CN101906673A - 一种纤维制品的干燥窑 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的一种纤维制品的干燥窑，在干燥窑窑体(1)上具有相互连通的窑端墙进气室(4)和窑底部进气室(5)；在干燥窑窑体(1)与端窑墙进气室(4)相对的另一个窑端具有窑端墙排气室(6)；并在每个气室向窑内纤维制品方向均开置有均分的透气狭缝或均分的透气孔；在窑体(1)与余热利用的热交换器(3)相连通；并设置有对纤维制品干燥程度温度湿度自动控制的自动控制系统。本发明采用上述技术方案制得的纤维制品干燥窑指标为：干燥窑内温度差±3℃，湿度控制范围70～5％，温度控制范围30～120℃，具有干燥程度自动控制、窑内温度均匀、能耗低的特点。

Description

一种纤维制品的干燥窑
技术领域
本发明属于纤维制品干燥技术领域，具体涉及一种纤维制品的干燥窑。
背景技术
湿法生产的耐火纤维制品含有大量的水分及有机和无机结合剂，需要经加热干燥、固化和定型。目前市场上的纤维制品干燥窑采用的是电加热直热式干燥窑或热风式干燥窑。
电加热直热式干燥窑是将电热元件布置在干燥窑的两面/或三面墙上，通过电热元件通电后发热所产生的热辐射加热并干燥纤维制品。
热风式干燥窑是用电加热热风炉产生的热风，通过风机引入干燥窑加热干燥纤维制品。
采用电加热直热式干燥窑和热风式干燥窑干燥纤维制品，存在如下缺点：
1、电加热直热式干燥窑是依靠电热元件通电后发热所产生的热辐射加热干燥纤维制品。电热元件发热后，产生的热量由近往远以一定的热梯度向外辐射。当干燥窑中心测温点达到一定的温度时，干燥窑内发热体表面温度就会远远高于测温点温度。这样会造成窑内四周靠近发热体的纤维制品出现有机结合剂碳化，出现颜色变黄或呈焦黑色，降低产品的商业价值。如果为保证纤维制品干燥质量降低电加热发热体的温度，干燥窑中心温度也会相应降低，要使纤维制品干燥，就必须延长干燥时间，拖长干燥和生产周期。
2、热风式干燥窑依靠电加热热风炉产生的热风，通过风机引入干燥窑加热干燥纤维制品，较好的解决了上款所述的问题，送热风口为一定尺寸的圆筒形，设在干燥窑的端头，而排湿热风口在窑顶，这样所吹进的热风不能保证均匀分布到立方体炉腔的每个角落，而从旁路走捷径排走，从而造成干燥窑内各温区温度的差别。会造成窑内靠近风道处纤维制品干燥的快，而一些热风不能吹到的死角纤维制品干燥的慢，纤维制品干燥程度产生差别，影响纤维制品质量。如果为保证纤维制品干燥质量，就必须延长干燥时间，拖长干燥和生产周期。
3、电加热直热式干燥窑和热风式干燥窑都安装有排湿风机，它的作用是将窑炉内产生的湿空气直接排出炉外，在排湿气的同时也将炉内大量的热量带走，造成大量热能损失。
4、所有传统干燥工艺确定纤维制品的干燥程度有两种方法：其一是开窑门取出敲击听声音凭经验来判断纤维制品的干燥程度；其二，开窑门取出来几块称重检验，再隔一定时间重复做定样称重检验，重量减少需继续干燥，重量不变即判定为完成干燥。
这两种确定纤维制品干燥的方法存在如下问题：
第一种方法，判定纤维产品干燥的经验需要长期积累，而且只对单一规格型号的产品适用，对于多个规格型号同时干燥就无法判断，只有采用第二种判定方法；再者，不同的操作者又存在较大的判定差异。这无疑增加了纤维制品干燥过程的不确定性和不可控性，影响纤维制品质量，也会造成能源消耗增加。
第二种方法，控制纤维制品干燥程度比较准确，但每次开窑门取样放样，都要停止加热，窑内温度也会相应下降到人可以操作的手感度才可以称量，反复操作几次会造成能耗增加，并延长干燥和生产周期。
发明内容
本发明的目的是提供一种纤维制品的干燥窑，使其具有干燥程度自动控制、窑内温度均匀、能耗低的特点，克服现有干燥窑干燥耐火纤维制品存在的缺点，最终达到干燥窑干燥程度控制简单、便捷，干燥能耗降低、产品质量稳定的效果。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种纤维制品的干燥窑，在干燥窑窑体的一侧端墙和底部均具有用以使热风进入窑内的气室，即窑端墙进气室和窑底部气室，且两个气室之间相互连通，用以确保热风进入干燥窑内的环周和底部，从而使进入干燥窑内的热风相对纤维制品均匀分布；在每个气室向窑内纤维制品方向均开置有可调节宽窄或大小的透气狭缝或透气孔，进一步确保干燥窑内纤维制品的受热均匀；在干燥窑窑体与窑端墙进气室相对的另一个窑端，具有用以使热风排出窑外的气室，即窑端墙排气室；在窑内向窑端墙排气室方向均开置有可调节宽窄或大小的透气狭缝或透气孔，更进一步确保干燥窑内纤维制品的受热均匀；在所述的窑体上设置有排湿排风管，与干燥窑连通的排湿排风管另一端通过变频排湿风机与余热利用的热交换器连通，所述热交换器与冷风进风管连通，所述热交换器的湿热空气出口通过排气管连通烟囱；所述热交换器的预热风出口通过预热风出风管、热循环风机、电加热热风炉与干燥窑的窑端墙进气室连通；干燥窑的窑端墙排气室通过出风管、热循环风机、循环风管与电加热热风炉连通；使从干燥窑内排出的带有一定温度、湿度的空气先进入热交换器，并与进入热交换器的冷空气换热后通过排气管到烟囱排放，降低从干燥窑排出的湿热空气温度；而经过预热后带有一定温度的空气则通过预热风出风管与由窑内出风管排出的温热风混合后通过热循环风机进入电加热热风炉再次加热后，进入干燥窑内，提高进入热风炉冷空气的温度，达到节能降耗的目的；
纤维制品加热干燥过程中，利用PLC控制器进行控制；即通过测湿探头采集干燥窑内气氛的湿度，控制湿热空气排放的速度，并通过对干燥窑内湿度的测定，判断纤维制品的干燥程度，达到控制制品干燥程度的目的；PLC控制器包含了用以采集温度信号的数字式温度计、用以采集湿度信号的数字式湿度计，用于控制湿热空气排放速度的变频排湿风机和热循环风机及用以对纤维制品进行加热的电加热热风炉；干燥时，利用插入干燥窑内的测湿探头采集湿度信号，并将信号送入PLC控制器进行计算判断：控制湿度大于设定值时，PLC控制器向变频排湿风机和电加热热风炉发出指令，提高变频排湿风机频率，加快转速，增加排风量，并使电加热热风炉开始工作；控制湿度小于设定值时，PLC控制器向变频排湿风机发出指令，降低排湿风机频率，降低转速，减小排风量，并使电加热风炉继续工作；控制湿度在一定时间段内均小于设定值时，PLC控制器向电加热热风炉和变频排湿风机发布指令信号，电加热热风炉停止工作，并关闭加热器电源，同时降低变频排湿风机频率到设定值；由测温探头采集温度信号，并将信号送入PLC控制器进行计算比较，当窑炉温度升到设定值时，PLC控制器向热循环风机发出指令，热循环风机停止工作，并关闭热循环风机开关电源；干燥过程完成。
采用上述技术方案，纤维制品干燥窑的指标为：干燥窑内温度差±3℃，湿度控制范围70～5％，温度控制范围30～120℃；可获得节能和便于操作等优良的使用性能，并带来如下的积极效果：
(1)干燥窑内温差小，温度均匀性好；
(2)引入热交换系统，干燥窑的节能效果明显，可降低纤维制品的干燥成本；
(3)采用选择窑炉内的湿度来控制制品的干燥度，可以简化操作，提高生产效率；
(4)窑炉干燥过程易于控制；
(5)本发明产品制作工艺可以工业化生产和推广应用。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明中干燥控制系统示意图。
图中：A、(虚线)湿度控制信号，B、(实线)温度控制信号，1、窑体，2、电加热热风炉，3、热交换器，4、窑端墙进气室，5、窑底部气室，6、窑端墙排气室，7、保温隔热材料，8、热循环风机，9、变频排湿风机，10、烟囱，11、排湿排风管，12、预热风出风管，13、出风管，14、循环风管，15、热风进风管、16、冷风进风管，17、排气管，18、测湿探头，19、测温探头，20、PLC，21、数字式湿度计，22、数字式温度计。
具体实施方式
结合附图和具体实施例对本发明加以说明。
如图1、图2所示，一种纤维制品的干燥窑，所述的干燥窑具有用于干燥纤维制品的窑体1，所述的窑体1采用双层钢结构，并在层中间用保温隔热材料7填充，所述干燥窑的热源采用电加热热热风炉2，以窑的几何尺寸而设计功率及风量；在干燥窑窑体1的一侧端墙和底部均具有用以使热风进入窑内的气室，即窑端墙进气室4和窑底部气室5，且两个气室之间相互连通，用以确保热风进入干燥窑内的环周和底部，从而使进入干燥窑内的热风相对纤维制品均匀分布；在每个气室向窑内纤维制品方向均开置有可调节宽窄或大小的透气狭缝或透气孔，进一步确保干燥窑内纤维制品的受热均匀；在干燥窑窑体1与窑端墙进气室4相对的另一个窑端具有用以使热风排出窑外的气室，即窑端墙排气室6；在窑内向窑端墙排气室6方向均开置有可调节宽窄或大小的透气狭缝或透气孔，更进一步确保干燥窑内纤维制品的受热均匀；在所述的窑体上设置有排湿排风管11，与干燥窑连通的排湿排风管11另一端通过变频排湿风机9与余热利用的热交换器3连通，所述热交换器3与冷风进风管16连通，所述热交换器的湿热空气出口通过排气管17连通烟囱10；所述热交换器3的预热风出口通过预热风出风管12、热循环风机8、电加热热风炉2与干燥窑的窑端墙进气室4连通；干燥窑的窑端墙排气室6通过出风管13、热循环风机8、循环风管14与电加热热风炉2连通。使从干燥窑内排出的带有一定温度的空气先进入热交换器3，并与进入热交换器的冷空气换热后通过排气管17到烟囱10排放，降低从干燥窑排出的湿热空气温度；而经过预热后带有一定温度的空气则通过预热风出风管与由窑内出风管排出的温热风混合后通过热循环风机进入电加热风炉再次加热后，进入干燥窑内，提高进入热风炉冷空气的温度，达到节能降耗的目的。
对纤维制品加热干燥过程中，利用PLC控制器20，通过湿度计探头18采集干燥窑内气氛的湿度，控制湿热空气排放的速度，并通过对干燥窑内湿度的测定，判断纤维制品的干燥程度，达到控制制品干燥程度的目的；控制系统包含了数字式湿度计20、数字式温度计21，用于控制湿热空气排放速度的变频排湿风机9和热循环风机8及用以对纤维制品进行加热的电加热热风炉2，达到了干燥程度自动控制的目的。自动控湿：干燥时，利用插入干燥窑内的测湿探头18采集湿度信号，并将信号送入PLC控制器20进行计算比较：控制湿度大于设定值时，PLC控制器20向变频排湿风机9和电加热热风炉2发出指令，提高变频排湿风机频率，加快转速，增加排风量，并使电加热热风炉开始工作；控制湿度小于设定值时，PLC控制器20向变频排湿风机9发出指令，降低排湿风机频率，降低转速，减小排风量，并使电加热风炉继续工作；控制湿度在一定时间段内均小于设定值时，PLC控制器20向电加热热风炉2和变频排湿风机9发布指令信号，电加热风炉停止工作，并关闭加热器电源，同时降低变频排湿风机频率到设定值；自动控温：测温探头19采集温度信号，并将信号送入PLC控制器20进行判断，依据温度变化情况自动判断并调整电加热炉的功率大小；当窑炉温度降到设定值时，PLC控制器20向热循环风机8发出指令，热循环风机8停止工作，并关闭热循环风机开关电源，干燥过程完成。
实施例1：干燥窑尺寸：3800×3000×2000，功率48kw，采用电加热热热风炉、热交换器。
干燥产品：标准制品：600×400×20，150块；
          异型制品大小不等30件。
设定程序为：窑内温度100℃，湿度40％；当窑内湿度大于40％时，除湿风机工作，并将变频风机频率调高；湿度小于40％时，除湿风机停止工作，恢复变频风机频率；当湿度连续30min均小于40％时，自动关掉除湿风机电源，关掉加热器电源，变频风机频率调低；当窑温低于40℃时，自动关闭变频风机电源，干燥完成。
采用湿度控制技术判定纤维制品干燥程度。
比较例2：干燥窑尺寸3800×3000×2000，功率72kw，采用窑内三面悬挂电阻丝加热干燥，窑内温度100℃。
干燥产品：标准制品：600×400×20，150块；
          异型制品大小不等30件。
判断干燥的依据：定时重复开门取出多个定样称重至衡重，即判断为制品干燥已完成；或敲击听声音凭经验判断纤维制品干燥程度，但异型制品不能采取该方法。

Claims (1)

1.一种纤维制品的干燥窑，其特征在于：在干燥窑窑体的一侧端墙和底部均具有用以使热风进入窑内的气室，即窑端墙进气室(4)和窑底部气室(5)，且两个气室之间相互连通，用以确保热风进入干燥窑内的环周和底部；从而使进入干燥窑内的热风相对纤维制品均匀分布；在每个气室向窑内纤维制品方向均开置有可调节宽窄或大小的透气狭缝或透气孔，进一步确保干燥窑内纤维制品的受热均匀；在干燥窑窑体(1)与窑端墙进气室(4)相对的另一个窑端具有用以使热风排出窑外的气室，即窑端墙排气室(6)；在窑内向窑端墙排气室方向均开置有可调节宽窄或大小的透气狭缝或透气孔，更进一步确保干燥窑内纤维制品的受热均匀；在所述的窑体(1)上设置有排湿排风管(11)，与干燥窑连通的排湿排风管(11)另一端通过变频排湿风机(9)与余热利用的热交换器(3)连通，所述热交换器(3)与冷风进风管(16)连通，所述热交换器的湿热空气出口通过排气管(17)连通烟囱(10)；所述热交换器的预热风出口通过预热风出风管(12)、热循环风机(8)、电加热热风炉(2)与干燥窑的窑端墙进气室(4)连通；干燥窑的窑端墙排气室(6)通过出风管(13)、热循环风机(8)、循环风管(14)与电加热热风炉(2)连通；使从干燥窑内排出的带有一定温度的空气先进入热交换器(3)，并与进入热交换器的冷空气换热后通过排气管(17)到烟囱(10)排放，降低从干燥窑排出的湿热空气温度；而经过预热后带有一定温度的空气则通过预热风出风管(12)与由窑内出风管(13)排出的温热风混合后通过热循环风机(8)进入电加热热风炉(2)再次加热后，进入干燥窑内，提高进入热风炉冷空气的温度，达到节能降耗的目的；
纤维制品加热干燥过程中，利用PLC控制器(20)进行控制；即通过测湿探头(18)采集干燥窑内气氛的湿度，控制湿热空气排放的速度，并通过对干燥窑内湿度的测定，判断纤维制品的干燥程度，达到控制制品干燥程度的目的；PLC控制器(20)包含了用以采集温度信号的数字式温度计(22)、用以采集湿度信号的数字式湿度计(21)，用于控制湿热空气排放速度的变频排湿风机(9)和热循环风机(8)及用以对纤维制品进行加热的电加热热风炉(2)；干燥时，利用插入干燥窑内的测湿探头(18)采集湿度信号，并将信号送入PLC控制器(20)进行计算判断：控制湿度大于设定值时，PLC控制器(20)向变频排湿风机(9)和电加热热风炉(2)发出指令，提高变频排湿风机频率，加快转速，增加排风量，并使电加热热风炉(2)开始工作；控制湿度小于设定值时，PLC控制器(20)向变频排湿风机(9)发出指令，降低排湿风机频率，降低转速，减小排风量，并使电加热风炉(2)继续工作；控制湿度在一定时间段内均小于设定值时，PLC控制器(20)向电加热热风炉(2)和变频排湿风机(9)发布指令信号，电加热热风炉(2)停止工作，并关闭加热器电源，同时降低变频排湿风机频率到设定值；由测温探头(19)采集温度信号，并将信号送入PLC控制器(20)进行计算比较，当窑炉温度升到设定值时，PLC控制器(20)向热循环风机(8)发出指令，热循环风机停止工作，并关闭热循环风机开关电源；干燥过程完成。
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