CN107604768B - 一种节能模具热能交换干燥固化装置及干燥固化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种节能模具热能交换干燥固化装置及干燥固化方法，所述节能模具热能交换干燥固化装置包括热能交换器、热压上模具、热压下模具；其中，热能交换器内设有隔热板，隔热板与热压下模具卡固连接且与热压下模具一起沿热能交换器内壁垂直上下移动，隔热板下部的空间为干燥区，用于提供干燥所需的热量，隔热板下部的空间为合模区，热能交换器与水箱连接，以产生饱和蒸汽进行加热干燥。本发明利用饱和蒸汽加热，温度控制在150‑160℃范围，可节省电力能耗70％，可大幅度的降低25％的生产成本，提高企业的经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及一种干燥固化装置，具体地说，涉及一种节能模具热能交换干燥固化装置及干燥固化方法。
背景技术
纸浆模塑是一种立体造纸技术。它以废纸为原料，在模塑机上由特殊的模具塑造出一定形状的纸制品。它具有四大优势：原料为废纸，包括板纸、废纸箱纸、废白边纸等，来源广泛；其制作过程由制浆、吸附成型、干燥定型等工序完成，对环境无害；可以回收再生利用；体积比发泡塑料小，可重叠，交通运输方便。纸浆模塑，除作餐盒、餐具外，更多做工业缓冲包装，目前发展十分迅速。
传统纸浆模塑的干燥固化采用模具电直接加热，模具系统制造简单，但电加热能量消耗大；采用模具红外线加热，其加热干燥是由中心向外辐射，比电加热可节能30％，样机经二年多实质测验，但由于模具结构庞大、系统制造复杂，没有实用价值；采用模具微波加热，，比电加热可节能50％，经样机生产线现场实测，但因密封缺陷微波泄漏会杀伤人体血细胞，造成白血病，该模具加热每30-40秒要开启一次，所以很难对模具微波加热做到全密封，未能达到设计的相关技术要求，该工艺技术潜在的风险太高。
发明内容
为了解决上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种节能模具热能交换干燥固化装置及干燥固化方法，以克服现有技术中的缺陷。
为了实现上述目的，本发明提供了一种供浆活动定量装置，所述节能模具热能交换干燥固化装置包括热能交换器、热压上模具、热压下模具；其中，热压上模具顶部与第一滚珠丝杆连接，第一滚珠丝杆通过第一轴承设置在架体上且由第一电机提供动力，第一滚珠丝杆带动热压上模具做垂直上下移动，以使热压上模具与热压下模具合模，热压上模具底部向内凹设有第一凹槽，第一凹槽内通过螺栓固定有上模；热压下模具设置在热能交换器内，热压下模具底部与第二滚珠丝杆连接，第二滚珠丝杆通过第二轴承设置在架体上且由第二电机提供动力，第二滚珠丝杆带动热压下模具做垂直上下移动，以调节热压下模具在热能交换器内的位置，热压下模具顶部向内凹设有第二凹槽，第二凹槽内通过螺栓固定有下模；热能交换器内设有隔热板，隔热板与热压下模具卡固连接且与热压下模具一起沿热能交换器内壁垂直上下移动，隔热板下部的空间为干燥区，用于提供干燥所需的热量，隔热板下部的空间为合模区，热能交换器与水箱连接，以产生饱和蒸汽进行加热干燥。
作为对本发明所述的节能模具热能交换干燥固化装置的进一步说明，优选地，热压上模具的两侧贯穿设置有左蒸汽排出孔和右蒸汽排出孔，左蒸汽排出孔通过左蒸汽排出管与左风机连接，在左蒸汽排出管上外接有左蒸汽储存器，右蒸汽排出孔通过右蒸汽排出管与右风机连接，在右蒸汽排出管上外接有右蒸汽储存器。
作为对本发明所述的节能模具热能交换干燥固化装置的进一步说明，优选地，左蒸汽排出孔和右蒸汽排出孔与上模内的通气孔相连通。
作为对本发明所述的节能模具热能交换干燥固化装置的进一步说明，优选地，左风机和左蒸汽储存器通过左滑轨设置在架体左侧，右风机和右蒸汽储存器通过右滑轨设置在架体右侧，左滑轨和右滑轨与热压上模具同步运动。
作为对本发明所述的节能模具热能交换干燥固化装置的进一步说明，优选地，热压下模具贯穿设置有蒸汽进入孔，蒸汽进入孔与下模内的通气孔相连通。
作为对本发明所述的节能模具热能交换干燥固化装置的进一步说明，优选地，水箱的左侧外接水泵，水泵通过进水管与加热器的进口连接，加热器的出口通过蒸汽管与热能交换器的进口连接，热能交换器的出口与通过出水管连接在水箱的右侧。
作为对本发明所述的节能模具热能交换干燥固化装置的进一步说明，优选地，热能交换器还与温控装置连接，温控装置与电动调节阀连接，电动调节阀与加热器连接。
为了实现本发明的另一目的，本发明还提供了一种利用所述的节能模具热能交换干燥固化装置的干燥固化方法，所述干燥固化方法包括如下步骤：
步骤1)：将上模安装在热压上模具内，将下模安装在热压下模具内，根据下模的尺寸大小调节热压下模具在热能交换器内的位置；
步骤2)：打开左风机和右风机使上模吸附需要干燥固化的模坯，然后将上模下移与下模合模；
步骤3)：启动热能交换器，以产生饱和蒸汽对模坯进行加热干燥，并根据温控装置监控热能交换器内的温度，利用左风机和右风机吸走饱和蒸汽和模坯内的水分；以及，
步骤4)：热压上模具继续吸附模坯并上移，停止热能交换器，最后停止左风机和右风机。
本发明利用饱和蒸汽加热，饱和蒸汽是靠提高压力来提高温度，为了安全使用饱和蒸汽压力控制在1.3-1.5Mpa，温度控制在150-160℃范围，可节省电力能耗70％，可大幅度的降低25％的生产成本，提高企业的经济效益。
附图说明
图1为本发明的节能模具热能交换干燥固化装置的结构示意图；
图2为本发明的热压上模具的结构示意图；
图3为本发明的热能交换器的结构示意图。
具体实施方式
为了能够进一步了解本发明的结构、特征及其他目的，现结合所附较佳实施例附以附图详细说明如下，本附图所说明的实施例仅用于说明本发明的技术方案，并非限定本发明。
如图1所示，图1为本发明的节能模具热能交换干燥固化装置的结构示意图；所述节能模具热能交换干燥固化装置包括热能交换器1、热压上模具2、热压下模具3；其中，热压上模具2顶部与第一滚珠丝杆21连接，第一滚珠丝杆21通过第一轴承22设置在架体上且由第一电机23提供动力，第一滚珠丝杆21带动热压上模具2做垂直上下移动，以使热压上模具2与热压下模具3合模，热压上模具2底部向内凹设有第一凹槽24，第一凹槽24内通过螺栓固定有上模25，优选地，热压上模具2的两侧贯穿设置有左蒸汽排出孔201和右蒸汽排出孔204，左蒸汽排出孔201和右蒸汽排出孔204与上模25内的通气孔相连通，具有吸附模坯、吸走饱和蒸汽和模坯内的水的作用；热压下模具3设置在热能交换器1内，热压下模具3底部与第二滚珠丝杆31连接，第二滚珠丝杆31通过第二轴承32设置在架体上且由第二电机33提供动力，第二滚珠丝杆31带动热压下模具3做垂直上下移动，热压下模具3顶部向内凹设有第二凹槽34，第二凹槽34内通过螺栓固定有下模35，以调节热压下模具3在热能交换器1内的位置，可以根据下模35的尺寸大小调节热压下模具3在热能交换器1内的位置，至少保持下模35的顶部在热能交换器1内，优选地，热压下模具3贯穿设置有蒸汽进入孔301，蒸汽进入孔301与下模内的通气孔相连通；热能交换器1内设有隔热板11，隔热板11与热压下模具3卡固连接且与热压下模具3一起沿热能交换器1内壁垂直上下移动，隔热板11下部的空间为干燥区12，用于提供干燥所需的热量，隔热板11下部的空间为合模区13，热能交换器1与水箱14连接，以产生饱和蒸汽进行加热干燥，隔热板11使得干燥区12密封，利用饱和蒸汽进行时，饱和蒸汽通过蒸汽进入孔301进入，加热干燥模坯，然后由左蒸汽排出孔201和右蒸汽排出孔204排出，减少热量损失的同时保证了饱和蒸汽的温度。
请参看图2，图2为本发明的热压上模具的结构示意图；热压上模具2的两侧贯穿设置有左蒸汽排出孔201和右蒸汽排出孔204，左蒸汽排出孔201通过左蒸汽排出管与左风机202连接，在左蒸汽排出管上外接有左蒸汽储存器203，右蒸汽排出孔204通过右蒸汽排出管与右风机205连接，在右蒸汽排出管上外接有右蒸汽储存器206，左风机202和右风机205产生负压，利用左蒸汽排出孔201和右蒸汽排出孔204吸附模坯，在干燥固化的过程中，还可以吸走饱和蒸汽和模坯内的水，并储存在左蒸汽储存器203和右蒸汽储存器206用于回收利用，也避免左风机202和右风机205受到潮气腐蚀；另外，左风机202和左蒸汽储存器203通过左滑轨207设置在架体左侧，右风机205和右蒸汽储存器206通过右滑轨208设置在架体右侧，左滑轨和右滑轨与热压上模具2同步运动。
请参看图3，图3为本发明的热能交换器的结构示意图；水箱14的左侧外接水泵101，水泵101通过进水管与加热器102的进口连接，加热器102的出口通过蒸汽管与热能交换器1的进口连接，热能交换器1的出口与通过出水管连接在水箱14的右侧；热能交换器1还与温控装置103连接，温控装置103与电动调节阀104连接，电动调节阀104与加热器102连接，热能交换器1启动时，水泵101将水箱14内的水泵入到加热器102内产生饱和蒸汽，然后送入到热能交换器1内对模坯进行干燥固化，温控装置103监控热能交换器1内饱和蒸汽的温度并控制电动调节阀104调节加热器102的加热温度，为了安全使用饱和蒸汽压力控制在1.3-1.5Mpa，温度控制在150-160℃范围。
本发明还提供了一种利用所述的节能模具热能交换干燥固化装置的干燥固化方法，所述干燥固化方法包括如下步骤：
步骤1)：将上模25安装在热压上模具2内，将下模35安装在热压下模具3内，根据下模35的尺寸大小调节热压下模具3在热能交换器1内的位置；
步骤2)：打开左风机202和右风机205使上模25吸附需要干燥固化的模坯，然后将上模25下移与下模35合模；
步骤3)：启动热能交换器1，以产生饱和蒸汽对模坯进行加热干燥，并根据温控装置103监控热能交换器1内的温度，利用左风机202和右风机205吸走饱和蒸汽和模坯内的水分；以及，
步骤4)：热压上模具2继续吸附模坯并上移，停止热能交换器1，最后停止左风机202和右风机205。
本发明利用饱和蒸汽加热，饱和蒸汽是靠提高压力来提高温度，为了安全使用饱和蒸汽压力控制在1.3-1.5Mpa，温度控制在150-160℃范围，可节省电力能耗70％，可大幅度的降低25％的生产成本，提高企业的经济效益；在干燥固化的操作步骤上进行了优化，结合了饱和蒸汽的产生、回收和再利用，提供一种节能模具热能交换的干燥固化方法，使得干燥固化过程更加合理有效。
需要声明的是，上述发明内容及具体实施方式意在证明本发明所提供技术方案的实际应用，不应解释为对本发明保护范围的限定。本领域技术人员在本发明的精神和原理内，当可作各种修改、等同替换或改进。本发明的保护范围以所附权利要求书为准。
Claims (6)
1.一种节能模具热能交换干燥固化装置，其特征在于，所述节能模具热能交换干燥固化装置包括热能交换器(1)、热压上模具(2)、热压下模具(3)；其中，
热压上模具(2)顶部与第一滚珠丝杆(21)连接，第一滚珠丝杆(21)通过第一轴承(22)设置在架体上且由第一电机(23)提供动力，第一滚珠丝杆(21)带动热压上模具(2)做垂直上下移动，以使热压上模具(2)与热压下模具(3)合模，热压上模具(2)底部向内凹设有第一凹槽(24)，第一凹槽(24)内通过螺栓固定有上模(25)；
热压下模具(3)设置在热能交换器(1)内，热压下模具(3)底部与第二滚珠丝杆(31)连接，第二滚珠丝杆(31)通过第二轴承(32)设置在架体上且由第二电机(33)提供动力，第二滚珠丝杆(31)带动热压下模具(3)做垂直上下移动，以调节热压下模具(3)在热能交换器(1)内的位置，热压下模具(3)顶部向内凹设有第二凹槽(34)，第二凹槽(34)内通过螺栓固定有下模(35)；
热能交换器(1)内设有隔热板(11)，隔热板(11)与热压下模具(3)卡固连接且与热压下模具(3)一起沿热能交换器(1)内壁垂直上下移动，隔热板(11)下部的空间为干燥区(12)，用于提供干燥所需的热量，隔热板(11)上部的空间为合模区(13)，热能交换器(1)与水箱(14)连接，以产生饱和蒸汽进行加热干燥；
其中，水箱(14)的左侧外接水泵(101)，水泵(101)通过进水管与加热器(102)的进口连接，加热器(102)的出口通过蒸汽管与热能交换器(1)的进口连接，热能交换器(1)的出口与通过出水管连接在水箱(14)的右侧；热能交换器(1)还与温控装置(103)连接，温控装置(103)与电动调节阀(104)连接，电动调节阀(104)与加热器(102)连接，以使温控装置(103)监控热能交换器(1)内饱和蒸汽的温度并控制电动调节阀(104)调节加热器(102)的加热温度，加热温度控制在150-160℃。
2.如权利要求1所述的节能模具热能交换干燥固化装置，其特征在于，热压上模具(2)的两侧贯穿设置有左蒸汽排出孔(201)和右蒸汽排出孔(204)，左蒸汽排出孔(201)通过左蒸汽排出管与左风机(202)连接，在左蒸汽排出管上外接有左蒸汽储存器(203)，右蒸汽排出孔(204)通过右蒸汽排出管与右风机(205)连接，在右蒸汽排出管上外接有右蒸汽储存器(206)。
3.如权利要求2所述的节能模具热能交换干燥固化装置，其特征在于，左蒸汽排出孔(201)和右蒸汽排出孔(204)与上模(25)内的通气孔相连通。
4.如权利要求2所述的节能模具热能交换干燥固化装置，其特征在于，左风机(202)和左蒸汽储存器(203)通过左滑轨(207)设置在架体左侧，右风机(205)和右蒸汽储存器(206)通过右滑轨(208)设置在架体右侧，左滑轨和右滑轨与热压上模具(2)同步运动。
5.如权利要求1所述的节能模具热能交换干燥固化装置，其特征在于，热压下模具(3)贯穿设置有蒸汽进入孔(301)，蒸汽进入孔(301)与下模(35)内的通气孔相连通。
6.一种利用如权利要求1-5任一所述的节能模具热能交换干燥固化装置的干燥固化方法，其特征在于，所述干燥固化方法包括如下步骤：
步骤1)：将上模(25)安装在热压上模具(2)内，将下模(35)安装在热压下模具(3)内，根据下模(35)的尺寸大小调节热压下模具(3)在热能交换器(1)内的位置；
步骤2)：打开左风机(202)和右风机(205)使上模(25)吸附需要干燥固化的模坯，然后将上模(25)下移与下模(35)合模；
步骤3)：启动热能交换器(1)，以产生饱和蒸汽对模坯进行加热干燥，并根据温控装置(103)监控热能交换器(1)内的温度，利用左风机(202)和右风机(205)吸走饱和蒸汽和模坯内的水分；以及，
步骤4)：热压上模具(2)继续吸附模坯并上移，停止热能交换器(1)，最后停止左风机(202)和右风机(205)。
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