CN101408371A - 热板式连续真空干燥系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种热板式连续真空干燥系统。其包括主机，该主机筒体，筒体内设有主轴，筒体的内壁设有床体支架，床体支架上设有多层板式夹套加热装置；主轴穿过各层板式夹套加热装置的中心孔，且设于筒体的顶部和底部之间；板式夹套加热装置的上端面为盛料面，主轴设有多个支臂，支臂的下端面上设有翻料板；所述板式夹套加热装置为板式夹套壳体，其内设有导热管路；所述的多层板式夹套加热装置自上而下至少分为高温层组、中温层组、低温层组和冷却层组。本发明采用组合式加热系统，将干燥与冷却并用，由此减少工艺环节，大大提高了生产效率和生产能力。同时，本发明的干燥系统能实现连续真空进出料、溶剂回收和有害气体的处理。

Description

热板式连续真空干燥系统

技术领域

本发明涉及一种热板式连续真空干燥系统。

背景技术

中国专利文献公开号：CN1089351公开了一种多层圆盘连续真空干燥器，主要由外壳、圆盘、传动轴、刀盘、刀架、刮刀等组成，利用多层圆盘与多层刮刀组合，使物料有规则动态接触受热面，受热均匀，连续操作，可用于粉粒物料干燥的场合。

上述现有技术的不足之处在于：所述的各层圆盘都采用同一干燥温度，对于一些易氧化的物料、低熔点热敏性物料以及含有有机溶媒或有毒有害溶剂的不粘结粉状、结晶体和无定形物料，上述干燥器无法进行连续真空干燥，因为其无法解决易氧化物料的抗氧化问题，低熔点热敏性物料的返潮、粘连的问题，同时也无法处理含有有机溶媒或有毒有害溶剂的回收处理和对废气进行除尘等问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种热板式连续真空干燥系统，以方便对各类物料进行连续真空干燥。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种热板式连续真空干燥系统，包括主机，其包括筒体，筒体内设有主轴，筒体的内壁设有床体支架，床体支架上设有多层板式夹套加热装置；主轴穿过各层板式夹套加热装置的中心孔，且设于筒体的顶部和底部之间；板式夹套加热装置的上端面为盛料面，所述主轴上于各盛料面上方设有多个支臂，支臂的下端面上设有翻料板；所述板式夹套加热装置为板式夹套壳体，其内设有导热管路，使盛料面与加热系统构成一整体，结构紧凑、占地面积小，同时利于降低能耗，提高热效率；所述的多层板式夹套加热装置自上而下至少分为高温层组、中温层组、低温层组和冷却层组；高温层组中的板式夹套加热装置的内置导热管路与高温源管路相连，中温层组中的板式夹套加热装置的内置导热管路与中温源管路相连，低温层组中的板式夹套加热装置的内置导热管路与低温源管路相连，冷却层组中的板式夹套加热装置的内置导热管路与冷却源管路相连。高温层组、中温层组、低温层组和冷却层组构成组合式加热系统，使加热干燥步骤、保温步骤和冷却步骤在同一干燥主机中完成，将干燥与冷却并用，是在预测某一盛料面上的物料湿度已经达到成品含湿量标准要求时，确定下一层的传热介质改用冷却介质，通过冷却介质的传导冷却，使成品物料含热量降低直至成品出料，直接进入成品包装工艺，由此减少工艺环节，大大提高了生产效率和生产能力。

所述高温源管路提供的温度范围为0～200℃，中温源管路提供的温度范围为0～150℃，低温源管路提供的温度范围为0～80℃，冷却源管路提供的温度范围为-10～11℃。

所述主轴由带主变频电机的传动减速机传动，筒体顶部设有可调速的真空进料器，真空进料器底部设有布料器，筒体的底部出口设有可调速的真空出料器和湿度传感器；筒体上端设有真空罩，真空罩上设有抽真空口，抽真空口与一冷凝器的入口相连，冷凝器的底部出口与一对缓冲罐的入口相连，各缓冲罐的出口与一真空泵的吸气口相连，真空泵的排气口连接有除尘吸收装置；真空泵的吸气口上还设有气压变送器。

为保证物料成品质量，采用湿度传感器在线对工艺生产过程中的物料干燥含湿度进行监测，通过实测数据反馈，实施对主轴、真空进料器和真空出料器进行变频无级调速，主轴的速度控制和物料进出速度的调节，可有效地控制干燥物料的物流量，即：当筒体内含湿量较高，则应降低主轴、进出料速度；反之，当筒体内含湿度趋于平稳或较低时，则可保持或加快主轴、进出料速度，从而确保产品质量和生产安全。

另外，采用夹套传热技术，其传热介质不与物料直接接触，在真空状态下对易氧化物料的除湿干燥极为有利，通过传热介质的温度调节，更有利于低熔点热敏性物料的干燥。为满足不同用途的选择及物料要求，传热介质可分别选用蒸汽，导热油，过热蒸汽、热水和汽水混合物；对于需要冷却的生产工艺，其冷却介质可分别选用冷却水，冷冻水，冷冻液或风冷却等，以满足低熔点热敏性物料的干燥冷却。

上述技术方案中，该干燥系统还包括自动控制系统，其包括：PLC、与PLC相连的触摸屏、与PLC相连的变频器控制模块；变频器控制模块与所述主变频电机、真空出料器和真空进料器相连，高温源管路、中温源管路、低温源管路和冷却源管路即4根温源管上都设有与PLC相连的温源温度传感器和温源管路控制阀，湿度传感器、气压变送器和真空泵与PLC相连。

所述PLC根据所述各温源温度传感器检测4根温源管的温度，并根据由触摸屏输入的预设温度数据通过控制各温源管路控制阀依次控制所述4根温源管的温度，使4根温源管上的温度保持在预设温度值。

所述PLC根据所述湿度传感器和气压变送器测得的湿度和真空压力，通过所述变频器控制模块控制所述主变频电机的转速和真空泵的开闭；其中，当所测得的湿度大于预设值时，PLC通过所述变频器控制模块控制所述主变频电机加快转速；反之，则控制所述主变频电机降低转速。当所测得的真空压力大于0.096MPa时，PLC通过所述变频器控制模块控制所述真空泵工作，直至所述真空压力小于0.096MPa时止。

采用真空连续进出料技术，可在密闭式的真空状态下，即真空度为0.080MPa-0.096MPa的正常工作状态下，能保持正常生产的进料与出料，确保产业化生产的连续性，克服现代真空干燥技术以间歇操作带来工艺环节多，热效率或干燥强度低以及生产效率低的问题。

所述PLC根据由触摸屏输入的待干燥物料的密度，控制真空出料器和真空进料器的相应转速，并使待干燥物料的密度与真空出料器和真空进料器的相应转速成正比，以使确保单位时间的产量基本固定。

所述PLC控制真空进料器进行连续真空进料，并通过布料器使待干燥的物料均匀铺设于所述的各盛料面上，同时控制主轴旋转并带动支臂的翻料板将待干燥的物料进行翻料。

所述的板式夹套加热装置按直径大小分为小盘与大盘，且小盘与大盘间隔设置，大盘中央具有落料口；各小盘上方的所述翻料板具有由内向外倾斜的夹角，以使在通过翻料板翻料时将物料向外推并使物料落入大盘；各大盘上方的所述翻料板具有由外向内倾斜的夹角，以使在通过翻料板翻料时将物料向内推并通过所述落料口使物料落入大盘；支臂上于所述翻料板的一侧设有压轮，在压轮上设有刮料装置。

当工作时，通过连续真空进料，使被干燥物料铺设于板式料盛料面，在热介质传热过程中，主轴旋转带动支臂的翻料板在料层面将铺设的物料进行翻料，促进湿份气化蒸发，提高生产能力。为了达到垂直进料和出料的目的，板式盛料装置(也即板式夹套加热装置)按其直径分别设计为小盘与大盘，且小盘与大盘间隔设置，即在真空密封的筒体顶部安装小盘再安装大盘，以此顺序间隔安装；当生产时，主轴带动翻料板翻料时，当第一层的小盘上的物料随着翻料动作，并将其推向料盘(即盛料面)的边缘，随之跌落于第二层的大盘，为了达到翻料和推料作用，其翻料板在安置时可调整一定夹角，在小盘运动过程，可将物料有内向外推，以致物料由小盘被推之第二大盘，而在第二大盘，其翻料板则有外部将物料推向内部，最终物料由内部逐渐向第三层的小盘跌落，以此各层翻落和翻料板对各层物料的不断翻料，使被干燥物料的含湿面不断更新，促进物料湿份或有机溶媒的气化，由此提高蒸发强度，湿物料经持续翻料更新物表面，对确保成品含水量一致具有积极作用。

基于被干燥物料其形态的不确定性，支臂上于所述翻料板的一侧设有压轮，在压轮下方设有刮料装置；在运动时，有压轮的负荷加以对结晶体物料和假团聚球状物料的碾研，使其得以粉碎，带湿料在碾研中将有可能粘于压轮，而刮料装置可将料面与压轮上粘料刮除。

所述的一对缓冲罐为第一缓冲罐和第二缓冲罐，第一缓冲罐和第二缓冲罐的入口分别设有与PLC相连的第一进液阀和第二进液阀，第一缓冲罐和第二缓冲罐的出口分别设有与PLC相连的第一溢气阀和第二溢气阀，第一缓冲罐和第二缓冲罐的底部分别设有与PLC相连的第一放液阀和第二放液阀；第一溢气阀和第二溢气阀依次经放空阀和止回阀与所述真空泵的吸气口相连；第一缓冲罐和第二缓冲罐内还分别设有与PLC相连的第一液位计和第二液位计；PLC控制第一进液阀、第一溢气阀和第二放液阀开启时，同时控制第二进液阀、第二溢气阀和第一放液阀闭合；此时，若PLC通过第一液位计测得第一缓冲罐内的液位将满时，PLC控制第一进液阀、第一溢气阀和第二放液阀闭合，同时控制第二进液阀、第二溢气阀和第一放液阀开启。为满足生产环境的洁净生产，减少环境污染，节约生产成本，采用冷凝器和缓冲罐对溶媒类物料中的溶剂进行回收利用，以节约资源，减少生产运行成本，增加企业经济效益。所述除尘吸收装置用于对在生产工艺中释放有害气体进行吸收，除尘吸收装置内设有喷淋洗涤装置，则通过抽真空技术结合喷淋洗涤除尘技术，实现对有害气体的中除尘，由此改善生产环境，减少环境污染，确保安全生产，生产环境的改善和洁净生产，符合制药行业GMP的质量规范。

本发明具有积极的效果：(1)本发明的热板式连续真空干燥系统可提高生产效率、降低能耗、确保生产安全，且能实现连续真空进出料、溶剂回收和有害气体的处理。(2)本发明中，圆盘式盛料面就为夹套传热装置的上平面，通过热介质的辐射传热与盛料的被干燥物料实现传热传质热交换，圆盘式盛料面及其传热装置构成一体，结构紧凑，占地面积小，可降低能源消耗并提高热效率。(3)本发明中，采用翻料板进行翻料，是为了保证板面物料的受热均匀。采用压轮进行压料，是为了保证板面料层的厚度均匀性。采用刮料装置进行刮料，是为了保证降低板面物料残存量。(4)本发明中，真空进料或出料器为圆柱形壳体，在且上下两端贯穿设置有旋转叶片，相邻的旋转叶片之间形成仓格，在壳体的内壁设置有密封层，其在保证轴向密封的同时，还能保证星形转子低速旋转输送物料，凭借矩形密封块自动调节压紧，又能形成有效的径向迷宫式密封，从而减少了动态和静态的气体泄漏量，达到锁气作用，确保密闭状态下的真空度和连续供料和出料，在真空意义上实现了真空干燥能连续生产的目的。(5)本发明中，物料中的溶剂为易燃易爆介质，本发明的整个干燥系统须具有良好的气密性，整机系统内的气体泄漏率不得大于10％，溶剂回收技术的实施是将生产工艺中的被真空抽出的气化有机溶剂，经冷凝器使溶剂冷却至露点，从而回收利用。

附图说明

图1为实施例中的热板式连续真空干燥系统的主机的结构示意图。

图2为实施例中的热板式连续真空干燥系统的结构示意图。

图3为图1的A-A剖面视图。

图4为图1的B-B剖面视图。

图5为图3的局部放大结构示意图。

图6为实施例中的热板式连续真空干燥系统的自动控制系统的框图。

具体实施方式

(实施例1)

见图1-6，本实施例的热板式连续真空干燥系统包括：主机、自动控制系统、冷凝器30、一对缓冲罐32、真空泵37和除尘吸收装置38。

主机具有筒体1，筒体1内设有主轴2，筒体1的内壁设有床体支架1-1，床体支架1-1上设有6层(也可以是4-26层的任意值)板式夹套加热装置3；主轴2穿过各层板式夹套加热装置3的中心孔，且设于筒体1的顶部和底部之间；板式夹套加热装置3的上端面为盛料面3-1，所述主轴2上于各盛料面3-1上方设有四个支臂4(其他实施例中可以是2-6个支臂4)，支臂4的下端面上设有锯齿形的翻料板4-1；翻料板4-1的底部距盛料面3-1为3-8mm。

所述板式夹套加热装置3为板式夹套壳体，其内设有导热管路；所述的6层板式夹套加热装置3自上而下至少分为高温层组、中温层组、低温层组和冷却层组；高温层组中的板式夹套加热装置3的内置导热管路与高温源管路10相连，中温层组中的板式夹套加热装置3的内置导热管路与中温源管路9相连，低温层组中的板式夹套加热装置3的内置导热管路与低温源管路8相连，冷却层组中的板式夹套加热装置3的内置导热管路与冷却源管路7相连。(其他实施例中，所述板式夹套加热装置3可以是10层、16层、24层、30层等。)

所述高温源管路10提供的温度范围为0～200℃，中温源管路9提供的温度范围为0～150℃，低温源管路8提供的温度范围为0～80℃，冷却源管路7提供的温度范围为-10～11℃。

所述主轴2由带主变频电机6的传动减速机16传动，筒体1设有可调速的真空进料器15，进料器15底部设有布料器17，筒体1的底部出口设有可调速的真空出料器14和湿度传感器5；筒体1上端设有真空罩19，真空罩19上设有抽真空口18，抽真空口18与一冷凝器30的入口相连，冷凝器30的底部出口与一对缓冲罐32的入口相连，各缓冲罐32的出口与一真空泵37的吸气口相连，真空泵37的排气口连接有除尘吸收装置38；真空泵37的吸气口上还设有气压变送器36。

图1中，主机还包括：设于真空罩19上的观察孔13，所述的板式夹套加热装置3按直径大小分为小盘与大盘，且小盘与大盘间隔设置，大盘中央具有落料口3-2；各小盘上方的所述翻料板4-1具有由内向外倾斜的夹角，以使在通过翻料板4-1翻料时将物料向外推并使物料落入大盘；各大盘上方的所述翻料板4-1具有由外向内倾斜的夹角，以使在通过翻料板4-1翻料时将物料向内推并通过所述落料口3-2使物料落入大盘；支臂4上于所述翻料板4-1的一侧设有压轮4-2，在压轮上设有刮料装置。

所述自动控制系统包括：PLC20、与PLC20相连的触摸屏21、与PLC20相连的变频器控制模块25；变频器控制模块25与所述主变频电机6、真空出料器14和真空进料器15相连；高温源管路10、中温源管路9、低温源管路8和冷却源管路7即4根温源管上都设有与PLC20相连的温源温度传感器11和温源管路控制阀12，所述湿度传感器5、气压变送器36和真空泵37与PLC20相连。

所述PLC20根据所述各温源温度传感器11检测4根温源管的温度，并根据由触摸屏21输入的预设温度数据通过控制各温源管路控制阀12依次控制所述4根温源管的温度。

所述PLC20根据所述湿度传感器5和气压变送器36测得的湿度和真空压力，通过所述变频器控制模块25控制所述主变频电机6的转速和真空泵37的开闭；其中，当所测得的湿度大于预设值时，PLC20通过所述变频器控制模块25控制所述主变频电机6加快转速；反之，则控制所述主变频电机6降低转速。

所述PLC20根据由触摸屏21输入的待干燥物料的密度，控制真空出料器14和真空进料器15的相应转速，并使待干燥物料的密度与真空出料器14和真空进料器15的相应转速成正比，以使出料速度固定。

所述PLC20控制真空进料器15进行连续真空进料，并通过布料器17使待干燥的物料均匀铺设于所述的各盛料面3-1上，同时控制主轴2旋转并带动支臂4的翻料板4-1将待干燥的物料进行翻料。

所述的一对缓冲罐32为第一缓冲罐和第二缓冲罐，第一缓冲罐和第二缓冲罐的入口分别设有与PLC20相连的第一进液阀a和第二进液阀b，第一缓冲罐和第二缓冲罐的出口分别设有与PLC20相连的第一溢气阀c和第二溢气阀d，第一缓冲罐和第二缓冲罐的底部分别设有与PLC20相连的第一放液阀e和第二放液阀f；第一溢气阀c和第二溢气阀d依次经放空阀34和止回阀35与所述真空泵37的吸气口相连；第一缓冲罐和第二缓冲罐内还分别设有与PLC20相连的第一液位计g和第二液位计h。

PLC20控制第一进液阀a、第一溢气阀c和第二放液阀f开启时，同时控制第二进液阀b、第二溢气阀d和第一放液阀e闭合；此时，若PLC20通过第一液位计g测得第一缓冲罐内的液位将满时，PLC20控制第一进液阀a、第一溢气阀c和第二放液阀f闭合，同时控制第二进液阀b、第二溢气阀d和第一放液阀e开启。

Claims (10)

1、一种热板式连续真空干燥系统，包括主机，其特征在于：该主机包括：筒体(1)，筒体(1)内设有主轴(2)，筒体(1)的内壁设有床体支架(1-1)，床体支架(1-1)上设有多层板式夹套加热装置(3)；主轴(2)穿过各层板式夹套加热装置(3)的中心孔，且设于筒体(1)的顶部和底部之间；板式夹套加热装置(3)的上端面为盛料面(3-1)，主轴(2)上于各盛料面(3-1)上方设有多个支臂(4)，支臂(4)的下端面上设有翻料板(4-1)；板式夹套加热装置(3)为板式夹套壳体，其内设有导热管路；

所述的多层板式夹套加热装置(3)自上而下至少分为高温层组、中温层组、低温层组和冷却层组；高温层组中的板式夹套加热装置(3)的内置导热管路与高温源管路(10)相连，中温层组中的板式夹套加热装置(3)的内置导热管路与中温源管路(9)相连，低温层组中的板式夹套加热装置(3)的内置导热管路与低温源管路(8)相连，冷却层组中的板式夹套加热装置(3)的内置导热管路与冷却源管路(7)相连。

2、根据权利要求1所述的热板式连续真空干燥系统，其特征在于：所述高温源管路(10)提供的温度范围为0～200℃，中温源管路(9)提供的温度范围为0～150℃，低温源管路(8)提供的温度范围为0～80℃，冷却源管路(7)提供的温度范围为-10～11℃。

3、根据权利要求1所述的热板式连续真空干燥系统，其特征在于：所述主轴(2)由带主变频电机(6)的传动减速机(16)传动，筒体(1)顶部设有可调速的真空进料器(15)，进料器(15)底部设有布料器(17)，筒体(1)的底部出口设有可调速的真空出料器(14)和湿度传感器(5)；筒体(1)上端设有真空罩(19)，真空罩(19)上设有抽真空口(18)，抽真空口(18)与一冷凝器(30)的入口相连，冷凝器(30)的底部出口与一对缓冲罐(32)的入口相连，各缓冲罐(32)的出口与一真空泵(37)的吸气口相连，真空泵(37)的排气口连接有除尘吸收装置(38)；真空泵(37)的吸气口上还设有气压变送器(36)。

4、根据权利要求3所述的热板式连续真空干燥系统，其特征在于：该干燥系统包括自动控制系统，其包括：PLC(20)、与PLC(20)相连的触摸屏(21)、与PLC(20)相连的变频器控制模块(25)；变频器控制模块(25)与所述主变频电机(6)、真空出料器(14)和真空进料器(15)相连；

高温源管路(10)、中温源管路(9)、低温源管路(8)和冷却源管路(7)即4根温源管上都设有与PLC(20)相连的温源温度传感器(11)和温源管路控制阀(12)，所述湿度传感器(5)、气压变送器(36)和真空泵(37)与PLC(20)相连。

5、根据权利要求4所述的热板式连续真空干燥系统，其特征在于：所述PLC(20)根据所述各温源温度传感器(11)检测4根温源管的温度，并根据由触摸屏(21)输入的预设温度数据通过控制各温源管路控制阀(12)依次控制所述4根温源管的温度。

6、根据权利要求5所述的热板式连续真空干燥系统，其特征在于：所述PLC(20)根据所述湿度传感器(5)和气压变送器(36)测得的湿度和真空压力，通过所述变频器控制模块(25)控制所述主变频电机(6)的转速和真空泵(37)的开闭；其中，当所测得的湿度大于预设值时，PLC(20)通过所述变频器控制模块(25)控制所述主变频电机(6)加快转速；反之，则控制所述主变频电机(6)降低转速。

7、根据权利要求6所述的热板式连续真空干燥系统，其特征在于：所述PLC(20)根据由触摸屏(21)输入的待干燥物料的密度，控制真空出料器(14)和真空进料器(15)的相应转速，并使待干燥物料的密度与真空出料器(14)和真空进料器(15)的相应转速成正比。

8、根据权利要求7所述的热板式连续真空干燥系统，其特征在于：所述PLC(20)控制真空进料器(15)进行连续真空进料，并通过布料器(17)使待干燥的物料均匀铺设于所述的各盛料面(3-1)上，同时控制主轴(2)旋转并带动支臂(4)的翻料板(4-1)将待干燥的物料进行翻料。

9、根据权利要求7所述的热板式连续真空干燥系统，其特征在于：所述的一对缓冲罐(32)为第一缓冲罐和第二缓冲罐，第一缓冲罐和第二缓冲罐的入口分别设有与PLC(20)相连的第一进液阀(a)和第二进液阀(b)，第一缓冲罐和第二缓冲罐的出口分别设有与PLC(20)相连的第一溢气阀(c)和第二溢气阀(d)，第一缓冲罐和第二缓冲罐的底部分别设有与PLC(20)相连的第一放液阀(e)和第二放液阀(f)；第一溢气阀(c)和第二溢气阀(d)依次经放空阀(34)和止回阀(35)与所述真空泵(37)的吸气口相连；第一缓冲罐和第二缓冲罐内还分别设有与PLC(20)相连的第一液位计(g)和第二液位计(h)，

PLC(20)控制第一进液阀(a)、第一溢气阀(c)和第二放液阀(f)开启时，同时控制第二进液阀(b)、第二溢气阀(d)和第一放液阀(e)闭合；此时，若PLC(20)通过第一液位计(g)测得第一缓冲罐内的液位将满时，PLC(20)控制第一进液阀(a)、第一溢气阀(c)和第二放液阀(f)闭合，同时控制第二进液阀(b)、第二溢气阀(d)和第一放液阀(e)开启。

10、根据权利要求8所述的热板式连续真空干燥系统，其特征在于：所述的板式夹套加热装置(3)按直径大小分为小盘与大盘，且小盘与大盘间隔设置，大盘中央具有落料口(3-2)；各小盘上方的所述翻料板(4-1)具有由内向外倾斜的夹角，以使在通过翻料板(4-1)翻料时将物料向外推并使物料落入大盘；各大盘上方的所述翻料板(4-1)具有由外向内倾斜的夹角，以使在通过翻料板(4-1)翻料时将物料向内推并通过所述落料口(3-2)使物料落入大盘；

支臂(4)上于所述翻料板(4-1)的一侧设有压轮(4-2)，在压轮上设有刮料装置。

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