CN104566689A - 烘箱式高温低湿转轮除湿机及其除湿方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种烘箱式高温低湿转轮除湿机，包括机架、安设在机架外侧的烘箱和安设在机架内的送风机、新风表冷器、除湿转轮、热交换器、送风加热器、再生风机、再生加热器以及为特殊生产环境提供高温的烘箱；预除湿空气通过除湿转轮的除湿区后得到低温干燥空气，低温干燥空气经热交换器和送风加热器两次加热后得到高温低湿空气，高温低湿空气经送风管进入烘箱，烘箱回风空气经回风管通往热交换器进行热量交换后回到除湿机新风连接口，与环境的回风形成闭环。本发明能够满足特殊工艺中生产环境所需提供的高温低湿干燥气体要求，保证产品合格生产，且具备节约空间、节约电能的能力。

Description

烘箱式高温低湿转轮除湿机及其除湿方法

技术领域

本发明涉及转轮除湿机的技术领域，尤其涉及一种烘箱式高温低湿转轮除湿机。

背景技术

在电池行业，锂电池由于具有能量密度高、电压高、工作温度范围宽、寿命长等优点，已受到越来越多人的关注与重视。极片是锂电池的重要组成部分，是锂电池的核心。由于锂电池内部要严格控制水分含量，水分对锂电池的性能影响很大，包括电压、内阻、自放电等指标。水分含量过高会导致产品报废、品质下降，甚至产品爆炸。

因此在锂电的多个生产工序中分别要对正负极片、电芯和电池进行多次真空烘烤，以尽可能去除其中的水分；沸点随着气压的下降而降低。水的沸点在负压下显著降低，在气压降至-0.089Mpa时，理论沸点可以降至至45℃。在负压环境下，水分更易于气化。锂电专用烘箱在常压下加热一段时间后电池或极片中的水分转化为水蒸气；水分蒸发后抽真空可以将水蒸气抽出；充氮气保真空，保持干燥环境。

在中国发明专利公布号为“CN102072620A”，专利名称为“一种用于电池极片的烘箱”的专利文件中公开了一种用于电池极片的烘箱。该烘箱包括：箱体；烘干室，烘干室位于箱体内部，用于容纳并烘干极片；抽真空部件，抽真空部件位于箱体外部，并与烘干室相连通；加热部件，加热部件位于箱体内部，并环绕烘干室的外部设置；传热部件，传热部件接触并环绕烘干室的外部，用于使来自加热部件的热量加速传递至烘干室；气流循环部件，气流循环部件位于箱体内部，用于使烘干室内的气体循环流动；以及保护气供应部件，保护气供应部件位于箱体外部，并与烘干室相连通以向烘干室内通入保护气。该烘箱提高了来自加热部件的热量传递至烘干室的效率，电池的整体性能以及极片烘干的效率和烘箱的安全性。然而，这种烘箱一般都要多次循环，且每次的操作量小，工序复杂，整个烘烤完成过程时间为48~60h之间。

如果能够使用使用除湿机对烘箱除湿，那么将大大减少烘箱烘烤的工艺步骤、避免保护气的使用，更将提高效率。然而，做出品质优良的锂电池需要对车间环境的空气的温度与湿度控制均非常严格，目前公知的转轮除湿机组，通过冷疑器、再生加热器和蜂巢转轮组合完成高效吸附水蒸汽，从而达到送风要求为温度40℃以下的干燥风，但是这种转轮除湿机组根本无法满足特殊工艺中高温低湿环境的需求。

发明内容

针对上述技术中存在的不足之处，本发明提供一种能够节约空间、电能，又满足特殊工艺中生产环境所需提供的高温低湿干燥气体要求的烘箱式高温低湿转轮除湿机及其除湿方法。

为了达到上述目的，一种烘箱式高温低湿转轮除湿机，包括机架、安设在机架外侧的烘箱和安设在机架内的送风机、新风表冷器、除湿转轮、热交换器、送风加热器、再生风机、再生加热器以及为特殊生产环境提供高温的烘箱；所述除湿转轮上设有270°能够除湿得到干燥空气的除湿区和90°能循环除湿后再生的再生区；新风依次经过新风表冷器和送风机后得到预加热除湿空气和再生空气，所述再生空气依次通过除湿转轮的再生区、再生加热器和再生风机后得到高温高湿空气；

所述预除湿空气通过除湿转轮的除湿区后得到低温干燥空气，所述低温干燥空气经热交换器和送风加热器两次加热后得到高温低湿空气，所述高温低湿空气经送风管进入烘箱，烘箱回风空气经回风管通往热交换器进行热量交换后回到除湿机新风连接口，与环境的回风形成闭环。

其中，该转轮除湿机还包括控制新风流量的新风阀、控制经送风加热器加热后的高温低湿空气流量的送风阀以及控制从回风管中到新风连接口的空气流量的回风阀，所述新风阀安装在机架外侧的新风进气口处，所述送风阀安装在送风加热器和烘箱之间的送风管上，所述回风阀安装在烘箱与新风连接口之间的回风管中。

其中，所述热交换器包括低湿空气流经的多条换热管和经烘箱加热的高温低湿空气流经的换热壳体，所述换热管纵向穿过换热壳体，所述换热管与送风加热器相通，所述换热壳体与烘箱相通。

其中，所述除湿转轮呈圆柱形，转轮中管道呈蜂巢状多孔管道，该除湿转轮材质为高强度无机纤维。

其中，所述热交换器、送风加热器以及烘箱之间的各运输管道上均设置有保温夹套。

本发明的一种烘箱式高温低湿转轮除湿机的除湿方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1）初步降温减湿：新风进入设备后，进入新风表冷器预处理降温减湿，达到饱和状态空气，有风机传送到下段工序；

步骤2）深层除湿：一部分处理过的空气进入除湿转轮的除湿区进行深层除湿，形成低湿空气, 该低湿空气的温度为20℃~30℃，露点为-45℃~-60℃；

步骤3）两次升温：除湿后的低湿空气先进入热交换器，进行一次加热，再进入送风加热器进行二次加热，形成高温低湿空气, 该高温低湿空气温度达到80℃~85℃，露点达到-45℃~-60℃；

步骤4）烘烤作业的运用：高温低湿空气进入烘箱，实现烘箱中高温低湿的空气环境，保证了产品的合格生产；

步骤5）热量回收：从烘箱中出来的空气温度达到120℃~150℃,该空气进入步骤3）中热交换器，空气将热量传递给低温低湿空气；

步骤6）回风循环：从换热层出来的空气回到新风表冷器前端，与处理环境中的空气形成闭环，这样新风表冷器前端的空气湿度就不会太高，有利于除湿的进行；

步骤7）空气再生：步骤1）中风机处理过的另一部分空气进入除湿转轮的再生区，经再生加热器和再生风机后得到高温高湿空气，经再生排风口排出设备。

其中，步骤1)中新风进入设备时，在机架外侧的新风进气口处安装有新风阀以控制新风流量；步骤3）的两次升温后在送风加热器和烘箱之间的送风管安装有送风阀以控制高温低湿空气流量；步骤6）回风循环的过程中，在回风管上安装有回风阀以控制回风空气流量。

其中，步骤3）中的低湿空气进入热交换器的换热管中进行一次加热，再经二次加热后进入烘箱，经烘箱加热的空气作为高温热源进入热交换器换热壳体，使工艺过程中产生的热量得到充分利用。

其中，该方法使用圆柱形、管道呈蜂巢状多孔管道的除湿转轮，该除湿转轮的材质为高强度无机纤维。

其中，所述热交换器、送风加热器以及烘箱之间的各运输管道上均为有保温夹套的运输管道。

本发明的有益效果是：

与现有技术相比，本发明通过热交换器和送风加热器，将低温低湿空气进行加热，运用到特殊行业的烘烤工艺过程中，改善了现有技术中只使用烘箱进行烘烤工艺的复杂步骤和苛刻条件；本发明的烘箱无需太高温加热，降低了设备的要求；无需抽真空并通入保护气，减少了能源的损耗；操作时间短且处理效率提高了4-5倍。同时本发明的热交换器的热量为空气从烘箱中带出热量，这样就达到了能源的最大化利用。

本发明在常规转轮除湿机组的基础上，加装高温处理装置，弥补了现有的转轮除湿机不能提供高温空气的缺陷，能够满足特殊工艺中生产环境所需提供的高温低湿干燥气体要求，保证产品合格生产，且具备节约空间、节约电能的能力。本发明的烘箱式高温低湿转轮除湿机及其除湿方法，可广泛应用于手机锂离子电池、医药化工、食品药材等生产工艺中需高温除湿的设备，尤其适用在锂离子电池行业中的电芯烘烤工艺。

该除湿转轮设有能够除湿得到干燥空气的除湿区域和能循环除湿而后再生的再生区域，该结构的改进可对机组内的空气进行循环再次利用，使得整个污染的空气不在机组内进行污染，避免回风带来腐蚀的气体使机组的寿命减少，延长了该机组的使用寿命；本发明具有体积小、能耗少、成本低、使用安全、实用性强及除湿效果好等特点。

附图说明

图1为本发明烘箱式高温低湿转轮除湿机的结构图；

图2为本发明烘箱式高温低湿转轮除湿机的正视图；

图3为本发明烘箱式高温低湿转轮除湿机的除湿方法的工艺流程图。

主要元件符号说明如下：

10、机架                11、送风阀

12、送风机              13、新风表冷器

14、除湿转轮            15、热交换器

16、送风加热器          17、送风管

18、烘箱                19、回风管

20、再生风机            21、再生加热器

22、新风阀              23、回风阀。              

具体实施方式

为了更清楚地表述本发明，下面结合附图对本发明作进一步地描述。

请参阅图1-2，本发明一种烘箱式高温低湿转轮除湿机，包括机架10、安设在机架10外侧的烘箱18和安设在机架10内的送风机12、新风表冷器13、除湿转轮14、热交换器15、送风加热器16、再生风机20、再生加热器21以及为特殊生产环境提供高温的烘箱18；所述除湿转轮14上设有270°能够除湿得到干燥空气的除湿区和90°能循环除湿后再生的再生区；新风依次经过新风表冷器13和送风机12后得到预加热除湿空气和再生空气，所述再生空气依次通过除湿转轮14的再生区、再生加热器21和再生风机20后得到高温高湿空气；

所述预除湿空气通过除湿转轮14的除湿区后得到低温干燥空气，所述低温干燥空气经热交换器15和送风加热器16两次加热后得到高温低湿空气，所述高温低湿空气经送风管17进入烘箱18，烘箱18回风空气经回风管19通往热交换器15进行热量交换后回到除湿机新风连接口，与环境的回风形成闭环。

相较于现有技术，本发明通过热交换器15和送风加热器16，将低温低湿空气进行加热，运用到特殊行业的烘烤工艺过程中，改善了现有技术中只使用烘箱18进行烘烤工艺的复杂步骤和苛刻条件；本发明的烘箱18无需太高温加热，降低了设备的要求；无需抽真空并通入保护气，减少了能源的损耗；操作时间短且处理效率提高了4-5倍。同时本发明的热交换器15的热量为空气从烘箱18中带出热量，这样就达到了能源的最大化利用。

本发明在常规转轮除湿机组的基础上，加装高温处理装置，弥补了现有的转轮除湿机不能提供高温空气的缺陷，能够满足特殊工艺中生产环境所需提供的高温低湿干燥气体要求，保证产品合格生产，且具备节约空间、节约电能的能力。本发明的烘箱18式高温低湿转轮除湿机及其除湿方法，可广泛应用于手机锂离子电池、医药化工、食品药材等生产工艺中需高温除湿的设备，尤其适用在锂离子电池行业中的电芯烘烤工艺。

该除湿转轮14设有能够除湿得到干燥空气的除湿区域和能循环除湿而后再生的再生区域，该结构的改进可对机组内的空气进行循环再次利用，使得整个污染的空气不在机组内进行污染，避免回风带来腐蚀的气体使机组的寿命减少，延长了该机组的使用寿命；本发明具有体积小、能耗少、成本低、使用安全、实用性强及除湿效果好等特点。

在本实施例中，该转轮除湿机还包括控制新风流量的新风阀22、控制经送风加热器16加热后的高温低湿空气流量的送风阀11以及控制从回风管19中到新风连接口的空气流量的回风阀23，所述新风阀22安装在机架10外侧的新风进气口处，所述送风阀11安装在送风加热器16和烘箱18之间的送风管17上，所述回风阀23安装在烘箱18与新风连接口之间的回风管19中。可以根据烘箱18中的干湿度情况，调节各处气流量大小，尽量减小电机的工作量，从而节约能源也延长设备的使用寿命。

在本实施例中，所述热交换器15包括低湿空气流经的多条换热管和经烘箱18加热的高温低湿空气流经的换热壳体，所述换热管纵向穿过换热壳体，所述换热管与送风加热器16相通，所述换热壳体与烘箱18相通。采用热交换器15对工艺过程中的冷热流进行换热处理，充分利用了能源，也节约了能源。本发明并不局限于冷流走管程、热流走壳程的换热处理方式，只要是能够将此情况下的冷热流进行热量交换的装置均属于本发明的简单变形和变换，应当落入本案的保护范围。

在本实施例中，所述除湿转轮14呈圆柱形，转轮中管道呈蜂巢状多孔管道，该除湿转轮14材质为高强度无机纤维。当然，本发明并不局限于使用这种除湿转轮14，只要是具有除湿区和再生区的除湿转轮14均属于本发明的简单变形和变换，应当落入本案的保护范围。

在本实施例中，所述热交换器15、送风加热器16以及烘箱18之间的各运输管道上均设置有保温夹套。在进行热交换的管道中设置保温夹套可以更好的减小能源的损耗，使更多的能源得到利用。

进一步参与图3，本发明的一种烘箱18式高温低湿转轮除湿机的除湿方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1）初步降温减湿：新风进入设备后，进入新风表冷器13预处理降温减湿，达到饱和状态空气，有风机传送到下段工序；

步骤2）深层除湿：一部分处理过的空气进入除湿转轮14的除湿区进行深层除湿，形成低湿空气, 该低湿空气的温度为20℃~30℃，露点为-45℃~-60℃；

步骤3）两次升温：除湿后的低湿空气先进入热交换器15，进行一次加热，再进入送风加热器16进行二次加热，形成高温低湿空气, 该高温低湿空气温度达到80℃~85℃，露点达到-45℃~-60℃；

步骤4）烘烤作业的运用：高温低湿空气进入烘箱18，实现烘箱18中高温低湿的空气环境，保证了产品的合格生产；

步骤5）热量回收：从烘箱18中出来的空气温度达到120℃~150℃,该空气进入步骤3）中热交换器15，空气将热量传递给低温低湿空气；

步骤6）回风循环：从换热层出来的空气回到新风表冷器13前端，与处理环境中的空气形成闭环，这样新风表冷器13前端的空气湿度就不会太高，有利于除湿的进行；

步骤7）空气再生：步骤1）中风机处理过的另一部分空气进入除湿转轮14的再生区，经再生加热器21和再生风机20后得到高温高湿空气，经再生排风口排出设备。

在本实施例中，步骤1)中新风进入设备时，在机架10外侧的新风进气口处安装有新风阀22以控制新风流量；步骤3）的两次升温后在送风加热器16和烘箱18之间的送风管17安装有送风阀11以控制高温低湿空气流量；步骤6）回风循环的过程中，在回风管19上安装有回风阀23以控制回风空气流量。可以根据烘箱18中的干湿度情况，调节各处气流量大小，尽量减小电机的工作量，从而节约能源也延长设备的使用寿命。

在本实施例中，步骤3）中的低湿空气进入热交换器15的换热管中进行一次加热，再经二次加热后进入烘箱18，经烘箱18加热的空气作为高温热源进入热交换器15换热壳体，使工艺过程中产生的热量得到充分利用。采用热交换器15对工艺过程中的冷热流进行换热处理，充分利用了能源，也节约了能源。本发明并不局限于冷流走管程、热流走壳程的换热处理方式，只要是能够将此情况下的冷热流进行热量交换的装置均属于本发明的简单变形和变换，应当落入本案的保护范围。

在本实施例中，该方法使用圆柱形、管道呈蜂巢状多孔管道的除湿转轮14，该除湿转轮14的材质为高强度无机纤维。当然，本发明并不局限于使用这种除湿转轮14，只要是具有除湿区和再生区的除湿转轮14均属于本发明的简单变形和变换，应当落入本案的保护范围。

在本实施例中，所述热交换器15、送风加热器16以及烘箱18之间的各运输管道上均为有保温夹套的运输管道。在进行热交换的管道中设置保温夹套可以更好的减小能源的损耗，使更多的能源得到利用。

本发明的优势在于：

1、本发明的烘箱18无需太高温加热，降低了设备的要求；无需抽真空并通入保护气，减少了能源的损耗；操作时间短且处理效率提高了4-5倍。

2、同时本发明的热交换器15的热量为空气从烘箱18中带出热量，这样就达到了能源的最大化利用。

3、可广泛应用于手机锂离子电池、医药化工、食品药材等生产工艺中需高温除湿的设备，尤其适用在锂离子电池行业中的电芯烘烤工艺。

4、可以根据烘箱18中的干湿度情况，调节各处气流量大小，尽量减小电机的工作量，从而节约能源也延长设备的使用寿命。

6、将烘箱1818中热量转移到低湿空气中，从而得到高温低湿空气，而且机组内形成内循环换热系统，这样可以尽可能的提高系统中的热量利用率，节约了能源也更加环保。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种烘箱式高温低湿转轮除湿机，其特征在于，包括机架、安设在机架外侧的烘箱和安设在机架内的送风机、新风表冷器、除湿转轮、热交换器、送风加热器、再生风机、再生加热器以及为特殊生产环境提供高温的烘箱；所述除湿转轮上设有270°能够除湿得到干燥空气的除湿区和90°能循环除湿后再生的再生区；新风依次经过新风表冷器和送风机后得到预加热除湿空气和再生空气，所述再生空气依次通过除湿转轮的再生区、再生加热器和再生风机后得到高温高湿空气；

所述预除湿空气通过除湿转轮的除湿区后得到低温干燥空气，所述低温干燥空气经热交换器和送风加热器两次加热后得到高温低湿空气，所述高温低湿空气经送风管进入烘箱，烘箱回风空气经回风管通往热交换器进行热量交换后回到除湿机新风连接口，与环境的回风形成闭环。

2.根据权利要求1所述的烘箱式高温低湿转轮除湿机，其特征在于，该转轮除湿机还包括控制新风流量的新风阀、控制经送风加热器加热后的高温低湿空气流量的送风阀以及控制从回风管中到新风连接口的空气流量的回风阀，所述新风阀安装在机架外侧的新风进气口处，所述送风阀安装在送风加热器和烘箱之间的送风管上，所述回风阀安装在烘箱与新风连接口之间的回风管中。

3.根据权利要求1所述的烘箱式高温低湿转轮除湿机，其特征在于，所述热交换器包括低湿空气流经的多条换热管和经烘箱加热的高温低湿空气流经的换热壳体，所述换热管纵向穿过换热壳体，所述换热管与送风加热器相通，所述换热壳体与烘箱相通。

4.根据权利要求1所述的烘箱式高温低湿转轮除湿机，其特征在于，所述除湿转轮呈圆柱形，转轮中管道呈蜂巢状多孔管道，该除湿转轮材质为高强度无机纤维。

5.根据权利要求1所述的烘箱式高温低湿转轮除湿机，其特征在于，所述热交换器、送风加热器以及烘箱之间的各运输管道上均设置有保温夹套。

6.一种烘箱式高温低湿转轮除湿机的除湿方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1）初步降温减湿：新风进入设备后，进入新风表冷器预处理降温减湿，达到饱和状态空气，有风机传送到下段工序；

步骤2）深层除湿：一部分处理过的空气进入除湿转轮的除湿区进行深层除湿，形成低湿空气, 该低湿空气的温度为20℃~30℃，露点为-45℃~-60℃；

步骤3）两次升温：除湿后的低湿空气先进入热交换器，进行一次加热，再进入送风加热器进行二次加热，形成高温低湿空气, 该高温低湿空气温度达到80℃~85℃，露点达到-45℃~-60℃；

步骤4）烘烤作业的运用：高温低湿空气进入烘箱，实现烘箱中高温低湿的空气环境，保证了产品的合格生产；

步骤5）热量回收：从烘箱中出来的空气温度达到120℃~150℃,该空气进入步骤3）中热交换器，空气将热量传递给低温低湿空气；

步骤6）回风循环：从换热层出来的空气回到新风表冷器前端，与处理环境中的空气形成闭环，这样新风表冷器前端的空气湿度就不会太高，有利于除湿的进行；

步骤7）空气再生：步骤1）中风机处理过的另一部分空气进入除湿转轮的再生区，经再生加热器和再生风机后得到高温高湿空气，经再生排风口排出设备。

7.根据权利要求6所述的烘箱式高温低湿转轮除湿机的除湿方法，其特征在于，步骤1)中新风进入设备时，在机架外侧的新风进气口处安装有新风阀以控制新风流量；步骤3）的两次升温后在送风加热器和烘箱之间的送风管安装有送风阀以控制高温低湿空气流量；步骤6）回风循环的过程中，在回风管上安装有回风阀以控制回风空气流量。

8.根据权利要求6所述的烘箱式高温低湿转轮除湿机的除湿方法，其特征在于，步骤3）中的低湿空气进入热交换器的换热管中进行一次加热，再经二次加热后进入烘箱，经烘箱加热的空气作为高温热源进入热交换器换热壳体，使工艺过程中产生的热量得到充分利用。

9.根据权利要求6所述的烘箱式高温低湿转轮除湿机的除湿方法，其特征在于，该方法使用圆柱形、管道呈蜂巢状多孔管道的除湿转轮，该除湿转轮的材质为高强度无机纤维。

10.根据权利要求6所述的烘箱式高温低湿转轮除湿机的除湿方法，其特征在于，所述热交换器、送风加热器以及烘箱之间的各运输管道上均为有保温夹套的运输管道。