本實用新型涉及真空冷凍干燥設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及一種真空冷凍干燥機熱交換板。

背景技術(shù)：

真空冷凍干燥機的工作原理是首先讓產(chǎn)品凍結(jié)，然后在真空環(huán)境下提供合適的升華熱，使凍結(jié)產(chǎn)品中的水分或溶劑轉(zhuǎn)化成水蒸汽，達到產(chǎn)品脫水的目的，其中，產(chǎn)品的凍結(jié)和升華過程是在干燥箱內(nèi)的熱交換板上進行的。

現(xiàn)有使用的熱交換板都是中空熱交換板，通過中空形成的介質(zhì)通道，然后通入傳熱介質(zhì)而實現(xiàn)換熱。現(xiàn)有的熱交換板在傳熱過程中存在著傳熱不均，傳熱介質(zhì)擾流較大，熱交換板晃動幅度較大等問題，導(dǎo)致熱交換板不能用于對熱交換有嚴格要求的場合，制約了熱交換板的發(fā)展。同時，在熱交換過程中，高溫到低溫的周期應(yīng)變致使熱交換板表面涂覆的防腐漆膜在重復(fù)使用后，會出現(xiàn)龜裂、起泡、翹曲等問題，導(dǎo)致熱交換板發(fā)生脫漆現(xiàn)象，熱交換板的使用周期低于預(yù)期。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的發(fā)明目的在于：針對上述存在的問題，提供一種真空冷凍干燥機熱交換板，以解決上述存在的不足。

本實用新型采用的技術(shù)方案如下：一種真空冷凍干燥機熱交換板，包括上板、下板、隔離條和封條方鋼，上板和下板正面相對且通過封條方鋼相焊接形成中空熱交換板，隔離條固定于中空熱交換板內(nèi)形成用于流通傳熱介質(zhì)的介質(zhì)通道，上板和下板構(gòu)成介質(zhì)通道的一面分別形成上板和下板的內(nèi)壁，上班和下板的另一面形成接觸面，上板和下板的內(nèi)壁均設(shè)有碳纖維復(fù)合板，碳纖維復(fù)合板包括多孔金屬層和碳纖維板，多孔金屬層的上下兩面分別連接碳纖維板。

碳纖維復(fù)合板在傳遞熱量的同時，由于具有的多孔金屬層結(jié)構(gòu)，熱量的變化經(jīng)多孔金屬層結(jié)構(gòu)吸收后，將會以較小的變化或者無變化表現(xiàn)出來，進而消散了因傳熱介質(zhì)的異動而發(fā)生的熱量傳遞不均勻問題，延長了熱交換板對熱量異動變化的反應(yīng)時間（傳熱性能越好的材料，散熱性能也越好，對熱量變化的敏感性就越高），起到了穩(wěn)定傳熱介質(zhì)均勻傳熱的作用，使耐污層等漆膜受到的周期性熱應(yīng)力大幅變小，進而延長了漆膜的使用周期。

進一步，上板和下板的接觸面均設(shè)有耐污層，耐污層為耐污防粘涂料，耐污防粘涂料由以下重量份的原料組成：乙烯基樹脂45-50份，改性石墨烯1-3份，納米級二氧化鈦4-6份，銅及其氧化物粉末7-9份，鋁粉12-15份，醋酸丁酯15-18份，二丙酮醇3-9份，二氧化硅粉末3-5份，分散劑1-2份和流平劑1-2份。

為了更好地延長使本實用新型的碳纖維復(fù)合板的使用周期，防止傳熱介質(zhì)污染碳纖維復(fù)合板，多孔金屬層與碳纖維板通過壓制成型的方式形成碳纖維復(fù)合板，碳纖維復(fù)合板的邊緣通過碳纖維板封邊。

進一步，碳纖維復(fù)合板的厚度為0.5-2mm，分別與上板和下板固定連接。

進一步，多孔金屬層由多個多孔金屬箔片疊加形成。

進一步，多孔金屬箔片由Cu-Al固溶體為基體相的金屬多孔材料制成，其厚度為0.1-0.3mm，孔隙率為60-65%。

進一步，多孔金屬箔片的制備方法包括：

步驟1、將Cu粉和Al粉按質(zhì)量比為4:6均勻混合形成混合料，然后按質(zhì)量比為1:26將混合料加入乙醇、碳酸氫銨和PVB粘結(jié)劑的混合溶液中，其中乙醇、碳酸氫銨和PVB粘結(jié)劑的質(zhì)量比為50：3:1，攪拌混合均勻，得到懸濁液；

步驟2、將懸濁液注入成型模具的模腔內(nèi)，成型后烘干形成膜片；

步驟3、將膜片裝入與該膜片外形相匹配的燒結(jié)模腔內(nèi)，加熱燒結(jié)后取出膜片即得。

為了更好地延長使本實用新型的碳纖維復(fù)合板的使用周期，防止傳熱介質(zhì)污染碳纖維復(fù)合板，所述隔離條為中空隔離條，隔離條通過真空釬焊的連接方式與上板和下板固定連接。

綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本實用新型的有益效果是：碳纖維復(fù)合板在傳遞熱量的同時，由于具有的多孔金屬層結(jié)構(gòu)，熱量的變化經(jīng)多孔金屬層結(jié)構(gòu)吸收后，將會以較小的變化或者無變化表現(xiàn)出來，進而消散了因傳熱介質(zhì)的異動而發(fā)生的熱量傳遞不均勻問題，延長了熱交換板對熱量異動變化的反應(yīng)時間，起到了穩(wěn)定傳熱介質(zhì)均勻傳熱的作用，使耐污層等漆膜受到的周期性熱應(yīng)力大幅變小，延長了漆膜的使用周期。

附圖說明

圖1是本實用新型的一種真空冷凍干燥機用耐污熱交換板結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1中A-A截面的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是圖1中B-B截面的部分結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是圖2中C部分的局部放大圖；

圖5是圖3的一種實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是圖3的另一種實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是本實用新型的肋板結(jié)構(gòu)主視圖；

圖8是圖7的菱形凸塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9是本實用新型的碳纖維復(fù)合板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10是本實用新型的多孔金屬箔片局部放大結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中標記：1為上板，2為下板，3為隔離條，4為封條方鋼，5為介質(zhì)通道，6為內(nèi)壁，7為接觸面，8為介質(zhì)入口，9為介質(zhì)出口，10為耐污層，11為定流裝置，12為菱形凸塊，13為肋板，14為碳纖維復(fù)合板，1401為多孔金屬層，1402為碳纖維板。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖，對本實用新型作詳細的說明。

為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。

下面結(jié)合附圖，對本實用新型作詳細的說明。

為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。

如圖1至圖3所示，一種真空冷凍干燥機用耐污熱交換板，包括上板1、下板2、隔離條3和封條方鋼4，上板1和下板2正面相對且通過封條方鋼4相焊接形成中空熱交換板，隔離條3固定于中空熱交換板內(nèi)形成用于流通傳熱介質(zhì)的介質(zhì)通道5，上板1和下板2構(gòu)成介質(zhì)通道5的一面分別形成上板1和下板2的內(nèi)壁6，上板1和下板2的另一面形成接觸面7，在封條方鋼4相接處的對稱位置開口分別形成介質(zhì)入口8和介質(zhì)出口9，傳熱介質(zhì)通過介質(zhì)入口8進入熱交換板的介質(zhì)通道5內(nèi)，然后經(jīng)介質(zhì)出口9離開熱交換板，上板1和下板2的接觸面7均設(shè)有耐污層10，介質(zhì)通道5內(nèi)設(shè)有定流裝置11，定流裝置11包括兩個以上并排安裝且與隔離條平行的定流元件。

更進一步地說，耐污層10為耐污防粘涂料，耐污防粘涂料由以下重量份的原料組成：乙烯基樹脂45-50份，改性石墨烯1-3份，納米級二氧化鈦4-6份，銅及其氧化物粉末7-9份，鋁粉12-15份，醋酸丁酯15-18份，二丙酮醇3-9份，二氧化硅粉末3-5份，分散劑1-2份和流平劑1-2份。

更進一步地說，耐污防粘涂料的制備方法包括以下步驟：

步驟1、將厚度為10-20nm的石墨烯與無水乙醇按質(zhì)量比為1：80的配比關(guān)系共混于攪拌器中并充分攪拌，然后加入0.6wt%的硅烷偶聯(lián)劑攪拌均勻，再將混合物放入超聲波乳化分散器充分分散，最后取出混合物并放入烘箱中烘干，得到改性石墨烯，備用；

步驟2、將有乙烯基樹脂和分散劑加入反應(yīng)器內(nèi)，然后用攪拌機以800r/min的轉(zhuǎn)速對混合組分進行攪拌直至分散均勻，得到基料；

步驟3、將改性石墨烯加入二丙酮醇中攪拌均勻，得到石墨烯分散液，將基料加入石墨烯分散液中攪拌混合均勻，得到混合液；

步驟4、將二氧化硅粉末研磨去粗后，與納米級二氧化鈦、銅及其氧化物粉末和鋁粉一同加入醋酸丁酯中，攪拌混合均勻，得到混合料，將混合料加入混合液中，用攪拌機對混合液進行充分攪拌，攪拌速度為800r/min，直至分散均勻，得到初始涂料；

步驟5、將流平劑加入初始涂料中，用分散機分散均勻后得到未固化的涂料，將未固化的涂料泵入空氣噴槍的儲料罐中，然后用空氣噴槍噴涂在處理過的基體的表面，靜置至涂層流平后，于140℃下真空烘烤固化成膜，然后再保溫10min，隨爐冷卻至室溫后即得。

為了更好地解釋和實施本實用新型的防腐耐污涂料，以下表1示出了本實用新型的硬質(zhì)聚氨酯材料的幾個具體配方，應(yīng)當(dāng)說明，以下具體配方主要是為了更好地實施本實用新型，而并非為了限制本實用新型。

表1：

注：1.耐沖擊強度按GB/T 1732-93的規(guī)定測定，附著力按GB/T9286的規(guī)定；附著力分為0-5級，其中0級表示最好；

2.耐沾污性能是利用克萊恩公司提供的耐沾污測試法進行測定，是以噴淋前后涂抹反射系數(shù)的下降率來評價耐沾污性；

從表1可以得出，本實用新型的耐污防粘涂料具有良好的耐沖擊性能，附著力強，耐沾污性能優(yōu)異。

作為一種優(yōu)選地實施方式，隔離條3的離相對應(yīng)的封條方鋼最遠距離的一端，與鄰邊的隔離條3形成介質(zhì)轉(zhuǎn)向口15，如圖1所示，定流裝置11設(shè)置于介質(zhì)轉(zhuǎn)向口15處，當(dāng)然定流裝置11也可設(shè)置與隔離條3相平行的其他位置。

作為一種實施方式，如圖6和圖8所示，定流元件為菱形凸塊12，菱形凸塊12固定安裝在上板1的內(nèi)壁6或者下板2的內(nèi)壁6上，菱形凸塊12與上板1或者下板2的連接面為菱形，菱形凸塊12的中心向外鼓出形成弧面。

作為一種改進地實施方式，菱形凸塊12分別固定安裝在上板1的內(nèi)壁6或者下板2的內(nèi)壁6上，上板1的菱形凸塊12與下板2的菱形凸塊12相互對稱設(shè)置。

作為一種替選實施方式，如圖3、圖5和圖7所示，定流元件為扇形面的肋板13，肋板13可以只固定安裝在上板1的內(nèi)壁上，或者只固定安裝在下板2的內(nèi)壁上，以實現(xiàn)對傳熱介質(zhì)的導(dǎo)流定向，但這種設(shè)置效果不是最優(yōu)。

作為一種改進地實施方式，肋板13分別固定安裝在上板1的內(nèi)壁6和下板2的內(nèi)壁6上，上板1的肋板13與下板2的肋板13相互對稱設(shè)置，或者相互錯開設(shè)置，如圖3所示，當(dāng)相互對稱設(shè)置時，形成旋流的轉(zhuǎn)向的傳熱介質(zhì)從兩肋板13間形成的通道激涌流過，傳熱介質(zhì)更均勻地流過熱交換板，實現(xiàn)了更好地均勻傳熱；如圖5所示，當(dāng)相互錯開設(shè)置時，肋板13相互之間形成多條定向通道，致使傳熱介質(zhì)細分為多條分流流淌過肋板13，進而實現(xiàn)了更好地均勻傳熱。

更進一步地說，考慮到在熱交換過程中，高溫到低溫的周期應(yīng)變致使熱交換板表面涂覆的耐污層10在重復(fù)使用后，出現(xiàn)龜裂、起泡、翹曲等概率將大大增加，同時，考慮到僅靠定流裝置11無法保證傳熱介質(zhì)均勻傳熱，為了更進一步地延長耐污層10的使用周期和保證均勻傳熱，上板1和下板2的內(nèi)壁均設(shè)有碳纖維復(fù)合板14，如圖2、圖4、圖9和圖10所示，上板1和下板2的內(nèi)壁6均設(shè)有碳纖維復(fù)合板14，碳纖維復(fù)合板14包括多孔金屬層1401和碳纖維板1402，多孔金屬層1401的上下兩面分別連接碳纖維板1402，碳纖維復(fù)合板14在傳遞熱量的同時，由于具有的多孔金屬層結(jié)構(gòu)，熱量的變化經(jīng)多孔金屬層結(jié)構(gòu)吸收后，將會以較小的變化或者無變化表現(xiàn)出來，進而消散了因傳熱介質(zhì)的異動而發(fā)生的熱量傳遞不均勻問題，延長了熱交換板對熱量異動變化的反應(yīng)時間（傳熱性能越好的材料，散熱散熱性能也越好，對熱量變化的敏感性就越高），起到了穩(wěn)定傳熱介質(zhì)均勻傳熱的作用，使耐污層10受到的周期性熱應(yīng)力大幅變小，進而延長了耐污層10的使用周期。

值得說明的是，本實用新型采用的碳纖維復(fù)合板14的技術(shù)方案并非只用于具有耐污層10結(jié)構(gòu)的熱交換板中，當(dāng)本實用新型的技術(shù)方案用于現(xiàn)有使用的不具有耐污層的熱交換板中時，其也能解決現(xiàn)有熱交換板換熱不均勻地問題，并且其起到的效果更明顯，熱交換板換熱質(zhì)量得到明顯提升，因此，本實用新型的碳纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)也適用于現(xiàn)有熱交換板中。

更進一步地說，多孔金屬層1401由若干多孔金屬箔片疊加形成，如圖9所示，當(dāng)然多孔金屬層1401可由一張多孔金屬箔片構(gòu)成，也可由5張多孔金屬箔片構(gòu)成（5張多孔金屬箔片性價比最高），多孔金屬箔片的多少根據(jù)實際需要選擇。

更進一步地說，碳纖維復(fù)合板14的厚度為0.5-2mm（優(yōu)選為1.3mm），分別與上板1和下板2固定連接。

作為一種優(yōu)選實施方式，多孔金屬層1401的厚度為0.5mm，碳纖維板1402的厚度為0.4mm。

為了更好地延長使本實用新型的碳纖維復(fù)合板14的使用周期，防止傳熱介質(zhì)污染碳纖維復(fù)合板14，多孔金屬層1401與碳纖維板1402通過壓制成型的方式形成碳纖維復(fù)合板14，碳纖維復(fù)合板14的邊緣通過碳纖維板1402封邊。

作為一種優(yōu)選地實施方式，如圖10所示，多孔金屬箔片由Cu-Al固溶體為基體相的金屬多孔材料制成，其厚度為0.1-0.3mm，優(yōu)選為0.15mm，孔隙率為60-65%。

更進一步地說，多孔金屬箔片的制備方法包括：

步驟1、將Cu粉和Al粉按質(zhì)量比為4:6均勻混合形成混合料，然后按質(zhì)量比為1:26將混合料加入乙醇、碳酸氫銨和PVB粘結(jié)劑的混合溶液中，其中乙醇、碳酸氫銨和PVB粘結(jié)劑的質(zhì)量比為50：3:1，攪拌混合均勻，得到懸濁液；

步驟2、將懸濁液注入成型模具的模腔內(nèi)，成型后烘干形成膜片；

步驟3、將膜片裝入與該膜片外形相匹配的燒結(jié)模腔內(nèi)，將燒結(jié)溫度升至580℃，保溫30min，再升溫至1150℃，保溫90min，然后隨爐緩冷至室溫，最后取出膜片即得。

由于添加了碳纖維復(fù)合板，熱交換板的重量有所增加，為了減小熱交換板的重量，所述隔離條為中空隔離條3，如圖2至圖6所示，隔離條3通過真空釬焊的連接方式與上板1和下板2固定連接。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。