CN109312981B - 干燥器和干燥方法 - Google Patents

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Abstract

一种干燥器(100)，包括：干燥室(101)，被耦接到用于使气体循环通过干燥室(101)的闭环气体循环系统；其中，闭环气体循环系统使气体再循环，并且包括：压缩机(113)，被耦接以接收来自干燥室(101)的返回气体并且压缩返回气体以提供压缩气体；分离器(109)，放置在气体循环系统中，用于从气体中排出冷凝物；以及气体排放器(103；104)，被耦接以接收来自压缩机(113)的压缩气体并且通过排放出口(118)排放压缩气体。分离器在压缩机下游放置在闭环气体循环系统中，以接收压缩气体，并且分离器在气体排放器(103；104)的上游。因此改善了干燥功效并且在相对低的干燥温度(诸如低于40摄氏度)下是有利的。还提供了一种用于干燥器的门、一种操作干燥器的方法、以及一种干燥方法，诸如干燥药物物质、化合物、成分或产品的方法。

Description

干燥器和干燥方法
技术领域
干燥是一种质量传递工艺，包括通过从固体，半固体或液体物品或待干燥的物体蒸发去除水或另一种液体。该工艺通常在工业中用作产品包装之前的生产步骤或与专业或私人干燥衣物相关的生产步骤。通常涉及热源和去除由该过程产生的蒸汽的试剂。在诸如食物、谷物和药物(如疫苗)的生物产品中，要去除的液体通常是水。
在最常见的情况下，气流(例如，空气流)通过自然或强制对流将热量施加到待干燥的物体上，在后一种情况下，例如借助于鼓风机，并且将蒸汽作为湿气带走。该气流也称为脱水介质。
其他可能性是真空干燥，其中通过传导或辐射(或微波)供应热量，而由此产生的蒸汽通过真空系统去除。另一种间接技术是滚筒干燥(例如，用于制造马铃薯薄片)，其中加热表面用于提供能量，并且吸气器将蒸汽抽吸到滚筒外部。例如，US 5,016,361描述了一种真空干燥器。
在一些具有相对高的初始水分含量的产品中，可在有限的时间内观察到作为时间的函数的平均产品水分含量的初始线性降低，通常称为“恒定干燥速率期”。通常，在此期间，去除单个颗粒外侧的表面水分。在此期间的干燥速率主要取决于到被干燥材料的热传递速率。因此，最大可实现的干燥速率被认为是热传递受限的。如果继续干燥，曲线的斜率、干燥速率变得不那么陡峭(下降速率周期)并且最终趋于在非常长的时间几乎水平。然后，产品水分含量在“平衡水分含量”下保持恒定，实际上，其与脱水介质处于平衡状态。在下降速率周期中，水从产品内部迁移到表面主要是通过分子扩散，即水通量与水分含量梯度成比例。这意味着水从含水量较高的区域移动到较低值的区域，这一现象由热力学第二定律解释。
空气加热增加了热传递的驱动力并且加速了干燥。其还降低了相对湿度，进一步增加了用于干燥的驱动力。在下降速率周期中，随着水分含量下降，固体升温并且较高温度加速水从固体内部扩散到表面。但是，产品质量考虑限制了适用的气温升高。如果试图通过提高干燥气体的温度来增加水分去除速率，则存在产品过度干燥的显著风险。干燥气体的温度升高几乎可使固体表面完全脱水，使得其孔隙收缩并几乎闭合，导致结壳形成或“表面硬化”，这通常是不希望的。过度升高温度会导致烧焦产品，这几乎总是不可接受的。
因此，干燥效率与干燥气体的温度成比例。然而，结壳形成或“表面硬化”可设定气体温度的实际上限，并且可低至25℃。产品焦化或燃烧也设定了气体温度的实际上限，可能略高于25℃，但低至50℃。其他不希望的效果可设定气体温度的上限但相对低的限制。这种不希望的效果可以是抑制诸如维生素C或E等抗氧化剂，其去除活体内潜在的破坏性氧化剂。为避免抑制抗氧化剂，温度必须保持低于约40℃。
背景技术
在US 4,334,366中公开了一种用于使用由脉冲气体喷射发动机产生的热声能干燥螺母或其他产品的滚筒式干燥器。这种类型的干燥器具有燃烧产品的显著风险，并且在这种类型的干燥器中应用不同的系统以避免该问题。此外，这种类型的干燥器存在的问题是脉冲气体喷射发动机产生排气，该排气在通过产品时不可避免地与热空气一起输送。因此，存在由不健康的排气污染产品的风险。
US 4,334,366还公开了如今用于干燥螺母和其他商品的旋转干燥器。在一种商业应用中，将螺母引入水平圆柱形滚筒中，该滚筒围绕其水平轴线旋转以使螺母翻滚。滚筒是多孔的，来自常规源(诸如气体燃烧器)的热气体从滚筒下方引入，流过穿孔，并且与滚筒螺母接触以进行干燥。
另一类干燥器(诸如在WO 10/003936中公开的)包括具有滚筒的热泵型干衣机，其中，安放待干燥的衣物。干燥器包括空气循环管道，其中，干燥循环空气循环；蒸发器，设置在空气循环管道中，冷却和降低来自滚筒并且通过该滚筒的温暖和潮湿空气的湿度；以及冷凝器，加热低通过蒸发器的低湿空气。制冷剂流动回路穿过蒸发器和由压缩机驱动的冷凝器，该压缩机增加制冷剂的温度和压力。废热在制冷剂流动回路中从压缩机被收集并且被利用，以便加热空气循环管道中的干燥空气。在这种类型中，循环空气的主要流被加热和脱水，涉及使用制冷剂的二次流的热泵。压缩机压缩热泵的制冷剂流动回路中的制冷剂。在US 4,800,655、US 7,665,225、JP 2005/279257和WO 86/02149中描述了以常规方式使用压缩机的具有热泵的干燥器的其他示例。
US 8,650,770公开了使用具有入口和出口的转筒干燥湿物体，该转筒用于使空气通过转筒中的湿物体以吸收来自物体的水分。来自转筒的出口的空气被送入压缩机，该压缩机绝热地压缩空气，从而加热空气，然后压缩空气被引导通过热交换器的热侧，从而在压缩空气通过涡轮排放和膨胀之前冷却该热侧，由此空气进一步冷却，低于其露点。在经由其入口到达滚筒之前，冷却和膨胀的空气被引导通过旋风分离器，用于从空气中抽出冷凝物(水)，然后通过热交换器的热侧和另外的加热器加热。因此，提供了一种闭环构造，用于从闭环中循环的空气中逐渐抽出冷凝物，从而逐渐从湿物体中抽出水分。
图2中示出了US 8,650,770中公开的用于干燥的操作图。从该操作图可看出，来自干燥室的返回空气在60摄氏度的示例性温度下在操作点201处被接收。然后压缩返回空气，这可略微增加返回空气的温度，使得操作点202表示从压缩机输出的压缩空气的状态。由于耦接在压缩机和涡轮之间的热交换器，在压缩空气在涡轮中排放之前，温度在操作点203处下降到较低温度，由此点205处或附近的操作点表示在低得多的压力下(诸如在大气压下)排放的空气。耦接到冷却剂的另外的热交换器然后将温度降低到点204，同时在排放的压力下，随即分离器从空气中排出冷凝物。然后加热器增加空气的温度，该空气被引导回干燥室。然而，改善此类现有技术干燥器的功效仍然是一个问题。
FR 2,429,982描述了使用具有入口和出口的干燥室来干燥湿物体，该干燥室用于使空气通过干燥室中的湿物体以吸收来自物体的水分。来自干燥室出口的空气经由冷凝器被供给到压缩机，该压缩机压缩空气并且经由加热器将空气再循环回干燥室。然而，对于这种类型的干燥器，如何提高功效仍然是一个问题。
应该注意的是，与上述其他现有技术的干燥器相反，US 8,650,770和FR 2,429,982描述了一种压缩机，该压缩机被布置成压缩已经在待干燥物品上循环的空气(即干燥循环中涉及的空气)。
发明内容
提供一种干燥器，包括：干燥室，耦接到用于使气体循环通过该干燥室的闭环气体循环系统；其中，闭环气体循环系统使气体再循环，并且包括：压缩机，被耦接以接收来自干燥室的返回气体并且压缩返回气体以提供压缩气体；分离器，放置在气体循环系统中，用于从气体中排出冷凝物；以及气体排放器，被耦接以接收来自压缩机的压缩气体并且通过排放出口排放压缩气体；其中，分离器在压缩机下游放置在闭环气体循环系统中，以接收来自压缩机的压缩气体，并且在气体排放器的上游。
从而提供了一种改进的干燥器。干燥器向湿或潮湿的物品(也称为物体)提供气体供应(诸如空气)，其从湿的或潮湿的物品吸收水分，随后作为返回气体被抽出。
可以是旋风式或浮子式排水阀或另一种类型的分离器被构造成在气体被排放并且压力下降之前在压缩机之后和气体排放器之前在闭环气体循环系统中的位置处，即在气体处于压缩状态下的位置处从气体中排出冷凝物。因此，分离器布置在压缩机的压力侧处，以接收来自压缩机的加压气体。分离器也表示为气液分离器，空气-蒸汽分离器或气体-蒸汽分离器。气体排放器也可表示为膨胀器或气体膨胀器。
气体可以是大气空气。
因此，与现有技术的干燥器相比，可从在干燥室中干燥的湿的或潮湿物品中抽出的每单位体积的冷凝物质量的效率增加。此外，由此可能在较低温度下(诸如在低于40-50摄氏度的温度下，例如低于约38摄氏度或低于约40摄氏度)干燥湿的或潮湿的物品。
与现有技术的干燥器相比，参考图2所示，改进的干燥器根据如图3所示的操作图操作。图3中示出的操作图通过点301示出了来自干燥室的返回空气在40摄氏度的示例性温度下被接收。然后压缩返回空气，这可略微增加返回空气的温度，使得操作点302表示从压缩机输出的压缩空气的状态。
如所要求保护的那样，当气体(例如，空气)处于压缩状态时，冷凝物从压缩气体中排出；当冷凝物被排出时的该操作点由操作点302示出。由于冷凝物从压缩气体中排出，作为压缩空气压力的函数，可从干燥室中待经受干燥的湿的或潮湿的物品中抽出的每单位体积的冷凝物的质量的效率增加，对于约8巴的压力，其产生大约10倍的改进，即约10倍。对于约2巴的压力，可实现约4倍的改进。对于可比较的温度，这种功效的改进适用。
压缩气体-在压缩机的出口处测量的-具有大于约1.5巴的压力(诸如大于约1.7巴或大于约2巴，例如大于约3巴或大于约4巴)。来自压缩机的压缩气体-在分离器的入口处测量的-具有与在压缩机出口处测量的压缩气体基本上相同的压力。因此，在从压缩机到分离器的闭合回路中基本上没有压降。只有在分离器之后，在气体排放器处，压力才会最终下降。
返回气体是经由其气体出口从干燥室逸出的相对潮湿的气体。返回气体被引导到压缩机，例如经由管路、管、软管或管道或其组合。
压缩机是一种机械装置，其通过显著减小其在压缩机出口处的体积来增加经由压缩机的入口供应的可压缩的气体的压力。
压缩机可以是例如旋转螺杆式压缩机、活塞式压缩机、往复式压缩机、旋转滑动叶片式压缩机、摇摆活塞式压缩机、离心式压缩机、旋转凸轮压缩机、轴流式压缩机或其组合。可使用其他类型的压缩机。
至于轴流式压缩机和其他类型的压缩机，应该提到的是，所谓的“定子”有助于轴向压缩机保持空气流动并且适当地加压。往复式和活塞式压缩机借助通过使部件移位减小其体积来增加进入气体的压力。至少在一些实施例中，旋转螺杆式压缩机具有相互作用以连续压缩气体的转子。离心式压缩机使用成形外壳中的旋转盘或叶轮以迫使气体到达叶轮的边缘，从而增加气体的速度。扩散器(发散管道)节段将速度能量转换为压力能量。
常规地，压缩机包括马达或与马达集成在一起，该马达可以是电动马达或另一种类型的马达。与鼓风机或通风机相反，压缩机包括第一移位构件，该第一移位构件通过其旋转或往复运动压缩经由压缩机气体入口供应的气体，通过与定子或第二移位构件相互作用以将一定体积的气体压缩到经由压缩机气体出口供应的压缩气体中。压缩气体在其压缩状态下被传送以保持压缩同时冷凝物通过分离器与气体分离，直到压缩气体在气体排放器处排放。应该注意的是，由于冷凝物从压缩气体中被抽出，因此在分离器处可存在可忽略的压降。
压缩机接收返回气体并且通过绝热压缩提供压缩气体。“绝热压缩”应理解为气体被机械压缩，同时气体温度由此增加。对应地，“绝热膨胀”应被理解为压缩气体在其温度降低时被排放以膨胀至更大的体积。
压缩气体被引导到分离器，其中，冷凝物从压缩气体中排出。术语“从...排出”是指冷凝物与压缩气体分离。从闭环中去除冷凝物。
压缩气体经由气体出口从分离器输出，并且排出的冷凝物在冷凝物出口处输出。冷凝物排泄管可耦接到冷凝物出口，以将冷凝物引导到排泄管或箱。
应当理解，闭环气体循环系统包括从气体排放器延伸到压缩机的低/常压路径和从压缩机延伸到排放器的高压路径。该系统是闭环系统，该闭环系统在这种意义上不会发生与周围空气通风或强制混合。
低/常压路径包括干燥室和将来自干燥室的返回空气耦接回压缩机入口的管道。干燥室和管道可以是紧密的并且密封到常压标准，以避免气体的显著泄漏或气体与来自周围环境的空气的混合。因此，干燥室未加压。然而，应该理解“未加压”，即腔室中可存在轻微的超压或负压。高压路径包括压缩空气管道或压缩空气管路或从压缩机运行到分离器以及从分离器运行到气体排放器的压缩空气软管。任选地，附加部件可包括在低压/常压路径和高压路径中的一个或多个中。应当理解，闭环气体循环系统不会显著地泄漏气体，并且在干燥时不会吸入大量的自由空气。
在一些方面，干燥器包括一个或多个具有一个或多个相应出口的气体排放器。
干燥器可用于各种物品或物体，诸如衣服、织造或非织造织物、食品、原材料、建筑材料等。
在一些实施例中，气体排放器的排放出口布置在干燥室内侧，以提供在干燥室内侧排放的供应气体。
特别是，当在干燥室内侧进行气体排放时，与诸如空气的气体的常规强制循环相比，可观察到干燥室内侧和湿的或潮湿的物品上的改善的气流。
供应气体在离开排放器后具有相对低的压力(诸如接近大气压力)，并且在相对较高的压力下(诸如在高于2巴或3巴或4巴，例如约8巴的压力下)被供应给排放器。供应气体与返回气体相比相对干燥，并且与现有技术的供应气体相比相对干燥。
气体排放器可包括管路开口，例如带有限制开口、喷嘴或扩散器的管路开口。如下面进一步提到的，气体排放器可构造为声音发生器，例如，静态警报器。
在一些实施例中，气体排放器被构造为声音发生器，被耦接以接收压缩气体并由此产生高强度声波，其在干燥室内发射，同时压缩气体通过排放出口排放。
因此，排放出口作为来自声音发生器的输出发射高强度声波，同时向干燥室提供气体供应。高强度声波可具有破坏经受干燥的湿的或潮的湿物品周围的边界子层的效果，从而提高干燥速率。通常通过薄的空气保护层或非常紧密地围绕物品的另一种气体来延长干燥。这种薄的空气保护层或非常紧密地围绕物品的另一种气体也表示为边界子层。已经发现，通过高强度声压破坏该边界亚层状层提高了湿的或潮湿的物品的干燥速率。通过高于10KHz的频率的高强度声压破坏该边界亚层状层尤其提高了湿的或潮湿的物品的干燥速率。
在一些方面，所述高强度和高功率声波是频率高于约10KHz的声波。在一些方面，所述高强度和高功率声波是超声波。超声频率可定义为约20KHz至约50KHz范围内的频率，例如高于约20KHz或高于22KHz。
在一些方面，所述高强度和高功率声波由高强度和高功率声波发生器产生，并且具有选自包括以下各项的组的距离所述发生器(100)的出口大约10cm的声学声压级：
-至少130dB，
-至少133dB，
-至少136dB，
-约130至约165dB，以及
-约130至约180dB。
-声音发生器的出口也表示为孔口。
在一些方面，高强度声音或超声由哈特曼型发生器的声音发生器产生，并且其中，加压气体在1.5-5巴的范围内压力下被供应到声音发生器。
因此，有可能实现大于130dB的声压级(例如，132dB、134dB、136dB)，并且达到约为170-180dB的尽可能高的声压。可选择压力以产生130-160dB范围内的声压，高于该压力，对边界亚层状层的破坏性影响饱和。
在一些实施例中，声音发生器是静态警报器，诸如哈特曼声波发生器或Lavavasseur哨子或基于哈特曼声波发生器或Lavavasseur哨子的原理的发生器或哨子，从而在由压缩空气驱动时产生高强度声音。
在一些实施例中，分离器是气/液分离器。
气/液分离器可选自包括以下各项的组：旋风型分离器、热气/液分离器和浮阀气/液分离器。如果湿的或潮湿的物品吸收了水，冷凝物就是水。
分离器从加压气体中取出水，而从分离器引出的气体压力保持与引入分离器的气体的压力基本上相同，或者至少不会引起压力显著下降。
在一些实施例中，干燥器包括热交换器，其具有在压缩机和分离器之间放置在闭环空气循环系统中的第一热交换器路径。
在一些方面，热交换器被耦接以通过经过第一回路的强制或自然的大气空气流冷却流过第一热交换器路径的压缩气体。因此，可使用“室温”下的大气空气来实现冷却，而不是指主动冷却大气空气。在这方面，冷却是将温度降低到“室温”。热交换器可被构造成具有“肋”或“冷却肋”，用于有效地将第一热交换器路径与通过肋的大气空气耦接。“室温”可约为20℃；其可以是在热交换器内侧或附近测量的空气温度。
在一些实施例中，干燥器包括可操作地耦接的第二热交换器路径，用于与第一热交换器路径交换热能；其中，第二回路耦接到冷却液体供应源。
因此，改善了可通过分离器排出的冷凝物的质量。这种改进在压缩气体的相对低温下(诸如在低于40-50摄氏度的温度下)特别明显。参见从操作点302到操作点303的向较低温度的转变，这种效果也可从图3中看出。对于压缩气体的25摄氏度的温度下降，改进可达到约30％。
在一些方面，冷却液体被泵送或以其他方式主动地强制通过第二回路。在一些方面，冷却液体的供应源被主动冷却至低于室温的温度。
冷却液体可以是地下水、自来水或另一种液体，其可以是开式回路中的液体或封闭或半封闭的液体回路中的循环液体。
在一些实施例中，干燥器包括加热器，加热器安装在干燥室内侧并且由温度控制器可操作地控制，以将干燥室内侧的温度保持在设定温度或温度范围内。
加热器可以是电加热器，例如从常规的转筒式干燥器中已知的加热器，诸如由市电电源操作的加热器。加热器可以是由热水或温水驱动的加热器，诸如通过来自中央加热装置的水或来自区域加热的水。
在一些实施例中，干燥器包括安装在分离器下游和气体排放器上游的位置处的加热器，以加热从分离器流到气体排放器的压缩空气，并且由温度控制器可操作地控制以将干燥室内侧的温度保持在设定温度处或温度范围内。
加热器可在一个或多个位置(例如，紧接在分离器之后，或紧接在气体排放器之前或两者之间的位置)处加热压缩气体。
在一些实施例中，干燥器包括热泵，该热泵具有：第一热泵气体路径，在压缩机和分离器之间放置在闭环气体循环系统中；第二热泵气体路径，在分离器与气体排放器之间放置在闭环气体循环系统中；其中，热泵被构造成具有热泵回路，用于从第一热泵气体路径提取热能并且将热能传递到第二热泵气体路径。
热泵可以是主动式热泵，其包括驱动热泵回路的压缩机。热泵回路使诸如制冷剂的热交换介质循环。
热泵具有双重目的，即在传递到分离器之前冷却压缩气体，从而提取在冷凝物排出的位置处传递到压缩气体的热能。由此，冷凝物排出的操作点移动到较低的温度，这又用于提取更多的冷凝物质，从而改善干燥。参考图3，该操作点对应于操作点303。
在一些实施例中，干燥器包括门，该门在关闭时从外部密封干燥室的内部，并且在打开时提供进入干燥室的入口，用于将物品装载到干燥室中或从干燥室卸载物品；其中，当门关闭时，气体排放器安装在门中或者附接到门，其排放出口位于干燥室内，以提供排放在干燥室内的供应气体。
在一些方面，气体排放器被构造为声音发生器(诸如静态警报器)，被耦接以接收压缩气体并由此产生高强度声波，其在干燥室内发射，同时压缩气体通过排放出口排放。压缩气体可通过压缩气体软管供应到气体排放器，该压缩气体软管具有足够的柔性以使门能够自由地打开和关闭。多个气体排放器可通过压缩气体管材互连。
在一些实施例中，门被构造成改装到常规的转筒式干燥器或其他类型的干燥器。在一些实施例中，承载气体排放器的单元被构造成改装到常规的转筒式干燥器门。
在一些实施例中，该单元被构造成至少在门关闭时延伸到干燥室中的喷枪。因此，例如，当干燥器包括滚筒时，可能根据具体情况更靠近干燥室或滚筒中的湿的或潮湿的物品。
在一些方面，喷枪放置在支架(诸如轮上的支架)上。
在一些实施例中，干燥室容纳电动滚筒。电动滚筒可以是多孔滚筒，由此来自滚筒外部的热源的热量可到达滚筒内侧的湿的或潮湿的物品。
在一些实施例中，提供了根据上述权利要求中任一项是的干燥器，其中，干燥室容纳搁板和用于承载托盘或搁板的支撑件中的一个或多个。
还提供了一种用于干燥器的门，该门在关闭时从外部密封干燥器的内部，并且在打开时提供进入干燥室的入口，用于将物品装载到干燥室中或从干燥室卸载物品；其中，当门关闭时，气体排放器安装在门中或者附接到门，其排放出口位于干燥室内，以提供在干燥室内侧排放的供应气体。
还提供了一种操作根据前述权利要求中任一项所述的干燥器的方法，包括：操作压缩机以在选自包括以下各项的范围组的压力下产生压缩气体：高于2巴的范围、高于4巴的范围、高于6巴的范围、和高于8巴的范围。
在一些实施例中，干燥室内侧的温度保持在低于50摄氏度或低于42摄氏度或低于37摄氏度的温度。
在一些实施例中，操作干燥器的方法包括：操作压缩机以产生大于130dB、或大于133dB、或大于136dB、或大于139dB的声压。
在一些实施例中，干燥方法包括：绝热压缩经由管道从干燥室返回的气体以提供压缩气体；气体处于压缩状态时从压缩气体中排出冷凝物，以提供压缩的供应气体；并且将压缩的供应气体在排放干燥室内。“绝热压缩气体”应理解为气体被机械压缩，同时气体温度由此增加。对应地，“绝热膨胀气体”应被理解为压缩气体被排放以膨胀至更大的体积，而其温度降低。
在一些实施例中，压缩气体在选自包括以下各项的一组范围的压力下产生：高于2巴的范围、高于4巴的范围、高于6巴的范围、和高于8巴的范围。
在一些实施例中，干燥室内侧的温度保持在低于50摄氏度、或低于42摄氏度、或低于37摄氏度的温度。通过控制，诸如通过通断切换被布置成加热干燥室内侧的气体的加热器(例如，如本文所述的)，或者通过控制，诸如通过通断切换所布置的热交换器或热泵(例如，如本文所述的)，干燥室内侧的温度可保持在预定温度。
在一些实施例中，干燥方法包括在干燥室内侧产生大于130dB、或大于133dB、或大于136dB、或大于139dB的声压。
在这里以及在下文中，压缩机是一种机械装置，其通过减小其体积来绝热地增加诸如空气的气体的压力。压缩机可以是动态型，诸如离心式压缩机或轴流式压缩机，或者是排量型，诸如往复式压缩机或旋转式压缩机。往复式压缩机可通过移动隔膜或活塞产生压缩气体。旋转式压缩机可以是凸轮式、螺旋式、液环式、涡旋式或叶片式。压缩机是产生至少2巴、至少2.5巴或至少4巴(诸如6巴和8巴，例如高至10巴)的压力的类型。压缩机可由以电力操作的马达操作。
还提供了一种根据上述方法干燥食品的方法。可根据干燥食品的方法干燥的食品包括例如浆果、坚果、水果、蔬菜、香料、草药和肉类，但不限于此。
还提供了根据上述方法干燥药物物质、化合物、药物成分、药物产品或药物中间产品的方法。
还提供了上述干燥器的使用，用于干燥食品、药物物质、药物化合物、药物成分、药物产品或药物中间产品。
附图说明
下面参考附图进行更详细的描述，在附图中：
图1是干燥器的第一实施例；
图2示出了现有技术干燥器的操作图；
图3示出了改进的干燥器的操作图；
图4示出了干燥器的第二实施例；
图5示出了干燥器的第三实施例；
图6示出了干燥器的前视图和用于干燥器的门的侧视图；以及
图7示出了具有滚筒的干燥器的透视图。
具体实施方式
图1示出了干燥器的第一实施例。由附图标记100表示的干燥器包括干燥室101，干燥室101具有带有穿孔116的滚筒102，并且被耦接以形成闭环气体循环系统，用于使诸如大气空气的气体循环通过干燥室101。气体可包含用于处理待干燥的湿的或潮湿的物品的添加剂。
闭环气体循环系统使气体再循环并且包括压缩机113，压缩机被耦接以经由干燥室101的气体出口115并且经由耦接到出口115的管道114接收来自干燥室101的返回气体。管道被构造成将返回气体流引导到压缩机113的压缩机进口116，从而压缩返回气体以提供压缩气体。压缩气体设置在压缩机113的压缩机出口117处。返回气体是通过气体出口115和管道114从干燥室逸出的相对潮湿的气体。
从压缩机113供应压缩气体的压缩机出口117耦接到压缩气体管路112，压缩气体管路将压缩气体供应到分离器109。可以是旋风式或浮子式排水阀或另一种类型的分离器被构造成在气体被排放并且压力下降之前在闭环气体循环系统中的在压缩机之后且在气体排放器之前的位置处，即在气体处于压缩状态下的位置处从气体中排出冷凝物。分离器也表示为空气-蒸汽分离器或气体-蒸汽分离器。分离器具有出口110，冷凝物通过出口110逸出。冷凝物可被引导到贮存器111或下水道。
来自分离器109的加压气体被引导来自哈特曼声波发生器或Lavavasseur哨子类的声发生器形式的气体排放器103；104。因此，加压气体通过出口118在干燥室内侧膨胀，同时产生高强度的声压。声音发生器可在高于大约10KHz的频率下传递高于130dB(诸如135dB或更高)的声压。在一些实施例中，声音发生器被构造成以超声频率产生高强度声波105、106。气体经由分离器109和压缩气体管路108被递送，压缩气体管路108可分支成两个或多个气体排放器。在一些实施例中，来自分离器109的加压气体通过气体排放器排放，该气体排放器具有收缩部，该收缩部提供气体排放开口，该气体排放开口与压缩气体管路108的横截面相比具有减小的横截面。气体排放器可产生噪声，但可不是声音发生器。通过产生(不同的)音调，可将声音发生器与其他类型的气体排放器区分开。气体排放器可具有用于排放气体的一个或多个开口。
因此，气体排放器103、104将膨胀气体流-供应气体-递送到湿的或潮湿的物品(也称为物体)，这吸收来自滚筒102中的湿的或潮湿的物品的水分。然后气体作为返回气体从干燥室中被抽出并且引导回压缩机113。通过压缩机113的抽吸、自然对流或强制对流中的一个或多个可抽出气体。
应当注意，结合本实施例和本说明书中描述的其他实施例，干燥室101可被构造成具有一个或多个托盘或搁板(未示出)或用于一个或多个托盘或用于承载物品的搁板的支撑件，代替滚筒102或增加至滚筒。
图2示出了现有技术干燥器的操作图。以上还描述了该操作图。该图的纵坐标轴表示以摄氏度为单位的温度，并且横坐标表示对数刻度上自由饱和空气中以Kg每100m3为单位的水质量。所示的五个曲线族从上面依次表示0巴、2巴、4巴、6巴和8巴的压力。示例性操作点由附图标记201、202、203、204和205表示。
图3示出了改进的干燥器的操作图。该操作图也在上面描述，并且以与图2给出的类似表示示出。
如上所述，图3的操作图与图2的操作图的区别在于，在气体被加压的同时，冷凝物与气体分离(并从闭环中抽出)的点303出现，而在图2中，当气体未被加压时，冷凝物与气体分离。因此，通过根据图3的改进操作，减少了在每个干燥循环中在气体中保持汽化(蒸发)的水或其它溶剂的质量。因此，在每个干燥循环中从气体中排出更多的水或其他液体。
图4示出了干燥器的第二实施例。在该实施例中，干燥器400包括加热器H1,402，加热器H1,402安装在干燥室401内侧并且由温度控制器TC，413可操作地控制，以将干燥室内侧的温度保持在设定温度或温度范围内。温度控制器413耦接到布置在干燥室处的一个或多个温度传感器414，以感测干燥室401内侧的温度。加热器402可以是电加热器，例如从常规的转筒式干燥器已知的加热器，诸如由电源的市电电源操作的加热器。加热器402安装在干燥室内侧，使得加热的空气或气体可通过穿孔116循环，如本领域中已知的。
干燥器400包括另外的加热器H2,404，其被构造成加热从分离器109流到气体排放器103；104的压缩气体。压缩气体管路108和405经由加热器404将压缩气体从分离器109传送到气体排放器103、104。加热器404也可以是由电源的市电电源403操作的电加热器。加热器404可以是温度控制的，例如，通过耦接到温度传感器415的温度控制器413，以将压缩气体的供应源保持在设定温度或温度范围内，或者将干燥室内侧的温度保持在设定温度或温度范围内。温度传感器415布置在压缩气体管路108处以感测加压气体的温度，并且/或者布置在干燥室处以感测处于加压状态和/或排放状态的气体的温度。
参见图3，加热器H1和H2；402和404用于在升高的温度下建立操作点。例如，升高的温度可以是高于室温的温度，例如高于30摄氏度的温度，但是低于40或45摄氏度或高于25摄氏度，但低于40或45摄氏度。升高的温度可高于这里给出的示例。
为了在排出最大质量的冷凝物方面处于更有利的位置处保持冷凝物排出的操作点303，压缩空气在其到达分离器之前或到达分离器时被冷却。压缩空气可通过热交换器406进行冷却。热交换器406具有第一热交换器路径411，第一热交换器路径411在压缩机113和分离器109之间放置在闭环空气循环系统中。热交换器406通过压缩气体管路407耦接到压缩机113，并且通过压缩气体管路408耦接到分离器109。
热交换器406可被耦接以借助通过第一回路的强制或自然的大气空气流以冷却流过第一热交换器路径411的压缩气体。
如图所示，热交换器可包括第二热交换器路径412，第二热交换器路径412可操作地耦接以与第一热交换器路径交换热能。第二回路经由入口409耦接到冷却液体供应源。冷却液体经由出口410返回。冷却液体可以是地下水、自来水或另一种液体，其可以是开式回路中的液体或封闭或半封闭的液体回路中的循环液体。冷却液体流的流量或温度可由温度控制器413控制。
在一些实施例中，第二热交换器路径412被耦接以将热量供应到加热器402和404中的一个或两个。然后，加热器402和404中的一个或两个可具有除其电加热器装置之外的热交换器回路或作为其替代方案。
在一些实施例中，安装气体-气体热交换器(未示出)以从压缩机113和分离器109之间的压缩气体中提取热量，并且将热量传递达到分离器109和气体排放器103、104之间的压缩气体。在其一些方面，气体-气体热交换器耦接到压缩气体管路407，以从其中的压缩气体中提取热量。
图5示出了干燥器的第三实施例。在该实施例中，干燥器由附图标记500表示。在这里，干燥器包括热泵505。热泵505可以是主动式热泵，其包括驱动热泵回路的压缩机。热泵包括在压缩机113和分离器109之间放置在闭环气体循环系统中的第一热泵气体路径506和第二热泵气体路径507。第二热泵气体路径507在分离器109和气体排放器103；104之间放置在闭环气体循环系统中。热泵被构造成具有热泵回路508，用于从第一热泵气体路径506提取热能并且将热能传递到第二热泵气体路径507。热泵回路使诸如制冷剂的热交换介质循环。
在一些方面，热泵交替地耦接以将热能传递到安装在干燥室501内侧的加热器H1,502。
另选地或除此之外，热泵被耦接以将热能传递到安装在干燥室501内侧的加热器H1,502和第二热泵气体路径507。压缩空气管路509将压缩气体从压缩机113传送到热泵508。
热泵508可由温度控制器(例如上述温度控制器413)控制。
在一些实施例中，干燥器包括布置在干燥室101、401或501与压缩机113之间的冷凝器，以在(潮湿的)气体未被加压时排出来自经由管道114返回的气体(即潮湿气体)的冷凝物。冷凝器在被吸入压缩机之前从气体中排出至少一些冷凝物。然后冷凝器补充分离器109，从待干燥的物品中抽出冷凝物。
图6示出了干燥器的前视图和用于干燥器的门的侧视图。门602的侧视图显示在左侧上，并且干燥器的前视图显示在右侧上。门通过铰链605和606铰接到干燥室601。气体排放器103和104安装在门602中或者附接到门602，其排放出口118位于干燥室601内侧，从而在门关闭时提供在干燥室内排放的供应气体。当门关闭时，其从外侧密封干燥器的内部，并且当打开时，其提供进入干燥室601的入口，用于将物品装载到干燥室中或从干燥室卸载物品。
一个或多个压缩气体软管和压缩气体管(统称为608)将压缩空气供应到气体排放器103和104。
外壳607可容纳冷凝器和压缩机以及干燥器的其他元件。
在一些实施例中，门602被构造成改装到常规的转筒式干燥器或其他类型的干燥器。在一些实施例中，承载气体排放器的单元608被构造成改装到常规的转筒式干燥器门。
图7示出了具有滚筒的干燥器的透视图。在这里，门602被示出为距干燥室601一定距离，以更清楚地示出门602和干燥室601。
在一个实施例中，干燥方法包括：
-将一个或多个物品布置在具有一个或多个门的干燥室101中；401；501，而一个或多个门中的至少一个是打开的；
-关闭干燥室的一个或多个门，以防止大量的环境空气流入；
-压缩经由管道从干燥室返回的气体以提供压缩气体；
-当气体处于压缩状态时，从压缩气体排出冷凝物，以提供压缩的供应气体；
-将压缩的供应气体排放在干燥室内。
该方法建立闭环干燥循环，其中，再循环气体以逐渐从干燥器中的物品去除水分，直到满足标准。该标准可包括例如以下各项中的一个或多个：已经达到足够的湿度；预定的时间段已经过去；或其组合。
一个门或多个门可以是手动型的，例如铰接的或滑动的，或者可以是自动型。在一些方面，该方法包括通过传送机将物品移动到干燥室中，并且通过传送机从干燥器中取出物品。
干燥方法可包括防止环境空气与通过闭环干燥循环再循环的气体混合。该方法可在一个或多个时间段期间连续地执行，诸如在至少一个时段期间，其中持续时间在几分钟到几小时(例如，从2分钟或更短时间到12小时或更长时间)的范围内进行选择。
如上所述，压缩机可经由压缩机入口吸入经由管道114返回的气体。压缩气体可在压缩机出口处供应到压缩气体管、管道路软管或其组合，以将压缩气体传递到气液分离器。
作为第一项，提供了：一种干燥器，包括：干燥室(101)，被耦接以形成用于使气体循环通过干燥室(101)的闭环气体循环系统；其中，闭环气体循环系统使气体再循环，并且包括：压缩机(113)，被耦接以接收来自干燥室(101)的返回气体并且压缩返回气体以提供压缩气体；分离器(109)，放置在气体循环系统中，以用于从气体中排出冷凝物；气体排放器(103；104)，被耦接以接收来自压缩机(113)的压缩气体并且通过排放出口(118)排放压缩气体；其特征为，分离器在压缩机下游且在气体排放器(103；104)的上游放置在闭环气体循环系统中，以接收压缩气体。

Claims (27)

1.一种干燥器(100)，包括：
干燥室(101；601)，被耦接以形成用于使气体循环通过所述干燥室(101；601)的闭环气体循环系统；
其中，所述闭环气体循环系统使气体再循环并且包括：
-压缩机(113)，被耦接以接收来自所述干燥室(101；601)的返回气体，并且压缩所述返回气体以提供压缩气体；
-分离器(109)，放置在所述闭环气体循环系统中，用于从所述压缩气体中排出冷凝物；
-气体排放器(103；104)，被耦接以接收来自所述压缩机(113)的压缩气体，并且通过排放出口(118)排放所述压缩气体至所述干燥室(101；601)；
其特征在于：
所述分离器在所述压缩机的下游放置在所述闭环气体循环系统中，以接收来自所述压缩机的压缩气体，并且所述分离器在所述气体排放器(103；104)的上游。
2.根据权利要求1所述的干燥器，其中，所述气体排放器(103；104)的排放出口(118)布置在所述干燥室(101)的内侧，以提供排放在所述干燥室(101)内侧的供应气体。
3.根据前述权利要求中任一项所述的干燥器，其中，所述气体排放器(103；104)被构造为声音发生器，被耦接以接收压缩气体并且从该压缩气体产生高强度声波(105；106)，在该压缩气体通过所述排放出口(118)排放时该高强度声波在所述干燥室(101)内侧发射。
4.根据权利要求3所述的干燥器，其中，所述声音发生器是静态警报器，所述静态警报器在由所述压缩气体驱动时产生高强度声音。
5.根据权利要求4所述的干燥器，其中，所述静态警报器是哈特曼声波发生器或Lavavasseur哨子。
6.根据权利要求1所述的干燥器，其中，所述分离器是气/液分离器。
7.根据权利要求1所述的干燥器，其中，所述压缩机包括第一移位构件，所述第一移位构件通过其旋转或往复运动而压缩经由压缩机气体进口供应的气体，并且通过与旋转或往复运动的定子或第二移位构件相互作用，以将一体积的气体压缩成经由压缩机气体出口供应的压缩气体。
8.根据权利要求1所述的干燥器，其中，所述压缩机(113)被构造成在以下压力下产生所述压缩气体：高于1.5巴、或高于1.6巴、或高于2巴、或高于4巴、或高于6巴、或高于8巴。
9.根据权利要求1所述的干燥器，包括热交换器(406)，所述热交换器具有在所述压缩机(113)和所述分离器(109)之间放置在所述闭环气体循环系统中的第一热交换器路径(411)。
10.根据权利要求9所述的干燥器，包括第二热交换器路径(412)，所述第二热交换器路径能操作地耦接以与所述第一热交换器路径交换热量；其中，第二回路耦接到冷却液体供应源。
11.根据权利要求1所述的干燥器，包括安装在所述干燥室内侧并且由温度控制器能操作地控制的第一加热器(402)，以将所述干燥室内侧的温度保持在设定温度下或设定温度范围内。
12.根据权利要求1所述的干燥器，包括安装在所述分离器(109)的下游和所述气体排放器(103；104)的上游的位置处的第二加热器(404)，以加热从所述分离器流到所述气体排放器(103；104)的压缩空气，并且由温度控制器能操作地控制，以将所述干燥室内侧的温度保持在设定温度处或温度范围内。
13.根据权利要求1所述的干燥器，包括：热泵(505)，具有：
第一热泵气体路径(506)，在所述压缩机(113)和所述分离器(109)之间放置在所述闭环气体循环系统中；以及
第二热泵气体路径(507)，在所述分离器(109)和所述气体排放器(103；104)之间放置在所述闭环气体循环系统中；
其中，所述热泵(505)被构造成具有热泵回路(508)，用于从所述第一热泵气体路径(506)提取热能并且将该热能传递到所述第二热泵气体路径(507)。
14.根据权利要求1所述的干燥器，包括门(602)，所述门在关闭时从外侧密封所述干燥室(601)的内部，并且在所述门打开时提供进入所述干燥室(601)的入口，用于将物品装载到所述干燥室中或者从所述干燥室卸载物品；
其中，所述气体排放器(103；104)安装在所述门(602)中或者附接到所述门，所述气体排放器的排放出口(118)位于所述干燥室(601)的内侧，从而在所述门关闭时提供在所述干燥器(100)内排放的供应气体。
15.根据权利要求1所述的干燥器，其中，所述干燥室容纳电动滚筒。
16.一种用于根据权利要求1所述的干燥器的门(602)，用于在关闭时从外侧密封所述干燥器的内部，并且在打开时提供进入所述干燥室(601)的入口，用于将物品装载到所述干燥室中或者从所述干燥室卸载物品；
其中，当所述门关闭时，气体排放器(103；104)安装在所述门(602)中或者附接到所述门，所述气体排放器的排放出口(118)位于所述干燥室(601)的内侧，以提供在所述干燥器(100)内排放的供应气体。
17.一种操作根据权利要求1至15中任一项所述的干燥器(100)的方法，包括操作所述压缩机(113)以在以下压力下产生压缩气体：高于1.5巴、或高于1.6巴、或高于2巴、或高于4巴、或高于6巴、或高于8巴。
18.根据权利要求17所述的操作干燥器(100)的方法，其中，所述干燥室(101；601)的内侧的温度保持在低于50摄氏度、或低于42摄氏度、或低于37摄氏度的温度。
19.一种操作根据权利要求1至15中任一项所述的干燥器(100)的方法，包括操作所述压缩机(113)以产生大于130dB、或大于133dB、或大于136dB、或大于139dB的声压。
20.一种干燥方法，包括：
-使用压缩机(113)压缩经由管道(114)从干燥室(101)返回的气体，以提供压缩气体，所述干燥室(101)被耦接以形成用于使气体循环通过所述干燥室(101)的闭环气体循环系统；
-在气体处于压缩状态时，使用分离器(109)从压缩气体排出冷凝物，以提供压缩的供应气体，所述分离器(109)在所述压缩机的下游放置在所述闭环气体循环系统中；
-将所述压缩的供应气体通过气体排放器(103；104)的排放出口(118)排放所述干燥室的内侧，所述气体排放器(103；104)被耦接以接收来自所述压缩机(113)的压缩气体，并且在所述分离器的下游放置在所述闭环气体循环系统中；以及
在所述闭环气体循环系统中再循环所述气体。
21.根据权利要求20所述的干燥方法，其中，在以下压力下产生所述压缩气体：高于1.5巴、或高于1.6巴、或高于2巴、或高于4巴、或高于6巴、或高于8巴。
22.根据权利要求20或21所述的干燥方法，其中，所述干燥室(101)内侧的温度保持在低于50摄氏度、或低于42摄氏度、或低于37摄氏度的温度。
23.根据权利要求20所述的干燥方法，包括：在所述干燥室(101)的内侧产生大于130dB、或大于133dB、或大于136dB、或大于139dB的声压。
24.根据权利要求20至23中任一项所述的干燥方法在干燥食品中的应用。
25.根据权利要求20至23中任一项所述的干燥方法在干燥药物物质、药物化合物、药物成分、药物产品、或药物中间产品中的应用。
26.根据权利要求1至15中任一项所述的干燥器的使用方法，以用于干燥药物物质、化合物、成分、产品、或中间产品。
27.根据权利要求1至15中任一项所述的干燥器的使用方法，以用于干燥食品。
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