CN106839674B - 一种可变风向的多通道混流干燥箱及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可变风向的多通道混流干燥箱，包括干燥箱本体、设置在干燥箱本体内的送风区、回风区、干燥区和循环区；所述送风区、干燥区和回风区依次设置，所述循环区位于干燥区上方，所述干燥区通过第一隔板、第二隔板和第三隔板分别与送风区、回风区和循环区隔离；所述循环区分别与送风区和回风区连通。本发明利用入风阀和回风阀对进入干燥区的流量和方向进行控制，奇数入风阀和偶数回风阀形成一组风向，偶数入风阀和奇数回风阀形成另一组风向，两组风向在同一个周期内交替变换，对干燥室的物料进行多角度干燥，使物料脱水均匀，缩短干燥时间，并提高干燥效率。本发明提供的干燥箱结构简单、干燥均匀效果好、所需时间短效率高。

Description

一种可变风向的多通道混流干燥箱及其控制方法

技术领域

本发明涉及农产品干燥设备领域，尤其涉及一种可变风向的多通道混流干燥箱及其控制方法。

背景技术

随着我国农、林、牧、渔产业的不断发展，农产品干燥加工变得日趋重要，在此背景下农产品干燥设备也得到广泛的推广应用。干燥箱是干燥设备的主要部件之一，其主要为物料的脱水干燥提供所需要的环境。干燥箱结构设计依据基于被干物料，而农产品干燥设备中主要以箱式为主，干燥箱中放置载、挂物料的辅助装置，通过引入热源(如：热风、热蒸汽)干燥介质循环通过湿物料达到干燥目的。

现有农产品干燥箱一直存在物料干燥不均匀的难题，为保障烘干产品的品质，工业生产过程中人们通常需采用翻动物料、调换载料装置的方向、位置，这些操作方式显然将会耗费大量的劳动力，提高了农产品干燥的总成本。针对干燥箱的流场不均匀性问题，1993年殷勇等提出了箱式热风穿流干燥室风速场、温度场均匀分布结构方案，并进行理论分析。昆明理工大学别玉等提出了一种流场均匀的热风循环干燥箱及调匀方法，其采用上、下布置风道方式，其中上、下风道采用百叶调节角度已达到均匀流场的效果。此种上、下布置风道的方式对于悬挂类物料干燥能起到一定的效果，但是依然存在较大局限性，尤其对于垒盘物料的干燥其弊端显而易见。实际生产中，果蔬、肉类等物料的干燥加工以间隔垒盘的干燥方式占有很大比例，且此种方式有利于提高产量。因此，研发出一种农产品均匀干燥箱对提高现代农产品干燥的品质及效率具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种干燥均匀、效果好的可变风向的多通道混流干燥箱。

本发明的另一目的在于，提供一种上述干燥箱的控制方法。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种可变风向的多通道混流干燥箱，该干燥箱主要用于对农产品进行干燥加工，主要包括干燥箱本体、设置在干燥箱本体内的送风区、回风区、干燥区和循环区。所述干燥介质从循环区依次进入送风区、干燥区、回风区最后回到循环区，完成一轮介质循环。所述送风区、干燥区和回风区依次设置，所述循环区位于干燥区上方。所述干燥区通过第一隔板、第二隔板和第三隔板分别与送风区、回风区和循环区隔离。所述循环区分别与送风区和回风区连通，使干燥介质可以在循环风机的推动下有序流动。

具体的，所述干燥区为烘干物料的区域，在该区域内，干燥介质间歇、交替地(变换风向)流向物料，对物料进行均匀干燥。该干燥区主要包括用于存放物料的干燥室、用于分隔干燥室的送风通道、用于控制进风流量的入风阀和用于控制出风流量的回风阀。所述干燥室与干燥室之间通过送风通道间隔，所述送风通道由至少两块孔板组成。所述孔板上设有若干用于均匀风速的出风孔，干燥介质进入送风通道后，从出风孔进入位于送风通道两侧的干燥室，对物料进行干燥。所述入风阀设置在第一隔板上，位于送风通道的入口处，通过调节入风阀阀口的大小可以精确控制干燥介质进入送风通道的流量。所述回风阀设置在第二隔板上，位于送风通道的出口处，通过调节回风阀阀口的大小可以精确控制送风通道排出干燥介质的流量。在干燥过程中，奇数序列的入风阀和偶数序列的回风阀为一组，同时开启或关闭，而偶数序列的入风阀和奇数序列的回风阀为另一组，同时开启或关闭，两组阀在同一干燥周期内交替开启或关闭，通过改变干燥介质在干燥室的流向，形成不同风向的多角度的干燥介质流，从而缩短物料的干燥时间，实现物料的均匀干燥，提高物料干燥的品质，获得理想的干燥效果。

优选的，所述干燥室至少设置2间，对应的，所述送风通道至少设置2条。由于干燥区的尺寸固定，设置干燥室的数量时应考虑物料小车的宽度、物料的数量以及干燥所需时间等因素。

作为本发明的优选方案，所述孔板也可以采用百叶结构或翅片结构来代替出风孔实现均匀风速的功能。

进一步的，所述孔板上可以设有用于调整出风孔大小的装置，该装置通过全部遮挡或部分遮挡出风孔达到调整干燥介质进入干燥室的流量和流速的目的。例如，在通道的一侧设置两块孔板，其中一块固定，另一块可相对移动，在移动过程中出风孔的面积会增大或减小，即可实现调整进入干燥室流量的目的。

作为本发明的优选方案，为了方便物料小车进入干燥室，所述孔板设为便于调节干燥室宽度的可移动孔板。当干燥室宽度过小，可调整两相邻送风通道孔板之间的距离来增大干燥室的宽度，方便小车装载或卸载物料，缩短装载、卸载时间，提高生产效率。与此同时，孔板将干燥区域单元化，将物料进行有序分割，可以有效缩短单个物料的干燥时间，提高干燥效率，获得更均匀的干燥效果。

具体的，所述循环区主要包括用于驱动干燥介质在干燥箱内循环流动的循环风机，所述循环风机固定在第三隔板上，其出风口朝向送风区。

进一步的，所述回风区还包括用于除湿和控温的介质处理单元。所述介质处理单元设置在回风区内，与控制器电连接。干燥介质经过干燥室后吸收物料中的水分成为低温高湿的气体，所述介质处理单元将其吸入并通过除湿控温处理为高温低湿的气体，完成后排出到循环区内，为循环风机提供新一轮的干燥介质。

进一步的，所述干燥箱还包括用于控制入风阀和回风阀开闭程度的控制器，所述控制器分别与入风阀和回风阀电连接。控制器通过控制入风阀和回风阀的开闭程度来控制干燥介质流量，从而合理分配各干燥室所需要的干燥介质，达到均匀干燥的效果，同时有利于能源的节约及提高干燥介质的使用效率。优选的，本发明提供的入风阀和回风阀的开启角度为0度至90度，当开启角度越接近0度，通过的干燥介质越少；反之，当开启角度越接近90度，通过的干燥介质越多。

作为本发明的优选方案，由于干燥介质有很多种，不同介质对物料的干燥效果和效率都不同，因此本发明所提供的干燥介质为具有干燥效果的气态流体，优选的，当选用空气或处理后的空气时，干燥箱可获得较为理想的干燥效果，且使用成本和维护成本较低，性价比较高。

优选的，本发明所提供的干燥箱本体的结构并不局限于长方体或正方体，也可以设计成适用于加工场地的其他形状，如棱台结构、柱体结构等等。

进一步的，所述干燥箱本体上还设有用于物料小车进出的门，该门设置在靠近送风区和回风区的干燥箱本体上，装卸完物料后，把门关上可以实现干燥箱的密封，避免干燥介质泄漏。

本发明的另一目的通过下述技术方案实现：

一种可变风向的多通道混流干燥箱的控制方法，该方法主要用于控制入风阀和回风阀的开启和关闭来驱动干燥介质流的风向变化，从而实现均匀干燥的目的，该方法主要包括如下步骤：

步骤S1:根据物料小车的宽度，调整孔板的之间的距离，从而调节送风通道和干燥室的宽度；干燥室的宽度调节因应小车的宽度、物料的数量和大小、干燥的时间等因素进行调节，通过拆除或增加孔板可以实现减少或增加干燥室的数量，从而合理安排生产，提高生产效率。

步骤S2:启动循环风机，驱动干燥介质在干燥箱内循环流动；干燥介质在循环风机的驱动下依次有序进入送风区、干燥区、回风区，最后回到循环区。

步骤S3:以T为一个干燥周期(介质循环周期)，在上半周期中，控制器驱动序号为奇数的入风阀打开，序号为偶数的回风阀打开，使干燥介质从奇数的入风阀进入送风通道，高温低湿的干燥介质经过相邻的干燥室和送风通道后，从序号为偶数的回风阀排出，形成一个风向的干燥介质流。

步骤S4:在介质循环周期的下半周期中，控制器驱动序号为偶数的入风阀打开(奇数序列的入风阀关闭)，序号为奇数的回风阀打开(偶数序列的回风阀关闭)，使干燥介质从偶数的入风阀进入送风通道，高温低湿的干燥介质经过相邻的干燥室和送风通道后，从奇数的回风阀排出，形成另一个风向的干燥介质流。两个不同风向的干燥介质流在同一个周期内交替对干燥室内的物料进行干燥，使物料快速脱水，达到均匀干燥的目的，获得理想的干燥效果。

步骤S5:介质处理单元启动，干燥后的低温高湿干燥介质进入介质处理单元，通过温控和除湿处理后成为高温低湿干燥介质，高温低湿干燥介质进入循环区，为循环风机提供新一轮的干燥介质。

本发明的工作过程和原理是：本发明利用入风阀和回风阀对进入干燥区的流量和方向进行控制，奇数入风阀和偶数回风阀形成一组风向，偶数入风阀和奇数回风阀形成另一组风向，两组风向在同一个周期内交替变换，对干燥室的物料进行多角度干燥，使物料脱水均匀，获得更好的干燥效果，缩短干燥时间，并提高干燥效率。另外，孔板对干燥区进行分割，形成单元化干燥室，有利于分散干燥物料，提高干燥品质，而孔板设置成可移动结构便于物料小车的进入，缩短装卸物料的时间，提高生产效率。本发明提供的干燥箱结构简单、干燥均匀效果好、所需时间短效率高。

与现有技术相比，本发明还具有以下优点：

(1)本发明所提供的干燥箱引入多通道控制每个干燥室的宽度，缩短了干燥介质流过干燥室的时间，有效减少了干燥室前后干燥不均匀的情况。

(2)本发明所提供的干燥箱应用电控逻辑程序语言改变干燥介质流入干燥室的方向，进一步减少了干燥室前后干燥不均匀的情况。

(3)本发明所提供的干燥箱通过控制风阀的开启角度，从而控制干燥介质流量，更有利于更好的控制物料的干燥过程，最终获得品质优越的产品。

(4)本发明所提供的干燥箱控制方法原理简单、容易实现、自动化程度较高、脱水速度快、干燥效果好。

附图说明

图1是本发明所提供的干燥箱的主视图。

图2是本发明所提供的干燥箱的俯视图。

图3是本发明所提供的干燥箱的左视图。

图4是本发明所提供的干燥箱的上半干燥周期干燥介质的流动示意图。

图5是本发明所提供的干燥箱的下半干燥周期干燥介质的流动示意图。

上述附图中的标号说明：

1-送风区、2-入风阀、3-送风通道、4-孔板、5-干燥室、6-回风阀、7-回风区、8-循环风机、9-介质处理单元。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：

如图1、图2和图3所示，本发明公开了一种可变风向的多通道混流干燥箱，该干燥箱主要用于对农产品进行干燥加工，主要包括干燥箱本体、设置在干燥箱本体内的送风区1、回风区7、干燥区和循环区。所述干燥介质从循环区依次进入送风区1、干燥区、回风区7最后回到循环区，完成一轮介质循环。所述送风区1、干燥区和回风区7依次设置，所述循环区位于干燥区上方。所述干燥区通过第一隔板、第二隔板和第三隔板分别与送风区1、回风区7和循环区隔离。所述循环区分别与送风区1和回风区7连通，使干燥介质可以在循环风机8的推动下有序流动。

具体的，所述干燥区为烘干物料的区域，在该区域内，干燥介质间歇、交替地(变换风向)流向物料，对物料进行均匀干燥。该干燥区主要包括用于存放物料的干燥室5、用于分隔干燥室5的送风通道3、用于控制进风流量的入风阀2和用于控制出风流量的回风阀6。所述干燥室5与干燥室5之间通过送风通道3间隔，所述送风通道3由至少两块孔板4组成。所述孔板4上设有若干用于均匀风速的出风孔，干燥介质进入送风通道3后，从出风孔进入位于送风通道3两侧的干燥室5，对物料进行干燥。所述入风阀2设置在第一隔板上，位于送风通道3的入口处，通过调节入风阀2阀口的大小可以精确控制干燥介质进入送风通道3的流量。所述回风阀6设置在第二隔板上，位于送风通道3的出口处，通过调节回风阀6阀口的大小可以精确控制送风通道3排出干燥介质的流量。如图4和图5所示，在干燥过程中，奇数序列的入风阀2和偶数序列的回风阀6为一组，同时开启或关闭，而偶数序列的入风阀2和奇数序列的回风阀6为另一组，同时开启或关闭，两组阀在同一干燥周期内交替开启或关闭，通过改变干燥介质在干燥室5的流向，形成不同风向的多角度的干燥介质流，从而缩短物料的干燥时间，实现物料的均匀干燥，提高物料干燥的品质，获得理想的干燥效果。

优选的，所述干燥室5至少设置2间，对应的，所述送风通道3至少设置2条。由于干燥区的尺寸固定，设置干燥室5的数量时应考虑物料小车的宽度、物料的数量以及干燥所需时间等因素。

作为本发明的优选方案，所述孔板4也可以采用百叶结构或翅片结构来代替出风孔实现均匀风速的功能。

进一步的，所述孔板4上可以设有用于调整出风孔大小的装置，该装置通过全部遮挡或部分遮挡出风孔达到调整干燥介质进入干燥室5的流量和流速的目的。例如，在通道的一侧设置两块孔板4，其中一块固定，另一块可相对移动，在移动过程中出风孔的面积会增大或减小，即可实现调整进入干燥室5流量的目的。

作为本发明的优选方案，为了方便物料小车进入干燥室5，所述孔板4设为便于调节干燥室5宽度的可移动孔板4。当干燥室5宽度过小，可调整两相邻送风通道3孔板4之间的距离来增大干燥室5的宽度，方便小车装载或卸载物料，缩短装载、卸载时间，提高生产效率。与此同时，孔板4将干燥区域单元化，将物料进行有序分割，可以有效缩短单个物料的干燥时间，提高干燥效率，获得更均匀的干燥效果。

具体的，所述循环区主要包括用于驱动干燥介质在干燥箱内循环流动的循环风机8，所述循环风机8固定在第三隔板上，其出风口朝向送风区1。

进一步的，所述回风区7还包括用于除湿和控温的介质处理单元9。所述介质处理单元9设置在回风区7内，与控制器电连接。干燥介质经过干燥室5后吸收物料中的水分成为低温高湿的气体，所述介质处理单元9将其吸入并通过除湿控温处理为高温低湿的气体，完成后排出到循环区内，为循环风机8提供新一轮的干燥介质。

进一步的，所述干燥箱还包括用于控制入风阀2和回风阀6开闭程度的控制器，所述控制器分别与入风阀2和回风阀6电连接。控制器通过控制入风阀2和回风阀6的开闭程度来控制干燥介质流量，从而合理分配各干燥室5所需要的干燥介质，达到均匀干燥的效果，同时有利于能源的节约及提高干燥介质的使用效率。优选的，本发明提供的入风阀2和回风阀6的开启角度为0度至90度，当开启角度越接近0度，通过的干燥介质越少；反之，当开启角度越接近90度，通过的干燥介质越多。

作为本发明的优选方案，由于干燥介质有很多种，不同介质对物料的干燥效果和效率都不同，因此本发明所提供的干燥介质为具有干燥效果的气态流体，优选的，当选用空气或处理后的空气时，干燥箱可获得较为理想的干燥效果，且使用成本和维护成本较低，性价比较高。

优选的，本发明所提供的干燥箱本体的结构并不局限于长方体或正方体，也可以设计成适用于加工场地的其他形状，如棱台结构、柱体结构等等。

进一步的，所述干燥箱本体上还设有用于物料小车进出的门，该门设置在靠近送风区1和回风区7的干燥箱本体上，装卸完物料后，把门关上可以实现干燥箱的密封，避免干燥介质泄漏。

本发明还公开了一种可变风向的多通道混流干燥箱的控制方法，该方法主要用于控制入风阀2和回风阀6的开启和关闭来驱动干燥介质流的风向变化，从而实现均匀干燥的目的，该方法主要包括如下步骤：

步骤S1:根据物料小车的宽度，调整孔板4的之间的距离，从而调节送风通道3和干燥室5的宽度；干燥室5的宽度调节因应小车的宽度、物料的数量和大小、干燥的时间等因素进行调节，通过拆除或增加孔板4可以实现减少或增加干燥室5的数量，从而合理安排生产，提高生产效率。

步骤S2:启动循环风机8，驱动干燥介质在干燥箱内循环流动；干燥介质在循环风机8的驱动下依次有序进入送风区1、干燥区、回风区7，最后回到循环区。

步骤S3:以T为一个干燥周期(介质循环周期)，在上半周期中，控制器驱动序号为奇数的入风阀2打开，序号为偶数的回风阀6打开，使干燥介质从奇数的入风阀2进入送风通道3，高温低湿的干燥介质经过相邻的干燥室5和送风通道3后，从序号为偶数的回风阀6排出，形成一个风向的干燥介质流。

步骤S4:在介质循环周期的下半周期中，控制器驱动序号为偶数的入风阀2打开(奇数序列的入风阀2关闭)，序号为奇数的回风阀6打开(偶数序列的回风阀6关闭)，使干燥介质从偶数的入风阀2进入送风通道3，高温低湿的干燥介质经过相邻的干燥室5和送风通道3后，从奇数的回风阀6排出，形成另一个风向的干燥介质流。两个不同风向的干燥介质流在同一个周期内交替对干燥室5内的物料进行干燥，使物料快速脱水，达到均匀干燥的目的，获得理想的干燥效果。

步骤S5:介质处理单元9启动，干燥后的低温高湿干燥介质进入介质处理单元9，通过温控和除湿处理后成为高温低湿干燥介质，高温低湿干燥介质进入循环区，为循环风机8提供新一轮的干燥介质。

本发明的工作过程和原理是：本发明利用入风阀2和回风阀6对进入干燥区的流量和方向进行控制，奇数入风阀2和偶数回风阀6形成一组风向，偶数入风阀2和奇数回风阀6形成另一组风向，两组风向在同一个周期内交替变换，对干燥室5的物料进行多角度干燥，使物料脱水均匀，获得更好的干燥效果，缩短干燥时间，并提高干燥效率。另外，孔板4对干燥区进行分割，形成单元化干燥室5，有利于分散干燥物料，提高干燥品质，而孔板4设置成可移动结构便于物料小车的进入，缩短装卸物料的时间，提高生产效率。本发明提供的干燥箱结构简单、干燥均匀效果好、所需时间短效率高。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种可变风向的多通道混流干燥箱的控制方法，其特征在于，所述干燥箱包括干燥箱本体、设置在干燥箱本体内的送风区、回风区、干燥区和循环区；所述送风区、干燥区和回风区依次设置，所述循环区位于干燥区上方，所述干燥区通过第一隔板、第二隔板和第三隔板分别与送风区、回风区和循环区隔离；所述循环区分别与送风区和回风区连通；

所述干燥区主要包括干燥室、送风通道、用于控制进风流量的人风阀和用于控制出风流量的回风阀；所述干燥室与干燥室之间通过送风通道间隔，所述送风通道由至少两块孔板组成，所述孔板上设有若干用于均匀风速的出风孔；所述人风阀设置在第一隔板上，位于送风通道的入口处；所述回风阀设置在第二隔板上，位于送风通道的出口处；

所述循环区主要包括用于驱动干燥介质在干燥箱内循环流动的循环风机，所述循环风机固定在第三隔板上，其出风口朝向送风区；

所述控制方法包括如下步骤：

步骤S1：根据物料小车的宽度，调整孔板的之间的距离，从而调节送风通道和干燥室的宽度；

步骤S2：启动循环风机，驱动干燥介质在干燥箱内循环流动；

步骤S3：以T为一个干燥周期，在上半周期中，控制器驱动序号为奇数的人风阀打开，序号为偶数的回风阀打开，使干燥介质从奇数的人风阀进入送风通道，经过相邻的干燥室和送风通道，并从偶数的回风阀排出；

步骤S4：在下半周期中，控制器驱动序号为偶数的入风阀打开，序号为奇数的回风阀打开，使干燥介质从偶数的入风阀进入送风通道，经过相邻的干燥室和送风通道，并从奇数的回风阀排出；

步骤S5：介质处理单元启动，将干燥后的低温高湿干燥介质处理为高温低湿干燥介质，并提供给循环风机。

2.根据权利要求1所述的可变风向的多通道混流干燥箱的控制方法，其特征在于，所述回风区还包括用于除湿和控温的介质处理单元；所述介质处理单元设置在回风区内，与控制器电连接。

3.根据权利要求1所述的可变风向的多通道混流干燥箱的控制方法，其特征在于，所述干燥箱还包括用于控制人风阀和回风阀开闭程度的控制器，所述控制器分别与入风阀和回风阀电连接。

4.根据权利要求1所述的可变风向的多通道混流干燥箱的控制方法，其特征在于，所述孔板设为便于调节干燥室宽度的可移动孔板。

5.根据权利要求1所述的可变风向的多通道混流干燥箱的控制方法，其特征在于，干燥介质为气态流体。

6.根据权利要求1所述的可变风向的多通道混流干燥箱的控制方法，其特征在于，所述孔板采用百叶或翅片结构。

7.根据权利要求1所述的可变风向的多通道混流干燥箱的控制方法，其特征在于，所述入风阀和回风阀的开启角度为0度至90度。

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