CN109307423A - 一种热风干燥系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种热风干燥系统，包括排风单元、干燥单元、回风单元以及预热单元，跟现有技术相比，该热风干燥系统可减少废气的泄露，降低热量的损失，改善车间的环境，提高生产设备的性能评价指标和安全性能，并且故障率低，维修难度小。此外，本发明还提供了一种上述热风干燥系统的控制方法，具有简单高效，易于实现等优点。
Description
技术领域
本发明涉及热风干燥技术领域，尤其涉及一种热风干燥系统及其控制方法。
背景技术
热风干燥设备是印刷、复合、涂布、喷涂、喷漆等生产设备的主要能源消耗单元，同时也是废气的主要排放源，热风干燥设备的效能是生产设备性能评价指标的核心参数。传统的热风干燥设备具有如下缺点：
1、热风干燥设备的干燥风机、加热器、风管等部件的外壳都是直接暴露车间的空气之中，容易造成热量散失，虽然部分外壳增加了保温材料以降低热损耗，但由于成本或施工条件等因素的限制，最终的改善效果不佳；
2、热风干燥设备的工作过程中有一定量的无组织排放，无组织排放的重点区域集中在风机外壳缝隙，风管缝隙，加热器缝隙、干燥烘箱周边的缝隙等，这些废气不仅会带出干燥设备的热量，造成能耗的增加，同时还由于VOCs(volatile organic compounds)浓度高，分散到车间中难以净化处理，会污染空气，影响工人的健康。
针对上述问题，市面上出现了很多改进型的热风干燥设备，如热泵热风设备和LEL控制热风设备，二者分别具有如下特点：
热泵热风设备在传统热风设备基础上将热源更换为热泵，对热损失率有所减少，节能方面有所改善，但对于无组织废气的排放也没有进行收集，并且，热泵最突出的缺点在于其需要较高的能效比，输出的热风温度一般不超过65℃，大大降低了其适用的范围；
LEL控制热风设备在进风口安装有平衡风门，在排风口和二次回风口都安装有电动风门，LEL检测头安装在出烘箱口的排风管道上，对排风中的残留溶剂进行检测，如果排风中的溶剂浓度超过最低爆炸极限的25％，则排风风门打开，同时二次回风的风门减小，此时，由于排风量增大，进风口的平衡风门打开，吸入的新鲜空气量增大(排风量和进风口的风量相等才能保证整个系统的平衡)，吸入的新鲜空气量增大后，溶剂浓度降低，二次回风的风门增大，排风的风门减小，同时平衡风门也减小，直至溶剂浓度再次达到LEL最低爆炸极限的25％时，循环以上过程。由于每个烘箱均需要安装浓度检测仪，故设备成本很高，同时，大量的在线检测仪故障率较高，控制更为复杂，维修难度较大。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种热风干燥系统，可减少废气的泄露，降低热量的损失，改善车间的环境，提高生产设备的性能评价指标和安全性能，并且故障率低，维修难度小，控制方法简单。
基于此，本发明提供了一种热风干燥系统，包括排风单元、干燥单元以及回风单元；
所述排风单元包括进排风总管、排风风机以及排风总阀，所述进排风总管包括上游段、中游段以及下游段，所述排风风机和所述排风总阀设于所述进排风总管的下游段，所述排风风机设有变频器，所述进排风总管上设有压力传感器，所述压力传感器与所述变频器电连接；
所述干燥单元包括烘箱、单元进风管、单元出风管、干燥风机以及单元排风阀，所述烘箱的进风口通过所述单元进风管与所述进排风总管的中游段相连通，所述烘箱的出风口通过所述单元出风管与所述进排风总管的中游段相连通，所述干燥风机设于所述单元进风管上，所述单元排风阀设于所述单元出风管上；
所述回风单元包括地排风管，所述地排风管与所述进排风总管的上游段相连通，所述地排风管的吸风口靠近所述烘箱设置。
作为优选方案，还包括预热单元，所述预热单元包括第一加热器、第一温度传感器以及第一过滤器，所述第一加热器设于所述进排风总管的上游段，所述第一温度传感器设于所述第一加热器出口端的所述进排风总管上并与所述第一加热器电连接，所述第一过滤器设于所述第一加热器进口端的所述进排风总管上。
作为优选方案，所述干燥单元还包括第二加热器、第二温度传感器以及第二过滤器，所述第二加热器设于所述干燥风机与所述烘箱之间的所述单元进风管上，所述第二温度传感器设于所述第二加热器与所述烘箱之间的所述单元进风管上并与所述第二加热器电连接，所述第二过滤器设于所述单元出风管上。
作为优选方案，所述干燥单元还包括止回阀，所述止回阀设于所述干燥风机与所述烘箱之间的所述单元进风管上。
作为优选方案，所述进排风总管的下游段设有用于监测VOCs的浓度传感器。
作为优选方案，所述地排风管上还设有新风阀和第三过滤器。
作为优选方案，所述干燥风机为变频风机。
本发明的另一目的在于提供一种基于上述热风干燥系统的控制方法，包括如下步骤：
步骤一，变频器根据压力传感器反馈的压力值调节排风风机的频率，使进排风总管的内部处于稳定的微负压状态；
步骤二，改变单元排风阀的开度，调节烘箱的排风量，以此实现对烘箱负压的控制。
作为优选方案，所述步骤一具体为：将进排风总管内设定的负压记为基础负压P0，将压力传感器检测到的进排风总管内的压力记为实际负压P1，若P1＞P0，变频器则降低排风风机的频率，若P1＜P0，变频器则提高排风风机的频率。
作为优选方案，所述步骤二具体为：将烘箱内部的压力记为热风负压P2，若P2＜P0，则增大单元排风阀的开度，若P2＞P0，则减小单元排风阀的开度。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：
本发明提供一种热风干燥系统，包括排风单元、干燥单元以及回风单元；排风单元包括进排风总管、排风风机以及排风总阀，进排风总管包括上游段、中游段以及下游段，排风风机和排风总阀设于进排风总管的下游段，排风风机设有变频器，进排风总管上设有压力传感器，压力传感器与变频器电连接；干燥单元包括烘箱、单元进风管、单元出风管、干燥风机以及单元排风阀，烘箱的进风口通过单元进风管与进排风总管的中游段相连通，烘箱的出风口通过单元出风管与进排风总管的中游段相连通，干燥风机设于单元进风管上，单元排风阀设于单元出风管上；回风单元包括地排风管，地排风管与进排风总管的上游段相连通，地排风管的吸风口靠近烘箱设置。基于上述结构，变频器根据压力传感器反馈的压力值调节排风风机的频率，使进排风总管的内部处于稳定的微负压状态；单元排风阀调节烘箱的排风量，使烘箱同样保持稳定的微负压状态；地排风管将烘箱泄露的废气重新抽入进排风总管中循环利用。从而，该热风干燥系统可减少废气的泄露，降低热量的损失，改善车间的环境，提高生产设备的性能评价指标和安全性能，并且故障率低，维修难度小。
此外，本发明还提供了一种上述热风干燥系统的控制方法，具有简单高效，易于实现等优点。
附图说明
图1是本发明实施例一的热风干燥系统的结构示意图；
图2是本发明实施例二的热风干燥系统的结构示意图。
附图标记说明：
1、排风单元，11、进排风总管，12、排风风机，13、排风总阀，14、压力传感器，15、浓度传感器，2、干燥单元，21、烘箱，22、单元进风管，23、单元出风管，24、干燥风机，25、单元排风阀，26、第二加热器，27、第二温度传感器，28、第二过滤器，29、止回阀，3、回风单元，31、地排风管，32、新风阀，33、第三过滤器，4、预热单元，41、第一加热器，42、第一温度传感器，43、第一过滤器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
如图1所示，本发明实施例提供一种热风干燥系统，主要包括排风单元1、干燥单元2以及回风单元3；排风单元1包括进排风总管11、排风风机12以及排风总阀13，进排风总管11包括上游段、中游段以及下游段，排风风机12和排风总阀13设于进排风总管11的下游段，排风风机12设有变频器(图未示)，进排风总管11上设有压力传感器14，压力传感器14与变频器电连接；干燥单元2包括烘箱21、单元进风管22、单元出风管23、干燥风机24以及单元排风阀25，烘箱21的进风口通过单元进风管22与进排风总管11的中游段相连通，烘箱21的出风口通过单元出风管23与进排风总管11的中游段相连通，干燥风机24设于单元进风管22上，单元排风阀25设于单元出风管23上；回风单元3包括地排风管31，地排风管31与进排风总管11的上游段相连通，地排风管31的吸风口靠近烘箱21设置。基于上述结构，变频器根据压力传感器14反馈的压力值调节排风风机12的频率，使进排风总管11的内部处于稳定的微负压状态；单元排风阀25调节烘箱21的排风量，使烘箱21同样保持稳定的微负压状态；地排风管31将烘箱21泄露的废气重新抽入进排风总管11中循环利用。从而，该热风干燥系统可减少废气的泄露，降低热量的损失，改善车间的环境，提高生产设备的性能评价指标和安全性能，并且故障率低，维修难度小。
进一步地，如图1所示，本发明实施例提供的热风干燥系统还包括预热单元4，预热单元4包括第一加热器41和第一温度传感器42，第一加热器41设于进排风总管11的上游段，用来对进入进排风总管11的新风进行预加热，第一温度传感器42设于第一加热器41出口端的进排风总管11上并与第一加热器41电连接，由此，第一加热器41可根据第一温度传感器42反馈的温度值调节新风的温度，使进排风总管11内的新风温度保持恒定。同样的，干燥单元2包括第二加热器26和第二温度传感器27，第二加热器26设于干燥风机24与烘箱21之间的单元进风管22上，用来对进入烘箱21的新风进行再次加热，第二温度传感器27设于第二加热器26与烘箱21之间的单元进风管22上并与第二加热器26电连接，以反馈单元进风管22内新风的温度值，供第二加热器26调节使用。
再进一步地，如图1所示，为了提高进排风总管11内新风的纯净度，避免杂质对进排风总管11上的设备造成破坏，预热单元4还包括第一过滤器43，第一过滤器43设于第一加热器41进口端的进排风总管11上，用来过滤进入进排风总管11的新风中的杂质。同样的，干燥单元2包括第二过滤器28，第二过滤器28设于单元出风管23上，用来过滤从烘箱21排出的废气中的杂质。
更进一步地，如图1所示，干燥单元2设有多个，多个干燥单元2以相同的方式与进排风总管11相连通，由此，进排风总管11内热风的热量被逐级利用，更加节能环保。相应的，回风单元3与干燥单元2的数量一致且一一对应，各回风单元3之间相互独立，即每台烘箱21均配备一根地排风管31，并且，每根地排风管31上各自设有新风阀32，可根据车间的实际情况调节新风阀32的开度，以控制地排风管31的进风量。除此之外，每根地排风管31上均设有第三过滤器33，用来过滤进入地排风管31的新风中的杂质。需要指出的是，地排风管31的吸风口通常设置在烘箱21的墨槽211附近，以最大程度地将烘箱21泄露的废气吸入进排风总管11内，由此实现热量的循环利用。
优选地，如图1所示，干燥单元2还包括止回阀29，止回阀29设于干燥风机24与烘箱21之间的单元进风管22上，止回阀29不仅具有止回作用，还能够调节单元进风管22的阻力，实现烘箱21的进风量在一定范围内可调，以适应各干燥单元2的烘箱21的风阻有差异的情况。另外，干燥风机24优选变频风机，进一步地实现烘箱21进风量的控制，以适应不同的工艺要求。进排风总管11的下游段还设有用于监测VOCs的浓度传感器15，以提高该热风干燥系统的安全性。
本发明实施例还一种基于上述热风干燥系统的控制方法，包括如下步骤：
步骤一，变频器根据压力传感器14反馈的压力值调节排风风机12的频率，使进排风总管11的内部处于稳定的微负压状态。具体而言，将进排风总管11内设定的负压记为基础负压P0，将压力传感器14检测到的进排风总管11内的压力记为实际负压P1，若P1＞P0，变频器则降低排风风机12的频率，若P1＜P0，变频器则提高排风风机12的频率。总之，变频器借助压力传感器14能够保证进排风总管11内部的压力稳定。
步骤二，在上述基础负压P0保持恒定的前提下，改变单元排风阀25的开度，调节烘箱21的排风量，以此实现对烘箱21负压的控制。具体而言，将烘箱21内部的压力记为热风负压P2，若P2＜P0，则增大单元排风阀25的开度，若P2＞P0，则减小单元排风阀25的开度。从而，烘箱21同样能够保持稳定的微负压状态，最大程度地减少废气的泄露，同时保证生产设备的正常运行。
实施例二
如图2所示，本实施例与实施例一的区别在于，回风单元3仅设有一组，但地排风管31上设有与干燥单元2数量一致的吸风口，且各吸风口与各干燥单元2的烘箱21一一对应，吸风口设置于烘箱21的墨槽211附近。除上述区别外，本实施例的其它具体结构与实施例一中的一致，相应的原理也一致，此处不再赘述。
综上，本发明提供一种热风干燥系统，包括排风单元1、干燥单元2、回风单元3以及预热单元4，跟现有技术相比，该热风干燥系统可减少废气的泄露，降低热量的损失，改善车间的环境，提高生产设备的性能评价指标和安全性能，并且故障率低，维修难度小。
此外，本发明还提供了一种上述热风干燥系统的控制方法，具有简单高效，易于实现等优点。
应当理解的是，本发明中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种热风干燥系统，其特征在于，包括排风单元、干燥单元以及回风单元；
所述排风单元包括进排风总管、排风风机以及排风总阀，所述进排风总管包括上游段、中游段以及下游段，所述排风风机和所述排风总阀设于所述进排风总管的下游段，所述排风风机设有变频器，所述进排风总管上设有压力传感器，所述压力传感器与所述变频器电连接；
所述干燥单元包括烘箱、单元进风管、单元出风管、干燥风机以及单元排风阀，所述烘箱的进风口通过所述单元进风管与所述进排风总管的中游段相连通，所述烘箱的出风口通过所述单元出风管与所述进排风总管的中游段相连通，所述干燥风机设于所述单元进风管上，所述单元排风阀设于所述单元出风管上；
所述回风单元包括地排风管，所述地排风管与所述进排风总管的上游段相连通，所述地排风管的吸风口靠近所述烘箱设置。
2.根据权利要求1所述的热风干燥系统，其特征在于，还包括预热单元，所述预热单元包括第一加热器、第一温度传感器以及第一过滤器，所述第一加热器设于所述进排风总管的上游段，所述第一温度传感器设于所述第一加热器出口端的所述进排风总管上并与所述第一加热器电连接，所述第一过滤器设于所述第一加热器进口端的所述进排风总管上。
3.根据权利要求1所述的热风干燥系统，其特征在于，所述干燥单元还包括第二加热器、第二温度传感器以及第二过滤器，所述第二加热器设于所述干燥风机与所述烘箱之间的所述单元进风管上，所述第二温度传感器设于所述第二加热器与所述烘箱之间的所述单元进风管上并与所述第二加热器电连接，所述第二过滤器设于所述单元出风管上。
4.根据权利要求1所述的热风干燥系统，其特征在于，所述干燥单元还包括止回阀，所述止回阀设于所述干燥风机与所述烘箱之间的所述单元进风管上。
5.根据权利要求1所述的热风干燥系统，其特征在于，所述进排风总管的下游段设有用于监测VOCs的浓度传感器。
6.根据权利要求1所述的热风干燥系统，其特征在于，所述地排风管上还设有新风阀和第三过滤器。
7.根据权利要求1所述的热风干燥系统，其特征在于，所述干燥风机为变频风机。
8.一种基于权利要求1-7任一项所述的热风干燥系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，变频器根据压力传感器反馈的压力值调节排风风机的频率，使进排风总管的内部处于稳定的微负压状态；
步骤二，改变单元排风阀的开度，调节烘箱的排风量，以此实现对烘箱负压的控制。
9.根据权利要求8所述的热风干燥系统的控制方法，其特征在于，所述步骤一具体为：将进排风总管内设定的负压记为基础负压P0，将压力传感器检测到的进排风总管内的压力记为实际负压P1，若P1＞P0，变频器则降低排风风机的频率，若P1＜P0，变频器则提高排风风机的频率。
10.根据权利要求9所述的热风干燥系统的控制方法，其特征在于，所述步骤二具体为：将烘箱内部的压力记为热风负压P2，若P2＜P0，则增大单元排风阀的开度，若P2＞P0，则减小单元排风阀的开度。
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2018
- 2018-10-24 CN CN201811246268.8A patent/CN109307423A/zh active Pending
Patent Citations (4)
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