CN105486073B - 一种湿热控速薄层横流干燥试验台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种湿热控速薄层横流干燥试验台，包括内胆为干燥介质流通通道；物料仓，第一夹壁和第二夹壁上对称开设多个通风孔，干燥介质从第一夹壁上的通风孔进入，从第二夹壁的通风孔排出，进料仓可移动的布设在所述流通通道内；风量调控机构，包括风孔挡板、驱动器，驱动器驱动风孔挡板打开或关闭相对应的通风孔，风量调控机构布设在第一夹壁和第二夹壁的夹层内；驱动器与通风孔的数量相同并一一对应；控制器选择性的启动定量的驱动器使各分仓的通风量不同，控制器连接驱动器的开关。本发明具有能够实现一次试验取得多组干燥实验数据、结构简单、易操作等优点。

Description

一种湿热控速薄层横流干燥试验台

技术领域

本发明涉及薄层干燥机械。更具体地说，本发明涉及一种湿热控速薄层横流干燥试验台。

背景技术

我国是一个农业大国，农作物中谷物的产量巨大，且随着人们生活水平的提高，人们对食品质量要求也随之提高，但是在生活中难免会遇到一些问题：大部分农产品和各种食品需要以较低的水分保存，因此需要在储存前降低其水分含量。目前传统的干燥方法主要是采用热风式干燥设备，在常压下使热风穿过谷物的颗粒，以带走其水分。

我国食品干燥机械已有几十年的发展历史，但绝大多数是用于农业生产，主要应用在工厂车间、仓库、物资储备、食品及农作物仓库等场所，面向的用户主要是农场粮库以及食品生产加工基地。这些干燥设备一般体积较大、结构复杂、能耗高，不适用于一般家庭用户及实验室。

针对目前较为粗放的加工模式，如何选择合理的干燥参数(如介质的温度、流速、物料层厚度等)事关紧要。我国粮食机械干燥量逐年增加，特别是东北地区干燥时间通常为每年10月份至第二年3月份，由于在这期间外温低，粮食水分高，水分均匀度差等特点，粮食干燥普遍存在干燥能耗高、干燥后品质低、水分难于控制等问题。通过该薄层干燥试验台可针对不同谷物确定其合理的干燥参数，不仅可以解决上述问题，还可以为实现粮食干燥自动控制奠定理论基础，使粮食干燥特别是高寒地区的粮食干燥达到节能、高效、高品质的理想效果。

发明内容

本发明目的是利用控制器控制各分仓内风量调控机构的开启数量，使各分仓的通风量不同，使各分仓的干燥试验条件不同，从而实现一次试验取得多组干燥实验数据的目的。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种湿热控制薄层干燥试验台，包括：

内胆，其内容置空间为干燥介质流通通道；

物料仓，包括多个相互隔断的分仓，所述分仓的第一夹壁和第二夹壁上对称开设多个通风孔，干燥介质从第一夹壁上的通风孔进入，从第二夹壁的通风孔排出，所述物料仓可移动的布设在所述流通通道内；以及

风量调控机构，包括风孔挡板、驱动器，所述驱动器驱动风孔挡板打开或关闭相对应的通风孔，所述风量调控机构布设在第一夹壁和第二夹壁的夹层内；其中，所述驱动器与通风孔的数量相同并一一对应；

控制器，其选择性的启动定量的驱动器使各分仓的通风量不同，所述控制器连接驱动器的开关；

其中，当驱动器启动时，风孔挡板关闭通风孔；当驱动器关闭时，风孔挡板打开通风孔。

优选的是，所述内胆包括内胆风道、天圆地方风斗和轴流风机，所述干燥介质从内胆风道进入，经过天圆地方风斗，经轴流风机排出，其中，物料仓和传感器组布设在所述内胆风道内。

优选的是，所述物料仓还包括：侧壁，其上导轨能够滑动连接内胆风道，所述侧壁对称设置在物料仓两侧；隔板，其能够将物料仓分隔成多个分仓，所述隔板等间距的固定在第一夹壁和第二夹壁之间；底板，其用于承载物料；物料仓开口，其为物料进口。

优选的是，所述驱动器包括：电机，其输出轴带动连杆靠近或远离通风孔，所述电机固定夹层内；连杆，其带动风孔挡板移动从而打开或关闭相对应的通风孔，所述连杆底端连接电机输出轴，其顶端铰接连接座；连接座，其底部固定在风孔挡板的中心处，用于带动风孔挡板运动。

优选的是，还包括传感器组，其包括传感器仓、温度传感器、湿度传感器、风速传感器和风压传感器；传感器仓，其固定在内胆的流通通道内；温度传感器，其安装在传感器仓内，用于检测干燥介质的温度；湿度传感器，包括湿度总探头和多个湿度分探头，所述湿度总探头设置在内胆的入口处，用于探测入口处的干燥介质湿度；所述湿度分探头安装在分仓的第二夹壁的夹层内，用于探测分仓排出的干燥介质湿度；风速传感器，其安装在传感器仓内，用于探测风速；风压传感器，包括风压总探头和风压分探头，所述风压总探头安装在内胆的入口处，风压分探头安装在分仓的第二夹壁的外侧。

优选的是，还包括壳体，其上开设配风口、排湿风扇、第一封仓门和第二封仓门；配风口，其用于通入干燥介质，所述配风口开设在壳体上对应轴流风机的一侧；排湿风扇，其用于排出干燥介质，所述排湿风扇安装在配风口的下方；第一封仓门，其设置在物料仓开口上方的壳体上，用于打开或关闭物料仓；第二封仓门，其设置在传感器仓上方的壳体上，能够打开或关闭传感器仓。

优选的是，还包括数显仪表，其用于显示输入温度、湿度、风压及风速数据，所述数显仪表安装在壳体上。

优选的是，还包括：型材架，其用于承载壳体，所述型材架设置在壳体下方；加湿器，其通过管道连通壳体用于调控壳体内湿度，所述加湿器固定在支撑架上；加热管，其用于调控壳体内干燥介质的温度，所述加热管固定在壳体内靠近内胆风道的侧壁上。

优选的是，所述控制器连接：轴流风机，用于控制轴流风机的转速从而调控干燥介质的进风量；加湿器，用于控制水汽的喷入量从而调控壳体内湿度；加热管，用于控制加热加热效率从而调控壳体内温度；传感器组和数显仪表，用于输入传感器组的测量数据并将测量数据输出至数显仪表。

优选的是，所述通风孔为圆形、长方形或六边形，所述通风孔均匀对称布设在所述第一夹壁和第二夹壁上。

本发明至少包括以下有益效果：1、通过模拟不同的环境，经对空气加湿加温对谷物进行干燥，改变加湿量、加热温度和风机转速，可以得到恒温条件下不同风速对谷物干燥速率的影响程度，或者在恒定风速的条件下不同风温对谷物干燥速率的影响程度，2、可以通过调节加湿量对谷物进行调质，也可通过更换不同型号的物料仓来改变粮层厚度，经实验得出干燥中粮层厚度最佳数据，确定各参数之间的合理配比，为实际干燥机在不同外部环境条件下干燥不同谷物提供最合理的干燥参数，为设计节能高效、干燥后粮食品质稳定、性能优良的谷物干燥机提供准确的实验数据，提供最佳参数配比进而达到提高干燥机干燥效率，降低能耗，保证干燥品质的最终目标。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1是本发明的干燥试验台结构示意图。

图2是本发明的干燥试验台内胆结构示意图。

图3是本发明的干燥试验台内胆与壳体安装示意图。

图4是本发明的干燥试验台物料仓结构示意图。

图5是本发明的第一夹壁上驱动器安装结构图。

图6是本发明的第二夹壁上驱动器安装结构图。

图7是本发明的干燥试验台的风量调控机构结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

图1-3示出了根据本发明的一种实现形式，薄层干燥试验台包括壳体100、型材架200、湿度调控机构300、温度调控机构400、数显仪表500、内胆600、物料仓700、传感器组800、控制器。

壳体100为内部空心的长方形密封仓，其由不锈钢板焊合而成，壳体100上开设配风口110、排湿风扇120、第一封仓门130和第二封仓门140。配风口110为长方形开口结构，其设置在壳体100左面的一端，干燥介质从配风口110进入壳体100内部。排湿风扇120为排风装置，安装在配风口110的正下方，其用于排出壳体100内干燥介质。第一封仓门130为薄型金属板，其一端铰接在壳体100上，其下端壳体100上开设与第一封仓门130规格相匹配的开口，通过旋转第一封仓门130打开或关闭物料仓。优选的是，第一封仓门130上端面上安装把手，便于打开或关闭第一封仓门130。第二封仓门140为薄型金属板，设置在传感器仓上方的壳体上，能够打开或关闭传感器仓。

型材架200为柱形框架结构，其内容置空间固定湿度调控机构300。型材架200用于承载壳体100，其底部安装调平脚210，通过旋转调平脚210使壳体100保持水平。

湿度调控机构300包括加湿器，加湿器固定在型材架200内部，通过管道连接壳体100底面的孔道从而将水汽输入壳体100内部，用于调整壳体100内部的湿度。

温度调控机构400包括加热管410和加热管外壳420；加热管410为不锈钢螺旋散热片式电加热管，其布设在壳体100内部的后端面处，通过绝缘安装板固定在加热管外壳420上；加热管外壳420为不锈钢板焊合而成，其固定在壳体100后面上。优选的是，多个加热管410等间距排列，其长度方向平行于壳体100的长度方向平行，使壳体100内部的干燥介质充分接触加热管410，使干燥介质快速升温。

数显仪表500包括显示屏和轴流风机调控旋钮，显示屏上显示试验台内的温度、湿度、风压和风量等数据，轴流风机调控旋钮用于控制轴流风机610的排风量。

如图2所示，内胆600包括轴流风机610、天圆地方风斗620和内胆风道630，所述内胆600通过内胆撑筋634固定在壳体100内。内胆风道630为两端开口的长方体通风管道结构，其上开设第一开口631、第二开口632、风道口633和内胆撑筋634，所述第一开口631设置在内胆风道630的上端面，位于第一封仓门130的正下方，其大小与第一封仓门130相匹配，当关闭第一封仓门130，其关闭第一开口631保证干燥介质不外泄，当打开第一封仓门130，能够拿取物料仓700；第二开口632设置在内胆风道630的上端面，位于第二封仓门130的正下方，其上固定传感器组800，当关闭第二封仓门130时，其关闭第二开口632保证干燥介质不外泄，当打开第二封仓门130时，用于检修或更换传感器组800；风道口633为内胆风道630上干燥介质入口，其靠近温度调控机构400，干燥介质经温度调控机构400加热后通过风道口633进入内胆风道，依次通过传感器组800和物料仓700。天圆地方风斗620两端分别连接内胆风道630和轴流风机610，其中，干燥介质从内胆风道630进入天圆地方风斗620，再通过轴流风机610排出内胆；轴流风机610通过调整其功率来调整干燥介质的排出量。

谷物干燥形式按照气流在干燥室内相对于谷物的流动方向可分为顺流、逆流、顺逆流、混流、横流通风等多种通风方式，其中，横流干燥为世界上使用较广的机型之一，现有的垂直上下送风薄层干燥试验装置相比，其优点在于：机械结构简单，故障率低，使用寿命长。

图3示出了干燥介质在薄层恒流试验台内的流通形式，干燥介质从配风口110进入，沿内胆600与壳体100间的间隙流向加热管410，经加热升温后从风道口633进入内胆600，此时，干燥介质以横流风的形式依次流过内胆风道630中的传感器组800、物料仓700和天圆地方风斗620，再经轴流风机610循环回壳体100与内胆600的间隙中，最后经排湿风扇120排出至试验台外部。

图4示出了物料仓的一种实现形式，物料仓700包括第一夹壁710、第二夹壁720、侧壁730、底板740、仓口750和隔板760，第一夹壁710和第二夹壁720平行对称设置并与两侧壁730固定连接承装体，其底部由底板740进行封底，顶部为仓口750，其中，多个与侧壁730平行的隔板760将物料仓分隔成多个分仓，隔板为密封板能够防止干燥介质在各分仓之间进行流动；侧壁730外部固定平行导轨731，所述导轨731用于连接内胆上对应位置处导轨，从而使物料仓700平稳进入内胆600，底板740外部固定连接导轨741，其滑动连接内胆600底面上相应位置的导轨，仓口750与第一开口631和第一封仓门130对应设置；如图5所示，第一夹壁710的内部中空夹层，其上规则开设多个通风孔711，干燥介质从第一夹壁710前面上的通风孔711进入，穿过夹层后从第一夹壁710后面出，其中，风量调控机构900设置在夹层内，固定在前面上。如图6所示，第二夹壁720的内部为中空夹层，其上规则开设多个通风孔，干燥介质从第二夹壁720前面上的通风孔进入，穿过夹层后从第二夹壁720后面出，其中，风量调控机构900设置在夹层内，固定在前面上。进一步的是，第一夹壁710和第二夹壁720上的通风孔对称布设，便于干燥介质的流通。物料从仓口750进入物料仓700的分仓，干燥介质穿过第一夹壁710上的通风孔711后与物料接触，再从第二夹壁720上的通孔流出。

在另一实施例中，物料仓700由不锈钢板焊合而成的一端开口的长方体盒，分为数种不同规格，分别为50mm宽、100mm宽、150mm宽、200mm宽等，可根据不同的实验要求选用其中一种或两种及两种以上搭配使用。

在另一实施例中，物料仓700的仓口750边缘由一圈耐高温硅胶密封条包裹，与第一封仓门130契合无缝隙。

传感器组800，其包括传感器仓、温度传感器、湿度传感器、风速传感器和风压传感器，所述传感器组800布设在内胆风道630内；传感器仓固定在内胆600的第二开口处并与内胆相连通，其内容置空间用于承载传感器；温度传感器安装在传感器仓内，用于检测经加热管410加热后干燥介质的温度；湿度传感器包括湿度总探头和多个湿度分探头，所述湿度总探头设置在传感器仓内，用于探测进入物料仓700之前的干燥介质湿度，湿度分探头分别安装在各个分仓的第二夹壁720的外部，用于探测各分仓排出的干燥介质湿度；风速传感器安装在传感器仓内，用于进入物料仓700之前的干燥介质风速；风压传感器包括风压总探头和风压分探头，所述风压总探头安装在传感器仓内，用于探测进入物料仓700前的干燥介质风压，风压分探头安装在分仓的第二夹壁720的外部，用于探测各分仓排出的干燥介质风压。

图7示出了风量调控机构的一种实现形式，风量调控机构900包括风孔挡板910、驱动器920，风孔挡板910与通风孔大小相匹配，用于关闭通风孔；所述驱动器920包括电机921、连杆922和连接座923，所述电机921的输出轴921a与连杆922底端连接，连杆922的顶端与连接座923铰接，连接座923底部固定在风孔挡板910上。当电机921启动后，其输出轴921a带动连杆922同步转动，从而带动风孔挡板910向通风孔靠近，直至风孔挡板910完全盖住通风孔711。其中，风量调控机构900的数量与通风孔的数量相同且对应设置。

在另一实施例中，所述控制器用气动驱动或液压驱动取代电机驱动。

试验台还包括电控元件，所述电控元件为试验台提供动力，其连接并驱动排湿风扇120、湿度调控机构300、温度调控机构400、数显仪表500、轴流风机610,、传感器组800、风量驱动机构900和控制器。

控制器设置在传感器仓内，所述控制器通过电控元件控制排湿风扇120、湿度调控机构300、温度调控机构400和轴流风机610的开启和关闭，进一步的是，控制器控制湿度调控机构300输入试验台内的水汽量，从而调控试验台内部的湿度大小：控制器连接数显仪表500和传感器组800，传感器组800将测量的温度、湿度、风量和风压数据传输至控制器，控制器将数据进行处理后传递给数显仪表500，能够使数显仪表500显示试验台的实验数据；所述控制器还通过电控元件连接风量驱动机构900，所述控制器通过控制策略进行控制，第一分仓上n₁个驱动机构900开启，使第一分仓上n₁个通风孔关闭；第二分仓上n₂个驱动机构900开启，使第二分仓上n₂个通风孔关闭……第m分仓上n_m个驱动机构900开启，使第m分仓上n_m个通风孔关闭，从而使各分仓的通风量不同，达到通过1次实验操作而同时得到多组干燥实验数据的目的。

本发明提出一种所述薄层干燥实验台的干燥工艺，包括以下步骤：将实验台置于常温常湿的环境下，打开配风口110和启动轴流风机610，并通过手动调节风机旋钮调节至所需风速；启动加热管410，并设定相应的实验空气温度；启动湿度调控机构300，并通过调节加湿器阀门大小调节至所需湿度；待温湿度稳定后，关闭轴流风机610，打开第一封仓门130，将放有待实验的粮食籽粒的物料仓700通过导轨731固定在内胆600内，盖好物料仓盖并启动轴流风机610；调节实验台内部风速及温湿度，利用控制器采集传感器信号并输出至数显仪表500上。

如上所述，本发明具有如下有益效果：1、通过模拟不同的环境，经对空气加湿加温对谷物进行干燥，改变加湿量、加热温度和风机转速，可以得到恒温条件下不同风速对谷物干燥速率的影响程度，或者在恒定风速的条件下不同风温对谷物干燥速率的影响程度，2、可以通过调节加湿量对谷物进行调质，也可通过更换不同型号的物料仓来改变粮层厚度，经实验得出干燥中粮层厚度最佳数据，确定各参数之间的合理配比，为实际干燥机在不同外部环境条件下干燥不同谷物提供最合理的干燥参数，为设计节能高效、干燥后粮食品质稳定、性能优良的谷物干燥机提供准确的实验数据，提供最佳参数配比进而达到提高干燥机干燥效率，降低能耗，保证干燥品质的最终目标。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (10)

1.一种湿热控速薄层横流干燥试验台，其特征在于，包括：

内胆，其内容置空间为干燥介质流通通道；

物料仓，其为一端开口的长方体盒，并且包括多个相互隔断的分仓，所述分仓的第一夹壁和第二夹壁上对称开设多个通风孔，干燥介质从第一夹壁上的通风孔进入，从第二夹壁的通风孔排出，所述物料仓可移动的布设在所述流通通道内；以及

风量调控机构，包括风孔挡板、驱动器，所述驱动器驱动风孔挡板打开或关闭相对应的通风孔，所述风量调控机构布设在第一夹壁和第二夹壁的夹层内；其中，所述驱动器与通风孔的数量相同并一一对应；

控制器，其选择性的启动定量的驱动器使各分仓的通风量不同，所述控制器连接驱动器的开关；

其中，当驱动器启动时，风孔挡板关闭通风孔；当驱动器关闭时，风孔挡板打开通风孔。

2.如权利要求1所述的湿热控速薄层横流干燥试验台，其特征在于，所述内胆包括内胆风道、风斗和轴流风机，所述干燥介质从内胆风道进入，经过风斗，经轴流风机排出，其中，物料仓和传感器组布设在所述内胆风道内。

3.如权利要求2所述的湿热控速薄层横流干燥试验台，其特征在于，所述物料仓还包括：

侧壁，其上导轨能够滑动连接内胆风道，所述侧壁对称设置在物料仓两侧；

隔板，其能够将物料仓分隔成多个分仓，所述隔板等间距的固定在第一夹壁和第二夹壁之间；以及

底板，其用于承载物料；

物料仓开口，其为物料进口。

4.如权利要求3所述的湿热控速薄层横流干燥试验台，其特征在于，所述驱动器包括：

电机，其输出轴带动连杆靠近或远离通风孔，所述电机固定夹层内；

连杆，其带动风孔挡板移动从而打开或关闭相对应的通风孔，所述连杆底端连接电机输出轴，其顶端铰接连接座；

连接座，其底部固定在风孔挡板的中心处，用于带动风孔挡板运动。

5.如权利要求2-4中任一项所述的湿热控速薄层横流干燥试验台，其特征在于，还包括传感器组，其包括传感器仓、温度传感器、湿度传感器、风速传感器和风压传感器；

传感器仓，其固定在内胆的流通通道内；

温度传感器，其安装在传感器仓内，用于检测干燥介质的温度；

湿度传感器，包括湿度总探头和多个湿度分探头，所述湿度总探头设置在内胆的入口处，用于探测入口处的干燥介质湿度；所述湿度分探头安装在分仓的第二夹壁的夹层内，用于探测分仓排出的干燥介质湿度；

风速传感器，其安装在传感器仓内，用于探测风速；

风压传感器，包括风压总探头和风压分探头，所述风压总探头安装在内胆的入口处，风压分探头安装在分仓的第二夹壁的外侧。

6.如权利要求5所述的湿热控速薄层横流干燥试验台，其特征在于，还包括壳体，其上开设配风口、排湿风扇、第一封仓门和第二封仓门；

配风口，其用于通入干燥介质，所述配风口开设在壳体上对应轴流风机的一侧；

排湿风扇，其用于排出干燥介质，所述排湿风扇安装在配风口的下方；

第一封仓门，其设置在物料仓开口上方的壳体上，用于打开或关闭物料仓；

第二封仓门，其设置在传感器仓上方的壳体上，能够打开或关闭传感器仓。

7.如权利要求1所述的湿热控速薄层横流干燥试验台，其特征在于，还包括数显仪表，其用于显示输入温度、湿度、风压及风速数据，所述数显仪表安装在壳体上。

8.如权利要求1所述的湿热控速薄层横流干燥试验台，其特征在于，还包括：

型材架，其用于承载壳体，所述型材架设置在壳体下方；

湿度调控机构，其通过管道连通壳体用于调控壳体内湿度，所述湿度调控机构固定在支撑架上；

温度调控机构，其加热管结构用于调控壳体内干燥介质的温度，所述温度调控机构固定在壳体内靠近内胆风道的侧壁上。

9.如权利要求1所述的湿热控速薄层横流干燥试验台，其特征在于，所述控制器连接轴流风机，用于控制轴流风机的转速从而调控干燥介质的进风量；控制器连接湿度调控机构，用于控制水汽的喷入量从而调控壳体内湿度；控制器还连接加热管，用于控制加热效率从而调控壳体内温度；控制器还连接传感器组和数显仪表，用于输入传感器组的测量数据并将测量数据输出至数显仪表。

10.如权利要求1所述的湿热控速薄层横流干燥试验台，其特征在于，所述通风孔为圆形、长方形或六边形，所述通风孔均匀对称布设在所述第一夹壁和第二夹壁上。