CN103697683B - 热风循环高温热泵滚筒式烘干机调控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种热风循环高温热泵滚筒式烘干机调控系统，包括高温热泵、右滚筒、左滚筒、右热交换器、左热交换器、三通球阀、右进风阀门、左进风阀门、右出风阀门、左出风阀门、抽风机、除尘排湿箱、排湿风机、高温热泵除湿机、管道以及安装在烘干机外部的控制主板，所述的控制主板包括左滚筒控制模块和右滚筒控制模块，分别接收左温度感应器、左压力感应器的数据和右温度感应器、右压力感应器的数据，并根据接收到数据控制烘干机工作，具有运行安全可靠、烘干效率高、劳动强度小、余热循环利用率高、自动化程度高、有效监测和控制温度和压力的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种物料烘干技术领域，特别涉及一种热风循环高温热泵滚筒式烘干机调控系统。
背景技术
滚筒烘干机广泛应用于食品、饲料、化工、医药、矿山等行业，符合国家创建环境友好型、资源节约型社会的政策，是一种新型的环保节能型烘干设备。其主体部分由一个与水平线略呈倾斜的旋转圆筒构成，物料从较高一端的圆筒进入，物料一方面在重力和回转作用下流向后端，从较低一端的圆筒出来；另一方面物料被抄板反复抄起，带至上端再不断地扬撒下来，使物料在筒内形成均匀的幕帘，充分与筒内的热气流进行热交换，由于物料反复扬撒，所含的水分逐渐被烘干，从而达到烘干的目的。相对于传统烘干机来说，滚筒烘干机具有结构合理，制作精良，产量高，能耗低，运转方便等优点。
然而，滚筒烘干机运行过程中，如果炉内的温度和压力缺乏有效地监测和控制调节，一旦温度过高，物料将被烤糊或者造成燃烧，过低影响烘干效率，压力多大则容易造成爆炸。物料烘干完毕后，需要等到炉内的温度和压力缓慢降低到一定值时，才打开炉门卸载物料，因为若等待时间过长，烘干效率太低，过早打开炉门，容易造成操作人员烫伤，生产安全性差。而且大多数的烘干机都是人工操作开关，劳动强度大，费工、费时、费力，影响工作效率。
近几年国内专利数据库公开了一些相关的筒式烘干机控制系统专利技术：
例如【专利号】CN200810140462.8公开了一种“节能防爆烘干炉及其烘干监控系统”，该烘干炉具有炉体、加热元件、台车和烟囱，其中，炉体内设有加热腔体，其顶部装有循环热风机，加热元件位于加热腔体内，烟囱上套装有与加热腔体连通的预热套管，炉体底部装有台车升降机构。
例如【专利号】CN201110163305.0公开了一种“制丝烘干机的湿蒸汽调控系统”，包括给水单元、产汽单元、干度测量单元和干度流量调控单元，其中：a.给水单元由空气管、给水箱、水位计、乏汽阀、乏汽管、补水阀、补水管、汇流三通管、给水箱入流管、工艺水管、水泵、变频器、流量计、工艺水电导率计和给水箱溢流管组成；产汽单元由蒸汽凝水管、换热器、蒸汽压力温度计、蒸汽调节阀、加热蒸汽管、工艺蒸汽管和工艺水管组成；干度测量单元由水样电导率计、水样取样器、水样调节阀、水样管和工艺水电导率计组成；干度流量调控单元由水位计、蒸汽压力温度计、蒸汽调节阀、工艺蒸汽压力计、水样电导率计、工艺供汽阀、乏汽阀管、补水管阀、干度流量监控器、变频器、流量计和工艺水电导率计组成；b.给水箱与换热器之间通过工艺水管连通；给水箱与制丝烘干机之间通过工艺蒸汽管连通；在工艺水管上安装由水泵，在水泵与水箱之间安装有流量计；变频器安装在水泵上；在工艺蒸汽管上，自给水箱始，依次安装有工艺蒸汽压力计、水样取样器和工艺供汽阀；在水样取样器和工艺供汽阀之间通过分流三通管连接有乏汽管；所述的乏汽管的另一端通过汇流三通管与水箱入流管连通；水样取样器的出口管路上装有水样调节阀和水样电导率计；干度流量监控器与水位计、蒸汽压力温度计、工艺蒸汽压力计和流量计通信连接。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种运行安全可靠、烘干效率高、劳动强度小、余热循环利用率高及自动化程度高的能够有效监测和控制调节温度和压力的热风循环高温热泵滚筒式烘干机调控系统。
为了解决达到上述目的，本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：热风循环高温热泵滚筒式烘干机调控系统，包括高温热泵、右滚筒、左滚筒、右热交换器、左热交换器、三通球阀、右进风阀门、左进风阀门、右出风阀门、左出风阀门、抽风机、除尘排湿箱、排湿风机、高温热泵除湿机、管道以及安装在烘干机外部的控制主板，所述的三通球阀的两端分别与右热交换器、左热交换器的两个进风口连接，三通球阀的另一端与高温热泵的出风口连接；所述的右热交换器、左热交换器的两个出风口分别与右滚筒、左滚筒的两个进风口连接；所述的右滚筒、左滚筒的两个出风口都与抽风机的进风口连接；所述的抽风机的出风口与除尘排湿箱的进风口连接，除尘排湿箱的出风口与高温热泵除湿机的进风口连接，高温热泵除湿机的出风口与高温热泵的进风口连接；所述的控制主板包括左滚筒控制模块和右滚筒控制模块，其中左滚筒控制模块接收放置在左滚筒内的左温度感应器、左压力感应器的数据，并根据接收到数据控制高温热泵、三通球阀、左进风阀门、左出风阀门、抽风机、除尘排湿箱、排湿风机、高温热泵除湿机的开启和关闭，右滚筒控制模块接收放置在右滚筒内的右温度感应器、右压力感应器的数据，并根据接收到数据控制高温热泵、三通球阀、右进风阀门、右出风阀门、抽风机、除尘排湿箱、排湿风机、高温热泵除湿机的开启和关闭。
所述的右进风阀门、左进风阀门分别设置在右滚筒、左滚筒的两个进风口与右热交换器、左热交换器的两个出风口之间；所述的右出风阀门、左出风阀门分别设置在右滚筒、左滚筒的两个出风口与抽风机的进风口之间。
所述的右滚筒与左滚筒之间还设置有管道，通过管道的连接作用将右滚筒与左滚筒相互连通。
所述的除尘排湿箱上还安装有排湿风机、空气补充口，排湿风机的出风口与高温热泵的进风口连接。
所述的左滚筒控制模块和右滚筒控制模块可根据需要设定温度值和压力值，当左滚筒、右滚筒内的温度和压力达到所设定的值时，左滚筒控制模块和右滚筒控制模块会自动停止运行高温热泵及关闭三通球阀。
通过控制主板控制左进风阀门、右出风阀门、右进风阀门、左出风阀门及高温热泵、三通球阀的开启和关闭，可以有效地监测和控制调节滚筒内的的温度和压力，不易使物料被烤糊、燃烧及爆炸等危害现象，运行安全可靠，同时通过精确地控制温度和压力可以在最佳的时候打开滚筒门卸载物料，不会因为等待时间过长而影响烘干效率，不需要人工操作开关，进一步提高了烘干机的自动化。
因此，本发明热风循环高温热泵滚筒式烘干机调控系统具有运行安全可靠、烘干效率高、劳动强度小、余热循环利用率高及自动化程度高的能够有效监测和控制调节温度和压力的优点，实现节能减排及自动化的效果，从而有效减少电力能源的消耗，降低使用成本，能满足烘干机的工作需求。
附图说明
图1为本发明热风循环高温热泵滚筒式烘干机调控系统的结构示意图。
图2图1为本发明热风循环高温热泵滚筒式烘干机调控系统的控制模块结构示意图。
图中，1—高温热泵；2—右滚筒；3—左滚筒；4—右热交换器；5—左热交换器；6—三通球阀；7—右进风阀门；8—左进风阀门；9—右出风阀门；10—左出风阀门；11—抽风机；12—除尘排湿箱；13—排湿风机；14—空气补充口；15—高温热泵除湿机；16—管道；17—右温度感应器；18—左温度感应器；19—右压力感应器；20—左压力感应器；21—控制主板；22—左滚筒控制模块；23—右滚筒控制模块。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1、2所示，本发明热风循环高温热泵滚筒式烘干机调控系统，包括高温热泵1、右滚筒2、左滚筒3、右热交换器4、左热交换器5、三通球阀6、右进风阀门7、左进风阀门8、右出风阀门9、左出风阀门10、抽风机11、除尘排湿箱12、排湿风机13、高温热泵除湿机15、管道16以及安装在烘干机外部的控制主板21，所述的三通球阀6的两端分别与右热交换器4、左热交换器5的两个进风口连接，三通球阀6的另一端与高温热泵1的出风口连接；所述的右热交换器4、左热交换器5的两个出风口分别与右滚筒2、左滚筒3的两个进风口连接；所述的右滚筒2、左滚筒3的两个出风口都与抽风机11的进风口连接；所述的抽风机11的出风口与除尘排湿箱12的进风口连接，除尘排湿箱12的出风口与高温热泵除湿机15的进风口连接，高温热泵除湿机15的出风口与高温热泵1的进风口连接。
进一步地，所述的控制主板21包括左滚筒控制模块22和右滚筒控制模块23，其中左滚筒控制模块22接收放置在左滚筒3内的左温度感应器18、左压力感应器20的数据，并根据接收到数据控制高温热泵1、三通球阀6、左进风阀门8、左出风阀门10、抽风机11、除尘排湿箱12、排湿风机13、高温热泵除湿机15的开启和关闭，右滚筒控制模块23接收放置在右滚筒2内的右温度感应器17、右压力感应器19的数据，并根据接收到数据控制高温热泵1、三通球阀6、右进风阀门7、右出风阀门9、抽风机11、除尘排湿箱12、排湿风机13、高温热泵除湿机15的开启和关闭。
更进一步地，所述的右进风阀门7、左进风阀门8分别设置在右滚筒2、左滚筒3的两个进风口与右热交换器4、左热交换器5的两个出风口之间；所述的右出风阀门9、左出风阀门10分别设置在右滚筒2、左滚筒3的两个出风口与抽风机11的进风口之间；所述的右滚筒2与左滚筒3之间还设置有管道16，通过管道16的连接作用将右滚筒2与左滚筒3相互连通；所述的除尘排湿箱12上还安装有排湿风机13、空气补充口14，排湿风机13的出风口与高温热泵1的进风口连接。
为了达到上述的目的，进一步改进为，所述的左滚筒控制模块23和右滚筒控制模块22可根据需要设定温度值和压力值，当左滚筒3、右滚筒2内的温度和压力达到所设定的值时，左滚筒控制模块23和右滚筒控制模块22会自动停止运行高温热泵1及关闭三通球阀6。
本发明的热风循环高温热泵滚筒式烘干机调控系统工作过程是：
(一)首先设定左滚筒控制模块22、右滚筒控制模块23烘干的温度值和压力值以及可卸载物料的温度值。
(二)然后将物料下到右滚筒2和左滚筒3，右滚筒控制模块23控制三通球阀6自动打开并使三通球阀6与右滚筒2相通，此时右滚筒控制模块23打开右进风阀门7、关闭右出风阀门9，左滚筒控制模块22关闭左进风阀门8、打开左出风阀门10。
(三)此时，通过右滚筒控制模块23开启高温热泵1，高温热泵1产生的热风通过右热交换器4加热升至一定温度后进入右滚筒2，右滚筒2工作后余下的热风通过管道16进入左滚筒3，左滚筒3工作后余下的热风经过抽风机11的抽取进入除尘排湿箱12，除尘排湿箱12对热风进行除尘排湿处理，同时新风从除尘排湿箱12的空气补充口14进入补充，并与除尘排湿箱12的热风混合，经过除尘排湿箱12处理过的热风进入高温热泵除湿机15加热除湿后送到高温热泵1的进风口加热再次使用，达到循环利用余热的效果，而除尘排湿箱12处理出来的热湿气经除尘排湿箱12上的排湿风机13排出，送到高温热泵1处进行热交换，来提升冷媒温度，达到充分利用余热的效果。
(四)待右滚筒2中的右温度感应器17、右压力感应器19感应到到所设定的烘干温度值和压力值时，右滚筒控制模块23控制高温热泵1自动关闭，停止通入热风，待物料的温度降到所设定的卸载物料温度值，右滚筒控制模块23控制右滚筒2自动打开炉门，卸载物料，然后再往右滚筒2下物料。
(五)往右滚筒2下物料后，左滚筒控制模块22打开三通球阀6并使三通球阀6与左滚筒3相通，此时，左滚筒控制模块22自动打开左进风阀门8、关闭左出风阀门10，右滚筒控制模块23关闭右进风阀门7、打开右出风阀门9。
(六)然后左滚筒控制模块22开启高温热泵1，此时高温热泵1产生的热风通过左热交换器5加热升至一定温度后进入左滚筒3，左滚筒3工作后余下的热风通过管道16进入右滚筒2，右滚筒2工作后余下的热风再经过抽风机11的抽取进入除尘排湿箱12，除尘排湿箱12对热风进行除尘排湿处理，同时新风从除尘排湿箱12的空气补充口14进入补充，并与除尘排湿箱12的热风混合，经过除尘排湿箱12处理过的热风进入高温热泵除湿机15加热除湿后送到高温热泵1的进风口加热再次使用，达到循环利用余热的效果，而除尘排湿箱12处理出来的热湿气经除尘排湿箱12上的排湿风机13排出，送到高温热泵1处进行热交换，来提升冷媒温度，达到充分利用余热的效果。
(七)待左滚筒3中的左温度感应器18、左压力感应器20感应到到所设定的烘干温度值和压力值时，左滚筒控制模块22控制高温热泵1自动关闭，停止通入热风，待物料的温度降到所设定的卸载物料温度值，左滚筒控制模块22控制左滚筒3自动打开炉门，卸载物料，然后再往左滚筒3下物料，然后再次将热风通入右滚筒2中，烘干右滚筒2中的物料，这样循环将高温热泵产生的热风直接通过其中一个滚筒，而另外一个滚筒会有余风通过，两个滚筒的物料都有热风经过，直接利用了余热，提高了余热的利用率，而且是利用高温热泵来生成热风，运行安全可靠，直接通高温热泵产生热风的滚筒可使物料快速烘干，而另一个滚筒起到充分利用余热的效果，实现节能减排的效果，从而有效减少电力能源的消耗，降低使用成本，能满足烘干机的工作需求。
通过控制主板21控制右进风阀门7、右出风阀门9、左进风阀门8、左出风阀门10及高温热泵、三通球阀6的开启和关闭，可以有效地监测和控制调节滚筒内的的温度和压力，不易使物料被烤糊、燃烧及爆炸等危害现象，运行安全可靠，同时通过精确地控制温度和压力可以在最佳的时候打开滚筒门卸载物料，不会因为等待时间过长而影响烘干效率，不需要人工操作开关，进一步提高了烘干机的自动化。
Claims (5)
1.一种热风循环高温热泵滚筒式烘干机调控系统，包括高温热泵(1)、右滚筒(2)、左滚筒(3)、右热交换器(4)、左热交换器(5)、三通球阀(6)、右进风阀门(7)、左进风阀门(8)、右出风阀门(9)、左出风阀门(10)、抽风机(11)、除尘排湿箱(12)、排湿风机(13)、高温热泵除湿机(15)、管道(16)以及安装在烘干机外部的控制主板(21)，所述的三通球阀(6)的两端分别与右热交换器(4)、左热交换器(5)的两个进风口连接，三通球阀(6)的另一端与高温热泵(1)的出风口连接；所述的右热交换器(4)、左热交换器(5)的两个出风口分别与右滚筒(2)、左滚筒(3)的两个进风口连接；所述的右滚筒(2)、左滚筒(3)的两个出风口都与抽风机(11)的进风口连接；所述的抽风机(11)的出风口与除尘排湿箱(12)的进风口连接，除尘排湿箱(12)的出风口与高温热泵除湿机(15)的进风口连接，高温热泵除湿机(15)的出风口与高温热泵(1)的进风口连接；其特征在于：所述的控制主板(21)包括左滚筒控制模块(22)和右滚筒控制模块(23)，其中左滚筒控制模块(22)接收放置在左滚筒(3)内的左温度感应器(18)、左压力感应器(20)的数据，并根据接收到数据控制高温热泵(1)、三通球阀(6)、左进风阀门(8)、左出风阀门(10)、抽风机(11)、除尘排湿箱(12)、排湿风机(13)、高温热泵除湿机(15)的开启和关闭，右滚筒控制模块(23)接收放置在右滚筒(2)内的右温度感应器(17)、右压力感应器(19)的数据，并根据接收到数据控制高温热泵(1)、三通球阀(6)、右进风阀门(7)、右出风阀门(9)、抽风机(11)、除尘排湿箱(12)、排湿风机(13)、高温热泵除湿机(15)的开启和关闭。
2.根据权利要求1所述的热风循环高温热泵滚筒式烘干机调控系统，其特征在于：所述的右进风阀门(7)、左进风阀门(8)分别设置在右滚筒(2)、左滚筒(3)的两个进风口与右热交换器(4)、左热交换器(5)的两个出风口之间；所述的右出风阀门(9)、左出风阀门(10)分别设置在右滚筒(2)、左滚筒(3)的两个出风口与抽风机(11)的进风口之间。
3.根据权利要求1所述的热风循环高温热泵滚筒式烘干机调控系统，其特征在于：所述的右滚筒(2)与左滚筒(3)之间还设置有管道(16)，通过管道(16)的连接作用将右滚筒(2)与左滚筒(3)相互连通。
4.根据权利要求1所述的热风循环高温热泵滚筒式烘干机调控系统，其特征在于：所述的除尘排湿箱(12)上还安装有排湿风机(13)、空气补充口(14)，排湿风机(13)的出风口与高温热泵(1)的进风口连接。
5.根据权利要求1所述的热风循环高温热泵滚筒式烘干机调控系统，其特征在于：所述的左滚筒控制模块(23)和右滚筒控制模块(22)可根据需要设定温度值和压力值，当左滚筒(3)、右滚筒(2)内的温度和压力达到所设定的值时，左滚筒控制模块(23)和右滚筒控制模块(22)会自动停止运行高温热泵(1)及关闭三通球阀(6)。
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| CN103697683A (zh) | 2014-04-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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Inventor after: Zhou Luping Inventor after: Wang Fucai Inventor before: Liang Jiefeng Inventor before: Qin Die |
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Effective date of registration: 20200409 Address after: 264003 No. 4, No. 17, Jingba Road, high tech Zone, Yantai City, Shandong Province Patentee after: SHANDONG DAOWAN ELECTRIC Co.,Ltd. Address before: 264025 No. 184 Hongqi Middle Road, Zhifu District, Shandong, Yantai Patentee before: LUDONG University |
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| TR01 | Transfer of patent right |
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