CN102068023B - 脉动式气体射流冲击干燥机 - Google Patents

Abstract

本发明属于农产品加工机械领域，涉及一种脉动式气体射流冲击干燥机，由气流循环系统、物料干燥系统、温湿度控制系统和机箱组成。干燥系统的料架采用平行四杆机构，料盘在平行四杆机构的作用下作绕料架轴匀速的平移回转运动，料盘的底平面始终垂直于射流板喷出的气流方向。当料盘转至最上方时物料受到气流冲击最大，随后逐渐减小，当料盘转至最下方时物料受到气流冲击最小，随后逐渐增大，当料盘转至最上方时物料受到气流冲击又成为最大，实现物料脉动式干燥。多个料盘绕料架轴同时做平移回转运动既增大了装载量又避免了现有气体射流冲击干燥装置因物料与喷嘴位置相对固定而造成的干燥不均匀现象。本发明适用于番茄、葡萄、辣椒等农产品的干燥。

Description

脉动式气体射流冲击干燥机

技术领域

本发明属于农产品加工机械领域，特别涉及一种脉动式气体射流冲击干燥机。 

背景技术

气体射流冲击干燥技术是将具有一定压力的加热气体，经一定形状的喷嘴喷出，并直接冲击物料表面的一种干燥新技术。由于喷出的气体具有较高的速度，且流体的流程短，气流在冲击物料时与物料表面之间产生非常薄的边界层。因此，气体射流冲击干燥的对流换热系数比一般的热风干燥要高出几倍以至一个数量级，具有效率高、能耗低的特点，与传统热风干燥技术相比，节能约20～30％(高振江.气体射流冲击颗粒物料干燥机理与参数试验研究[D]博士学位论文，北京：中国农业大学，2000)。 

中国专利02238211.9公开的水平式气体射流冲击烤箱，可用于多种物料的干燥与烘焙加工，但其缺点是装载量小，物料相当于喷嘴位置固定造成干燥不均匀现象不可避免。 

专利200810116101公开的气体射流冲击式转筒干燥、烘焙一体机将气体射流冲击技术与转筒干燥技术相结合，热气流通过喷管以穿流的方式冲击喷射至物料层中，同时在物料对高速气流的反射以及由转筒转动所带来的横棒和喷管的多重搅拌作用下，使所有物料始终处于连续翻滚移动状态，加热均匀，但其缺点是不适合薄皮浆果类物料和流动性差的物料的干燥。 

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的气体射流冲击烤箱和气体射流冲击式转 筒干燥的问题，达到能够有效提高干燥效率，可使物料干燥更均匀，喷嘴出风口的大小与形状更换方便适用于干燥不同种类物料的要求，提供一种脉动式气体射流冲击干燥机，脉动式气体射流冲击干燥机由气流循环系统、物料干燥系统、温湿度控制系统和机箱1组成，其特征在于，机箱1内的中隔板30把机箱内分隔成左右两部分空间，所述气流循环系统包括风机5、风机出风管3、气流加热装置2、气流分配室23、回风管道8和射流板，述风机5在中隔板30右侧置于机箱1的上部，风机1的出风口与风机出风管3连接，风机出风管3穿过中隔板30在机箱1的上部与气流分配室23连通，气流加热装置2置于风机出风管3内，射流板水平置于气流分配室23的下部与机箱1的前侧板、后侧板、左侧板和中隔板30固接，回风管道8的上端与风机进风口7相连通，下端在机箱1的底部穿过中隔板30与干燥室17连通； 

所述物料干燥系统包括干燥室17、料架和驱动料架转动的电机9，机箱内中隔板30左侧射流板以下的空间为干燥室17，料架置于干燥室17内，所述料架由从动圆盘10、拐臂11、右主动圆盘12、料架轴13、料盘14、料盘托梁15和左主动圆盘16构成，料架轴13水平置于干燥室17内，料架轴13左端与机箱1的左侧壁转动连接，右端与中隔板30转动连接并在中隔板30右侧通过传动机构与电机9的转轴连接，电机9固定在机箱1的底部，左主动圆盘16、右主动圆盘12和从动圆盘10外径相同，左主动圆盘16和右主动圆盘12分别在料架轴13左端和右部与料架轴13垂直同轴固接，从动圆盘10为环形结构，内圆为中空圆孔26，3个轴承25按等边三角形的分布置于轴承固定板24的左侧面上，轴承25的内圆与短轴固接，短轴垂直固接在轴承固定板24上，轴承固定板24在右主动圆盘12和中隔板30之间，轴承固定板24通过下部的圆孔垂直套在料架轴13上，轴承固定板24固接在中隔板30上，3个轴承25所在等边三角形的中心和料架轴13的轴线在同一铅垂面上，3个轴承25的外圆与从动圆盘10上的中空圆孔26滚动接触，从动圆盘10能绕轴承固定板24上的3个轴承25所形成的圆心转动，轴承固定板24及其3 个轴承25将从动圆盘10垂直于料架轴13支撑在右主动圆盘12的右侧，3～12个相同的拐臂11呈等间隔分布置于右主动圆盘12和从动圆盘10之间，每个拐臂11垂直于水平面并且两端分别铰接在右主动圆盘12和从动圆盘10的边缘处，从动圆盘10的转动中心和右主动圆盘12转动中心之间的距离与拐臂11两端铰接轴之间的距离相等，料盘托梁15与料架轴13平行，料盘托梁15右端穿过右主动圆盘12上的小孔与拐臂11垂直固接，左端与左主动圆盘16垂直并构成转动连接，料盘14开口向上固接在料盘托梁15上； 

所述温湿度控制系统中，温湿自动控制装置4置于机箱1外，温湿度感应器22从机箱的左侧板插入气流分配室23内，温湿度感应器22的信号线连接到温湿自动控制装置4信号输入端，带电磁阀的进气管6穿过机箱的右侧板与风机5连通，带电磁阀的排气管21穿过机箱的左侧板与气流分配室23连通，进气管6以及排气管21的电磁阀控制信号线与温湿自动控制装置4信号输出端连接。 

所述射流板由射流管下固定板19、射流管上固定板20、射流管27、射流喷嘴18、密封垫28和喷嘴紧固螺母29组成，射流管下固定板19和射流管上固定板20上均有相同分布的圆孔，相邻圆孔呈等边三角形排列，两相邻圆孔间距为40～80mm，射流管下固定板19和射流管上固定板20互相平行构成中空双层板，射流管27嵌装在射流管下固定板19和射流管上固定板20上下对应的圆孔内，射流管27的进风端固接在射流管上固定板20上，射流管27的下部固接在射流管下固定板19上，射流管27的出风端从射流管下固定板19伸出，射流喷嘴18与射流管27间隙配合装入射流管27的出风口并用密封垫28和喷嘴紧固螺母29固定，喷嘴18的内壁为带弧面的漏斗状结构。 

所述喷嘴18出风口的面积为50～380mm²，而且更换方便，可以满足不同物料干燥的需要。 

所述喷嘴18带弧面的漏斗状结构的出风口形状为圆形或狭缝形。 

所述料盘托梁15由方钢管制成。 

料架的工作原理为，料架的料架轴13转动时，左主动圆盘16和右主动圆盘12随料架轴13一起转动，右主动圆盘12通过拐臂11带动从动圆盘10绕其转动中心同向同速转动。从动圆盘10的转动中心为轴承固定板24上的三个轴承25的外接圆的圆心，右主动圆盘12的转动中心是料架轴13，工作时右主动圆盘12的转动中心与从动圆盘10的转动中心相对于中隔板30都是固定不动。从动圆盘10转动中心与右主动圆盘12转动中心之间的距离和拐臂11两端铰接轴之间的距离相等，这样由右主动圆盘12、拐臂11、从动圆盘10及中隔板30组成了平行四杆机构。当料架轴13带动右主动圆盘12转动时，拐臂11始终与右主动圆盘12的转动中心和从动圆盘10的转动中心的连线平行，从而保证固定在拐臂11上的料盘托梁15以及料盘14始终处于水平状态而不会翻转，即料架中的平行四杆机构确保料盘14在绕料架轴13平移回转运动过程中不会倾翻。 

本发明的脉动式气体射流冲击干燥物料过程如下，空气经风机5加压后形成气流从出风管3流出，出风管3内所设气流加热装置2对气流进行热量交换，射流板位于气流分配室23与干燥室17之间位于干燥室17的正上方，加热后的气流经出风管3送至气流分配室23，然后被均匀地分配到射流板上所设的各个射流管27，气流经射流管27上的喷嘴18喷出自上而下送入干燥室17。干燥室17内，料架说的料盘14在平行四杆机构的作用下随料架轴13的旋转作绕料架轴13匀速的平移回转运动，料盘14始终垂直于气流方向。当料盘14转至最上方时物料受到的气流冲击最大，随着料盘14移动，物料受到的气流冲击逐渐减小，当料盘14转至最下方时物料受到的气流冲击最小，随着料盘14继续移动，物料受到的气流冲击逐渐增大，当料盘14转至最上方时物料受到的气流冲击又成为最大，周而复始，这样就实现了对物料的脉动式干燥，干燥过程中料盘14的平移回转运动避免了现有技术的气体射流冲击干燥装置因物料与喷嘴位置相对固定而造成的干燥不均匀现象。 

干燥室内较高的温度的空气再经回风管道8送至风机进风口7，这样气流被 循环利用。当温湿自动控制装置4检测到气流分配室23内的气流温湿度超过设定值时，与风机5相连通的进气管6和与气流分配室23相连的排气管21通过电磁阀自动打开进行换气。 

本发明的有益效果为，本发明采用脉动式气体射流冲击干燥技术，物料脉动式地受到气流冲击，不仅有利于物料缓苏、有助物料内部水分向外迁移，同时又消除了传统气体射流冲击干燥技术中物料与喷嘴位置相对固定而造成的干燥不均匀现象；料架采用平行四杆机构确保料盘运转平稳且不会倾翻；可方便地更换更换具有不同出风口口径大小和内壁形状的喷嘴，满足不同物料干燥的需要。经试验表明，用脉动式气体射流冲击干燥机加工的番茄干色泽自然，不用添加剂，卫生指标高，有较好的消费潜力，可打入国内外高档市场。本发明还可用于葡萄、辣椒等制干产品的干燥加工，也可用于打瓜子等种子的干燥加工。 

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图； 

图2为本发明实施例立体结构参考示意图，图中未画出温湿度控制系统； 

图3为料架的的结构示意图； 

图4为图3的右视结构示意图； 

图5为射流板俯视示意图； 

图6为射流板的射流管和射流喷嘴装配结构示意图，图中箭头表示气流方向； 

图7为料架转动原理示意图。 

图中，1--机箱，2--气流加热装置，3--风机出风管，4--温湿自动控制装置，5--风机，6--进气管，7--风机进风口，8--回风管道，9--电机，10--从动圆盘，11--拐臂，12--右主动圆盘，13--料架轴，14--料盘，15--料盘托梁，16--左主动圆盘，17--干燥室，18--射流喷嘴，19--射流管下固定板，20--射流管上固定板，21--排气管，22--温湿度感应器，23--气流分配室，24--轴承固定板，25--轴承，26--中空圆孔，27--射流管，28--密封垫，29--喷嘴紧固螺母，30--中隔板，31--从动圆 盘转动中心，32--主动圆盘转动中心，33--拐臂与右主动圆盘铰接轴，34--拐臂与从动圆盘铰接轴。 

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明作进一步详细描述。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。 

图1和图2为脉动式气体射流冲击干燥机实施例的结构示意图，脉动式气体射流冲击干燥机由气流循环系统、物料干燥系统、温湿度控制系统和机箱组成。机箱1内的中隔板30把机箱内分隔成左右两部分空间，气流循环系统包括风机5、风机出风管3、气流加热装置2、气流分配室23、回风管道8和射流板，述风机5在中隔板30右侧置于机箱1的上部，风机1的出风口与风机出风管3连接，风机出风管3穿过中隔板30在机箱1的上部与气流分配室23连通，气流加热装置2置于风机出风管3内，射流板置于气流分配室23的下部与机箱1的前侧板、后侧板、左侧板和中隔板30固接，回风管道8的上端与风机进风口7相连通，下端在机箱1的底部穿过中隔板30与干燥室17连通。 

温湿度控制系统中，温湿自动控制装置4置于机箱1外，温湿度感应器22从机箱的左侧板插入气流分配室23内，温湿度感应器22的信号线连接到温湿自动控制装置4信号输入端，带电磁阀的进气管6穿过机箱的右侧板与风机5连通，带电磁阀的排气管21穿过机箱的左侧板与气流分配室23连通，进气管6以及排气管21的电磁阀控制信号线与温湿自动控制装置4信号输出端连接。 

物料干燥系统包括干燥室17、料架和驱动料架转动的电机9，中隔板30左侧射流板以下的空间为干燥室17，料架置于干燥室17内。如图3和图4所示，料架由从动圆盘10、拐臂11、右主动圆盘12、料架轴13、料盘14、料盘托梁15和左主动圆盘16构成。料架轴13水平置于干燥室17内，料架轴13左端与机箱1的左侧壁转动连接，右端与中隔板30转动连接并在中隔板30右侧通过链条传动机构与电机9的转轴连接，电机9固定在机箱1的底部。左主动圆盘16、右主动圆盘12和 从动圆盘10外径相同。左主动圆盘16和右主动圆盘12分别在料架轴13左端和右与料架轴13垂直同轴固接。从动圆盘10为环形结构，内圆为中空圆孔26。3个轴承25按等边三角形的分布置于轴承固定板24的左侧面上，轴承25的内圆与短轴固接，短轴垂直固接在轴承固定板24上，轴承固定板24在右主动圆盘12和中隔板30之间，轴承固定板24通过下部的圆孔垂直套在料架轴13上，轴承固定板24固接在中隔板30上，3个轴承25所在等边三角形的中心和料架轴13的轴线在同一铅垂面上，3个轴承25的外圆与从动圆盘10上的中空圆孔26边沿滚动接触，从动圆盘10能绕轴承固定板24上的3个轴承25所形成的圆心转动，轴承固定板24及其3个轴承25将从动圆盘10垂直于料架轴13支撑在右主动圆盘12的右侧。6个相同的拐臂11呈等间隔分布置于右主动圆盘12和从动圆盘10之间，每个拐臂11垂直于水平面并且两端分别铰接在右主动圆盘12和从动圆盘10的边缘处。从动圆盘10的转动中心和右主动圆盘12转动中心之间的距离与拐臂11两端铰接轴之间的距离相等。料盘托梁15为方钢管制成，料盘托梁15与料架轴13平行，料盘托梁15右端穿过右主动圆盘12上的小孔与拐臂11垂直固接，左端与左主动圆盘16垂直并构成转动连接，料盘14开口向上固接在料盘托梁15上。 

图5为射流板示意图，图6为射流板的射流管和射流喷嘴装配结构示意图。射流板由射流管下固定板19、射流管上固定板20、射流管27、射流喷嘴18、密封垫28和喷嘴紧固螺母29组成，射流管下固定板19和射流管上固定板20上均有相同分布的圆孔，相邻圆孔呈等边三角形排列，两相邻圆孔间距为60mm，相邻两排的圆孔互相错位，构成正三角形分布。射流管下固定板19和射流管上固定板20互相平行构成中空双层板，射流管27嵌装在射流管下固定板19和射流管上固定板20上下对应的圆孔内，射流管27的进风端固接在射流管上固定板20上，射流管27的下部固接在射流管下固定板19上，射流管27的出风端从射流管下固定板19伸出，射流喷嘴18与射流管27间隙配合装入射流管27的出风口并用密封垫28和喷嘴紧固螺母29固定，喷嘴18为内壁带弧面的漏斗 状结构，喷嘴18出风口的面积为50～380mm²。更换具有不同出风口面积大小和形状的喷嘴，可满足不同物料干燥的需要。 

图7为料架转动原理示意图，料架的料架轴13转动时，左主动圆盘16和右主动圆盘12随料架轴13一起转动，右主动圆盘12通过拐臂11带动从动圆盘10绕其转动中心同向同速转动。从动圆盘10的转动中心为轴承固定板24上的三个轴承25的外接圆的圆心，右主动圆盘12的转动中心是料架轴13，工作时右主动圆盘12的转动中心与从动圆盘10的转动中心相对于中隔板30都是固定不动。从动圆盘转动中心31与右主动圆盘转动中心32之间的距离和拐臂11两端铰接轴之间的距离相等，这样由右主动圆盘12、拐臂11、从动圆盘10及中隔板30组成了以从动圆盘转动中心31、主动圆盘转动中心32、拐臂与右主动圆盘铰接轴33和拐臂与从动圆盘铰接轴34为转动点的平行四杆机构。如图7所示，当料架轴13带动右主动圆盘12顺时针转动时，拐臂11始终与右主动圆盘转动中心32和从动圆盘转动中心31的连线平行，从而保证固定在拐臂11上的料盘托梁15以及料盘14始终处于水平状态而不会翻转。总之，本发明的料架的平行四杆机构确保料盘14在绕料架轴13平移回转运动过程中不会倾翻。

本发明适用于番茄、葡萄、辣椒等农产品制干工艺。 

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，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该以权利要求的保护范围为准。 

Claims (5)

1.一种脉动式气体射流冲击干燥机，由气流循环系统、物料干燥系统、温湿度控制系统和机箱(1)组成，其特征在于，所述机箱(1)内的中隔板(30)把机箱内分隔成左右两部分空间，所述气流循环系统包括风机(5)、风机出风管(3)、气流加热装置(2)、气流分配室(23)、回风管道(8)和射流板，所述风机(5)在中隔板(30)右侧置于机箱(1)的上部，风机(5)的出风口与风机出风管(3)连接，风机出风管(3)穿过中隔板(30)在机箱(1)的上部与气流分配室(23)连通，气流加热装置(2)置于风机出风管(3)内，射流板水平置于气流分配室(23)的下部与机箱(1)的前侧板、后侧板、左侧板和中隔板(30)固接，回风管道(8)的上端与风机进风口(7)相连通，下端在机箱(1)的底部穿过中隔板(30)与干燥室(17)连通；

所述物料干燥系统包括干燥室(17)、料架和驱动料架转动的电机(9)，机箱内中隔板(30)左侧射流板以下的空间为干燥室(17)，料架置于干燥室(17)内，所述料架由从动圆盘(10)、拐臂(11)、右主动圆盘(12)、料架轴(13)、料盘(14)、料盘托梁(15)和左主动圆盘(16)构成，料架轴(13)水平置于干燥室(17)内，料架轴(13)左端与机箱(1)的左侧壁转动连接，右端与中隔板(30)转动连接并在中隔板(30)右侧通过传动机构与电机(9)的转轴连接，电机(9)固定在机箱(1)的底部，左主动圆盘(16)、右主动圆盘(12)和从动圆盘(10)外径相同，左主动圆盘(16)和右主动圆盘(12)分别在料架轴(13)左端和右部与料架轴(13)垂直同轴固接，从动圆盘(10)为环形结构，内圆为中空圆孔(26)，3个轴承(25)按等边三角形的分布置于轴承固定板(24)的左侧面上，轴承(25)的内圆与短轴固接，短轴垂直固接在轴承固定板(24)上，轴承固定板(24)在右主动圆盘(12)和中隔板(30)之间，轴承固定板(24)通过下部的圆孔垂直套在料架轴(13)上，轴承固定板(24)固接在中隔板(30)上，3个轴承(25)所在等边三角形的中心和料架轴(13)的轴线在同一铅垂面上，3个轴承(25)的外圆与从动圆盘(10)上的中空圆孔(26)滚动接触，从动圆盘(10)能绕轴承固定板(24)上的3个轴承(25)所形成的圆心转动，轴承固定板(24)及其3个轴承(25)将从动圆盘(10)垂直于料架轴(13)支撑在右主动圆盘(12)的右侧，3～12个相同的拐臂(11)呈等间隔分布置于右主动圆盘(12)和从动圆盘(10)之间，每个拐臂(11)垂直于水平面并且两端分别铰接在右主动圆盘(12)和从动圆盘(10)的边缘处，从动圆盘(10)的转动中心和右主动圆盘(12)转动中心之间的距离与拐臂(11)两端铰接轴之间的距离相等，料盘托梁(15)与料架轴(13)平行，料盘托梁(15)右端穿过右主动圆盘(12)上的小孔与拐臂(11)垂直固接，料盘托梁(15)左端与左主动圆盘(16)垂直并构成转动连接，料盘(14)开口向上固接在料盘托梁(15)上；

所述温湿度控制系统中，温湿自动控制装置(4)置于机箱(1)外，温湿度感应器(22)从机箱的左侧板插入气流分配室(23)内，温湿度感应器(22)的信号线连接到温湿自动控制装置(4)信号输入端，带电磁阀的进气管(6)穿过机箱的右侧板与风机(5)连通，带电磁阀的排气管(21)穿过机箱的左侧板与气流分配室(23)连通，进气管(6)以及排气管(21)的电磁阀控制信号线与温湿自动控制装置(4)信号输出端连接。

2.根据权利要求1所述的一种脉动式气体射流冲击干燥机，其特征在于，所述射流板由射流管下固定板(19)、射流管上固定板(20)、射流管(27)、射流喷嘴(18)、密封垫(28)和喷嘴紧固螺母(29)组成，射流管下固定板(19)和射流管上固定板(20)上均有相同分布的圆孔，相邻圆孔呈等边三角形排列，两相邻圆孔间距为40～80mm，射流管下固定板(19)和射流管上固定板(20)互相平行，射流管(27)嵌装在射流管下固定板(19)和射流管上固定板(20)上下对应的圆孔内，射流管(27)的进风端固接在射流管上固定板(20)上，射流管(27)的下部固接在射流管下固定板(19)上，射流管(27)的出风端从射流管下固定板(19)伸出，射流喷嘴(18)与射流管(27)间隙配合装入射流管(27)的出风口并用密封垫(28)和喷嘴紧固螺母(29)固定，射流喷嘴(18)为内壁带弧面的漏斗状结构。

3.根据权利要求2所述的一种脉动式气体射流冲击干燥机，其特征在于，所述射流喷嘴(18)出风口的面积为50～380mm²。

4.根据权利要求2所述的一种脉动式气体射流冲击干燥机，其特征在于，所述射流喷嘴(18)带弧面的漏斗状结构的出风口形状为圆形或狭缝形。

5.根据权利要求1所述的一种脉动式气体射流冲击干燥机，其特征在于，所述料盘托梁(15)由方钢管制成。

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