CN106949716A - 一种介质、能量内循环干燥方法及干燥机 - Google Patents
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Abstract
本发明设计干燥设备领域，更具体的涉及一种介质、能量内循环干燥机，其特征在于，包括干燥机本体（1）、干燥室（2）和循环系统；所述循环系统包括风机（5）、蒸发器（6）、压缩机（7）、膨胀阀（8）、冷凝器（9）、热风内流道（10）、热风外流道（11）、出水管（12）、竖向热风流道（13）和冷风流道（14）。本发明提供的干燥机，干燥过程中，干燥介质及工艺系统的热能在干燥机内循环，不向外界排放，不存在排气热损失，不会出现物料过热现象，干燥过程柔和、平稳，干燥品质好，大幅度节约了干燥能能耗；同时间，大幅度提高了冷凝室的换热效率，强化了除湿效果，降低了通风动力消耗。
Description
技术领域
本发明设计干燥设备领域，更具体的涉及一种介质、能量内循环干燥方法及干燥机。
背景技术
干燥是高耗能的单元操作，其基本方式，主要有静置层干燥、流动层干燥，包括顺流、逆流、横流、混流干燥机，但现行的干燥做法都是把空气加热，然后送入干燥层，向物料提供水分蒸发所需的热能并接纳水分后，再排到外界。这种做法的主要缺点是提供给干燥系统的热能，随空气一起全部被排出，排气的热损失很大，废气污染环境，通风消耗的动力也很大，同时干燥温度不易控制，物料受的热损伤较大，干燥均匀性差。如何实现优质、高效节能干燥是长期以来未能解决的重大难题。
发明内容
本发明为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷（不足），提供一种介质、能量内循环干燥机。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
一种介质、能量内循环干燥机，包括干燥机本体、干燥室和循环系统，所述干燥室和循环系统均位于干燥机本体内部，所述循环系统与干燥室相连通；
所述循环系统包括风机、蒸发器、压缩机、膨胀阀、冷凝器、热风内流道、热风外流道、出水管、竖向热风流道和冷风流道；
所述冷凝器安装在干燥室内，所述风机的出风口与冷凝器相对设置，用于将冷凝器释放的热量吹入干燥室，实现热量在干燥室内循环；
所述热风内流道套设热风外流道内，所述蒸发器均布在热风内流道外壁上，所述热风内流道的两端分别与竖向热风流道和冷风流道的一端相连通，所述竖向热风流道的另一端与干燥室相连通，所述冷风流道的另一端与风机的进风口相连通；
所述压缩机连通在蒸发器的出口和冷凝器的进口之间，所述膨胀阀连通在冷凝器的出口和蒸发器进口之间；
所述出水管与冷风流道相连通。
进一步的，还包括冷凝室，所述冷凝室安装在干燥机本体内，所述热风外流道位于冷凝室内。
进一步的，所述热风内流道的壁面环绕有螺旋槽，所述蒸发器沿所述螺旋槽分布。
进一步的，所述干燥室内设有若干载料车，所述载料车上设有载料托盘。
进一步的，所述干燥室上设有用于供载料车进出的仓门。
进一步的，所述出水管为U形排水管。
进一步的，本发明还提供一种介质、能量内循环干燥方法，其特征在于，采用权利要求1所述的内循环干燥机，干燥方法包含以下步骤：
A．将装有物料的托盘17放到载料车16上，随载料车16从仓门15装入干燥室2后，关闭仓门15；
B．开启热泵机组3和风机5，热泵机组3内的工作介质在压缩机7的作用下，从蒸发器6吸入压缩机7，在冷凝器9内被压缩成液体，温度迅速上高，产生热量；然后，工作介质经过膨胀阀8进入蒸发器6，吸收热量并对热风内流道10和热风外流道11进行冷却降温；
C．风机5将冷空气经冷凝器9吹入干燥室2，冷凝器9将冷空气加热成热空气；
D．热空气进入干燥室2对物料进行干燥加热，并带走物料在加热过程中蒸发的水分；
E．在风机5作用下，含有水分的热空气被吸入竖向热风流道（13），并经竖向热风流道（13）进入热风内流道10，在热风内流道10内被冷却成冷风，并析出水分，水分经出水管12排除；同时，将热空气携带的部分热量和蒸汽液化产生的热量传递给蒸发器6；
F．冷却后形成冷风的经过冷风流道14流入风机5，再由风机5鼓入冷凝器9吸热升温，流入干燥室2；
I．循环重复步骤C-F，以保证干燥过程中只向外界排出液体，而不与外界发生空气交换，避免排气热损失。
与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：
1、本发明的一种介质、能量内循环干燥机，干燥过程中，干燥介质及工艺系统的热能在干燥机内循环，不向外界排放，不存在排气热损失，通过热泵或者磁制冷的机械方式，不断改变干燥机内的介质状态，使蒸发出的水分发生集态变化，源源不断地向机外排出液态水，利用相对于自然空气热容量较大的干燥室内的高湿空气向热泵机组供热，不需要辅助热源，所以，不会出现物料过热现象，干燥过程柔和、平稳，干燥品质好，大幅度节约了干燥能能耗。
2、热风内流道的设计是外壁面带有螺旋槽的圆柱体环状结构，蒸发器是圆管型铜管并沿该螺旋槽环绕在热风内流道的外壁面上，热风从其内外两侧掠过，这样设计，不仅增加了蒸发器的导热接触面积，也拓展了热风的换热面积，大幅度提高了冷凝室的换热效率，强化了除湿效果，降低了通风动力消耗。
附图说明
图1是实施例1的主视图。
图2 是实施例1的俯视图。
图3是实施例1的热风内流道的俯视图。
图4是实施例1的热风风道的俯视图。
图5是实施例1的冷凝室内部结构的左视图。
图6是实施例1的工艺流程图。
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的；相同或相似的标号对应相同或相似的部件；附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
实施例1
一种介质、能量内循环干燥机，如图1-5所示，包括干燥机本体1、干燥室2和循环系统，所述干燥室2和循环系统均位于干燥机本体1内部，所述循环系统与干燥室2相连通；
所述循环系统包括风机5、蒸发器6、压缩机7、膨胀阀8、冷凝器9、热风内流道10、热风外流道11、U形出水管12、竖向热风流道13和冷风流道14；
所述冷凝器9安装在干燥室2内，所述风机5的出风口与冷凝器9相对设置，用于将冷凝器9释放的热量吹入干燥室2，实现热量在干燥室2内循环；
所述热风内流道10套设热风外流道11内，所述蒸发器6均布在热风内流道10外壁上，所述热风内流道10的两端分别与竖向热风流道13和冷风流道14的一端相连通，所述竖向热风流道13的另一端与干燥室2相连通，所述冷风流道14的另一端与风机5的进风口相连通；本实施例中，所述热风内流道10的壁面环绕有螺旋槽，所述蒸发器6沿所述螺旋槽分布。
所述压缩机7连通在蒸发器6的出口和冷凝器9的进口之间，所述膨胀阀8连通在冷凝器9的出口和蒸发器6进口之间；
所述出水管12与冷风流道14相连通。
还包括冷凝室4，所述冷凝室4安装在干燥机本体1内，所述热风外流道11位于冷凝室4内；所述干燥室2内设有若干载料车16，所述载料车16上设有载料托盘17；所述干燥室2上设有用于供载料车16进出的仓门15。
其使用过程，如图1-5所示：把装有物料（如枸杞、葡萄等）的托盘17放到载料车16上，随载料车16从仓门15装入干燥室2后，关闭仓门15。然后开启热泵机组3，热泵机组3内的工作介质（制冷剂：最常用的是氨、氟里昂类、水和少数碳氢化合物等）在压缩机7的作用下，从蒸发器6吸入压缩机7，在冷凝器9内被压缩成液体，温度迅速上高，压缩产生的热量经冷凝器9交换给干燥空气，然后，经过膨胀阀8进入蒸发器6，制冷剂在蒸发器6内蒸发膨胀的过程中吸收热风内流道10/热风外流道11和竖向热风流道13内的热风的热量，使热风温度急剧降低，水分凝结，经过膨胀阀8膨胀后的热泵工作介质，再此被压缩机7吸入、压缩，在冷凝器9中向来自风机5的冷风放热，再经过膨胀阀8进入蒸发器6吸收流过冷凝室4中的热风的热量，使其温度迅速降低，凝结水分，如此使干燥空气在干燥机内周而复始的流动循环、集态变化，制冷剂在热泵机组3内周而复始的流动循环、集态变化就构成了介质、能量的内循环工艺，实现了物料的连续干燥。在此工艺过程中，干燥空气在风机5的作用下，由干燥室2，吸入竖向热风流道13，进入冷凝室4，流经热风内流道10和热风外流道11时，将其携带的部分热量传递给蒸发器6，冷却后形成冷风，经过冷风流道14流入风机5，再由风机5鼓入冷凝器9吸热升温，流入干燥室2。由于来自干燥室2的热风，含湿量较高，流经冷凝室4时因温度降低，而使其携带的水分发生集态变化，变成液态水后从U型引流管12流往机外，U型引流管12的U型段，只有在液位高于U型端口时液态水才能流出，所以在工作过程中，U型引流管12的U型段始终存在有液体，这样就保证了干燥机只向外界排出液体，而不会与外界发生空气交换，不存在排气热损失。热风内流道10的设计是外壁面带有螺旋槽的圆柱体环状结构，蒸发器6是圆管型铜管并沿该螺旋槽环绕在热风内流道10的外壁面上，热风从其内外两侧掠过，这样设计，不仅增加了蒸发器6的导热接触面积，也拓展了热风的换热面积，大幅度提高了冷凝室的除湿效果。
其运作时空气流程如图1所示，按照风的流向，设备顺次连接关系是干燥室2、竖向热风流道13、冷凝室4/热风内流道10和热风外流道11、冷风流道14、风机5、冷凝器9、干燥室2；按照热泵机组3的工作介质（制冷剂）的流向，设备顺次连接关系是蒸发器6（制冷剂吸热）、压缩机7（制冷剂增压）、冷凝器9（制冷剂液化放热），膨胀阀8（制冷剂膨胀）、蒸发器6（制冷剂吸热）；按热风的能流及集态变化过程，设备顺次连接关系是干燥室2（干燥介质接纳水分）、竖向热风流道13（导流）、冷凝室4，经热风内流道10和热风外流道11（干燥介质放热凝结）、U型引流管12（排出液态水）、冷风流道14（导流）、风机5（增压）、冷凝器9（干燥介质吸热）、干燥室2（干燥介质接纳水分）；蒸发器6环绕在热风内流道10的外侧并位于在冷凝室4的内，蒸发器6的内侧是热风内流道10，蒸发器6的外侧是热风外流道11。
实施例2
一种介质、能量内循环干燥方法，采用实施例1所述的介质、能量内循环干燥机，干燥方法包含以下步骤：
A．将装有物料的托盘17放到载料车16上，随载料车16从仓门15装入干燥室2后，关闭仓门15；
B．开启热泵机组3和风机5，热泵机组3内的工作介质在压缩机7的作用下，从蒸发器6吸入压缩机7，在冷凝器9内被压缩成液体，温度迅速上高，产生热量；然后，工作介质经过膨胀阀8进入蒸发器6，吸收热量并对热风内流道10和热风外流道11进行冷却降温；
C．风机5将冷空气经冷凝器9吹入干燥室2，冷凝器9将冷空气加热成热空气；
D．热空气进入干燥室2对物料进行干燥加热，并带走物料在加热过程中蒸发的水分；
E．在风机5作用下，含有水分的热空气被吸入竖向热风流道13，并经竖向热风流道13进入热风内流道10，在热风内流道10内被冷却成冷风，并析出水分，水分经出水管12排除；同时，将热空气携带的部分热量和蒸汽液化产生的热量传递给蒸发器6；
F．冷却后形成冷风的经过冷风流道14流入风机5，再由风机5鼓入冷凝器9吸热升温，流入干燥室2；
I．循环重复步骤C-F，以保证干燥过程中只向外界排出液体，而不与外界发生空气交换，避免排气热损失。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种介质、能量内循环干燥机，其特征在于，包括干燥机本体（1）、干燥室（2）和循环系统，所述干燥室（2）和循环系统均位于干燥机本体（1）内部，所述循环系统与干燥室（2）相连通；
所述循环系统包括风机（5）、蒸发器（6）、压缩机（7）、膨胀阀（8）、冷凝器（9）、热风内流道（10）、热风外流道（11）、出水管（12）、竖向热风流道（13）和冷风流道（14）；
所述冷凝器（9）安装在干燥室（2）内，所述风机（5）的出风口与冷凝器（9）相对设置，用于将冷凝器（9）释放的热量吹入干燥室（2），实现热量在干燥室（2）内循环；
所述热风内流道（10）套设热风外流道（11）内，所述蒸发器（6）均布在热风内流道（10）外壁上，所述热风内流道（10）的两端分别与竖向热风流道（13）和冷风流道（14）的一端相连通，所述竖向热风流道（13）的另一端与干燥室（2）相连通，所述冷风流道（14）的另一端与风机（5）的进风口相连通；
所述压缩机（7）连通在蒸发器（6）的出口和冷凝器（9）的进口之间，所述膨胀阀（8）连通在冷凝器（9）的出口和蒸发器（6）进口之间；
所述出水管（12）与冷风流道（14）相连通。
2.根据权利要求1所述的介质、能量内循环干燥机，其特征在于，还包括冷凝室（4），所述冷凝室（4）安装在干燥机本体（1）内，所述热风外流道（11）位于冷凝室（4）内。
3.根据权利要求1或2所述的介质、能量内循环干燥机，其特征在于，所述热风内流道（10）的壁面环绕有螺旋槽，所述蒸发器（6）沿所述螺旋槽分布。
4.根据权利要求1-3任一项所述的介质、能量内循环干燥机，其特征在于，所述干燥室（2）内设有若干载料车（16），所述载料车（16）上设有载料托盘（17）。
5.根据权利要求4所述的介质、能量内循环干燥机，其特征在于，所述干燥室（2）上设有用于供载料车（16）进出的仓门（15）。
6.根据权利要求4所述的介质、能量内循环干燥机，其特征在于，所述出水管（12）为U形排水管。
7.一种介质、能量内循环干燥方法，其特征在于，采用权利要求1所述的内循环干燥机，干燥方法包含以下步骤：
A．将装有物料的托盘（17）放到载料车（16）上，随载料车（16）从仓门（15）装入干燥室（2）后，关闭仓门（15）；
B．开启热泵机组（3）和风机（5），热泵机组（3）内的工作介质在压缩机（7）的作用下，从蒸发器（6）吸入压缩机（7），在冷凝器（9）内被压缩成液体，温度迅速上高，产生热量；然后，工作介质经过膨胀阀（8）进入蒸发器（6），吸收热量并对热风内流道（10）和热风外流道（11）进行冷却降温；
C．风机（5）将冷空气经冷凝器（9）吹入干燥室（2），冷凝器（9）将冷空气加热成热空气；
D．热空气进入干燥室（2）对物料进行干燥加热，并带走物料在加热过程中蒸发的水分；
E．在风机（5）作用下，含有水分的热空气被吸入竖向热风流道（13），并经竖向热风流道（13）进入热风内流道（10），在热风内流道（10）内被冷却成冷风，并析出水分，水分经出水管（12）排除；同时，将热空气携带的部分热量和蒸汽液化产生的热量传递给蒸发器（6）；
F．冷却后形成冷风的经过冷风流道（14）流入风机（5），再由风机（5）鼓入冷凝器（9）吸热升温，流入干燥室（2）；
I．循环重复步骤C-F，以保证干燥过程中只向外界排出液体，而不与外界发生空气交换，避免排气热损失。
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