温。最后利用实心隔条将四周焊好密封。由于焊接采用真空钎焊，因此为了减小热惯性隔条可以被制作成空心的形式。这种方法的缺点是初始投入很高，而且板层的大小也会受到限制。

以上三种加工板层的方法目前在冻干机板层的制造过程中均有应用，但以上三种方法都有一个共同的缺点，即由于板层面板内表面为光滑平面导致内部冷媒和面板的换热很差，从而影响冻干产品的预冻和干燥效率，并且需要很大的冷媒流量才能保证板层的温度均匀性。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种能提高板层内冷媒和面板的换热效率的冻干机强化换热板层。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是提供一种冻干机强化换热板层，包括上面板和下面板，上面板和下面板之间设有外框条和隔条，所述隔条交错设置形成冷媒通道，冷媒通道的首尾两端皆连接连接管，其特征在于，上面板的下表面和下面板的上表面皆设有槽缝。

与原有板层结构相比，开槽板层的优点是能够破坏冷媒与板层换热的边界层，从而增强了冷媒与板层的换热，降低了冻干产品的预冻和干燥时间。而且开槽板层也提高了板层温度分布的均匀性，使一批冻干产品的冻干效果接近一致，产品质量再现性较强。同时本实用新型提出的方法制造工艺简单、虽然增加了一定的加工成本，但却能使冷媒与板层的换热系数增强到2-3倍以上，从而提高冻干机的性能，因此本应用具有一定的实用价值。

附图说明

图1为冻干机强化换热板层结构示意图；

图2为冻干机强化换热板层截面示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例来说明本实用新型。

实施例

如图1所示，为冻干机强化换热板层结构示意图，所述的冻干机强化换热板层由外框条1、连接管2、槽缝3、隔条4、上面板5和下面板6组成。

上面板5和下面板6之间设有外框条1和隔条4，隔条4交错设置形成冷媒通道，冷媒通道的首尾两端皆连接连接管2，上面板5的下表面和下面板6的上表面皆设有槽缝3。

制作时，首先将上面板6和下面板5按照开槽位置进行划线。然后将上面板6和下面板5分别放置在开槽机上加工槽缝3。开槽后将隔条4点焊焊接在下面板5上，然后将外框条1焊接在下面板5上。将上面板6打孔通过塞焊的方式焊接在隔条4上。最后将上面板6和下面板5四条边封闭焊牢。以上为通过板层塞焊的加工方式进行示例说明，如果板层的加工方式为隔条嵌合或真空钎焊，可按照隔条嵌合或真空钎焊的工序进行，只是在板层组装前需添加面板开槽的工序。