CN101850327A

CN101850327A - 一种喷嘴加热式烘干设备

Info

Publication number: CN101850327A
Application number: CN200910193244A
Authority: CN
Inventors: 简甦
Original assignee: Guangdong South China Household Electric Appliances Research Institute
Current assignee: Foshan Aohanda Energy Saving and Environmental Protection Technology Co., Ltd.
Priority date: 2009-10-23
Filing date: 2009-10-23
Publication date: 2010-10-06

Abstract

本发明涉及一种喷嘴加热式烘干设备，包括烘箱(10)、风机(30)和加热器(48)，风机的出风口与烘箱内腔连通；所述烘箱(10)包括烘箱盖(20)、底座(50)，烘箱盖(20)与底座(50)之间设有用于传送印品的传送通道；其特征是：1)在烘箱盖内设有进风腔(11)，烘箱盖(20)内在传送通道的上方设有若干个喷嘴(34)；喷嘴(34)与进风腔(11)相通或者设置在进风腔(11)内；所述加热器(48)安装在喷嘴(34)中；2)风机(30)的出风口通过进风通道(68)与进风腔(11)的进风口(43)连通。本发明广泛应用于涂布机、复合机、印刷机、滚涂线、上胶机等类似加工设备，也可用于烘干连续传送的物品。

Description

一种喷嘴加热式烘干设备

技术领域

本发明涉及一种喷嘴加热式烘干设备，适用于烘干连续行进的薄带状物体(以下简称印品)，广泛应用于涂布机、复合机、印刷机、滚涂线、上胶机等类似加工设备，也可用于烘干连续传送的物品。属于印刷、涂布等烘干设备技术领域。

背景技术

目前，用于薄带状物体加工设备一般都具有以下特征：印品是连续行进的薄带状物体，如塑料薄膜、薄金属板等，一般采用收放卷机构实现连续行进，并在行进的过程中连续加工。所加工的产品或产品基材表面先利用设备的转移装置覆盖一层或多层物质，如油墨、涂料、胶水等，而这些物质在转移到产品表面前出于溶解、稀释、分散的目的需要添加溶剂、水或其它液体，在转移覆盖完成后，所加工产品必须通过设备的烘箱用热风将液体成分蒸发为蒸汽带离。

理想的烘干设备必须同时能兼顾烘干质量与烘干速度，避免对环境造成污染，并且尽可能地降低能耗，降低加工设备的运行费用。

烘干速度取决于蒸发速度，影响液体蒸发速度的主要因素是温度与液体表面的蒸汽分压。当温度达到液体的沸点，液体将沸腾并快速地变为蒸汽。液体蒸发需要吸收热量，不能及时补充热量将导致蒸发速度降低。由于温度还影响蒸汽的饱和浓度，饱和浓度越高蒸汽分压越低，则蒸发速度就越快。所以热风烘干是最常用的烘干方式，热风吹拂液体表面时，即稀释了液体表面的蒸汽，降低了蒸汽分压，又传递了热量给液体，加快了蒸发速度。为获得更快的烘干速度，通常采取提高烘干温度和加大烘干风量的方式。但高温度大风量导致极高的热能消耗，并且还不利于提高烘干质量。

烘干质量主要观察液体的残余量与烘干过程对印品表面观感的影响。以塑料包装的溶剂油墨印刷为例，允许溶剂残留量极低，表面不得出现起泡脱落现象。若开始就用高温大风量烘干，油墨表层的溶剂蒸发速度大于内层溶剂迁移到表层的速度，表层油墨将迅速被烘干凝结成致密的膜，阻止内层溶剂蒸发，即表干现象，后果要么是溶剂残留导致油墨附着力不足，严重时出现脱落，要么是溶剂在内层蒸发形成气泡或冲破表层出现气孔。若烘干温度低或风量小，则烘干速度慢，印刷速度必须放慢，而且未经高温彻底烘干溶剂一定会有残留。所以，单一的烘干温度是无法兼顾速度与质量的，只有按烘干各阶段的特性来调控温度与风量，才能兼顾烘干的速度、质量、能耗。

如图3所示，现行烘干设备由烘箱10、风机30、加热器48、连接风管、排风系统组成。烘箱10包括烘箱盖20、底座50，设有印品入口03、印品出口04；

工作时，印品00经印品入口03进入烘箱10，在支承辊52滚动支撑下行进，烘干后经印品出口04离开。新鲜空气通过新风入口01进入进风通道63，进风风门66可调整进风量，进入进风通道63的空气经加热器48加热和风机30加压及后通过出风通道68、进风口43进入烘箱盖20内的进风腔11，经喷嘴34喷出吹扫连续行进印品00的表面，迫使液体蒸发为蒸汽与空气混合后形成废气，废气经吸气管42进入排风腔12，再经回风口45排出烘箱10，排出废气部分经排风通道64从废气出口02排放到大气中，部分经回风通道69、回风风门67与进风通道63的新鲜空气混合，再经加热器48加热和风机30加压及后通过出风通道68、进风口43进入烘箱盖20内的进风腔11，从而减少进入的新鲜空气量，降低加热空气的能耗。调节进风风门66与回风风门67可以改变进风、回风的流量及相互比例。

上述烘干设备存在以下问题，集中加热、气体同进同出，只能采用单一的烘干温度，无法满足精细的烘干工艺要求，选择低烘干温度则烘干不透，选择高烘干温度则容易出现表干现象，且能耗巨大。

作为上述烘干设备烘干性能及节能方面的改进方案，中国实用新型专利CN201214303Y公开了一种全自动循环干燥装置，包括新风进风口中设置有平衡风门，新风进风口通过一个三通管、混风箱与加热器连通，加热器的出口设置有一级风机，一级风机通过管道与一侧的烘箱连通，烘箱的出口通过管道与二级风机连通，二级风机通过管道与二级烘箱连通，烘箱的出口通过管道与另一个三通管连通，该三通管与废气排风口连通，废气排风口中设置有排废自动风门，三通管还通过设置有循环自动风门的管道接回新风进风口；在后一个烘箱的出口设置有LEL气体检测器。本实用新型在在线检测的同时可以实现节能，安全，环保的要求；是热能得到了有效的利用，节约了能源，有效地提高了印品的质量，排废符合环保的要求。该实用新型在提升烘干性能、节能及安全方面无疑是有明显的进步，但设备过于复杂庞大，且仅能实现2种烘干温度，这无疑限制了其应用的范围。

发明内容

本发明的目的，是为了提供一种喷嘴加热式烘干设备，适用于印刷机、复合机、涂布机等烘干设备，能克服现行烘干设备的大部分缺点，具有改善烘干性能，降低能耗、提高安全系数、控制灵活方便的特点。

本发明的目的可以通过如下技术方案达到：

一种喷嘴加热式烘干设备，包括烘箱、风机和加热器，风机的出风口与烘箱内腔连通；所述烘箱包括烘箱盖、底座，烘箱盖与底座之间设有用于传送印品的传送通道；其结构特点是：

1)在烘箱盖内设有进风腔，烘箱盖内在传送通道的上方设有若干个喷嘴；喷嘴与进风腔相通或者设置在进风腔内；所述加热器安装在喷嘴中；

2)所述风机安装在烘箱上；风机的出风口通过进风通道与进风腔的进风口连通。

风机与烘箱连接方式有二种：一是风机安装在烘箱上、风机的出风口与烘箱内腔连通，二是风机通过支架安装在烘箱附近并通过风管将内机的出风口与烘箱内腔相连通。

本发明的一种实施方案是：所述加热器为电加热器、油加热器、蒸汽加热器或热泵冷凝器；或者为电加热器、油加热器、蒸汽加热器、热泵冷凝器中的一种或二种以上组合。所述加热器安装在喷嘴中，加热器可采用电加热器、油加热器、蒸汽加热器、热泵冷凝器等，也可多种加热器配合使用，以最经济的方式满足加热需求。

本发明将加热功率按需分配到每个喷嘴，对每个喷嘴选择安装加热器，所选择安装的加热器可以是不同发热温度、不同的发热功率的加热器，使每个喷嘴能提供不同的温度的热风吹扫印品。在印品进入烘箱的初段，对应的喷嘴可不安装加热器，利用带有余热的气体吹扫印品，此时溶剂暴露面积大，在吹扫气体温度不高的情况下蒸发速度也较快，能在保证烘干速度的同时防止出现表干现象，降低回风温度，节约加热所需能源。在印品进入烘箱的尾段，对应的喷嘴可安装较高温度的加热器，提供高温热风吹扫印品，促使溶剂彻底蒸发，防止出于溶剂残留，而高温热风仅在少数喷嘴出现，所需加热功率不会太大。

本发明的目的还可以通过如下技术方案达到：

本发明的一种实施方案是：烘箱盖和底座之间分别设有印品入口、印品出口，底座上位于印品入口、印品出口之间设有支承辊，所述印品入口、印品出口和支承辊构成传送通道。

本发明的一种实施方案是：所述烘箱盖内还设有排风腔，排风腔设有回风口，回风口依次通过排风通道、回风通道与风机的进风口连通；排风通道、回风通道之间设有回风风门；所述排风通道上还设有废气出口，所述回风通道还与进风通道连通，所述进风通道设有新风入口和进风风门。

本发明的一种实施方案是：所述烘箱盖内还设有排风腔，排风腔设有排风口、回风口；回风口通过回风通道与风机的进风口连通，所述回风通道还与进风通道连通，所述进风通道的新风入口处设有空气过滤器；排风口与废气处理装置连通或与排风通道连通，在级联系统中排风通道可与下一级连通；排风口设在印品入口侧，回风口设在印品出口侧。

利用上述发明内容分散加热的的优势，分设排风口、回风口，将循环的回风与准备排放的废气在烘箱内就区分开，能获得更加节能的效果，对提升烘干性能也有帮助。

排风口设在印品入口侧，将低温高溶剂蒸汽浓度的气体通过排风通道作为废气排出，最大限度地减少废气中的余热达成节能目标。回风口设在印品出口侧，将高温低溶剂蒸汽浓度的气体循环利用，余热利用充分，节约加热能源，且吹扫气体中溶剂蒸汽浓度也有所下降，对加快烘干速度有一定帮助。在排风口与回风口之间，可以设置隔断或可前后滑动风门将排风腔分成两个相对独立的空间，以便更加准确地控制排风量与回风量。

本发明的一种实施方案是：所述烘干设备还包括排风风机，排风风机的进风口与排风通道连通，排风风机的出风口与废气通道连通。

增加排风风机使烘干设备的循环控制变得更加灵活，同时确保烘箱内部呈负压状态，避免废气外泄。

本发明的一种实施方案是：所述烘干设备还包括控制驱动装置，控制驱动装置包括浓度传感器、变频驱动器，所述排风风机由变频驱动器驱动。

浓度传感器可以灵活选择安装在烘箱、排风通道、废气通道内，用于检测排放废气中溶剂蒸汽的浓度，根据检查结果通过变频驱动器调整排风风机的转速。

排放废气中溶剂蒸汽的浓度应维持在爆炸极限下限浓度LEL以下以确保安全，同时应将浓度维持在经济浓度以上以降低能源消耗，可以设定浓度调整上下限，超过调整上限浓度则加快排风风机转速，低于调整下限浓度则降低排风风机转速，在上下限之间则维持排风风机转速。再设定一个安全极限浓度，超过安全极限浓度则停机报警，排风风机以最高速运行。推荐安全极限浓度为60％LEL，调整上限浓度为50％LEL、调整下限浓度为30％LEL。

本发明的有益效果是：

1、本发明由于在喷嘴上方安装加热器，所提供烘干设备与现行设备不同之处在于加热器安装位置不同及加热方式不同，首先将加热器由烘箱外移至烘箱内，其次由集中加热方式变为分散加热方式。由此带来的进步效果是在不增加烘干能源需求的前提下显著改善烘干性能。由于取消外置加热器，烘干设备总的循环风阻有所降低，后局部风阻增大对均衡控制各喷嘴的风量有益处。由于加热器距印品的距离缩短，高温气体的流通路径相应缩短，使烘干设备运行环境改善，对外散热量减少，也有利于节能。采用浓度传感器与变频驱动器配合调节排风风机转速，使调控的灵活度、准确性及自动化程度得到提高，防爆性能也得到保障。

2、本发明所提供烘干设备具有优良的烘干性能和较好的节能效果，制造容易，控制灵活，且设备体积得以缩小，安全性得以提高，具有良好的推广前景。

3、本发明用于烘干连续行进的薄带状物体，广泛应用于涂布机、复合机、印刷机、滚涂线、上胶机等类似加工设备，也可用于烘干连续传送的物品。受本发明启发并以此为基础，本领域技术人员能对现行产品的设计进行各种改良。

附图说明

图1为本发明具体实施例1所述的烘干设备结构示意图。

图2为本发明具体实施例2所述的烘干设备结构示意图。

图3为现有技术涂布机烘干设备结构示意图。

图中：

00——印品 42——吸气管 63——进风通道

01——新风入口 43——进风口 64——排风通道

02——废气出口 44——排风口 65——废气通道

03——印品入口 45——回风口 66——进风风门

04——印品出口 48——加热器 67——回风风门

07——空气过滤器 50——底座 68——出风通道

10——烘箱 51——底座壳体 69——回风通道

11——进风腔 52——支承辊 70——控制装置

12——排风腔 75——浓度传感器

20——烘箱盖 76——变频驱动器

30——风机

34——喷嘴

35——排风风机

具体实施方式

具体实施例1：

本实施例所述的烘干设备适用于涂布机。

参照图1，本实施例包括烘箱10、风机30和加热器48，风机的出风口与烘箱内腔连通；所述烘箱10包括烘箱盖20、底座50，烘箱盖20与底座50之间设有用于传送印品的传送通道；在烘箱盖内设有进风腔11，烘箱盖20内在传送通道的上方设有若干个喷嘴34；喷嘴34与进风腔11相通或者设置在进风腔11内；所述加热器48安装在喷嘴(34)中；风机30的出风口通过进风通道68与进风腔11的进风口43连通。

其中：风机30安装在烘箱10上、风机的出风口与烘箱内腔连通，或者风机30通过支架安装在烘箱10旁并通过风管将风机的出风口与烘箱内腔相连通。

本实施例还包括连接风管、排风系统组成。烘箱10设有设有印品入口03、印品出口04；烘箱盖20包括进风腔11、排风腔12、十个喷嘴34、十个加热器48。进风腔11设有进风口43，通过进风通道68与风机30的出风口连通。喷嘴34与进风腔相通，安装在进风腔11上。加热器48安装在喷嘴34中。

工作时，印品00经印品入口03进入烘箱10，在支承辊52滚动支撑下行进，烘干后经印品出口04离开。

新鲜空气通过新风入口01进入进风通道63，进风风门66可调整进风量，进入进风通道63的空气与回风通道69内的循环气体混合后进入风机30。

混合气体经风机30加压后通过出风通道68、进风口43进入烘箱盖20内的进风腔11，气体分别进入各个喷嘴34。

靠近印品入口03的3个喷嘴34没装加热器48，风量相对较大，混合气体经喷嘴34喷出后吹扫印品00，混合气体的温度约50℃，吹扫后温度降低到30℃左右。

中间3个喷嘴34安装的加热器48是带有功率调节器的3千瓦的PTC电加热器，混合气体被加热器48加热到60～80℃后经喷嘴34喷出后吹扫印品00，吹扫后温度降低到45～65℃左右。

靠印品出04的3个喷嘴34安装的加热器48是6千瓦的PTC电加热器，并分别带有功率调节装置。根据需要，混合气体被加热器48加热到100～120℃后经喷嘴34喷出后吹扫印品00，吹扫后温度降低到90～110℃左右。

吹扫后的气体经吸气管42进入排风腔12混合，混合后经回风口45离开烘箱10，部分作为废气经排风通道64从废气出口02排出，排出废气温度大约为70℃，其中含有大量热能；离开烘箱的混合气体部分经回风通道69流回风机30，与经新风入口01补充的新鲜空气混合后温度大约为50℃，混合气体经风机30加压后开始新一轮的循环。

配合调节进风风门66与回风风门67可以改变进风、回风的流量及相互比例，调整排出废气的浓度与温度。

虽然排出废气温度高达70℃，节能效果不十分明显，但与现行的烘干设备相比，烘干性能有大幅改善。现行烘干设备在最高烘干温度达到80℃时，废气温度就已达到70℃，根本无法满足最高120℃的烘干需求，导致溶剂残留现象频频出现。若采用现行烘干设备达到120℃烘干温度，所需加热功率巨大，废气温度接近110℃，热量浪费更为惊人，且表干、起泡等现象无法避免，印品00的质量无法得到保证。

本实施例所提供的烘干设备相对现行烘干设备，在烘干性能上有显著进步，在节能方面有所改善，设备体积也有所缩小，具有一定的推广应用价值。

具体实施例2：

本实施例所述的烘干设备适用于涂布机。它针对具体实施例1节能效果不显著的缺点加以改进善而得。

参照图2，本实施例所述的烘干设备由烘箱10、风机30、排风风机35、控制驱动装置70、连接风管、排风系统组成。

烘箱10包括烘箱盖20、底座50，设有印品入口03、印品出口04；

烘箱盖20包括进风腔11、排风腔12、十个喷嘴34、十个加热器48。

进风腔11设有进风口43，通过进风通道68与风机30的出风口连通。

加热器48安装在喷嘴34中，喷嘴34安装在进风腔11内。

排风腔12设有排风口44、回风口45，回风口45通过回风通道69与风机30的进风口连通，排风口44与排风通道64连通。

排风风机35的进风口与排风通道64连通，排风风机35的出风口与废气通道65连通。

控制驱动装置70包括浓度传感器75、变频驱动器76。

所述排风风机35由变频驱动器76驱动。

与具体实施例1相比，改进之处在于分设排风口44、回风口45，将循环的回风与准备排放的废气在烘箱10内就区分开，能获得显著的节能效果，有效地改善了具体实施例1中的不足之处。

排风口44设在印品入口03侧，将低温高溶剂蒸汽浓度的气体通过排风通道64作为废气排出，最大限度地减少废气中的余热达成节能目标。回风口45设在印品出口04侧，将高温低溶剂蒸汽浓度的气体循环利用，余热利用充分，节约加热能源，且吹扫气体中溶剂蒸汽浓度也有所下降，对加快烘干速度有一定帮助。

采用浓度传感器75与变频驱动器76配合调节排风风机转速，使调控的灵活度、准确性及自动化程度得到提高，防爆性能也得到保障。

新鲜空气通过新风入口01进入进风通道63，新风入口01处加装了空气过滤器07，滤除空气中的粉尘避免影响印品质量，同时加大进风的风阻，有利于进风与回风的自动平衡，在密封良好的情况下进风量等于排风风机35的排风量。

进入进风通道63的空气与回风通道69内的循环气体混合后进入风机30。

靠近印品入口03的3个喷嘴34没装加热器48，风量相对较大，混合气体经喷嘴34喷出后吹扫印品00，混合气体的温度约60℃，吹扫后气体中溶剂蒸汽浓度升高，温度降低到35℃左右，吹扫后的气体经吸气管42进入排风腔12，被排风风机35经排风口44吸进排风通道64，再经废气通道65排出。

安装在排气通道64中的浓度传感器75将实时检测到得溶剂蒸汽浓度传给控制装置70，控制装置70依据预设的控制参数通过变频驱动器76动态调整排风风机35的转速，使溶剂蒸汽浓度维持在既安全又经济的范围内。

中间3个喷嘴34安装的加热器48是带有功率调节器的3千瓦的PTC电加热器，混合气体被加热器48加热到60～90℃后经喷嘴34喷出后吹扫印品00，吹扫后温度降低到50～80℃左右，吹扫后的气体经吸气管42进入排风腔12，在风机30和排风风机35的抽吸下分别经回风口43、排风口44离开烘箱10，进入排风口34的风量由排风风机35的转速决定。

靠印品出口04的3个喷嘴34安装的加热器48是6千瓦的PTC电加热器，并分别带有功率调节装置。根据需要，混合气体被加热器48加热到100～120℃后经喷嘴34喷出后吹扫印品00，吹扫后温度降低到90～110℃左右。吹扫后的气体经吸气管42进入排风腔12，在风机30的抽吸下经回风口43离开烘箱10，进入回风风道69。

经回风通道69返回的高温气体与经进风通道63进入的新鲜空气混合后，温度降低到60℃左右，经风机30加压后进入新一轮循环。

排出废气的温度通常可以控制在45℃以内，节能效果相当显著。

本发明在改善烘干性能、降低能源消耗方面具有显著的优势，且实施简单容易，能广泛运用于印刷机、复合机、涂布机、上胶机等装备中，本专业人士在所提供发明内容的启示下可轻易设计出满足各种具体机型的烘干设备。

本发明由于取消外置加热器，烘干设备总的循环风阻有所降低，喷嘴中安装加热器后局部风阻增大对均衡控制各喷嘴的风量有益处。由于加热器距印品的距离缩短，高温气体的流通路径相应缩短，使烘干设备运行环境改善，对外散热量减少，也有利于节能。

本发明的其他实施例中，喷嘴34的数量可以根据需要设置成二个、三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个或十个以上，与之对应，设置在喷嘴34的加热器48数量可以为二个、三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个或十个以上。

当然，本发明所提供的烘干设备中，也可根据烘干工艺的需要，对每个喷嘴选择安装或不安装加热器，或安装不同发热温度、发热功率的加热器，使每个喷嘴能提供不同的温度的热风吹扫印品。

Claims

1.一种喷嘴加热式烘干设备，包括烘箱(10)、风机(30)和加热器(48)，风机的出风口与烘箱内腔连通；所述烘箱(10)包括烘箱盖(20)、底座(50)，烘箱盖(20)与底座(50)之间设有用于传送印品的传送通道；其特征是：

1)在烘箱盖内设有进风腔(11)，烘箱盖(20)内在传送通道的上方设有若干个喷嘴(34)；喷嘴(34)与进风腔(11)相通或者设置在进风腔(11)内；所述加热器(48)安装在喷嘴(34)中；

2)风机(30)的出风口通过进风通道(68)与进风腔(11)的进风口(43)连通。

2.根据权利要求1所述的一种内置分散加热式烘干设备，其特征是：风机(30)安装在烘箱(10)上、风机的出风口与烘箱内腔连通，或者风机(30)通过支架安装在烘箱(10)旁并通过风管将风机的出风口与烘箱内腔相连通。

3.根据权利要求1或2所述的一种进风腔加热式烘干设备，其特征是：所述加热器(48)为电加热器、油加热器、蒸汽加热器或热泵冷凝器；或者为电加热器、油加热器、蒸汽加热器、热泵冷凝器中的一种或二种以上组合。

4.根据权利要求1或2所述的一种进风腔加热式烘干设备，其特征是：所述烘箱盖(20)和底座(50)之间分别设有印品入口(03)、印品出口(04)，底座(50)上位于印品入口(03)、印品出口(04)之间设有支承辊(52)，所述印品入口(03)、印品出口(04)和支承辊(52)构成传送通道。

5.根据权利要求4所述的一种进风腔加热式烘干设备，其特征是：在烘箱盖(20)内设有排风腔(12)，排风腔(12)设有回风口(45)，回风口(45)依次通过排风通道(64)、回风通道(69)与风机(30)的进风口连通；排风通道(64)、回风通道(69)之间设有回风风门(67)；所述排风通道(64)上还设有废气出口(02)，所述回风通道(69)还与进风通道(63)连通，所述进风通道(63)设有新风入口(01)和进风风门(66)。

6.根据权利要求4所述的一种进风腔加热式烘干设备，其特征是：在烘箱盖(20)内设有排风腔(12)，排风腔(12)设有排风口(44)、回风口(45)；回风口(45)通过回风通道(69)与风机(30)的进风口连通，所述回风通道(69)还与进风通道(63)连通，所述进风通道(63)的新风入口(01)处设有空气过滤器(07)；排风口(44)与废气处理装置连通或与排风通道(64)连通；排风口(44)设在印品入口(03)侧，回风口(45)设在印品出口(04)侧。

7.根据权利要求6所述的一种进风腔加热式烘干设备，其特征是：在烘箱(10)内设有排风风机(35)，排风风机(35)的进风口与排风通道(64)连通，排风风机(35)的出风口与废气通道(65)连通。

8.根据权利要求7所述的一种进风腔加热式烘干设备，其特征是：在烘箱(10)内设有控制驱动装置(70)；所述控制驱动装置(70)包括浓度传感器(75)、变频驱动器(76)；所述排风风机(35)由变频驱动器(76)驱动。