CN102353238A - 间歇式真空微波干燥装置及其处理真空绝热板芯材的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种间歇式真空微波干燥装置，包括有微波干燥室，微波干燥室中设有托架，还设有微波发生器，微波发生器向托架上的芯材发射微波，微波干燥室一端与真空泵连通，另一端与空气处理装置连通，真空泵将微波干燥室内抽真空，空气处理装置把经过干燥处理后的空气送入微波干燥室；用间歇式真空微波干燥装置处理真空绝热板芯材的方法包括：1)微波加热：通过馈入口向芯材发射微波；2)抽真空：通过真空泵抽真空，水蒸气被真空泵带走；3)冲入干燥空气：关闭真空泵及真空阀，打开风阀，把经过处理的干燥空气送入微波干燥室置换并带走芯材中剩余的少量水蒸气；4)重复上述步骤二到三次，可将芯材完全干燥。

Description

间歇式真空微波干燥装置及其处理真空绝热板芯材的方法

技术领域

本发明涉及一种间歇式真空微波干燥装置及其处理真空绝热板芯材的方法。

背景技术

干燥的目的是除去某些原料、半成品及成品中的水分或溶剂，以便于加工、使用、运输和贮藏等。一般的干燥方法有机械法、化学法和加热(冷冻)法。这些方法要么设备庞大、干燥费用高，要么干燥速度慢、处理量小。例如图1所示，采用电加热的方式使干燥室内温度上升至规定的温度(一般为100℃以上)，并保持一段时间后，采用通风的方式冷却降温，该装置通过加热使物料水分蒸发，并由排风扇排走水蒸气，最后由下面的风口通入自然风一继续平排除余下的水分，但通入的自然风会使干燥室含湿量增加，水分除不干净，而且能耗大，加热耗时、效率低。这种传统的方式虽然在加热的过程中可以使芯材中的水分蒸发，但水分子很难与芯材剥离，即便是在通风冷却的过程中虽然有部分水分被带走，但相对湿度降低了，含水量仍然很大，去湿效果差。另外，高温热风会对绝热板芯材微结构损伤严重，容易产生局部烧融，并存在排放污染和火灾隐患，热量不能充分有效利用，能耗较高，设备存在运行成本高、经济效益差、设备利用率较低等突出问题。随着科学技术的发展，如生物制品、新型材料(多相复合材料、纳米材料、智能材料和生物医学材料等)、高级陶瓷、新型高级食品和新型药物制品等新产品的出现，传统的干燥技术不一定都适应。

真空干燥是一种将物料置于负压条件下，并适当通过加热达到负压状态下的沸点或着通过降温使得物料凝固后通过溶点来干燥物料的干燥方式。物料内水分在负压状态下溶点沸点都随着真空度的提高而降低，同时辅以真空泵间隙抽湿降低水汽含量，使得物料内水等溶液获得足够的动能脱离物料表面。真空干燥由于处于负压状态下隔绝空气使得部分在干燥过程中容易氧化等化学变化的物料更好的保持原有的特性，也可以通过注入惰性气体后抽真空的方式更好的保护物料。微波干燥是利用频率为915～2450MHz的微波能量使物料本身发热升温、蒸发水分进行干燥的方法。微波干燥不同于传统干燥方式，其热传导方向与水分扩散方向相同，与传统干燥方式相比，具有干燥速率大、节能、生产效率高、干燥均匀、清洁生产、易实现自动化控制和提高产品质量等优点，因而在于燥的各个领域越来越受到重视。微波干燥技术已在轻工业、化工材料工业、食品与农产品加工业等行业得到了广泛应用并表现出了显著的优越性。

发明内容

本发明的目的是提供一种间歇式真空微波干燥装置及其处理真空绝热板芯材的方法。

本发明提供的间歇式真空微波干燥装置包括有微波干燥室，微波干燥室中设有用于放置待干燥芯材的托架，所述微波干燥室中设有微波发生器，微波发生器向托架上的芯材发射微波，微波干燥室一端与真空泵连通，另一端与空气处理装置连通，真空泵将微波干燥室内抽真空，空气处理装置把经过干燥处理后的空气送入微波干燥室；

所述空气处理装置中依次设有空气过滤器、表冷器、轴流风机和再热器，空气过滤器位于空气处理装置的入口处，通过空气过滤器的过滤后，外部空气经表冷器降温除湿，由轴流风机送至再热器进行加热；

所述表冷器与压缩机、冷凝器、膨胀阀顺次连接成制冷循环回路；

所述再热器可采用电加热方式或采用从压缩机引出的高温高压制冷剂盘管；

所述空气处理装置下部设有集水器，收集表冷器所凝结的冷凝水，并在达到预定水量后放出冷凝水；

所述集水器设有根据集水器中冷凝水量自动放水的电磁阀；

所述空气处理装置与微波干燥室之间连接有储气瓶，储气瓶将空气处理装置送来的空气暂时储存并稳定气压，储气瓶通过送风管道与微波干燥室连通，所述送风管道上设有风阀，风阀控制送风管道的通断；

所述储气瓶上设有调压阀，使储气瓶内气压保持稳定；

所述托架设于微波干燥室中部，托架上开设有小孔；

所述微波发生器的微波馈入口位于微波干燥室的上壁面和下壁面，用以均匀辐射置于托架上的物料；

所述微波干燥室上设有压力表，显示微波干燥室内部的抽真空压力；

所述真空泵通过真空管与微波干燥室内部连通，真空管上设有真空阀，真空阀控制真空管的通断。

本发明提供的用间歇式真空微波干燥装置处理真空绝热板芯材的方法包括以下步骤：

1)微波加热：首先打开微波发生器电源，通过馈入口向芯材发射微波，加热芯材，使芯材及其中水分预热到40～60℃；

2)抽真空：微波发射适当时间后，将新风阀关闭，通过真空泵抽真空，使真空度达到600Pa以下，芯材中的水分在真空环境中以较低的温度闪发，蒸发温度在常温以下，芯材中的水蒸气被真空泵带离干燥室；

3)加入干燥空气：观察压力表达到要求值后，关闭真空泵及真空阀，打开风阀，把经过处理的干燥空气送入微波干燥室，置换并带走芯材中剩余的少量水分。

4)重复上述步骤2～3次，把物料中的水分完全置换出来，速度快、效率高，一般干燥只须5～6分钟。

步骤3)中干燥空气的处理包括以下步骤：

(1)冷却除湿：从外部引入并经过空气过滤器过滤后的空气通过表冷器，使得空气中的水蒸气凝结成水，并引入下方的集水器，达到除湿目的；

(2)再热：经过除湿后的较冷的空气通过再热器，空气相对湿度降低，达到干燥的目的；

(3)冷凝排水：当集水器的液面高度达到一半时，电磁阀自动开启，由水的自身重力作用而排去凝结水。

本发明的优点在于，该装置把微波干燥和真空干燥结合在一起，充分发挥二者的干燥优势，以优化干燥过程，可以避免目前的直接用加热方法干燥绝热板芯材，成本高、干燥效率低以及干燥质量不高等弊端，取得了较好的经济效益和环境效益。

采用本发明提供的处理真空绝热板芯材的方法与已有技术相比具有以下优点：

1.经济节能、生产效率高、绿色环保，通过把电能转化成微波加热物料，很好地利用了能量，并且不会产生污染性的物质，通过间接式的干燥，把干空气通入干燥室，可使物料本身所含水分进一步去除；2.干燥速率大、干燥均匀，物料吸收水分使能力均匀分配，可使物料同步干燥，达到均匀的效果；3.可实现清洁生产、易实现自动化控制，通过各种检测及自动装置以达到实时、准确、高效的控制效果；4.提高产品质量，在真空下使物料在相对较低的温度下蒸发，保持物料有较好的组织形式不被破坏；5.已有技术只是对物料进行加热干燥，热风干燥技术在绝热板芯材干燥过程中，高温热风会对绝热板芯材结构损伤严重，容易产生烧焦，并存在排放污染和火灾隐患，热能不能充分有效利用，能耗较高，设备存在运行成本高、经济效益差、设备利用率较低，本发明较好的解决了这些问题。

附图说明

图1是现有干燥装置的结构示意图；

图2是本发明提出的间歇式真空微波干燥装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合图示与具体实施例，进一步阐述本发明。

如图2所示，本发明提供的间歇式真空微波干燥装置包括有微波干燥室100，微波干燥室100中设有用于放置待干燥芯材的托架110，所述微波干燥室100中设有微波发生器120，微波发生器120向托架110上的芯材发射微波，微波干燥室100一端与真空泵200连通，另一端与空气处理装置300连通，真空泵200将微波干燥室100内抽真空，空气处理装置300把经过干燥处理后的空气送入微波干燥室100；

所述空气处理装置300中依次设有空气过滤器310、表冷器320、轴流风机330和再热器340，空气过滤器310位于空气处理装置300的入口处，通过空气过滤器310的过滤后，外部空气经表冷器320降温除湿，由轴流风机330送至再热器340进行加热；

所述表冷器320与压缩机321、冷凝器322、膨胀阀323顺次连接成制冷循环回路；

所述再热器340与从压缩机引出的高温高压制冷剂管路连通；

所述空气处理装置300下部设有集水器350，收集表冷器320所凝结的冷凝水，并在达到预定水量后放出冷凝水；

所述集水器350设有根据集水器中冷凝水量自动放水的电磁阀351；

所述空气处理装置300与微波干燥室100之间连接有储气瓶400，储气瓶400将空气处理装置300送来的空气暂时储存并稳定气压，储气瓶400通过送风管道410与微波干燥室100连通，所述送风管道410上设有风阀411，风阀411控制送风管道410的通断；

所述储气瓶400上设有调压阀420，使储气瓶内气压保持稳定；

所述托架110设于微波干燥室100中部，托架110上开设有小孔；

所述微波发生器120的微波馈入口位于微波干燥室100的上壁面和下壁面，用以均匀辐射置于托架110上的物料；

所述微波干燥室100上设有压力表130，显示微波干燥室100内部的抽真空压力；

所述真空泵200通过真空管与微波干燥室100内部连通，真空管上设有真空阀210，真空阀210控制真空管的通断。

本发明提供的用间歇式真空微波干燥装置处理真空绝热板芯材的方法包括以下步骤：

1)微波加热：首先打开微波发生器电源，通过馈入口向芯材发射微波，加热芯材，使芯材中水分受热蒸发；

2)抽真空：微波发射适当时间后，将风阀关闭，通过真空泵抽真空，使真空度达到98％以上，芯材中的水分在真空环境下，在较低的温度下闪发，蒸发温度为30℃以下；

3)加入干燥空气：观察压力表达到要求值后，关闭真空泵及真空阀，打开风阀，把经过处理的干燥空气送入微波干燥室，以携带走芯材中剩余的少量水分。

以上步骤可视干燥效果重复进行。

步骤3)中干燥空气的处理包括以下步骤：

(1)冷却除湿：从外部引入并经过空气过滤器过滤后的空气通过表冷器，使得空气中的水蒸气凝结成水，并被引入下方的集水器，达到除湿目的；

(2)再热：经过除湿后的较冷的空气通过再热器，空气相对湿度降低，达到干燥的目的；

(3)冷凝排水：当集水器的液面高度达到一半时，电磁阀自动开启，由水的自身重力作用而排去凝结水。

实施例1：玻璃纤维芯材的干燥

湿法压制的玻璃纤维芯材，规格尺寸为1000×800×20mm，平放与托架中，关闭干燥室，微波预热(1800W～2000W)2分钟，温度升至50～60℃，抽真空至600Pa后，补充干空气，冲入干空气温度为50℃左右，重复上述动作一次，至最终水分含量在1％以下，取出包装成品。

实施例2：开孔微孔聚氨酯芯材的干燥

将磨具中发泡制得的开孔微孔聚氨酯芯材取出，按要求切割成1000×800×20mm尺寸，并将表皮蜡质层去掉，放于托架上，关闭干燥室微波预热(1800W～2000W)2分钟，温度升至50℃左右，抽真空至600Pa后保压1分钟，补充干空气，冲入干空气温度为50℃左右，因微孔中包含的发泡剂及水分难以驱除，需重复上述动作两次，至最终水分含量在1％以下，取出包装成品。

实施例3：粉煤灰芯材的干燥

将细研后的粉煤灰颗粒预压成规格尺寸为1000×800×20mm的平板，并用防护纱包裹后，平放与托架中，关闭干燥室，微波预热(1800W～2000W)2分钟，温度升至50～60℃，抽真空至600Pa后，补充干空气，冲入干空气温度为50℃左右，至最终水分含量在1％以下，取出包装成品。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (13)

1.间歇式真空微波干燥装置，包括有微波干燥室，微波干燥室中设有用于放置待干燥芯材的托架，其特征在于，所述微波干燥室中设有微波发生器，微波发生器向托架上的芯材发射微波，微波干燥室一端与真空泵连通，另一端与空气处理装置连通，真空泵将微波干燥室内抽真空，空气处理装置把经过干燥处理后的空气送入微波干燥室。

2.根据权利要求1所述的间歇式真空微波干燥装置，其特征在于，所述空气处理装置中依次设有空气过滤器、表冷器、轴流风机和再热器，空气过滤器位于空气处理装置的入口处，通过空气过滤器的过滤后，外部空气经表冷器降温除湿，由轴流风机送至再热器进行加热。

3.根据权利要求2所述的间歇式真空微波干燥装置，其特征在于，所述表冷器与压缩机、冷凝器、膨胀阀顺次连接成制冷循环回路。

4.根据权利要求2所述的间歇式真空微波干燥装置，其特征在于，所述再热器为电加热装置或从压缩机出口引出的高温高压制冷剂流经的盘管。

5.根据权利要求2所述的间歇式真空微波干燥装置，其特征在于，所述空气处理装置下部设有集水器，收集表冷器所凝结的冷凝水，并在达到预定水量后放出冷凝水。

6.根据权利要求5所述的间歇式真空微波干燥装置，其特征在于，所述集水器设有根据集水器中冷凝水量自动放水的电磁阀。

7.根据权利要求1所述的间歇式真空微波干燥装置，其特征在于，所述空气处理装置与微波干燥室之间连接有储气瓶，储气瓶将空气处理装置送来的空气暂时储存并稳定气压，储气瓶通过送风管道与微波干燥室连通，所述送风管道上设有风阀，风阀控制送风管道的通断。

8.根据权利要求7所述的间歇式真空微波干燥装置，其特征在于，所述储气瓶上设有调压阀，使储气瓶内气压保持稳定。

9.根据权利要求1所述的间歇式真空微波干燥装置，其特征在于，所述托架为网格结构，设于微波干燥室中部。

10.根据权利要求1所述的间歇式真空微波干燥装置，其特征在于，所述微波发生器的微波馈入口位于微波干燥室的上壁面和下壁面，用以均匀辐射置于托架上的芯材。

11.根据权利要求1所述的间歇式真空微波干燥装置，其特征在于，所述真空泵通过真空管与微波干燥室内部连通，真空管上设有真空阀，真空阀控制真空管的通断。

12.用间歇式真空微波干燥装置处理真空绝热板芯材的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)微波加热：首先打开微波发生器电源，通过馈入口向芯材发射微波，加热芯材，使芯材及其中水分预热到40～60℃；

2)抽真空：微波发射适当时间后，将风阀关闭，通过真空泵抽真空，使真空度达到600Pa以下，芯材中的水分在真空环境中以较低的温度闪发，蒸发温度在常温以下，芯材中的水蒸气被真空泵带离干燥室；

3)加入干燥空气：观察压力表达到要求值后，关闭真空泵及真空阀，打开风阀，把经过处理的干燥空气送入微波干燥室，置换并带走芯材中剩余的少量水分；

4)以上步骤的反复进行2～3次，把物料的水分通过干燥空气置换出来。

13.根据权利要求12所述的用间歇式真空微波干燥装置处理真空绝热板芯材的方法，其特征在于，步骤3)中干燥空气的处理包括以下步骤：

(1)冷却除湿：从外部引入并经过空气过滤器过滤后的空气通过表冷器，使得空气中的水蒸气凝结成水，并引入下方的集水器，达到除湿目的；

(2)再热：经过除湿后的较冷的空气通过再热器，空气相对湿度降低，达到干燥的目的；

(3)冷凝排水：当集水器的液面高度达到一半时，电磁阀自动开启，由水的自身重力作用而排去凝结水。

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