CN102661657B - 热泵除湿带式干燥机 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种热泵除湿带式干燥机，包括进料装置，最少一层网带和热泵除湿干燥装置，所述网带设置于保温箱体内，所述进料装置设置于网带的一端，用于将待干燥物料运输至所述网带上，所述网带的末端的箱体上设置有物料出口，所述热泵除湿干燥装置安装于箱体外侧，其通过送风管与箱体底部连接。本发明有如下优点：节能性好，烘干质量稳定，环保性好，安全性好，操作简单，维护量少。

Description

热泵除湿带式干燥机

【技术领域】

本发明涉及干燥设备领域，特别是一种热泵除湿带式干燥机。

【背景技术】

带式干燥机是目前市场上应用非常广泛干燥设备，可适合食品、蔬菜等农产品、污泥、化工材料等多个行业。现有带式干燥机一般采用蒸汽、热风炉或电加热为热源，采用开放排湿方式，去湿同时带走大量的热量，能源利用率低，一般只有20-40％，运行费用高；且均在较高温度条件下进行脱湿，干燥成品质量不易控制，易受人为操作的影响；采用蒸汽锅炉或热风炉作为热源均有不安全隐患因素，对操作工要求高，日常维护工作高；且需建造独立的锅炉房，占地面积大；

大部分带式干燥机热源锅炉均为燃煤方式，对环境污染大；设备运行时，噪音污染严重。

【发明内容】

本发明的目的在于克服以上所述现有技术存在的不足，提供一种效率高、节能环保及适应性强的热泵除湿带式干燥机。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：热泵除湿带式干燥机，包括进料装置，最少一层网带和热泵除湿干燥装置，所述网带设置于保温箱体内，所述进料装置设置于网带的一端，用于将待干燥物料运输至所述网带上，所述网带的末端的箱体上设置有物料出口，所述热泵除湿干燥装置安装于保温箱体侧边的辅助箱体内，热泵除湿干燥装置通过送风管与保温箱体底部连接。

所述网带分三层设置，第一层网带、第二层网带和第三层网带依次分层设置，所述第一层网带末端下部为第二层网带始端，所述第二层网带的末端下部为第三层网带的始端，第一层网带的物料在其末端落入所述第二层网带始端上，第二层网带的物料在其末端落入第三层网带始端上。

所述第一层网带和或者第二层网带上设置有清扫电机，所述清扫电机与设置在所述第一层网带和或者第二层网带上的清扫辊连接，带动清扫辊将所述网带上的物料清扫至下层网带。

所述保温箱体内设置有均风板，用于将从热泵除湿干燥装置进来的空气进行均匀分配。

所述均风板设置有所述第三层网带底部和上部，用于将热泵除湿干燥装置中送风管的干燥热风进行均匀分配，提高干燥效率；所述均风板设置于所述第二层网带底部和第一层网带的上部，用于提高干燥效率。

所述均风板为不锈钢孔板，其厚度不大于0.5-2mm；开孔率根据循环风量设计，孔径速度控制在6-9m/s。

所述保温箱体与辅助箱体相通之间设置有挡风板。

所述保温箱体上设置有循环风机，使保温箱体与辅助箱体之间形成空气循环系统。

所述第二层网带与第三层网带之间设置有混风空间，所述混风空间与所述辅助箱体相通。

与现有技术相比，本发明有如下优点：

(1)节能性：除湿性能比可达2.5kg.水/kw.h相对传统带式干燥机(燃煤)可节能40％以上，相对燃油燃气节能更多，若采用晚间低谷电，节能效果更明显；

(2)烘干质量：烘干过程温湿度稳定，可采用低温烘干，产品烘干质量好，稳定；

(3)环保性：无任何废气废热排放，风机内置无噪音污染，符合环保要求；

(4)安全性：安全运行，不需要运行压力容器，不存在安全隐患；

(5)操作性：全自动运行，操作简单，维护量少。

【附图说明】

图1是本发明热泵除湿带式干燥机的主视结构示意图；

图2是本发明热泵除湿带式干燥机的俯视结构示意图；

图3是本发明热泵除湿带式干燥机的左视结构示意图；

图4是本发明热泵除湿带式干燥机的主视运作流程示意图；

图5是本发明热泵除湿带式干燥机的左视运作流程示意图；

图6为热泵除湿干燥装置的装配结构示意图；

图7为热泵除湿干燥装置的右视装配结构示意图；

图8为热泵除湿干燥装置的工作原理图；

图9为热泵除湿干燥装置的板翅式回热器的结构示意图。

【具体实施方式】

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细的说明。

热泵除湿带式干燥机，如图1-3所示，包括进料装置1，最少一层网带和热泵除湿干燥装置14，所述网带设置于保温箱体内，所述进料装置1设置于保温箱体外侧且位于网带的一端，用于将待干燥物料运输至所述网带上，所述网带的末端的保温箱体上设置有物料出口，所述热泵除湿干燥装置14安装于所述辅助箱体内，热泵除湿干燥装置14通过送风管13与保温箱体底部连接相通。所述送风管13采用不锈钢或铝板制作，风管风速小于15m/s。其中，所述进料装置1包括提升带和设置于所述提升带上的进料斗，所述提升带由电机带动，将进料斗上的待干燥物料运送至保温箱体内所述网带上。根据物料不同可采用不同的进料方式，如：星型给料机、辊式给料机、挤条机(污泥等)。所述保温箱体上端为保温库板6，用于将箱体形成一个封闭的空间。所述保温库板6选用保温性能好的聚氨酯PU复合保温板，厚度不大于50mm，保温库体具有良好的密封性，应用密封胶进行安装。

所述网带分三层设置，第一层网带3、第二层网带4和第三层网5带依次分层设置，所述第一层网带3末端下部为第二层网带4始端，所述第二层网带4的末端下部为第三层网带5的始端，第一层网带3上的物料在其末端落入所述第二层网带4始端上，第二层网带4上的物料在其末端落入第三层网带5始端上，形成分层的干燥模式，且可以自动对所述网带上的物料进行翻动，提高干燥效果。所述第一层网带3由一层减速电机8带动，第二层网带4由二层减速电机2带动，第三层网带5有三层减速电机9带动。第一层网带3、第二层网带4和第三层网5采用不锈钢丝网或钢板式网带。根据物料不同选用不同透气性；且所述网带两边应加装挡板，用于放置物料侧漏；所述挡板的宽度为0.8-2.5米。所述第一层网带3和或者第二层网带4上设置有清扫电机7，所述清扫电机7与设置在所述第一层网带3和或者第二层网带4上的清扫辊连接，带动清扫辊将所述网带上的物料清扫至下层网带。清扫辊采用不锈钢钢丝，转速不小于100r/min。所述保温箱体上设置有均风板10，用于将从热泵除湿干燥装置进来的空气进行均匀分配。所述均风板10分别设置有所述第三层网带5底部和上部，用于将热泵除湿干燥装置中送风管的干燥热风进行均匀分配，提高干燥效率；所述均风板设置于所述第二层网带底部和第一层网带的上部，用于提高干燥效率。所述均风板10为不锈钢孔板，其厚度不大于2mm，优选0.5-2mm；开孔率根据循环风量设计，孔径速度控制在6-9m/s。所述保温箱体上设置有循环风机7，使保温箱体与辅助箱体之间形成空气循环系统。所述箱体与辅助箱体之间设置有挡风板8，优选的，挡风板8可装配在风机入口或出口，且挡风板8应密封良好。所述第二层网带与第三层网带之间设置有混风空间，所述混风空间与所述辅助箱体相通。

所述泵除湿干燥装置安装与所述辅助箱体内，如图8所示，其包括制冷剂流程和干燥介质流程。制冷剂流程的设备包括有压缩机213、辅助冷凝器214、冷凝器113、储液器216、过滤器217、膨胀阀218、蒸发器117、气液分离器219，压缩机213通过制冷剂管道与辅助冷凝器214连接，辅助冷凝器214通过制冷剂管道与冷凝器113连接，冷凝器113通过制冷剂管道与高压液罐216连接，储液器216通过制冷剂管道与过滤器217，过滤器217通过制冷剂管道与蒸发器117连接，蒸发器117通过制冷剂管道与气液分离器210连接，气液分离器219通过制冷剂管道与压缩机213连接，形成制冷循环。为了增强换热效果，在膨胀阀218与蒸发器117之间设置有辅助蒸发器210，辅助蒸发器210旁设置有辅助风机119。辅助冷凝器214设置有冷却水进水口D和冷却水出水口C。制冷剂流程的具体工作过程如下：压缩机将高温高压过热气体制冷剂打入辅助冷凝器及冷凝器(并联或串联)，制冷剂气体变成饱和或过冷液体，经储液器、过滤器和膨胀阀后形成低压气、液混合物制冷剂，经辅助蒸发器和蒸发器(并联或串联)后进入气液分离器，形成低温低压过热气体制冷剂，最后经压缩机压缩后形成高温高压过热气体制冷剂，如此循环，达到热交换制冷的效果。

所述压缩机213可以采用全封闭涡旋式压缩机、活塞式压缩机、螺杆式压缩机；对于小型机组优先采用涡旋式压缩机。储液器216可以采用高压储液器。膨胀阀218可以采用热力或电子膨胀阀，一般根据不同制冷剂选型，高温混合制冷剂应优先采用电子膨胀阀。过滤器217为液用制冷剂专用过滤器。气液分离器219的目的是防止压缩机进气带液，造成液击而损坏压缩机213。制冷剂管道优先采用优质紫铜管。制冷剂可以为无机化合物、氟化物纯工质、碳氢化合物或混合制冷剂，根据温度需求选用，温度低于55℃，优先选用R22制冷剂；温度低于80℃，选用R142b或R134a；温度高于85℃，选用高温混合制冷剂。

干燥介质流程包括冷凝器113、蒸发器117、回热器115，进风管道B与回热器115的热侧连接，回热器115的热侧通过风管道与蒸发器117连接，蒸发器117出来的风管道与回热器115的冷测连接，回热器115冷测出来的风管道与通过冷凝器113连接，冷凝器113通过风机112与出风口A连接。

干燥介质流程的工作过程如下：进风口B进入湿热空气，经板翅式回热器115热侧进入板翅式回热器进行换热降温，然后再经蒸发器117进一步降温(凝结水从E排出)，降温后的空气经板翅式回热器115冷侧进入板翅式回热器进行换热升温，而后经冷凝器113或者辅助加热器加热至热空气，最后经风机从出风口A出风。

如图6和图7所示，制冷剂流程和干燥介质流程的管道和相应的设备均设置在支架及外壳111内。热交换器113与回热器115之间设置有隔板114，回热器115及蒸发器117的下面设置有接水盘211，用来盛装回热器115及蒸发器117滴下的冷凝水。接水盘211下设置有凝结水排放管212，将接水盘211内的冷凝水排出去。辅助冷凝器214和压缩机213安装在支架及外壳111的底座215上。支架及外壳111上设置有仪表盘116，以监控工作过程中各个设备的运行状态。仪表盘116上可以设置有干燥室内温度、湿度、出口风温、电源指示、压缩机运行、风机运行、辅助风机运行、指示设置运行、停止按钮，风机手动、自动按钮故障指示及复位等参数显示。支架及外壳内设置有控制箱118，控制箱118内可以设置包括压缩机、风机强电控制装置以及除湿、制冷、加热、通风等控制功能模块。

如图9所示，回热器115为板翅式回热器，即板翅型换热器。板翅式回热器由隔板221、翅片222、封条220、导流片223组成，在相邻隔板221之间放置翅片222和导流片223组成夹层，将夹层叠置起来，钎焊成一整体组成板束，配以必要的封头220支撑。翅片可以为平直翅片、锯齿翅片、多孔翅片、波纹翅片。

蒸发器117为翅片管式蒸发器。翅片管式蒸发器由基管和翅片组成，翅片安装在基管上；基管采用铜光管或内螺纹铜管；翅片为铝或者铜材料的波纹片、天窗式或波纹天窗式。冷凝器113为翅片管式换热器；翅片管式换热器由基管和翅片组成，翅片安装在基管上；基管采用铜光管或内螺纹铜管；翅片为铝或者铜材料的波纹片、天窗式或波纹天窗式。支架及外壳111中的支架应采用型钢材、板金加工或铝合金型材；外壳可以为具备保温性能的复合保温板，保温层厚度不小于25mm，也可以为复合板内层板应具防腐蚀性能良好的热镀锌钢板、铝板或不锈钢板。隔板114可以采用耐腐蚀性好的镀锌板或者铝板制作。接水盘211可以采用耐腐蚀铝板或者不锈钢板；凝结水排放管212可以采用热镀锌钢管或不锈钢管，并有存水弯头设置。水冷凝器210可以是采用壳管式、钎焊板式或套管式，其水流程应考虑耐腐蚀性。

所述泵除湿干燥装置14也可以是三效热泵除湿干燥机，其包括高温侧制冷剂流程、低温侧制冷剂流程和干燥介质流程，高温侧制冷剂流程上设置有高温侧蒸发器和高温侧冷凝器；低温侧制冷剂流程上设置有低温侧蒸发器和低温侧冷凝器；所述的干燥介质流程中的进风管与回热器的热侧连接，回热器的热侧通过风管道依次与高温侧蒸发器和低温侧蒸发器连接，低温侧蒸发器出来的风管道与回热器的冷侧连接，回热器的冷侧通过风管道依次与低温侧冷凝器和高温侧冷凝器连接，高温侧冷凝器通过风机与出风口连接。所述的回热器的冷侧与蒸发器之间的风管道设置有新风口，在新风口上设置有新风阀。所述的回热器上还设置有排风口，排风口与排风机连接。所述的高温侧制冷剂流程包括压缩机、辅助冷凝器、高温侧冷凝器、储液器、过滤器、膨胀阀、高温侧蒸发器和气液分离器，压缩机通过制冷剂管道与辅助冷凝器连接，辅助冷凝器通过制冷剂管道与高温侧冷凝器连接，高温侧冷凝器通过制冷剂管道与储液器连接，储液器通过制冷剂管道与膨胀阀连接，膨胀阀通过管道与高温侧蒸发器连接，高温侧蒸发器通过制冷剂管道与气液分离器连接，气液分离器通过制冷剂管道与压缩机连接。所述的低温侧制冷剂流程包括压缩机、辅助冷凝器、低温侧冷凝器、储液器、过滤器、膨胀阀、低温侧蒸发器和气液分离器，压缩机通过制冷剂管道与辅助冷凝器连接，辅助冷凝器通过制冷剂管道与低温侧冷凝器连接，低温侧冷凝器通过制冷剂管道与储液器连接，储液器通过制冷剂管道与膨胀阀连接，膨胀阀通过管道与低温侧蒸发器连接，低温侧蒸发器通过制冷剂管道与气液分离器连接，气液分离器通过制冷剂管道与压缩机连接。所述的储液器和膨胀阀之间的制冷剂管道上设置有视液镜。所述的回热器可以为板翅式回热器，板翅式回热器包括有隔板、翅片和封条，相邻隔板之间间隔放置翅片或者导流片组成夹层，若干夹层叠置起来，钎焊成一整体组成板束，配以必要的封头支撑。所述的翅片可以用导流片替换。所述的翅片为平直翅片、锯齿翅片、多孔翅片或者波纹翅片。所述的板翅式回热器的空气流动型式为叉流或者逆流等形式。所述的高温侧蒸发器和低温侧蒸发器为翅片管式蒸发器，翅片管式蒸发器由基管和翅片组成，翅片安装在基管上；基管可采用铜光管或内螺纹铜管；翅片可以为采用铝、铜材料的波纹片、天窗式或波纹天窗式。所述的高温侧冷凝器和低温侧冷凝器为翅片管式冷凝器，翅片管式冷凝器由基管和翅片组成，翅片安装在基管上；基管可采用铜光管或内螺纹铜管；翅片可以为铝、铜材料的波纹片、天窗式或波纹天窗式。所述的制冷剂流程和干燥介质流程中的管道和设备设置在支架及外壳内；热交换器与回热器之间设置有隔板，回热器及蒸发器的下面设置有接水盘，接水盘下设置有凝结水排放管；辅助冷凝器和压缩机安装在支架及外壳的底座上；支架及外壳上设置有仪表盘和控制箱。

另外，本发明还设有控制装置，所述控制装置采用全自动控制方式，选用PLC触摸屏控制系统或其他优质控制部件，其控制内容包含：送风温度控制、湿度控制、网带传送速度控制(变频控制或电磁控制)、模块控制：根据进料量不同调整启动压缩机台数、进料量控制、超温控制、热泵除湿干燥机控制(高低压力控制、延时控制、送风机控制、辅助电加热控制)等。

如图4和图5所示，本发明的存在以下三种工作流程：

1)物料流程

料斗→进料装置→第一层网带→第二层网带→第三层网带→出料。

2)循环风流程

循环风机→风冷加热器→混风室回风口→混风室→均风板→第二层网带→第一层网带→均风板→循环风机。

3)除湿风流程

循环风机→热泵除湿干燥机(送风机)→送风管→第三层网带进风室→均风板→混风室-均风板一第二层网带→第一层网带→均风板→循环风机。

本发明采用热泵除湿模式，全封闭脱湿方式，节约运行费用；采用热泵除湿干燥装置作为去湿主机，可充分满足带式干燥机温度及湿度要求；采用电作为能源，无任何废气废热排放，满足环保要求；结合热泵除湿干燥装置及带式工作原理，简化风循环系统，降低风机能耗及风管散热；采用小温差设计，满足带式干燥机低温烘干条件，提高带式干燥机干燥成品的质量，提高产品的附加价值；满足污泥或泥饼除湿干化要求，污泥带式除湿干化机具有能耗低、适用性强，维护简便和环保等优越性，在污泥干化行业将有很大的发展。采用模块机组设计，可充分满足带式干燥机模块要求，现场拼装简单。去湿量可满足大型工农业干燥加工要求；可根据产量的变化和物料种类的变化调整运行的模块数，达到节能目的；采用分层循环风系统(设计二、三层混风室)，根据物料在干燥前后期脱水速率不同，满足物料在不同层网带风速要求，改善传动带式干燥机风系统设计的缺点。如对于含水率较高的污泥，干燥前期挤条成型需要大风量快速脱湿，干燥后期需求风量小；可根据不同物料干燥周期不同，采用单层、双层、三层等不同设计；采用物料移动方向与脱湿干燥空气逆流设计，改善热泵除湿干燥回风工况，提高热泵除湿干燥机除湿性能比。

以上所述者，仅为本发明的较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即大凡依本发明申请专利范围及发明说明内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。

Claims (4)

1.热泵除湿带式干燥机，包括进料装置，最少一层网带和热泵除湿干燥装置，其特征在于,所述网带设置于保温箱体内，所述进料装置设置于网带的一端，用于将待干燥物料运输至所述网带上，所述网带的末端的箱体上设置有物料出口，所述热泵除湿干燥装置安装于保温箱体侧边的辅助箱体内，热泵除湿干燥装置通过送风管与保温箱体底部连接；所述网带分三层设置，第一层网带、第二层网带和第三层网带依次分层设置，所述第一层网带末端下部为第二层网带始端，所述第二层网带的末端下部为第三层网带的始端，第一层网带的物料在其末端落入所述第二层网带始端上，第二层网带的物料在其末端落入第三层网带始端上；所述网带两边加装挡板，用于防止物料侧漏；所述第二层网带与第三层网带之间设置有混风空间，所述混风空间与所述辅助箱体相通；所述保温箱体内设置有均风板，用于将从热泵除湿干燥装置进来的空气进行均匀分配；所述第一层网带和/或第二层网带上设置有清扫电机，所述清扫电机与设置在所述第一层网带和/或第二层网带上的清扫辊连接，带动清扫辊将所述网带上的物料清扫至下层网带；所述保温箱体与辅助箱体相通之间设置有挡风板；所述保温箱体上端为保温库板，用于将箱体形成一个封闭的空间，所述保温库板选用保温性能好的聚氨酯PU复合保温板，厚度不大于50mm，保温库体具有良好的密封性，采用密封胶进行安装；所述保温箱体上设置有循环风机，使保温箱体与辅助箱体之间形成空气循环系统；所述热泵除湿干燥装置包括制冷剂流程和干燥介质流程，其中，制冷剂流程的设备包括有压缩机、辅助冷凝器、冷凝器、储液器、过滤器、膨胀阀、蒸发器、气液分离器，压缩机通过制冷剂管道与辅助冷凝器连接，辅助冷凝器通过制冷剂管道与冷凝器连接，冷凝器通过制冷剂管道与储液器连接，储液器通过制冷剂管道与过滤器，过滤器通过制冷剂管道与蒸发器连接，蒸发器通过制冷剂管道与气液分离器连接，气液分离器通过制冷剂管道与压缩机连接，形成制冷循环；在膨胀阀与蒸发器之间设置有辅助蒸发器，辅助蒸发器旁设置有辅助风机，辅助冷凝器设置有冷却水进水口和冷却水出水口；干燥介质流程包括冷凝器、蒸发器、回热器，进风管道与回热器的热侧连接，回热器的热侧通过风管道与蒸发器连接，蒸发器出来的风管道与回热器的冷测连接，回热器冷测出来的风管道与通过冷凝器连接，冷凝器通过风机与出风口连接。

2.根据权利要求1所述的热泵除湿带式干燥机，其特征在于，所述均风板设置于所述第三层网带底部和上部，用于将热泵除湿干燥装置中送风管的干燥热风进行均匀分配。

3.根据权利要求1所述的热泵除湿带式干燥机，其特征在于，所述均风板设置于所述第二层网带底部和第一层网带的上部。

4.根据权利要求1所述的热泵除湿带式干燥机，其特征在于，所述均风板为不锈钢孔板，其厚度在0.5-2mm。