CN110108106A - 一种连续式自动烘干装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种连续式自动烘干装置及方法，属于加热烘干技术领域。该装置包括配料部分、收集部分、烘干主体部分、加热部分、控制部分，配料部分包括上料传送带和进口流量调节板，收集部分包括下料传送带和成品收集袋，烘干主体部分包括烘干滚筒和密封箱，加热部分包括加热源、输送管路、循环系统和排湿系统，控制部分包括检测单元、驱动单元和控制单元，待烘干原料由配料部分传送至烘干主体部分，通过控制部分的实时控制，加热部分进行烘干，烘干后的物料通过收集部分进行收集。本发明能够有效解决采用现有烘干装置在烘干过程中对烘干原材料进行动态翻料的需求，能够有效提高整体烘干效果和单位时间产出率。

Description

一种连续式自动烘干装置及方法
技术领域
本发明涉及加热烘干技术领域，特别是指一种连续式自动烘干装置及方法。
背景技术
烘干装置广泛使用于蔬菜、水果、中药、农副产品等干燥处理中，常用的为网带式烘干机，它是将所要处理的物料通过适当的铺料机构，如布料器、摆动带、粉碎机或造粒机等分布在输送带上，输送带通过一个或几个加热单元组成的通道，主要加热方式可以有电加热、蒸汽加热、热风加热，每个加热单元均配有空气加热和循环系统，每一个通道有一个或几个排湿系统，在输送带通过时，热空气从上往下或从下往上通过输送带上的物料，从而使物料能均匀干燥。烘干装置一般对大批量、连续式生产有一定要求，为降低加工成本及保证生产过程安全，需要尽量减少人工参与的环节，并尽量提高烘干用热能的使用效率，为此，现有的烘干装置已采用了不少流程化和相对密封的设计，如采用多层连续带式烘干方法，以及热风循环烘箱设计等。据统计，已实际开发、应用的烘干装置大概有100种，但目前大部分烘干装置还无法解决烘干过程中对烘干原材料进行动态翻料的需求，而且对烘干前后体积变化较大的原材料也无法实现随着烘干过程自动堆料合并的处理，在一定程度上影响了烘干效果和烘干设备的单位时间产出率，也不利于整体效率的提高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种连续式自动烘干装置及方法，通过与自动配料与自动收集环节的配合，装置可以实现无人工干预连续高效的全自动烘干控制。
该装置包括配料部分、收集部分、烘干主体部分、加热部分和控制部分，配料部分包括上料传送带和进口流量调节板，收集部分包括下料传送带和成品收集袋，烘干主体部分包括烘干滚筒和密封箱，加热部分包括加热源、输送管路、循环系统和排湿系统，控制部分包括检测单元、驱动单元和控制单元，密封箱分为前密封箱和后密封箱，分别位于烘干滚筒的前后两端，上料传送带末端设置进口流量调节板，进口流量调节板连接在前密封箱上，后密封箱连接下料传送带，下料传送带下设成品收集袋，烘干滚筒外部连接输送管路和排湿系统，输送管路和循环系统连接加热源，加热源通过输送管路和循环系统将热量输送给烘干滚筒。
其中，上料传送带采用履带形式，由带有减速机的上料电机驱动。进口流量挡板安装在上料传送带的尾部上方，可以通过调节进口流量挡板的高度来实现不同烘干原材料单位时间进入烘干主体部分的上料高度，从而控制上料量。
收集部分实现烘干后原材料的自动收集，主要包括下料传送带、成品收集袋等，也可以考虑与自动打包装置或后续加工流程对接。
烘干滚筒为圆柱体筒状结构，表面设有通风网孔，烘干滚筒为采用表面带有用于加热通风网孔的不锈钢板焊接而成，也可以由本身具有网带的材料焊接为圆柱体筒状结构。烘干滚筒内壁焊接连续的能够推动待烘干物料向前运动的螺旋式输送板，螺旋式输送板的螺距按照从入口方向到出口方向顺序逐渐减小，烘干滚筒内根据烘干分段需要设置不同的烘干区，各烘干区之间采用固定式挡板隔离，固定式挡板的安装位置以及外径以不干涉螺旋式输送板传输物料的高度为准。
烘干滚筒的圆柱体结构设计为按照上下或左右两部分进行开闭的结构，烘干滚筒关闭时内部的螺旋式输送板和固定式挡板对称位置闭合，实现自动烘干功能；烘干滚筒打开时，上下或左右两部分实现分离，方便内部检查清理。
前后密封箱主要实现烘干滚筒与配料部分、收集部分的连接功能，起到过渡、密封的作用，其中前密封箱与配料部分连接，后密封箱与收集部分连接，前后密封箱中的烘干滚筒螺旋状输送板分别与上料传送带和下料传送带对接。
加热部分可以通过电加热、蒸汽加热、热风加热等加热源为原料的加速烘干提供热能，加热后的空气通过密闭输送管道送至烘干滚筒的下部，根据烘干滚筒内的分区设置情况可以采用独立的加热源或通过阀门调节不同烘干区的加热能力。烘干滚筒上部设置热风循环系统和排湿系统，以保证烘干后热量的再利用。
输送管路设置在烘干滚筒的下部，输送管路上设置阀门。
检测单元包括安装在输送管路中的温度检测器、安装在烘干滚筒内各烘干区的外部上方的温度检测器和湿度检测器、安装在成品收集袋的称重计和物料高度计。
驱动单元主要完成滚筒以及上料传送带和下料传送带的驱动控制，以及用于各烘干区热风量调节的阀门开度调整机构，包括滚筒驱动单元、上料传送带驱动单元和下料传送带驱动单元，其中，滚筒驱动单元为带动烘干滚筒进行沿圆柱体轴线方向旋转的机构，由减速机、电机、调速控制装置构成。
控制单元根据不同原料对烘干成品的需求，以及获取到的滚筒内不同烘干区的实时温度和湿度和成品收集袋中称重计和物料高度计数据位置，实时调节烘干滚筒的旋转速度、各个烘干区的加热能力。
采用该连续式自动烘干装置的方法，包括步骤如下：
S1：将处理干净的待烘干物料连续批量地放置在上料传送带上，由上料电机通过上料传送带的履带将物料向烘干滚筒内进行输送；
S2：根据物料的外形和烘干要求，对进口流量调节板的高度进行调整，使物料相对平整有序地进行输入，并使单位时间进入烘干滚筒的原料总量与设计装置的最大加工能力和最优工作点相匹配；
S3：物料通过密封箱内烘干滚筒转动和螺旋式输送板前推作用连续地向烘干滚筒内传送，物料进入烘干滚筒内，受到滚筒的整体转动以及螺旋式输送板的自然分割，实现动态翻滚前行运动，同时受到通过烘干滚筒下部通风网孔吹入热风的加热进行烘干，烘干后的热风经烘干滚筒上部通风网孔进入热风循环系统和排湿系统；
S4：烘干物料逐步经过不同的烘干区，各个烘干区内根据检测的实时温湿度数据对相应区域加热能力进行动态调节，由于烘干滚筒内的螺旋状不锈钢输送板的螺距是按照从前向后方向顺序逐渐减小，从前向后逐步烘干后的原料体积缩小就会自然获得堆料合并，最后送入后密封箱并放置到收集部分的下料传送带上；
S5：通过成品收集袋进行成品收集，控制部分实时监测成品收集袋的称重计和物料高度计数据，依据不同物料的烘干后容积质量比评估烘干效果，并通过实时调整烘干滚筒的转速实现闭环调节，确保满足烘干效果。
其中，S1中物料包括蔬菜、水果、中药、农副产品等。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：
上述方案中，能够有效解决采用现有烘干装置在烘干过程中对烘干原材料进行动态翻料的需求，而且对烘干前后体积变化较大的原材料能够实现随着烘干过程进行自动堆料合并，通过无人化的连续进出料设计，以及实时监测和动态控制实现了对不同原料烘干过程的自动适应，能够有效提高整体烘干效果和单位时间产出率。
附图说明
图1为本发明的连续式自动烘干装置结构示意图；
图2为本发明的烘干滚筒剖视图；
图3为本发明的控制信号交互示意图；
图4为本发明的控制部分流程图。
其中：1-上料传送带；2-进口流量调节板；3-烘干滚筒；4-通风网孔；5-加热源；6-输送管路；7-循环系统；8-排湿系统；9-密封箱；10-下料传送带；11-成品收集袋；31-螺旋式输送板；32-固定式挡板。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明提供一种连续式自动烘干装置及方法。
如图1所示，该装置包括配料部分、收集部分、烘干主体部分、加热部分和控制部分，配料部分包括上料传送带1和进口流量调节板2，收集部分包括下料传送带10和成品收集袋11，烘干主体部分包括烘干滚筒3和密封箱9，加热部分包括加热源5、输送管路6、循环系统7和排湿系统8，控制部分包括检测单元、驱动单元和控制单元，密封箱9分为前密封箱和后密封箱，分别位于烘干滚筒3的前后两端，上料传送带1末端设置进口流量调节板2，进口流量调节板2连接在前密封箱上，后密封箱连接下料传送带10，下料传送带10下设成品收集袋11，烘干滚筒3外部连接输送管路6和排湿系统8，输送管路6和循环系统7连接加热源5，加热源5通过输送管路6和循环系统7将热量输送给烘干滚筒3。
上料传送带1是由电机驱动的，电机启动后，传送履带上的原材料(蔬菜、水果等)会随着履带的移动向前传送，进行上料工作。上料量的多少是通过上料传送带1尾部的进口流量调节板2控制的，通过调节进口流量调节板2的高度，可以控制单位时间内的上料量。
烘干滚筒3在旋转的过程中可以实现对烘干原材料的动态翻滚，如图2所示，其内壁上焊接了螺旋式输送板31，用于输送烘干材料，密封箱9用于烘干滚筒3与配料部分、收集部分的连接。当原材料经上料传送带1进入烘干滚筒3头部的密封箱9后，在螺旋式输送板31的作用下，将先后进入不同的烘干区。在原材料烘干的过程中，会产生大量的水蒸汽，所以在烘干滚筒3的表面设计了许多通风网孔4，便于水蒸汽的排出。图1中所示的烘干滚筒3为上下两部分可开闭的结构，便于滚筒内部的检查清理。
螺旋式输送板31采用的是不锈钢材料，以一定倾斜角度焊接在烘干滚筒3内壁上，这样在烘干滚筒3旋转时可以输送烘干材料。烘干滚筒3内部从左往右，各个烘干区螺旋式输送板31的螺距逐渐减小，这样的设计可以使得烘干材料在体积缩小的过程中自动实现堆料合并。烘干区之间采用固定式挡板32进行隔离，固定式挡板32的外径以不干涉螺旋式输送板31所传输烘干材料的高度为准，这样可以保证在当前烘干区任务完成后将烘干材料输送到下一烘干区。
加热部分工作时，加热源5处加热后的空气是通过密闭的输送管路6送至烘干滚筒3下部的，对于不同的烘干区有相对应的阀门来调节其加热能力。在对原材料进行烘干后，多余的热量可通过循环系统7进行再次利用，起到一定的节能效果。
原材料烘干完成后，会在烘干滚筒3内的螺旋式输送板31作用下进入滚筒尾部的密封箱9，最后通过下料传送带10进入成品收集袋11。
图3所示为控制信号交互示意图，主要由检测单元、驱动单元以及控制单元组成。检测单元包括：滚筒各烘干区外部上方温度检测器和湿度检测器，成品收集袋中的称重计和高度计。驱动单元包括：滚筒以及上料传送带和下料传送带的驱动控制，各烘干区热风量调节的阀门开度调整机构。在整个烘干系统工作过程中，控制单元会根据不同烘干原料对烘干成品的要求，以及检测单元获取到的数据对驱动单元进行控制，实现对烘干滚筒的旋转速度和各烘干区的加热能力的调节。
图4所示为控制部分流程图，描述的是烘干系统工作时的控制流程，具体步骤如下：
步骤1：启动系统数据实时监测；
步骤2：启动上料电机；
步骤3：将需要烘干的原料放置在上料传送带上；
步骤4：调节进口流量调节板，使原料平整有序进入密封箱；
步骤5：转动烘干滚筒，原料开始进入烘干区，同时对各烘干区的原料开始烘干；
步骤6：根据监测数据(各烘干区的温度和湿度，成品收集袋中物料的重量和高度)，实时调节烘干滚筒旋转速度和各烘干区的热风量，确保烘干效果；
步骤7：随着螺旋式输送板的螺距减小，烘干材料自然实现堆料合并，进入密封箱；
步骤8：烘干物料传送进入成品收集袋；
步骤9：判断烘干是否需要结束，如果需要，则执行步骤10，否则执行步骤3；
步骤10：关闭系统，结束烘干。
由上述控制流程可以看出，本发明提供的烘干方法可以实现原料在烘干过程中的动态翻料、自动堆料合并、实时监测、实时调节等功能，提高了原料的烘干效果和烘干效率，具有一定的实际意义。
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，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种连续式自动烘干装置，其特征在于：包括配料部分、收集部分、烘干主体部分、加热部分和控制部分，配料部分包括上料传送带(1)和进口流量调节板(2)，收集部分包括下料传送带(10)和成品收集袋(11)，烘干主体部分包括烘干滚筒(3)和密封箱(9)，加热部分包括加热源(5)、输送管路(6)、循环系统(7)和排湿系统(8)，控制部分包括检测单元、驱动单元和控制单元，密封箱(9)分为前密封箱和后密封箱，分别位于烘干滚筒(3)的前后两端，上料传送带(1)末端设置进口流量调节板(2)，进口流量调节板(2)连接在前密封箱上，后密封箱连接下料传送带(10)，下料传送带(10)下设成品收集袋(11)，烘干滚筒(3)外部连接输送管路(6)和排湿系统(8)，输送管路(6)和循环系统(7)连接加热源(5)，加热源(5)通过输送管路(6)和循环系统(7)将热量输送给烘干滚筒(3)。
2.根据权利要求1所述的连续式自动烘干装置，其特征在于：所述上料传送带(1)采用履带形式，由带有减速机的上料电机驱动。
3.根据权利要求1所述的连续式自动烘干装置，其特征在于：所述烘干滚筒(3)为圆柱体筒状结构，表面设有通风网孔(4)，烘干滚筒(3)内壁焊接连续的能够推动待烘干物料向前运动的螺旋式输送板(31)，螺旋式输送板(31)的螺距按照从入口方向到出口方向顺序逐渐减小，烘干滚筒(3)内根据烘干分段需要设置不同的烘干区，各烘干区之间采用固定式挡板(32)隔离，固定式挡板(32)的安装位置以及外径以不干涉螺旋式输送板(31)传输物料的高度为准。
4.根据权利要求3所述的连续式自动烘干装置，其特征在于：所述烘干滚筒(3)的圆柱体结构设计为按照上下或左右两部分进行开闭的结构，烘干滚筒(3)关闭时内部的螺旋式输送板(31)和固定式挡板(31)对称位置闭合，实现自动烘干功能；烘干滚筒(3)打开时，上下或左右两部分实现分离，方便内部检查清理。
5.根据权利要求1所述的连续式自动烘干装置，其特征在于：所述输送管路(6)设置在烘干滚筒(3)的下部，输送管路(6)上设置阀门。
6.根据权利要求1所述的连续式自动烘干装置，其特征在于：所述检测单元包括安装在输送管路(6)中的温度检测器、安装在烘干滚筒(3)内各烘干区的外部上方的温度检测器和湿度检测器、安装在成品收集袋(11)的称重计和物料高度计。
7.根据权利要求1所述的连续式自动烘干装置，其特征在于：所述驱动单元包括滚筒驱动单元、上料传送带驱动单元和下料传送带驱动单元，其中，滚筒驱动单元为带动烘干滚筒进行沿圆柱体轴线方向旋转的机构，由减速机、电机、调速控制装置构成。
8.采用权利要求1所述的连续式自动烘干装置的方法，其特征在于：包括步骤如下：
S1：将处理干净的待烘干物料连续批量地放置在上料传送带(1)上，由上料电机通过上料传送带(1)的履带将物料向烘干滚筒(3)内进行输送；
S2：根据物料的外形和烘干要求，对进口流量调节板(2)的高度进行调整，使物料相对平整有序地进行输入；
S3：物料通过密封箱内烘干滚筒(3)转动和螺旋式输送板(31)前推作用连续地向烘干滚筒(3)内传送，物料进入烘干滚筒(3)内，受到滚筒的整体转动以及螺旋式输送板的自然分割，实现动态翻滚前行运动，同时受到通过烘干滚筒(3)下部通风网孔(4)吹入热风的加热进行烘干，烘干后的热风经烘干滚筒(3)上部通风网孔(4)进入热风循环系统(7)和排湿系统(8)；
S4：烘干物料逐步经过不同的烘干区，各个烘干区内根据检测的实时温湿度数据对相应区域加热能力进行动态调节，烘干后的物料最后送入后密封箱并放置到收集部分的下料传送带(10)上；
S5：通过成品收集袋(11)进行成品收集，控制部分实时监测成品收集袋(11)的称重计和物料高度计数据，依据不同物料的烘干后容积质量比评估烘干效果，并通过实时调整烘干滚筒的转速实现闭环调节，确保满足烘干效果。
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