CN102132120B - 材料的干燥和/或处理 - Google Patents

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Abstract

公开了一种干燥和/或处理材料的设备，其具有腔室(10)、风扇装置(14、30)，风扇装置适于使得一定比例的处理气体通过文丘里管装置(32)沿路线进入腔室(10)的高压区域，以便降低在进入腔室(10)高压区域中的管口处的压力。在一个实施例中，提供加热器装置(18)以便加热处理气体同时引导少量可能有的自由氧进入处理气体，还提供氧气传感器(36)和水输送装置(38)，水输送装置可操作以便在所感测到的自由氧水平超过预定阈值时将一定量的水引入到处理气体中。

Description

材料的干燥和/或处理
技术领域
本发明涉及适于在材料的干燥和/或处理中使用的方法和设备。
背景技术
GB 2281383描述了适于在主要由过热蒸汽组成的气氛中对潮湿材料进行连续干燥中使用的设备。该设备包括腔室，入口管和出口管从该腔室延伸出，待干燥的材料经过入口管进入腔室以及一旦干燥经过出口管离开腔室。上述管向下延伸，因此在使用过程中在管中形成温度和密度微差层并且有效地起到密封作用，防止外部空气或其它气体进入腔室以及防止过热蒸汽或其它气体从腔室溢出。由材料夹带的气体进入或离开腔室可能会导致发生一些气体的进入腔室或从腔室溢出，但是通常仅在低水平下。
PCT/GB02/01497描述了在类似设备中对材料的高温处理。可以理解在上述配置中可在基本没有氧的环境中进行干燥和/或处理。
在上述两种情况下，已知在待干燥或处理的材料处于其内的腔室中提供旋转式气缸。除非气缸为百叶窗形式，否则作为气缸和其内容物形成的对气流限制的结果，腔室内大气的泵循环通常将导致形成朝向气缸一端的相对高压区域以及朝向气缸另一端的相对低压区域。如果在高压端的压力变得过高，那么就会存在腔室内的气体从邻近高压端的管吹出，以及外部空气会通过另一管进入腔室，使得微差层起不到密封效果。显然这是不希望的，因为它将允许把自由氧引入到腔室内，上述可能会导致其中的材料分解或燃烧。
使用百叶窗式气缸虽然会减少关于密封的问题，但是会需要降低系统的操作温度以避免刚要离开气缸的材料过热。取代使用相对低重量的高温气体，使用大量的低温气体导致对风扇或吹风机的需求增加以及增加电机的运行成本。
希望在基本没有自由氧的气氛中或其中自由氧的量可受控到维持低水平或所需水平下的气氛中进行干燥和/或处理。本发明的目的在于提供由此可实现上述目的的方法和设备。
发明内容
根据本发明的一方面，提供一种干燥和/或处理材料的方法，其包括使用风扇装置来使得一定比例的处理气体通过文丘里管装置沿路线进入腔室的高压区域以便降低进入腔室高压区域的管口处的压力。
通过使得处理气体以该方式沿路线行进，可避免施用足够的高压来使得气体经过管从腔室吹出，同时将处理气体经过腔室的速率维持在所需的水平以便允许进行有效的干燥和/或处理。
本发明还涉及一种干燥和/或处理设备，其具有腔室、风扇装置，风扇装置用于使得一定比例的处理气体通过文丘里管装置沿路线进入腔室的高压区域以便降低进入腔室高压区域的管口处的压力。
处理气体优选沿着包括加热器装置的循环路径行进，加热器装置配置成引导少量可能有的自由氧进入处理气体。加热器装置可以是间接式加热器。可选的，可使用直接式加热器或燃烧器。直接式加热器或燃烧器优选是比例燃烧器，由此供应到燃烧器的氧气量受控以便确保引导少量可能有的自由氧进入处理气体。
优选提供氧气传感器以便监测位于至少部分腔室内的氧气水平。优选利用氧气传感器的输出来控制将水例如通过雾化器引导到腔室内。
在上述配置中，如果感测到不可接受的高自由氧水平，可引入水以便有助于在处理气体中快速形成一定量的过热蒸汽，降低处理气体的自由氧含量。
本发明还涉及一种干燥和/或处理设备，该设备包括包含，在使用中，处理气体的腔室、用于加热处理气体同时引导少量可能有的自由氧进入处理气体的加热器装置、氧气传感器、以及水输送装置，水输送装置可操作以便在所感测到的自由氧水平超过预定阈值时将一定量的水引入到处理气体中。
该设备可以是批处理设备或连续处理设备。可以理解可以提供上述的文丘里管装置。
附图说明
将通过实例的方式参考附图对本发明进行进一步的描述，其中：
图1是示出根据本发明一个实施例的设备的示意图；以及
图2至图4示出一些替换实施例。
具体实施方式
首先参照图1，示出一种干燥和/或处理设备，该设备包括干燥和/或处理腔室10，气缸12支撑在其内以便通过合适的轴承(未示出)使其旋转，并且配置成由相关联的电机(未示出)驱动。腔室10容纳循环风扇14，循环风扇14配置成沿着气缸12吸引处理气体，并且沿着循环路径16供应气体，加热器装置18位于循环路径16内。风扇14可以采取各种形式。
腔室10包括向下延伸的入口管20以及类似的出口管22，待干燥或处理的材料通过入口管20进入腔室10，已经干燥或处理的材料可通过出口管22离开腔室10。提供传送带装置24以便携带材料通过入口管20到达气缸12的内部。可提供类似的传送带装置以便将材料从腔室10传送出去。但是，在该实施例中，已经干燥和/或处理的材料仅在重力作用下通过出口管22从腔室10下落。
腔室10设有通风口26，其在与管20、22的部分对齐的垂直高度处排气，结果在使用中将趋于在管20、22中形成温度和密度微差层28，在使用中上述微差层28起到有效密封作用，防止或限制气体进入腔室10或从腔室10离开，同时允许以相对简单的方式引入材料或使得材料离开。
通过上述配置，在使用中，最接近入口管20的腔室10的端部压力将通常高于最接近出口管22的端部压力，并且因此存在气体可能会通过入口管20从腔室10吹出以及气体可能会通过出口管22进入腔室10，使得微差层28起不到密封效果。
根据本发明，为了避免或降低上述操作的危险，一定比例的循环气体经由风扇装置30供应到文丘里管装置32，文丘里管装置32靠近入口管20定位，也就是邻近腔室10的高压端。风扇装置30可采取各种形式。例如，其可包括叶片式风扇、吹风机、压缩机或类似装置。文丘里管装置可采取各种形式，并且在该实施例中其包括围绕传送带装置24的端部部分的环形流动通道34，由此材料被传送到气缸12。由风扇装置30通过文丘里管装置32以高速传输气体共同用于在入口管20处或接近入口管20处形成降低的压力，与在腔室10那部分内的高压抗衡，并且降低气体通过入口管20从腔室10吹出的危险。可以理解流动通道34和传送带装置24的端部部分的形状不是严格的。例如，如果使得其本身便于待传送材料的形状和尺寸，它们可以是矩形断面。
可以如此的方式控制风扇装置30的操作以便在腔室10的高压部分处获得所需水平的“吸引”。例如，可提供热电偶以便允许感测入口管温度。如果所感测到的温度上升，暗示热气向下吹到入口管20，那么可增加风扇装置30的操作以便增加“吸引”水平。代替改变风扇装置30的操作速度，可提供折流板或其它可动限流器，以便允许上述控制。如果管温度降低，那么风扇装置30可减慢。代替使用管温度来调节风扇装置的操作，可以使用压力传感器或可使用对沿着管的气流敏感的气流传感器。类似地，如果需要，可提供传感器以便感测出口管处的温度和/或压力水平，以及在控制风扇装置30或者循环扇14的操作中使用的传感器的输出，以便避免外部空气通过出口管进入。
气缸12优选是内部导程形式以便有助于均匀的干燥和/或处理。如果需要，其可以是百叶窗形式，以便减少沿着腔室10的压力差。但是可以理解不需要总是这种情况。此外，取决于待处理材料的性质，可优选不使用气缸，对于材料而言仅通过合适的传送带配置传送通过腔室10。
加热器18可采取各种形式，但是在该实施例中，其设置成导致引导少量可能有的自由氧进入循环处理气体的类型，结果在使用中处理气体基本是惰性的。例如，加热器18可以是非直接式类型。可选的，可使用直接式加热器或燃烧器，在该情况下，供应到加热器或燃烧器的空气或氧气优选与供应到其的燃料匹配，结果燃料的有效燃烧不会导致引入明显量的自由氧。通过使用这种加热器以便确保引入少量自由氧或不引入自由氧，可以理解可在氧降低的环境中进行干燥和/或处理。
氧气传感器36位于腔室10内以便监测处理气体中的自由氧量。示出传感器36位于循环路径内，但是这不是必需的，并且其可位于任意其它地方。监测传感器36的输出，并且如果所感测到的自由氧水平高于预定水平，一定量的水经由雾化器38喷射到腔室10内以便将一定量的过热蒸汽快速引入到处理气体内，减少组成处理气体的自由氧比例。可以理解这种配置允许以闭环方式控制处理气体的自由氧含量。这是有利的，因为引入过少的水可剩余足够使得被干燥或处理的材料分解的自由氧。引入过多的水导致不必要的冷却，降低设备效率。
虽然在此结合连续的干燥和/或处理设备进行了描述，但是可以理解在批处理配置中也可使用加热器、传感器和水喷射配置，例如，其中腔室由一个或多个门密封，并且本发明扩展到上述配置。此外，可使用文丘里管装置来降低容纳机械密封门的管处的压力，降低在使用中密封必须经受的压力。
在图1的配置中，配置文丘里管装置32，这样由风扇装置30导引的一定比例的处理气体以相对高的速度流过环绕传送带装置24末端部分的环形流动路径34。图2示出一替换形式，其中材料通过渐细流动通道34周围的环形路径24a传送，以便由风扇装置30供应气体。在该情况下，路径24a采取储料器的形式，由传送带装置24将待干燥或处理的材料供应到储料器。该配置尤其适于与微粒或颗粒形式的材料一起使用，但是利用该设备也可对其它材料进行干燥或处理。
图2配置与图1配置的另一区别在于在图2中，气缸12不是位于腔室10内，而是通过密封件40密封到其上面，这允许气缸12旋转。在该配置中，气缸12不是百叶窗形式，因为这样的百叶窗会允许处理气体溢出。
图3示出另一变形，在该情况下，省略气缸12，并且例如在合适的传送带上使得待干燥和/或处理的材料经过腔室10。
图4示出将本发明应用于批处理，其中腔室10包括设有门21的管20。在使用中门21通过机械密封件(未示出)在关闭位置密封。该配置的文丘里管装置32用于降低管20处的压力、降低通过密封件的压差以便降低密封需求或允许继续使用部分磨损的密封件。
可以理解，在不脱离本发明范围的情况下可以对在此描述的配置进行各种变型。

Claims (13)

1.一种干燥和/或处理材料的方法，其包括：在向下延伸的开放管中形成温度和密度微差层，所述开放管具有进入腔室的高压区域中的开口，所述微差层用作密封部；以及使用风扇装置将一定比例的再循环处理气体沿路线通过文丘里管装置返回至腔室的高压区域，以便降低所述开放管的开口处的压力，而再循环处理气体的剩余部分旁经所述文丘里装置返回至高压区域。
2.一种干燥和/或处理材料的设备，其具有腔室、向下延伸的开放管、和风扇装置，所述风扇装置适于使得一定比例的再循环处理气体通过文丘里管装置沿路线进入腔室的高压区域，以便降低在所述开放管的进入腔室高压区域的开口位置处的压力，而再循环处理气体的剩余部分旁经所述文丘里装置返回至高压区域，其中，所述设备被构造成在所述开放管中形成温度和密度微差层，在使用中，所述微差层用作密封部。
3.根据权利要求2所述的设备，其中再循环处理气体沿包括加热器装置的循环路径行进，加热器装置配置成引导少量可能有的自由氧进入处理气体。
4.根据权利要求3所述的设备，其中加热器装置是间接式加热器。
5.根据权利要求3所述的设备，其中加热器装置是直接式加热器或燃烧器。
6.根据权利要求5所述的设备，其中直接式加热器或燃烧器是比例燃烧器，由此供应到燃烧器的氧气量受控以便确保引导少量可能有的自由氧进入处理气体。
7.根据权利要求2至6中任一所述的设备，其中提供氧气传感器以便监测位于至少部分腔室内的氧气水平。
8.根据权利要求7所述的设备，其中利用氧气传感器的输出来控制将水引导到腔室内。
9.根据权利要求8所述的设备，进一步包括通过其将水引入的雾化器。
10.根据权利要求8所述的设备，其中所述设备被配置用于在所感测到的自由氧水平超过预定阈值时将一定量的水引入处理气体中。
11.根据权利要求9所述的设备，其中所述设备被配置用于在所感测到的自由氧水平超过预定阈值时将一定量的水引入处理气体中。
12.根据权利要求2至6中任一所述的设备，其中该设备为批处理设备。
13.根据权利要求2至6中任一所述的设备，其中该设备为连续处理设备。
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