CN101307982B - 节能防爆烘干炉及其烘干监控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种节能防爆烘干炉及其烘干监控系统，该烘干炉具有炉体、加热元件、台车和烟囱，其中，炉体内设有加热腔体，其顶部装有循环热风机，加热元件位于加热腔体内，烟囱上套装有与加热腔体连通的预热套管，炉体底部装有台车升降机构。该烘干炉结构合理新颖，风路设计独特，而且配套有完备的烘干自动监控系统，因而具有热能利用率高，操作简便、省力，烘干速度快，使整个烘干过程处于有效的监控之下，始终保持最佳的运行状态，尤其是能有效地消除燃烧爆炸事故隐患，可靠地保证人身设备的安全。
Description
技术领域
本发明属于烘干设备技术领域，特别是用于高压电机、低压电机、变压器、小型电器等绕组浸渍绝缘漆后进行烘干的一种节能防爆烘干炉及其烘干监控系统。
背景技术
电机、电器设备类在完成线圈的组装后，一般要进行后期的绝缘处理。大多数企业采用的是真空-压力浸渍绝缘漆，绝缘漆为有溶剂绝缘漆、无溶剂绝缘漆。其中，有溶剂剂绝缘漆中的溶剂为二甲苯、酒精等，在进行烘干时，基本全部挥发出，逸出量不低于30％；无溶剂绝缘漆采用苯乙烯作为溶剂，其烘干逸出量在10～20％之间；酒精、二甲苯、苯乙烯均属于易燃易爆物质。在电机、电器后期浸渍绝缘漆烘干时，因为烘干处于高温环境(150-180℃)，为三种气体燃烧或者爆炸提供了条件，存在安全隐患。当烘干炉内存在的绝缘漆较多时，绝缘漆内的溶剂也就多，在炉内形成的易燃易爆气体就多。而此时易燃易爆气体不及时排出，偶遇火星、局部温度过高等因素，就会出现爆炸和燃烧的后果。
现有技术中的绝缘漆烘干炉，新鲜冷空气从炉体后部直接进入烘干炉内；炉内的废气经过过滤器过滤后，一部分直接排入大气中，另一部分通过循环风机进入炉内，但仍然含有易爆气体。因而此种绝缘漆烘干炉存在的缺陷是：
(1)加热管一般设置在炉体顶部，直接与炉内含有挥发易燃易爆气体的混合炉气相接触，其受热气体通过压风设备压向炉内底部，抽气烟囱设在炉体的中部，造成炉体内上下温度不均，炉内温度差常达40～50℃；8个角(裕称死角)局部温度最高，而且容易积聚大量的易燃易爆气体。由此可能酿成爆炸事故。
(2)对炉内的温度和压力缺乏有效的监测和控制调节。工件烘干过程中，若炉内温度过高，则将工件烤糊或者造成燃烧，过低影响烘干效率，若压力过高，则造成爆炸。工件烘干完毕后，若等炉内温度和压力缓慢降低后才打开炉门装卸工件，则等待时间过长，烘干效率太低；若过早打开炉门，则容易造成操作人员烫伤，生产安全性差。
(3)在烘干炉运行过程中，为降低炉内易燃易爆气体的浓度，需要加大废气的排出量。同时为维护炉内压力平衡，还需要进入大量的新鲜空气，从而造成大量的热能被废气带走，白白排入大气中；另一方面又需要对进入炉内的新鲜空气进行加热。两方面的作用造成烘干炉能耗比仅有15～30％(国家标准要求不低于30％)。
(4)传统的烘干炉对炉内的温度虽然显示，但无控制和报警自动断电等功能，炉内不可避免出现局部温度过高等问题。
(5)装载待烘干工件的台车通常是整体进入炉体内部，通过电机驱动或人力通过吊绳实现其进出，不仅操作不方便，而且劳动强度大，费工，费时、费力，影响工作效率。
发明内容
本发明的目的是提供一种使用安全可靠，节省能源，能够保证炉内温度均匀性和烘干炉工作温度的波动度，并能最大限度降低烘干炉内易燃易爆气体的防爆型节能型烘干炉。
本发明的另一个目的是提供一种能够有效保证易燃易爆气体在工作过程中浓度不超标；如果超标，系统能够自动判断并发出警告的烘干炉监控系统。
实现本发明的目的所采取的技术方案是：该烘干炉具有炉体、加热元件、台车和烟囱，其中，炉体内设有加热腔体，其顶部装有循环热风机，加热元件位于加热腔体内，烟囱上套装有与加热腔体连通的预热套管，炉体底部装有台车升降机构。
所述加热腔体是由炉体内壁与炉体内设置的内衬壁之间的间隙构成。
所述烟囱的下部通过集气管连接有排气支管，排气支管的数量为3～6个，均布于炉体顶部，并与炉体内腔连接并连通。
所述集气管的两端装有防爆膜。
所述炉体顶部两侧装有密闭的防爆接线盒，各加热元件的电源接头分组集中在防爆接线盒内，。
所述加热元件安装在炉体两侧的内壁上，相互并联连接。
所述加热腔体的热风出风口位于炉体的底部。
所述炉体的炉门及后侧壁上设有泄爆口，该泄爆口上通过铰连接有泄爆门，泄爆门与炉门之间通过磁力关闭密封，炉内压力高时，可自动泄压。
所述炉体的内壁采用抛光合金反射板，其折角结合处均采用圆弧过渡，炉体外壁与内壁之间装有保温棉。
所述炉体的底部设有支腿。
所述台车升降机构由伸缩气缸、升降支架和密封槽钢构成，伸缩气缸通过固定架安装在炉体的外侧壁上，升降支架通过铰轴与炉体相连接，密封槽钢的缘部设有密封条，台车升降机构的数量为3～9个。
所述预热套管的进气口低于烟囱的排气口。
所述烘干炉监控系统具有：
一个智能温度调节器，用于设置炉内温度控制值，接受、处理测温探头传输的信号，并发送指令信号给继电器；
一个固态继电器，用于接受智能温度调节器发送指令信号，并依此调节加热元件的功率。
一个无纸记录仪，通过信号传输线分别与测温探头、风压传感器及报警继电器连接，用于接受测温探头和风压传感器传送的炉内温度和风压信号，并进行处理和显示，并在出现异常时发送指令信号给报警继电器，进行报警；
一个风压传感器，装在炉体内，并通过信号传输线与无纸记录仪连接，用于采集烘干炉内风压信号；
10～20个测温探头，均布设置在炉体内腔的周侧，并通过信号传输线与智能温度调节器和无纸记录仪连接，用于采集各测温点的温度信号；
一个报警继电器，通过并通过信号传输线与无纸记录仪连接，用于异常报警；
一个声光报警器，通过并通过信号传输线与报警继电器连接，用于异常情况的声光报警。
按照上述方案制成的节能防爆烘干炉及其烘干监控系统，其有益效果为：
1)通过预热进风套管的采用，可使进入加热腔体的新鲜空气达到15℃左右，在加热烘干过程中，大大减少加热元器件的启动时间，从而使烘干炉的热能利用率由15～20％提高到70％左右，同时也使加热元器件的使用寿命大大延长。
2)该烘干炉设置了与炉内工作腔体隔离的加热腔体，使炉内含有易燃易爆物质的混合气体不与加热元器件直接接触，因而能够有效地消除因加热元器件部位局部温度过高而带来的爆炸隐患。
3)该烘干炉炉内热风从炉腔底部进入工作腔体，而且通过顶部设置的多个排气支管抽风，使整个工作腔体热风流通更加均匀，消除了工件烘干死角，将各部温差由现有技术的40～50℃减小到±2℃以内，从而使各处工件能够实现均衡加热烘干，不仅大大提高了烘干速度，而且也有效地避免了因炉内局部温度过高而引起的燃烧爆炸危险。
4)该烘干炉在炉门及与其对应的后炉壁上设置了泄爆门，并在集气管两端装有防爆膜，因而能有效地避免爆炸事故的突然发生，同时在烘干完成后可以加快泄压，仅此可使工作效率提高50％以上。
5)该烘干炉配套有完备的烘干自动监控系统，能够对整个烘干过程中炉内的温度和风压进行自动监测、显示、调节以及异常情况的声光报警，使全过程的工作状况处于有效的监控之下，使烘干炉始终保持最佳运行状态。
6)该烘干炉还采用了台车升降及密封装置，不仅能够减轻操作人员的劳动强度，提高工作效率，而且使工作腔体的密封性能更加完善可靠。
7)与现有技术相比，本发明的烘干炉及烘干监控系统还具有结构设计合理，功能齐备，操作简便，使用安全可靠，生产效率高等优点。
附图说明
图1是本发明节能防爆烘干炉的结构示意图；
图2是本发明加热元件的布设示意图；
图3是本发明防爆炉门的结构示意图；
图4是本发明台车升降机构的结构示意图；
图5是本发明的测温点在烘干炉内的分布图；
图6是本发明的监控系统图；
图7是本发明的工作流程图。
具体实施方式
参看图1、图2，本发明的节能防爆烘干炉具有带保温棉炉体内壁3-4的箱式炉体3、多排平行布设在炉体内壁3-4上的加热管4，位于炉体内腔底部并可进出的承重台车2和位于炉体顶部上方的烟囱7。其中，炉体内设有内衬壁3-3，该内衬壁3-3与炉体内壁3-4之间的间隙形成加热腔体3-2，加热管4位于炉体两侧壁的加热腔体3-2内，加热腔体3-2与炉体3的底部对应位置设有热风出风口3-1，使经过加热腔体3-2加热的新鲜空气从炉体内腔底部的热风出风口3-1进入炉体内腔，对炉内各部的工件进行均匀的烘干，同时使炉内各个区域的温度一致，其温差不大于±2℃，加热腔体3-2的顶部装有至少2个以上循环热风机5。本发明的炉体内壁3-4采用抛光合金反射板制成，以增强炉体3的保温性能，炉体3的内壁折角结合处均采用圆弧过渡，以便减小加热腔体3-2内气体的流通阻力。烟囱7的下部通过集气管10连接有均布于炉体顶部并与炉体内腔连通的3～6个排气支管11，可使炉内的废气均匀的通过排气支管11及烟囱7排出，同时能进一步增强炉体内腔各部温度的均匀性。集气管10的两端装有防爆膜9，当炉体内腔的气体压力超过设定的防爆膜耐受压力时，则防爆膜9将自动破坏，炉内气体由此处泄出，从而达到自动泄压，防止爆炸的目的。烟囱7和集气管10及排气支管11上整体套装有与加热腔体3-2连通的密闭的预热套管6，该预热套管6的上部设有进风口，进风口的位置低于烟囱7的排烟口，以避免烟囱排出的废气进入预热套管6内。在循环热风机5的运行压力作用下，新鲜空气由预热套管6的进风口进入，并经过烟囱7对其内废气所含热能的传导，可使其温度接近炉体内腔的温度，加热管4不需频繁的启动，即可保证炉内的工作温度，从而大大降低能源消耗，并可大大延长加热管4的使用寿命。炉体3的顶部两侧位置装有密闭的防爆接线盒8，各加热管4的电源接头分组集中在防爆接线盒8内，可以杜绝因接线不良引起打火而导致的废气爆炸事故，并可对各个加热管4的供电功率进行分组调节控制。
参看图3，在炉体3上通过炉门铰链301连接有炉门304，该炉门及与炉门对应的后壁上均设有泄爆口，泄爆口部位通过铰链303连接有泄爆门302，泄爆门302与炉门304之间通过磁力关闭密封，当炉内压力超过设定的关闭磁力时，泄爆门302可自动开启，泄除炉内压力，从而可靠地防止爆炸事故的发生。同时，在炉内的工件烘干完毕后也可方便地打开泄爆门302，使炉内迅速地泄压降温，大大缩短等待时间，提高烘干效率，而且能够可靠地保证操作人员的人身安全。
结合图1参看图4，在炉体3的底部设有3～9个台车升降机构，分别排列布置在炉体的左右两侧及后侧，该机构由伸缩气缸405、升降支架403和密封槽钢402构成，伸缩气缸405通过固定架406安装在炉体3的外侧壁上，升降支架403通过铰轴404与炉体3相连接，密封槽钢402的缘部设有炉体密封条401，同时，在炉体3的底部设有高于台车2的炉体支腿1。当台车2进入炉内工作位置后，启动伸缩气缸405，并通过升降支架403的作用，密封槽钢402的内缘将台车2升高，而当密封槽钢402的外缘与炉体3的下缘接触后，则伸缩气缸405动作停止，密封槽钢402内缘部的炉体密封条401将炉体与台车2结合部位的缝隙全部密封，如此既能保证炉内腔体良好的密闭状态，又可防止台车2的底面及行走、驱动器件受热变形和损坏，从而大大延长台车2的使用寿命，增强其使用的可靠性。标号407是气缸泵，标号408是驱动电机。
参看图6，为了确保烘干过程的安全可靠性，本发明的防爆烘干炉配有完备的烘干监控系统，该系统由PXR9智能温度调节器602、SSR固态继电器605、EN880无纸记录仪604、报警继电器603、声光报警器601、风压传感器607和10～20个热电阻测温探头606组成。其中，热电阻测温探头606均匀布设在炉体内腔的左右两侧、顶部和后侧的测温点501上(参见图5)，用于实时采集炉内各个区域的温度及信号，并分别将采集的温度信号通过信号传输线送至PXR9智能温度调节器602和EN880无纸记录仪604；风压传感器607置于炉体3的内腔中，用于实时采集炉内的气压信号，并通过信号传输线送至EN880无纸记录仪604；PXR9智能温度调节器602通过信号传输线分别与SSR固态继电器605和各热电阻测温探头606连接，用于接受、转换和处理各热电阻测温探头606采集的温度信号，并与设定的温度控制值范围进行比较，当出现差异时，即发送指令信号给SSR固态继电器605，实现对炉内各部温度的分别调节控制；SSR固态继电器605通过导电线路分别与各个加热管4连接，用于接受PXR9智能温度调节器602的指令，并依照指令分别对每个加热管4的供电功率进行分组调节控制。由此将炉内各部温差控制在±2℃以内；EN880无纸记录仪604通过信号传输线分别与风压传感器607、各个热电阻测温探头606连接，用于设定温度和风压报警值，接受由风压传感器607和各个热电阻测温探头606采集的信号，并与设定的报警值进行比较判断，当达到报警极限值时，即发送信号给报警继电器603进行报警；声光报警器601通过导电线路与报警继电器601连接，并在报警继电器601的控制下进行声光报警显示。
参看图7，本发明节能防爆烘干炉及烘干监控系统的工作流程是：在进行工件烘干时，首先打开炉门304，启动台车升降机构，在伸缩气缸405的作用下，使炉体3的密封槽钢402松开并降至最低位置，承重台车2的滚轮接触地面，启动台车驱动电机408，使台车2移出炉腔，将待烘干工件装载台车面板上，再将台车2移动送进炉腔到达工作位置，而后操纵伸缩气缸405，使台车2举起，炉体密封槽钢402到达密封位置，关闭炉门，即完成烘干的准备工作。然后，启动排烟引风机(图中未示)和循环热风机5，开启加热管4的电源，即开始加热烘干。与此同时，PXR9智能温度调节器602通过热电阻测温探头606对炉内温度开始监控，当炉内温度达到设定值时，PXR9智能温度调节器602即通过SSR固态继电器605控制加热管4停止加热，并在其监控下进行保温；当某一区域的热电阻测温探头606测得温度过低时，则PXR9智能温度调节器602通过SSR固态继电器605控制该区域的加热管4加热升温，反之则停止加热降温，由此将炉内各部温度控制在设定的温度值范围内。直至烘干完成，则可关闭加热、监控、引风机、循环热风机电源，然后可打开泄爆门302进行泄压，待炉内压力降至常压时，即可打开炉门304，操作台车2的升降机构放下台车2，并将其移出炉内腔体，卸出工件，即完成一次烘干工作。
在对工件烘干的过程中，自动报警系统通过EN880无纸记录仪604可实时显示炉内的温度和压力，当出现异常时，声光报警器601则会自动报警，并自动停止加热。
Claims (7)
1.一种节能防爆烘干炉，具有炉体、加热元件、台车和烟囱，其特征在于：炉体内设有内衬壁，该内衬壁与炉体内壁之间的间隙形成加热腔体，加热腔体的顶部装有循环热风机，加热腔体的热风出风口位于炉体底部，加热元件位于加热腔体内，烟囱的下部通过集气管连接有均布于炉体顶部并与炉体内腔连通的排气支管，烟囱上套装有与加热腔体连通的预热套管，预热套管的上部设有进气口，该进气口的位置低于烟囱的排气口，所述集气管的两端装有防爆膜，炉体顶部两侧装有密闭的防爆接线盒，各加热元件的电源接头分组集中在防爆接线盒内，炉体底部装有台车升降机构，炉体的炉门及后侧壁上设有用于自动卸压的泄爆口，该泄爆口铰接装有泄爆门，泄爆门与炉门之间通过磁力关闭密封。
2.根据权利要求1所述的节能防爆烘干炉，其特征在于：所述排气支管的数量为3～6个。
3.根据权利要求1所述的节能防爆烘干炉，其特征在于：所述加热元件安装在炉体两侧的内壁上，相互并联连接。
4.根据权利要求1所述的节能防爆烘干炉，其特征在于：所述炉体的内壁采用抛光合金反射板，其折角结合处均采用圆弧过渡，炉体外壁与内壁之间装有保温棉。
5.根据权利要求1所述的节能防爆烘干炉，其特征在于：所述炉体的底部设有支腿。
6.根据权利要求1所述的节能防爆烘干炉，其特征在于：所述台车升降机构由伸缩气缸、升降支架和密封槽钢构成，伸缩气缸通过固定架安装在炉体的外侧壁上，升降支架通过铰轴与炉体相连接，密封槽钢的缘部设有密封条，台车升降机构的数量为3～9个。
7.一种用于权利要求1所述的节能防爆烘干炉的监控系统，其特征在于：该系统具有：
一个智能温度调节器，用于设置炉内温度控制值，接受、处理测温探头传输的信号，并发送指令信号给继电器；
一个固态继电器，用于接受智能温度调节器发送的指令信号，并依此调节加热元件的功率；
一个无纸记录仪，通过信号传输线分别与测温探头、风压传感器及报警继电器连接，用于接受测温探头和风压传感器传送的炉内温度和风压信号，并进行处理和显示，并在出现异常时发送指令信号给报警继电器，进行报警；
一个风压传感器，装在炉体内，并通过信号传输线与无纸记录仪连接，用于采集烘干炉内风压信号；
10～20个测温探头，均布设置在炉体内腔的周侧，并通过信号传输线与智能温度调节器和无纸记录仪连接，用于采集各测温点的温度信号；
一个报警继电器，通过信号传输线与无纸记录仪连接，用于异常报警；
一个声光报警器，通过信号传输线与报警继电器连接，用于异常情况的声光报警。
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