CN110906725A - 分段式送料连续低压过热蒸汽干燥设备及干燥方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种分段式送料连续低压过热蒸汽干燥设备，其特征在于：它包括水环真空泵、冷凝器、干燥室、冷凝水存储器、料仓、蒸汽发生器、前置密封运输管组件、蒸汽分配器、后置密封运输管组件和风干传动带机构；本发明提出在干燥室前后设置带液体动态密封的物料输送系统，并增加了后处理环节，实现低压过热蒸汽干燥物料的连续性，降低批次干燥过程中抽真空、放压过程中热能和介质的损耗。

Description

分段式送料连续低压过热蒸汽干燥设备及干燥方法
技术领域
本发明涉及农用机械技术领域，具体地指一种分段式送料连续低压过热蒸汽干燥设备及干燥方法。
背景技术
由于中药材、果蔬、海产品等物料需要干燥处理，才能长时间储藏与运输。当前主流的干燥方式为低温热风烘干、真空干燥、冷冻干燥等，低温热风干燥导致物料表面氧化影响品质，真空干燥、冷冻干燥存在干燥成本高等问题。低压过热蒸汽在低压状态下温度较低，利用这一特性将低压过热蒸汽作为干燥介质干燥物料，能保证物料的干燥品质，并降低能耗，低压过热蒸汽设备目前受限于干燥室的容量，多为批次干燥，这极大影响了生产效率。
发明内容
本发明的目的就是要提出一种分段式送料连续低压过热蒸汽干燥设备及干燥方法，本发明提出在干燥室前后设置带液体动态密封的物料输送系统，并增加了后处理环节，实现低压过热蒸汽干燥物料的连续性，降低批次干燥过程中抽真空、放压过程中热能和介质的损耗。
为实现此目的，本发明所设计的一种分段式送料连续低压过热蒸汽干燥设备，其特征在于：它包括水环真空泵、冷凝器、干燥室、冷凝水存储器、料仓、蒸汽发生器、前置密封运输管组件、蒸汽分配器、后置密封运输管组件和风干传动带机构，其中，水环真空泵用于对冷凝器输出的不凝气和冷凝水提供压力，使未冷却形成液态水的蒸汽排入大气，并将冷凝水存入冷凝水存储器，蒸汽发生器用于将冷凝水存储器中的冷凝水输送到干燥室底部的蒸汽分配器中，蒸汽分配器用于在干燥室内输出过热蒸汽，干燥室的蒸汽输出端用于将吸收了物料中水分的过热蒸汽输送到冷凝器；
前置密封运输管组件和后置密封运输管组件结构相同，均包括前段物料输送管、后段物料输送管、前段输送轴、后段输送轴、第一驱动电机和第二驱动电机，所述前段物料输送管的上端连通料仓，后段物料输送管的底端与前段物料输送管下段的侧壁连通，前段输送轴通过轴承座安装在前段物料输送管内，第一驱动电机通过变速箱驱动前段输送轴在前段物料输送管内转动，后段输送轴通过轴承座安装在后段物料输送管内，第二驱动电机通过变速箱驱动后段输送轴在后段物料输送管内转动，前段输送轴和后段输送轴上均设有螺旋叶片，前段物料输送管和后段物料输送管内能灌入密封液；
所述干燥室内安装有传送带机构，传送带机构位于蒸汽分配器的上方，前置密封运输管组件的后段物料输送管的顶部出料端位于传送带机构输入端的上方，后置密封运输管组件的料仓位于传送带机构输出端的下方，前置密封运输管组件的料仓位于干燥室外部，后置密封运输管组件的后段物料输送管的顶部出料端也位于干燥室外部，所述风干传动带机构位于后置密封运输管组件的后段物料输送管的顶部出料端下方。
一种利用上述设备进行干燥的方法，它包括如下步骤：
步骤1：启动蒸汽发生器产生过热蒸汽，过热蒸汽通过蒸汽分配器，充入干燥室将氧气通过前置密封运输管组件和后置密封运输管组件排出；
步骤2：在前置密封运输管组件和后置密封运输管组件的前段物料输送管和后段物料输送管中灌入密封液；
步骤3：启动压力泵使干燥室内的压力降低，小于外界大气压，直至达到预设的气压值；
步骤4：启动前置密封运输管组件的第一驱动电机和第二驱动电机，第一驱动电机的输出轴通过变速箱驱动前段输送轴在前段物料输送管内转动，第二驱动电机的输出轴通过变速箱驱动后段输送轴在后段物料输送管内转动；
步骤5：将物料放入前置密封运输管组件的料仓中，物料在前置密封运输管组件的前段输送轴的螺旋叶片旋转带动下，与密封液混合后运送到前段物料输送管的拐点处，然后，物料在前置密封运输管组件的后段输送轴的螺旋叶片旋转带动下从后段物料输送管的顶部出料端输出并落到传送带机构的输入端；
步骤6：启动热风机产生热气流，使干燥室内形成热气流的循环流动，物料从传送带机构的输入端运输到输出端的过程中，过热蒸汽的热气流对物料进行干燥，在干燥过程中，过热蒸汽的热气流将物料内的水分吸出后，热气流重回热风机，携带水分的蒸汽从蒸汽上导管导出，进入冷凝器，冷凝器内的冷凝管内通有冷却水，冷凝器把蒸汽变成液态水，水环真空泵对冷凝器输出的不凝气和冷凝水提供压力，使未冷却形成液态水的蒸汽排入大气，并将冷凝水存入冷凝水存储器，蒸汽发生器产生过热蒸汽，过热蒸汽通过蒸汽分配器充入干燥室形成过热蒸汽干燥循环；
步骤7：传送带机构的输出端将干燥室内干燥后的物料运送到后置密封运输管组件的料仓中，物料在后置密封运输管组件的前段输送轴的螺旋叶片旋转带动下，与密封液混合后运送到前段物料输送管的拐点处，然后，物料在后置密封运输管组件的后段输送轴的螺旋叶片旋转带动下从后段物料输送管的顶部出料端输出并落到风干传动带机构上；
步骤8：传动带机构上的物料通过风机进行二次干燥，使得物料表面的密封液被风干。
本发明具有如下有益效果：
1、本发明分段式低压过热蒸汽干燥设备中采用了螺旋运输机组件，实现了分段式送出料不用停机和重新创造低压高温环境，只要根据不同的物料，调整压力温度和螺旋运输机的启动频率，就可以实现干燥，每一次送出的物料都能实现等量和干燥情况相同。
2、本发明中采用前后置动态密封装置内存在密封液，使得干燥室内温度与压力不变，也可以防止氧气再次进入烘干室，使物料被氧化。
3、本发明运用低压过热蒸汽，为了缩短物料干燥时间，实现快速干燥，减少物料在干燥过程中，防止其有效成分丢失，提高产品的质量。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的密封运输管组件的放大结构示意图。
其中、1—水环真空泵、2—不凝气和冷凝水、3—冷凝器、4—蒸汽上导管、5—干燥室、6—冷凝水存储器、7—料仓、8—过滤器、9—蒸汽发生器、10—蒸汽下导管、11—前置密封运输管组件、12—电动机、13—皮带、14—蒸汽分配器、15—密封液、16—变速箱、17—第一驱动电机、18—热风机、19—后置密封运输管组件、20—风干传动带机构、21—传送带机构、22—压力泵、23—螺旋叶片、24—前段输送轴、25—前段物料输送管、26—轴承座、27—后段输送轴、28—第二驱动电机、29—后段物料输送管。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明：
如图1和图2所示的分段式送料连续低压过热蒸汽干燥设备，它包括水环真空泵1、冷凝器3、干燥室5、冷凝水存储器6、料仓7、蒸汽发生器9、前置密封运输管组件11、蒸汽分配器14、后置密封运输管组件19和风干传动带机构20，其中，水环真空泵1用于对冷凝器3输出的不凝气和冷凝水2提供压力，使未冷却形成液态水的蒸汽排入大气，并将冷凝水存入冷凝水存储器6，蒸汽发生器9用于将冷凝水存储器6中的冷凝水输送到干燥室5底部的蒸汽分配器14中，蒸汽分配器14用于在干燥室5内输出过热蒸汽，干燥室5的蒸汽输出端用于将吸收了物料中水分的过热蒸汽输送到冷凝器3；
前置密封运输管组件11和后置密封运输管组件19结构相同，均包括前段物料输送管25、后段物料输送管29、前段输送轴24、后段输送轴27、第一驱动电机17和第二驱动电机28，所述前段物料输送管25的上端连通料仓7，后段物料输送管29的底端与前段物料输送管25下段的侧壁连通，前段输送轴24通过轴承座26安装在前段物料输送管25内，第一驱动电机17通过变速箱16驱动前段输送轴24在前段物料输送管25内转动，后段输送轴27通过轴承座26安装在后段物料输送管29内，第二驱动电机28通过变速箱16驱动后段输送轴27在后段物料输送管29内转动，前段输送轴24和后段输送轴27上均设有螺旋叶片23，前段物料输送管25和后段物料输送管29内能灌入密封液15，密封液选用水；
所述干燥室5内安装有传送带机构21，传送带机构21位于蒸汽分配器14的上方，前置密封运输管组件11的后段物料输送管29的顶部出料端位于传送带机构21输入端的上方，后置密封运输管组件19的料仓7位于传送带机构21输出端的下方，前置密封运输管组件11的料仓7位于干燥室5外部，后置密封运输管组件19的后段物料输送管29的顶部出料端也位于干燥室5外部，所述风干传动带机构20位于后置密封运输管组件19的后段物料输送管29的顶部出料端下方。前置密封运输管组件11和后置密封运输管组件19均通过对应的支架设置在地面上。
上述技术方案中，所述前段输送轴24与前段物料输送管25下端之间采用旋转密封。
上述技术方案中，所述前置密封运输管组件11的后段物料输送管29与干燥室5侧壁之间进行密封，后置密封运输管组件19的前段物料输送管25与干燥室5侧壁之间进行密封。
传送带机构21由电动机12带动皮带13进行驱动，电动机12位于干燥室5外部，皮带13通过一个干燥室5的密封空腔伸入干燥室5，并驱动传送带机构21的主动轮。
上述技术方案中，所述冷凝水存储器6与蒸汽发生器9之间的管路上设置有过滤器8。
上述技术方案中，所述干燥室5内设置有压力泵22，压力泵22用于使干燥室5内的气压达到预设值，气压降至0.1992×105Pa。
上述技术方案中，所述干燥室5内设置有热风机18，所述热风机18用于产生热气流，使干燥室5内形成热气流的循环流动，使干燥室内产生热风，将物料内的水份析出并带走从蒸汽上导管4排出，再将热气流重新从热风机吹出。
上述技术方案中，所述蒸汽发生器9的输出端与蒸汽分配器14的输入端通过蒸汽下导管10连接。使从下蒸汽导管13充入的过热蒸汽均匀的排出，使过热蒸汽均匀的填充入干燥室内。
上述技术方案中，所述干燥室5的蒸汽输出端通过蒸汽上导管4连接冷凝器3的输入端。
本发明采用螺旋输送机，实现了分段送料、出料，可以保证在干燥过程中，前一批物料未完成干燥，后一批物料不会进入干燥室，防止物料堆叠；如图1，本发明运用螺旋输送机，节约了成本与占地空间；本发明运用蒸汽干燥，可以避免干燥室内的处于无氧环境，防止物料被氧化，影响其品质；本发明运用低压过热蒸汽来干燥物料，降低压力使物料内水分蒸发的温度降低，可以在40℃～60℃之间的环境完成干燥，不会对热敏性物料产生影响。
一种利用上述设备进行干燥的方法，它包括如下步骤：
步骤1：启动蒸汽发生器9产生过热蒸汽，过热蒸汽通过蒸汽分配器14，充入干燥室5将氧气通过前置密封运输管组件11和后置密封运输管组件19排出；
步骤2：在前置密封运输管组件11和后置密封运输管组件19的前段物料输送管25和后段物料输送管29中灌入密封液15，既能防止氧气再次进入干燥室5，也能起到使干燥室5气压不变的作用；
步骤3：启动压力泵22使干燥室5内的压力降低，小于外界大气压，直至达到预设的气压值；
步骤4：启动前置密封运输管组件11的第一驱动电机17和第二驱动电机28，第一驱动电机17的输出轴通过变速箱16驱动前段输送轴24在前段物料输送管25内转动，第二驱动电机28的输出轴通过变速箱16驱动后段输送轴27在后段物料输送管29内转动；
步骤5：将物料放入前置密封运输管组件11的料仓7中，物料在前置密封运输管组件11的前段输送轴24的螺旋叶片23旋转带动下，与密封液15混合后运送到前段物料输送管25的拐点处，然后，物料在前置密封运输管组件11的后段输送轴27的螺旋叶片23旋转带动下从后段物料输送管29的顶部出料端输出并落到传送带机构21的输入端；
步骤6：启动热风机18产生热气流，使干燥室5内形成热气流的循环流动，物料从传送带机构21的输入端运输到输出端的过程中，过热蒸汽的热气流对物料进行干燥，在干燥过程中，过热蒸汽的热气流将物料内的水分吸出后，热气流重回热风机18，携带水分的蒸汽从蒸汽上导管4导出，进入冷凝器3，冷凝器3内的冷凝管内通有冷却水，冷凝器3把蒸汽变成液态水，水环真空泵1对冷凝器3输出的不凝气和冷凝水2提供压力，使未冷却形成液态水的蒸汽排入大气，并将冷凝水2存入冷凝水存储器6，蒸汽发生器9产生过热蒸汽，过热蒸汽通过蒸汽分配器14充入干燥室5形成过热蒸汽干燥循环；
步骤7：传送带机构21的输出端将干燥室5内干燥后的物料运送到后置密封运输管组件19的料仓7中，物料在后置密封运输管组件19的前段输送轴24的螺旋叶片23旋转带动下，与密封液15混合后运送到前段物料输送管25的拐点处，然后，物料在后置密封运输管组件19的后段输送轴27的螺旋叶片23旋转带动下从后段物料输送管29的顶部出料端输出并落到风干传动带机构20上；
步骤8：传动带机构20上的物料通过风机进行二次干燥，使得物料表面的密封液15被风干。
步骤9：干燥结束后，第一驱动电机17和第二驱动电机28停机，使干燥室5升压到大气压，再排空前置密封运输管组件11和后置密封运输管组件19中的密封液15。
本发明采用液体动态密封的螺旋输送系统，保证干燥室中的压力和过热蒸汽温度稳定的同时，物料可以分段的送入干燥室，防止干燥室内干燥未完成使物料堆积。
本发明中干燥室左右两侧各自安装有螺旋输送系统，里面充有密封液，因此本发明不会造成物料在密封液内浸泡时间过长，缩短干燥时间，减少热敏性物料的品质下降。
本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种分段式送料连续低压过热蒸汽干燥设备，其特征在于：它包括水环真空泵(1)、冷凝器(3)、干燥室(5)、冷凝水存储器(6)、料仓(7)、蒸汽发生器(9)、前置密封运输管组件(11)、蒸汽分配器(14)、后置密封运输管组件(19)和风干传动带机构(20)，其中，水环真空泵(1)用于对冷凝器(3)输出的不凝气和冷凝水(2)提供压力，使未冷却形成液态水的蒸汽排入大气，并将冷凝水存入冷凝水存储器(6)，蒸汽发生器(9)用于将冷凝水存储器(6)中的冷凝水输送到干燥室(5)底部的蒸汽分配器(14)中，蒸汽分配器(14)用于在干燥室(5)内输出过热蒸汽，干燥室(5)的蒸汽输出端用于将吸收了物料中水分的过热蒸汽输送到冷凝器(3)；
前置密封运输管组件(11)和后置密封运输管组件(19)结构相同，均包括前段物料输送管(25)、后段物料输送管(29)、前段输送轴(24)、后段输送轴(27)、第一驱动电机(17)和第二驱动电机(28)，所述前段物料输送管(25)的上端连通料仓(7)，后段物料输送管(29)的底端与前段物料输送管(25)下段的侧壁连通，前段输送轴(24)通过轴承座(26)安装在前段物料输送管(25)内，第一驱动电机(17)通过变速箱(16)驱动前段输送轴(24)在前段物料输送管(25)内转动，后段输送轴(27)通过轴承座(26)安装在后段物料输送管(29)内，第二驱动电机(28)通过变速箱(16)驱动后段输送轴(27)在后段物料输送管(29)内转动，前段输送轴(24)和后段输送轴(27)上均设有螺旋叶片(23)，前段物料输送管(25)和后段物料输送管(29)内能灌入密封液(15)；
所述干燥室(5)内安装有传送带机构(21)，传送带机构(21)位于蒸汽分配器(14)的上方，前置密封运输管组件(11)的后段物料输送管(29)的顶部出料端位于传送带机构(21)输入端的上方，后置密封运输管组件(19)的料仓(7)位于传送带机构(21)输出端的下方，前置密封运输管组件(11)的料仓(7)位于干燥室(5)外部，后置密封运输管组件(19)的后段物料输送管(29)的顶部出料端也位于干燥室(5)外部，所述风干传动带机构(20)位于后置密封运输管组件(19)的后段物料输送管(29)的顶部出料端下方。
2.根据权利要求1所述的分段式送料连续低压过热蒸汽干燥设备，其特征在于：所述前段输送轴(24)与前段物料输送管(25)下端之间采用旋转密封。
3.根据权利要求1所述的分段式送料连续低压过热蒸汽干燥设备，其特征在于：所述前置密封运输管组件(11)的后段物料输送管(29)与干燥室(5)侧壁之间进行密封，后置密封运输管组件(19)的前段物料输送管(25)与干燥室(5)侧壁之间进行密封。
4.根据权利要求1所述的分段式送料连续低压过热蒸汽干燥设备，其特征在于：所述冷凝水存储器(6)与蒸汽发生器(9)之间的管路上设置有过滤器(8)。
5.根据权利要求1所述的分段式送料连续低压过热蒸汽干燥设备，其特征在于：所述干燥室(5)内设置有压力泵(22)，压力泵(22)用于使干燥室(5)内的气压达到预设值。
6.根据权利要求1所述的分段式送料连续低压过热蒸汽干燥设备，其特征在于：所述干燥室(5)内设置有热风机(18)，所述热风机(18)用于产生热气流，使干燥室(5)内形成热气流的循环流动。
7.根据权利要求1所述的分段式送料连续低压过热蒸汽干燥设备，其特征在于：所述蒸汽发生器(9)的输出端与蒸汽分配器(14)的输入端通过蒸汽下导管(10)连接。
8.根据权利要求1所述的分段式送料连续低压过热蒸汽干燥设备，其特征在于：所述干燥室(5)的蒸汽输出端通过蒸汽上导管(4)连接冷凝器(3)的输入端。
9.一种利用权利要求1所述设备进行干燥的方法，其特征在于，它包括如下步骤：
步骤1：启动蒸汽发生器(9)产生过热蒸汽，过热蒸汽通过蒸汽分配器(14)，充入干燥室(5)将氧气通过前置密封运输管组件(11)和后置密封运输管组件(19)排出；
步骤2：在前置密封运输管组件(11)和后置密封运输管组件(19)的前段物料输送管(25)和后段物料输送管(29)中灌入密封液(15)；
步骤3：启动压力泵(22)使干燥室(5)内的压力降低，小于外界大气压，直至达到预设的气压值；
步骤4：启动前置密封运输管组件(11)的第一驱动电机(17)和第二驱动电机(28)，第一驱动电机(17)的输出轴通过变速箱(16)驱动前段输送轴(24)在前段物料输送管(25)内转动，第二驱动电机(28)的输出轴通过变速箱(16)驱动后段输送轴(27)在后段物料输送管(29)内转动；
步骤5：将物料放入前置密封运输管组件(11)的料仓(7)中，物料在前置密封运输管组件(11)的前段输送轴(24)的螺旋叶片(23)旋转带动下，与密封液(15)混合后运送到前段物料输送管(25)的拐点处，然后，物料在前置密封运输管组件(11)的后段输送轴(27)的螺旋叶片(23)旋转带动下从后段物料输送管(29)的顶部出料端输出并落到传送带机构(21)的输入端；
步骤6：启动热风机(18)产生热气流，使干燥室(5)内形成热气流的循环流动，物料从传送带机构(21)的输入端运输到输出端的过程中，过热蒸汽的热气流对物料进行干燥，在干燥过程中，过热蒸汽的热气流将物料内的水分吸出后，热气流重回热风机(18)，携带水分的蒸汽从蒸汽上导管(4)导出，进入冷凝器(3)，冷凝器(3)内的冷凝管内通有冷却水，冷凝器(3)把蒸汽变成液态水，水环真空泵(1)对冷凝器(3)输出的不凝气和冷凝水(2)提供压力，使未冷却形成液态水的蒸汽排入大气，并将冷凝水(2)存入冷凝水存储器(6)，蒸汽发生器(9)产生过热蒸汽，过热蒸汽通过蒸汽分配器(14)充入干燥室(5)形成过热蒸汽干燥循环；
步骤7：传送带机构(21)的输出端将干燥室(5)内干燥后的物料运送到后置密封运输管组件(19)的料仓(7)中，物料在后置密封运输管组件(19)的前段输送轴(24)的螺旋叶片(23)旋转带动下，与密封液(15)混合后运送到前段物料输送管(25)的拐点处，然后，物料在后置密封运输管组件(19)的后段输送轴(27)的螺旋叶片(23)旋转带动下从后段物料输送管(29)的顶部出料端输出并落到风干传动带机构(20)上；
步骤8：传动带机构(20)上的物料通过风机进行二次干燥，使得物料表面的密封液(15)被风干。
10.根据步骤9所述的干燥的方法，其特征在于：所述步骤8后还包括步骤9：干燥结束后，第一驱动电机(17)和第二驱动电机(28)停机，使干燥室(5)升压到大气压，再排空前置密封运输管组件(11)和后置密封运输管组件(19)中的密封液(15)。
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