CN103774486A - 常压过热蒸汽纸浆模塑干燥机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及常压过热蒸汽纸浆模塑干燥机，包括封闭的机壳、气流循环装置、干燥室装置、排气装置；其中，排气装置包括余热利用管和余热利用自动阀；气流循环装置包括由下至上按照气流循环方向依次连接的下风道、引风管、循环风机、进风管、上风道；下风道的末端封闭，上风道的末端连接余热利用管；干燥室装置包括烘箱、换热器、输送链条；上风道和下风道分别设置于烘箱的顶部和底部，并分别与烘箱内部气流连通；上风道、下风道和烘箱均设置在机壳内部；换热器与上风道同宽，换热器的迎风面朝上、出风口朝下，并形成上风道的底和烘箱的顶；换热器连接换热器热源；输送链条设置在烘箱内且自上而下呈层叠状绕行。该干燥机效率高，环保。
Description
技术领域
本发明属于纸浆模塑设备领域，涉及一种纸浆模塑干燥机，尤其涉及一种常压过热蒸汽纸浆模塑干燥机。
背景技术
目前，已有的纸浆模塑干燥机有两大类：一类是单层干燥机；另一类是多层干燥机。单层干燥机已经相当落后，基本被淘汰。多层干燥机将干燥产品后的废气通过循环风机送入炉膛，与燃烧机产生并输送来的燃烧废气混合，升温后再送入干燥室，用以干燥产品；这种干燥方式的效率虽然较高，但仍然是一种空气干燥方式，热效率还可以进一步提高；而且这种干燥方式下，燃烧后的废气直接与模塑产品接触，影响产品的品质；再者，干燥室内温度过高时，容易引发火灾；并且干燥产品时消耗的是高品质的能源。此外，现有的干燥机在控制方面，一般采用手动调节控制温度，而对湿度没有进行控制，因而产品的含湿量不能保证。
为此，需要提供一种改进的干燥机。
发明内容
本发明的目的在于提供一种常压过热蒸汽纸浆模塑干燥机，其高效节能，制造成本更加低廉，干燥的产品品质更佳。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
常压过热蒸汽纸浆模塑干燥机，包括封闭的机壳，还包括气流循环装置、干燥室装置、排气装置；
其中，所述排气装置包括余热利用管和控制所述余热利用管开闭的余热利用自动阀；所述余热利用自动阀能被控制而自动开闭；
其中，所述气流循环装置包括由下至上按照气流循环方向依次连接的下风道、引风管、循环风机、进风管、上风道； 所述下风道的不与所述引风管连接的末端封闭，所述上风道的不与所述进风管连接的末端连接所述余热利用管；
其中，所述干燥室装置包括烘箱、换热器、输送链条；所述上风道和所述下风道分别设置于所述烘箱的顶部和底部，并分别与所述烘箱内部气流连通；所述上风道、所述下风道和所述烘箱均设置在所述机壳内部；所述换热器与所述上风道同宽，所述换热器的迎风面朝上、出风口朝下，形成所述上风道的底面和所述烘箱的顶面，从而使所述上风道通过所述换热器与所述烘箱内部连通；所述输送链条设置在所述烘箱内且自上而下呈层叠状绕行。
优选地，还包括调节控制装置；所述调节控制装置计算应当排出的空气，控制所述余热利用自动阀的开闭。
优选地，在所述烘箱内部和所述上风道、所述进风管内设置有温度监控点，所述调节控制装置根据测得的所述温度监控点的温度，控制所述换热器的热源流量和温度。
优选地，进出料输送口设置于所述机壳上、所述烘箱的远离所述循环风机的一侧下方，且所述进出料输送口与所述下风道等高、平齐。
优选地，所述烘箱内部设有供所述输送链条绕行的分层导轨，所述分层导轨的分层面设置隔板，从而把所述烘箱分成多个单元干燥室；每个所述隔板都均匀布设若干小孔，使气流按设定路线流动。
优选地，最底层的所述单元干燥室的底部也用所述隔板与所述下风道分开，从而使得所述下风道与所述烘箱内部通过所述隔板连通。
优选地，所述上风道和所述换热器之间设置有均匀布设若干小孔的隔板，使得所述上风道的气流通过所述小孔均匀进入所述换热器。
优选地，所述上风道、所述烘箱、所述下风道自上而下依次排列形成长方体结构，在形成的所述长方体结构的外表面包覆保温材料。
优选地，在所述输送链条上设置有用于放置待干燥物品的自动平衡式托盘。
本发明的有益效果在于：1.本发明常压过热蒸汽纸浆模塑干燥机采用常压过热蒸汽干燥，干燥介质为湿产品自身产生的蒸汽，过热蒸汽传热系数大，比热容大，无传热阻力，热效率高，节能效果显显著。经多条生产线实测，本干燥机的热效率高达70-75%，较目前单层干燥线提高近一倍，较燃油和燃气多层干燥机提高10-15%。2.多余的蒸汽可以得到回收利用，基本做到无废气排放。 3.烘箱内无燃烧产生的碳化物，在干燥同时还可以对产品进行了消毒，实现了低碳环保。4.填补了我国过热蒸汽干燥领域的空白，使纸浆模塑干燥机向高效、节能、环保方向转型升级发展成为可能。5.智能化的控制，让操作变得更加简单，管理变得更加轻松。
附图说明
图1为本发明常压过热蒸汽纸浆模塑干燥机的一个实施例的示意图。
具体实施方式
下面将结合附图详细介绍本发明的优先实施例。
本实施例的常压过热蒸汽纸浆模塑干燥机，包括封闭的机壳10，还包括气流循环装置20、干燥室装置30、排气装置40。
排气装置40包括余热利用管41和控制余热利用管41开闭的余热利用自动阀42；余热利用自动阀42能被控制而自动开闭。
气流循环装置20包括由下至上按照气流循环方向依次连接的下风道21、引风管22、循环风机23、进风管24、上风道25；下风道21的不与引风管连接的末端210封闭，上风道25的不与进风管连接250的末端连接余热利用管41。作为一个实施例，其中，下风道21为多段矩形管拼接而成；引风管22为天方地圆异形管，方的一端与下风道21相接，圆的一端与循环风机23相接；上风道25与下风道2 1的形状相同，长度和宽度也相同。
干燥室装置30包括烘箱31、换热器32、输送链条33；上风道25和下风道21分别设置于烘箱31的顶部和底部，并分别与烘箱31内部气流连通；上风道25、下风道21和烘箱31均设置在机壳10内部。换热器32的形状也是矩形，换热器32与上风道25同宽，换热器32的迎风面朝上、出风口朝下，分别形成上风道25的底面和烘箱31的顶面，从而使上风道25通过换热器32与烘箱31内部连通。换热器32连接换热器热源（图中未示），换热器32的热源可以是导热油，也可以是蒸汽。当换热器的长度较小时，也可以将若干个换热器以迎风面朝上、出风口朝下的状态紧密排列拼接，从而最好能与烘箱31的长度接近，以实现高效干燥。
输送链条33设置在烘箱31内且如图所示自上而下呈层叠状绕行，这样从外部输送进来的湿产品被直接送至烘箱31内的顶部，即最接近换热器32的出风口的位置，实现热交换，从而实现高效地干燥，然后再在从上而下绕行至烘箱31内的底部的过程中被逐渐干燥，然后被输送出烘箱31。优选地，在输送链条33上设置有用于放置待干燥物品的自动平衡式托盘。
优选地，烘箱31内部设有供输送链条33绕行的分层导轨，且分层导轨的分层面设置隔板311，从而把烘箱31分成多个单元干燥室；每个隔板311都均匀布设若干小孔，使气流按设定路线流动。在本实施例中每隔一个分层导轨设置一个隔板311，当然，也可以视烘箱的大小等因素，每个分层导轨均设置一个隔板，或者每隔两个或几个分层导轨设置一个隔板。这些隔板311的作用是组织蒸汽流按规定的路线运动，让蒸汽流均匀地流过每一个待干燥产品表面。
优选地，最底层的单元干燥室的底部也用隔板312与下风道21分开，隔板312上当然也均匀布设若干小孔，从而使得下风道21与烘箱31内部通过隔板312连通，隔板312的作用是使循环风机23沿下风道21长度方向均匀地抽取湿空气。此外，优选地，在烘箱31的顶部、在上风道25与换热器32之间也设有隔板313，其作用是使上风道25的气流均匀地进入换热器32。
优选地，上风道25、烘箱31、下风道21自上而下依次排列形成长方体结构，在形成的长方体结构的外表面包覆保温材料。
在该实施例中，进出料输送口50设置在机壳10上、烘箱31的远离循环风机23的一侧下方，且进出料输送口50与下风道21等高、平齐，以利用水蒸气与空气微小的比重差进行密封。进出料输送口50处设有进出料机构51，以将湿产品送入，将干燥好的坯料送出。
优选地，本实施例的干燥机还包括调节控制装置；调节控制装置能计算应当排出的空气，控制余热利用自动阀42的开闭，从而保持烘箱内合适的压力，亦将废气排出供回收。
更优选地，在烘箱内部设置有温度监控点61、63，上风道内设置有温度监控点62，进风道内设置有温度监控点64，调节控制装置根据测得的温度监控点的温度，控制换热器热源的热源流量和温度。当然，也可以在气流循环装置中其他位置或烘箱其他位置设置温度监控点。
下面介绍本干燥机运转流程。
该干燥机采用连续干燥的方式，只要接通换热器热源，启动循环风机23，烘箱31内就得到温度极高、相对湿度极低、干燥能力极强的干空气。这时送料装置通过输送链条33、托盘331，源源不断地将湿产品送入烘箱31内，在输送中，刚送入的含湿量最大的、温度最低的湿产品靠近换热器32的出口；随着输送链条33的运行，湿产品在烘箱31内绕行；至出口，产品被干燥，下料机构将干燥好的产品源源不断地送出。
有湿产品被干燥后，循环风机23从下风道21抽取的便是经干燥产品后的湿空气，这些湿空气被送入上风道25后分为两部分：其中绝大部分湿空气穿过换热器32和隔板311，进入烘箱31；另一小部分出上风道25进入排风装置40。经短暂时间后，系统进入稳定运转，烘箱31内部的干空气完全由水蒸汽替代；此时循环风机23从下风道21抽取的不再是湿空气，而是温度稍低的过热蒸汽；这些过热蒸汽被送入上风道25后，绝大部分穿过换热器32后成为温度更高过热蒸汽进入烘箱31，这种转换无需任何人为干预和操控；而另一小部分进入排风装置40，经余热利用自动阀42控制进入余热利用管41。湿产品便在烘箱31内的高温过热蒸汽中被干燥。
上述排气装置40的排气量多少由智能化的调节控制装置根据烘箱内压力自动计算确定：排风装置40的排气量等于湿产品产生的水蒸气体积，根据产量可以准确计算水蒸气体积。根据计算，在大多数产量情况下，排气装置40的排气量仅能满足成型机热风罩的需要，于是该过热蒸汽干燥机的余热能全部得到利用。此外，调节控制装置还能根据烘箱内的温度自动调节换热器热源的流量和温度，从而控制成品含湿度和质量。整个生产过程无需人的干预，实现完全自动化。
本干燥机最具创意之处在于它是一种常压过热蒸汽干燥的全新干燥系统，优于传统空气干燥系统。
由干燥机理可知：空气干燥方式有一个传热和传质过程；即：在干燥室内，空气将热量传给湿产品，产品被加热后，水变为蒸汽进入空气，空气流动而将水蒸汽带走，产品得到干燥；但在干燥过程中，产品表面形成一层蒸汽膜，在空气将热传给产品时必须穿过蒸汽膜,同时蒸汽进入到空气过程中，存在传质传热阻力。而过热蒸汽干燥虽然也必须穿过蒸汽膜将热到产品表面，但由于干燥室只有水蒸汽一种成分，其传热是过热蒸汽与产品湿表面的温度差；传质是蒸汽流动产生的体积流，传热的阻力可以小到忽略不计；因此传热效率高。
干燥机理还表明，空气干燥是空气将蒸汽带走而自身温度降低，因此需要不停地补充新鲜空气和进行加热。而本发明的干燥机的过热蒸汽在带走产品水蒸汽时，虽然也会降低温度，也需要补充，但是：
①水蒸汽比空气热容大（水蒸气1.986KJ/Kg.K ,空气1.006KJ/Kg.K）,因此需要的水蒸汽量相对较少，而湿产品所含的水分蒸发后便足以补充；
②水蒸汽汽化潜热大(水蒸汽2200kJ/Kg，空气无相变为0)，汽化潜热完全用来加热产品，并被系统循环使用，因此需要补充的能量少；
③水蒸汽传热系数大(水蒸汽200~500W/ m2K，空气20~50W/m2K)，因此传热热效率高，节能显著。
以上分析显示了本发明的常压过热蒸汽纸浆模塑干燥机较采用空气干燥方式的各类干燥机具有更大的优势，具有无比广阔的前景。
以上描述的仅仅是本发明的优选实施例，当然不能以此限制本发明的保护范围。任何对本发明技术方案的等同变换和替换，均在本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.常压过热蒸汽纸浆模塑干燥机，包括封闭的机壳，其特征在于：还包括气流循环装置、干燥室装置、排气装置；
其中，所述排气装置包括余热利用管和控制所述余热利用管开闭的余热利用自动阀；所述余热利用自动阀能被控制而自动开闭；
其中，所述气流循环装置包括由下至上按照气流循环方向依次连接的下风道、引风管、循环风机、进风管、上风道； 所述下风道的不与所述引风管连接的末端封闭，所述上风道的不与所述进风管连接的末端连接所述余热利用管；
其中，所述干燥室装置包括烘箱、换热器、输送链条；所述上风道和所述下风道分别设置于所述烘箱的顶部和底部，并分别与所述烘箱内部气流连通；所述上风道、所述下风道和所述烘箱均设置在所述机壳内部；所述换热器与所述上风道同宽，所述换热器的迎风面朝上、出风口朝下，形成所述上风道的底面和所述烘箱的顶面，从而使所述上风道通过所述换热器与所述烘箱内部连通；所述输送链条设置在所述烘箱内且自上而下呈层叠状绕行。
2. 根据权利要求1的常压过热蒸汽纸浆模塑干燥机，其特征在于：还包括调节控制装置；所述调节控制装置计算应当排出的空气，控制所述余热利用自动阀的开闭。
3.根据权利要求2的常压过热蒸汽纸浆模塑干燥机，其特征在于：
在所述烘箱内部和所述上风道、所述进风管内设置有温度监控点，所述调节控制装置根据测得的所述温度监控点的温度，控制所述换热器的热源流量和温度。
4.根据权利要求1的常压过热蒸汽纸浆模塑干燥机，其特征在于：进出料输送口设置于所述机壳上、所述烘箱的远离所述循环风机的一侧下方，且所述进出料输送口与所述下风道等高、平齐。
5.根据权利要求1的常压过热蒸汽纸浆模塑干燥机，其特征在于：所述烘箱内部设有供所述输送链条绕行的分层导轨，所述分层导轨的分层面设置隔板，从而把所述烘箱分成多个单元干燥室；每个所述隔板都均匀布设若干小孔，使气流按设定路线流动。
6.根据权利要求5的常压过热蒸汽纸浆模塑干燥机，其特征在于：最底层的所述单元干燥室的底部也用所述隔板与所述下风道分开，从而使得所述下风道与所述烘箱内部通过所述隔板连通。
7.根据权利要求1-6中任一项的常压过热蒸汽纸浆模塑干燥机，其特征在于：所述上风道和所述换热器之间设置有均匀布设若干小孔的隔板，使得所述上风道的气流通过所述小孔均匀进入所述换热器。
8.根据权利要求1的常压过热蒸汽纸浆模塑干燥机，其特征在于：所述上风道、所述烘箱、所述下风道自上而下依次排列形成长方体结构，在形成的所述长方体结构的外表面包覆保温材料。
9.根据权利要求1的常压过热蒸汽纸浆模塑干燥机，其特征在于：在所述输送链条上设置有用于放置待干燥物品的自动平衡式托盘。
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