一种真空冷冻干燥箱的制作方法

本发明涉及一种真空冷冻干燥箱，尤其涉及一种适用于制备纳米氧化铜粉末或纳米银粉或纳米二氧化钛等纳米粉体的真空冷冻干燥箱。

背景技术：

现有的真空冷冻干燥箱将盛放溶液冻结物的托盘直接放置在搁板上，通过搁板升温将其加热，本层搁板透过托盘底板和下部冻结层向升华表面传导热量，在冻结层内形成了一个由下向上的温度梯度，紧贴托盘底板的冻结层处温度最高，当搁板温度过高时容易使冻结层底部发生熔化或底部首先发生升华，产生的水蒸气将上部整个冻结层托起而离开容器底面的现象，为了防止冻结层熔化，一般采用低温缓慢升华的工艺，导致升华干燥的时间长，能耗多，而且由于搁板温度分布不均匀，干燥箱内蒸汽压力分布不均匀，存在冻干产品干燥程度不均匀的缺陷。

技术实现要素：

针对上述技术问题，本发明提出了一种新型的真空冷冻干燥箱，可适用于制备纳米氧化铜粉末或纳米银粉或纳米二氧化钛等纳米粉体，解决搁板温度分布不均匀，干燥箱内蒸汽压力分布不均匀，导致冻干产品干燥程度不均匀、升华干燥时间长的技术难题。

上述适用于制备纳米粉体的真空冷冻干燥箱，包括干燥箱体、箱门、搁板、压力表，所述干燥箱体的内壁表面涂覆有保温层，在所述干燥箱体内部均匀地设置多层所述搁板，所述搁板具有上板、下板和四周的侧板，构成空心夹层，所述上板为一平板，平板上表面设有绝热涂层，所述下板为一曲面板，呈一凸出的弧形面，所述曲面板的外壁表面设有辐射涂层，所述空心夹层内由上至下均匀设置了三层多孔网板，所述多孔网板为一平板，平板上均匀布置了多排贯穿孔，上层多孔网板与中间层多孔网板的多排贯穿孔之间彼此相互交错设置，中间层多孔网板与下层多孔网板的多排贯穿孔之间彼此相互交错设置，在所述曲面板的内壁上垂直均匀设置了多根肋板，所述肋板的高度低于所述曲面板内壁表面与下层多孔网板之间的垂直距离，所述搁板的一端侧壁上开设有传热介质入口，另一端侧壁上开设有传热介质出口，所述传热介质入口设置在所述上板与上层多孔网板之间，所述传热介质出口设置在所述下板与下层多孔网板之间，在所述干燥箱体的顶部和底部中央分别开设有呈条形的抽气口，所述抽气口通过风管与真空抽气泵连接，在靠近抽气口的所述风管上各安装一个压力表，通过plc控制器控制所述真空抽气泵工作，保证两个所述压力表的实时数值基本相同。

其中，所述绝热涂层采用纳米耐高温绝热涂料或聚苯乙烯保温材料。

其中，所述辐射涂层采用通过阳极氧化工艺形成的厚度为几微米至几十微米的氧化膜，或采用碳化硅涂层或纳米碳球。

其中，在所述干燥箱体内部均匀设置6层所述搁板。

其中，所述纳米粉体包括纳米氧化铜粉末或纳米银粉或纳米二氧化钛。

其中，每层搁板的所述传热介质入口都通过支管与传热介质流体总管连通，所述传热介质出口都通过支管与传热介质流体回管连通。

其中，还包括托盘，将盛放纳米粉体浆液冻结物的所述托盘直接放置在所述搁板上，接受上一层搁板的曲面板的热辐射而升华。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

搁板内部传热介质流动均匀，搁板的温度分布均匀，干燥箱内部的水蒸气压力分布均匀，所获得的冻干产品干燥程度均匀、升华干燥时间短，提高了干燥质量和效率。

附图说明

图1为真空冷冻干燥箱结构示意图；

图2为搁板的结构示意图；

图3为上下两层多孔网板的贯穿孔排布方式示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

一种真空冷冻干燥箱，如图1所示，包括干燥箱体1、箱门、搁板2、压力表3，在干燥箱体1内部均匀地设置了6层搁板2；如图2所示，所述搁板2具有上板4、下板5和四周的侧板6，构成了空心夹层，所述上板4为一平板，平板上表面设有绝热涂层，该绝热涂层采用纳米耐高温绝热涂料或聚苯乙烯保温材料；所述下板5为一曲面板，呈一凸出的弧形面，所述曲面板的外壁表面设有辐射涂层，该辐射涂层采用通过阳极氧化工艺形成的氧化膜，厚度为几微米至几十微米，或采用碳化硅涂层或纳米碳球。下板5设成凸面增加了辐射面积，提高了表面辐射率，有利于整体增强热辐射。

如图2所示，所述空心夹层内由上至下均匀设置了三层多孔网板7，在所述曲面板的内壁上垂直均匀设置了多根肋板8，所述肋板8的高度低于所述曲面板内壁表面与下层多孔网板7之间的垂直距离，肋板8的设置加强了传热介质与搁板2的曲面板之间的热传递。如图1和图2所示，所述搁板2的一端侧壁上开设有传热介质入口，另一端侧壁上开设有传热介质出口，所述传热介质入口设置在所述上板4与上层多孔网板7之间，所述传热介质出口设置在所述下板5与下层多孔网板7之间，每层搁板2的所述传热介质入口都通过支管与传热介质流体总管连通，所述传热介质出口都通过支管与传热介质流体回管连通。

在所述干燥箱体1的顶部和底部中央分别开设有呈条形的抽气口，所述抽气口通过风管与真空抽气泵连接，在靠近抽气口的所述风管上各安装一个压力表3，通过plc控制器控制所述真空抽气泵工作，保证两个所述压力表3的实时数值基本相同。在干燥箱体1顶部和底部中央都设置了抽气口，并由plc控制器控制两个真空抽气泵工作以确保干燥箱体1顶部和底部的压力基本相同，避免箱内上下部的水蒸气压力分布不均匀。

如图3所示，所述多孔网板7为一平板，平板上均匀布置了多排贯穿孔，上下两层多孔网板7之间的贯穿孔9排布彼此相互交错设置，具体地，上层多孔网板7与中间层多孔网板7的多排贯穿孔9之间彼此相互交错设置，中间层多孔网板7与下层多孔网板7的多排贯穿孔9之间彼此相互交错设置。由于在搁板2内部均匀设置了三层多孔网板7，上下两层多孔网板7之间的贯穿孔9排布彼此相互交错设置，当传热介质由入口进入上板4与上层多孔网板7之间的流体通道时，在三层多孔网板7以及交错排布的贯穿孔9的引导下，传热介质流动变得均匀，从而使得搁板的热量更加均匀。

为减少热量流失，在干燥箱体1的内壁表面涂覆有保温层。

上述真空冷冻干燥箱可用于制备纳米氧化铜粉末或纳米银粉或纳米二氧化钛等纳米粉体。由于为非热敏性物质，可以接受更高的温度，将盛放纳米粉体浆液冻结物的托盘直接放置在搁板2上，搁板2的上板设有绝热涂层，即使采用更高的温度也能使冻结层的底面不受热，热量完全由上一层搁板2的曲面板的热辐射而达到升华前沿。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种适用于制备纳米粉体的真空冷冻干燥箱，包括在干燥箱体内部均匀地设置多层搁板，搁板具有上板、下板和四周的侧板，构成空心夹层，上板为一平板，平板上表面设有绝热涂层，下板为一曲面板，呈一凸出的弧形面，曲面板的外壁表面设有辐射涂层，空心夹层内由上至下均匀设置了三层多孔网板，多孔网板为一平板，平板上均匀布置了多排贯穿孔，上下两层多孔网板之间的贯穿孔排布彼此相互交错设置，在曲面板的内壁上垂直均匀设置了多根肋板，在干燥箱体的顶部和底部中央分别开设有呈条形的抽气口，抽气口通过风管与真空抽气泵连接，通过PLC控制器控制真空抽气泵工作，保证干燥箱内部的水蒸气压力分布均匀。本发明所获得的冻干产品干燥程度均匀、升华干燥时间短，提高了干燥质量和效率。

技术研发人员：梁晶晶
受保护的技术使用者：马鞍山松鹤信息科技有限公司
技术研发日：2018.06.21
技术公布日：2018.12.11