CN110953853B - 一种物料干燥方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种物料干燥方法和装置，其中物料干燥方法包括步骤：S1、待干燥物料呈卷筒状设置；S2、利用高压迫使干燥气体沿卷筒的径向流过待干燥物料。本发明可有效解决了卷状物料干燥时间长与干燥不均匀问题。本发明大大提高了卷状物料干燥时的生产效率与成材率，干燥周期大大缩短，生产效率可提高35％。

Description

一种物料干燥方法和装置

技术领域

本发明涉及物料干燥技术领域，尤其是涉及一种物料干燥方法和装置。

背景技术

目前，在物料生产过程中，需采取一定的干燥方法干燥湿物料。相关技术中，常用的方法有：常压干燥与超临界干燥。

第一种，采用常压干燥法，参照图1所示，干燥气体主要从物料与釜壁之间流过，干燥气体与被干燥物料之间的换热效率极低，必然存在干燥不良或缓慢区域7。因此，该方法存在如下缺陷：具有干燥时间长、生产效率低、生产成本高。

第二种，采用超临界干燥法，参照图2所示，高压二氧化碳干燥气体主要从物料与釜壁之间、物料中心立管处流过，一部分二氧化碳介质进入物料周边松散部位后流出，干燥气体与被干燥物料之间的置换效率偏低，也存在干燥不良或缓慢区域7。因此，该方法存在如下缺陷：干燥时间较长，生产效率较低。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种物料干燥方法和装置，以解决现有技术中存在的干燥时间长、产品技术指标不均匀的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种物料干燥方法，包括如下步骤：

S1、待干燥物料呈卷筒状设置；

S2、利用高压迫使干燥气体沿卷筒的径向流过待干燥物料。

进一步地，在卷筒的轴向上、以及从卷筒中部向其两端延伸方向上，干燥气体的压力值逐渐减小。

进一步地，在所述卷筒的轴向上，所述干燥气体的压力值呈正态分布。

进一步地，在所述卷筒的径向上，所述卷筒内外两侧的压力差为0.5-5MPa。

进一步地，该方法还包括：利用干燥釜的备用进气口，在干燥前期先行投入，以保持待干燥物料在干燥釜内压差稳定。

进一步地，所述待干燥物料为气凝胶玻纤毡。

另外，本发明还提供的一种物料干燥装置，其包括：干燥釜以及设置于所述干燥釜内的中心高压干燥装置；所述中心高压干燥装置包括：套筒和通气连接件，所述套筒的外周表面分布有多个通气孔，所述套筒的一端连接于所述通气连接件；(卷筒类的)待干燥物料绕在所述套筒上，干燥气体经通气连接件流入所述套筒内，干燥气体自通气孔流出后沿所述套筒径向流过待干燥物料，进而实现对待干燥物料的干燥处理。

进一步地，在所述套筒的轴向上，单位长度上所述通气孔的截面积之和为单位通气面积；

所述套筒的轴向上以及从套筒中部向其两端延伸方向上，单位通气面积逐渐减小。

进一步地，在所述套筒的轴向上，所述单位通气面积呈正态分布。

进一步地，在所述套筒的轴向上以及从套筒中部向其两端延伸方向上，所述单位通气面积的分布满足如下公式：

其中，f(x)为单位通气面积分布函数；

设套筒轴向上的中心点为原点，x为从套筒中部向其两端延伸的坐标值；

π为圆周率；σ与待干燥物料的宽度L有关，满足且σ为0.1L～0.3L。

更为优选地，

进一步地，所述套筒上各个通气孔的截面积之和为所述套筒筒腔截面积的2-4倍。

进一步地，还包括用于承载所述被干燥物料的物料托盘；

所述物料托盘具有一通气底座和一设置于所述通气底座上的中空撑杆；所述套筒套装于所述中空撑杆上；中空撑杆的外圆上设置有透气孔，中空撑杆的一端与所述通气连接件，干燥气体依次经中空撑杆流入所述套筒内，并经所述通气孔流出。

进一步地，所述套筒与物料托盘的中空撑杆同轴设置，在两者之间形成环形通道。

进一步地，所述中空撑杆的外周表面设置有透气孔且其内部具有中空腔体，所述中空腔体的底部为密封端，所述中空腔体的一端为用于与通气连接件密封相连的装配端。

进一步地，所述通气底座设置有用于导流的环状通气孔。

进一步地，所述通气连接件包括：通气帽、接头件、紧固件和密封件；所述通气帽设置于所述中空撑杆的装配端；所述紧固件与所述装配端螺纹连接；所述密封件与所述装配端密封连接；所述接头件的一端与所述装配端连接，所述接头件的另一端与干燥釜的进气口连接。

作为一种进一步的技术方案，所述干燥釜还设置有作为用于保持物料在干燥釜内压差稳定的备用进气口。利用干燥釜的备用进气口，在干燥前期先行输入干燥气体，以保持待干燥物料在干燥釜内压差稳定。

采用上述技术方案，本发明具有如下有益效果：

本发明提供一种高压气体流体导流装置以及方法，本发明可有效解决了卷状物料干燥时间长与干燥不均匀问题。本发明大大提高了卷状物料干燥时的生产效率与成材率，干燥周期大大缩短，生产效率可提高35％。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中常压干燥设备的结构示意图；

图2为现有技术中超临界干燥设备的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的高压气体流体导流装置的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的中心高压干燥装置的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的物料托盘的正视图；

图6为本发明实施例提供的物料托盘的俯视图；

图7为本发明实施例提供的套筒的正视图；

图8为本发明实施例提供的套筒的俯视图；

图9为本发明实施例提供的套筒开孔分布图；

图10为本发明实施例提供的通气连接件的结构示意图。

图标：1-干燥釜；2-进气口；3-待干燥物料；4-物料托盘；5-气流方向；6-出气口；7-干燥不良或缓慢区域；8-套筒；9-接头件；10-通气帽；11-O型密封圈；12-密封垫片；13-中空撑杆；14-通气底座；15-紧固件。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

实施例一

结合图3至图10所示，本实施例提供一种物料干燥装置，包括：干燥釜1以及设置于干燥釜1内的中心高压干燥装置。

具体的，结合图3所示，该中心高压干燥装置包括：物料托盘4、套筒8和通气连接件；该物料托盘4具有一通气底座14和一设置于通气底座14上的中空撑杆13，套筒8套装于中空撑杆13上，套筒8的外周表面分布有若干个通气孔，中空撑杆13的上端连接于通气连接件，通气连接件与干燥釜1的进气口2相连，以使输入的气体由内向外经通气连接件、中空撑杆13、套筒8之后径向过待干燥物料。

具体而言，使用时可将卷筒状的待干燥物料3绕在套筒8上，并安装于物料托盘4。将装配后的整体安装于干燥釜1后连接通气连接件，这样可使气体经过通气连接件进入中空撑杆13的空腔中，然后经其透气孔进入至套筒8内部，从套筒8的通气孔由内向外径向流过待干燥物料，并最终从干燥釜1下部出气口6流出(参看图3中的气流方向5)，这样使干燥气体由待干燥物料3中心向外产生一定压力，加快干燥气体与待干燥物料3内物质交换，生产效率可大大提高。

本实施例相对于现有技术而言，其具有显著作用。

现有技术一，采用常压干燥法干燥，干燥时间长达72小时，生产效率低，成本高，产品技术指标不稳定。

现有技术二，采用超高压超临界法干燥，干燥时间可以缩短至8小时，相比现有技术一大大提高了生产效率，但产品技术指标仍欠稳定。

本实施例可将干燥时间缩短至5小时，相比现有技术二提高35％生产效率，产品技术指标均一稳定。

值得说明的是，本实施例中的待干燥物料3具体形式并不局限，例如包括但不限于气凝胶毡。气凝胶毡是以二氧化硅气凝胶为主体原料，在普通玻璃纤维中参杂而成。此产品提高了普通玻璃纤维的400℃耐高温极限，隔热性能是传统材料的3到8倍，能耐700℃以上的高温且平整、抗机械性、易于加工的特性，其导热系数极低，是工业保温隔热应用领域的新型材料。

本实施例中，作为一种优选技术方案，在所述套筒8的轴向上，单位长度上通气孔的截面积之和为单位通气面积；所述套筒的轴向上以及从套筒中部向其两端延伸方向上，单位通气面积逐渐减小。更为优选地，在所述套筒8的轴向上，单位通气面积呈正态分布。

具体的，套筒8上各个通孔分布呈中间截面积之和大、两边截面积之和小的正态分布模式，其单位通气面积分布函数如下：

其中，f(x)为分布函数；π为圆周率；σ与待干燥物料3的宽度L有关，满足设套筒轴向上的中心点为原点，x为从套筒中部向其两端延伸的坐标值。

本实施例中，优选的，套筒8上各个通气孔的截面积之和为套筒8筒腔截面积的2-4倍。当然，此处不是绝对的限制，本领域普通技术人员可根据实际需要灵活设置。

对于套筒8而言，套筒8开孔分布图参照图9所示：其中，L为套筒8开孔范围(即，待干燥物料3的宽度)。套筒8中间开孔最为密集，其中间约为待干燥物料31/3宽度范围的开孔率为68.2％，两边依次递减。

本实施例中，优选的，套筒8与物料托盘4的中空撑杆13同轴设置，在两者之间形成环形通道(两者之间具有间隙，以供气体通过)。

对于物料托盘4而言，优选的，中空撑杆13的外周表面设置有通气孔且其内部具有中空腔体，中空腔体的底部为密封端，中空腔体的上部为用于与通气连接件密封相连的装配端。此外，通气底座14设置有用于导流的环状通气孔。可见，该物料托盘4的功能为：安装玻纤毡立卷；装配套筒8与通气帽10(通气连接件的子部件)，中心均布通气孔，形成高压腔；毡卷底部环状通气孔通气，导流气流方向。该物料托盘4的具体尺寸并不局限，可根据实际需要灵活设置。而且，制作时也方便容易，可通过不锈钢焊接加工而成。

对于通气连接件而言，优选的，该通气连接件包括：通气帽10、接头件9、紧固件15和密封件；通气帽10设置于中空撑杆13的装配端；紧固件15与装配端螺纹连接；密封件与装配端密封连接；接头件9的一端与装配端连接，接头件9的另一端与干燥釜1的进气口2连接。具体的，该紧固件15可以选择使用螺栓，当然对应在装配端设置有螺纹孔。此外，该紧固件15也可以选择使用销轴，对应在装配端设置有销孔等等。具体的，该密封件可以为O型密封圈11。当然，也可以为三瓣式密封环等等，此外，在中空撑杆13的底部也可以加设密封垫片12。

对于干燥釜1而言，优选的，干燥釜1设置有两个进气口2，其中一个进气口2与通气连接件连接，另一个进气口2作为用于保持物料在干燥釜1内压差稳定的备用进口。也就是说，通过在干燥釜1上设计有两个进气口2，第二进气口2作为备压干燥气体，在干燥前期先行投入，以保持物料在干燥釜1内压差稳定。

综上，本实施例提供一种高压气体流体导流装置，该装置有效解决了湿凝胶毡卷干燥时间长与干燥不均匀问题，可用于卷状气凝胶玻纤毡干燥生产工序，大大提高了纳米孔气凝胶复合绝热制品生产效率与成材率。

实施例二

本实施例二在上述实施例一的基础之上，还提供一种物料干燥方法，其包括如下步骤：

S1、待干燥物料呈卷筒状设置；

S2、利用高压迫使干燥气体沿卷筒的径向流过待干燥物料。

其中优选地，在卷筒的轴向上、以及从卷筒中部向其两端延伸方向上，干燥气体的压力值逐渐减小。更为优选地，在卷筒的轴向上，所述干燥气体的压力值呈正态分布。在所述卷筒的径向上，所述卷筒内外两侧的压力差为0.5-5MPa。

同理，本实施例中的待干燥物料具体形式也并不局限，例如包括但不限于气凝胶毡。

综上，该方法有效解决了湿凝胶毡卷干燥时间长与干燥不均匀问题，可用于卷状气凝胶玻纤毡干燥生产工序，大大提高了纳米孔气凝胶复合绝热制品生产效率与成材率。本发明可将单卷湿凝胶毡卷干燥周期可以缩短至5小时，生产效率可提高35％。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (6)

1.一种物料干燥装置，其特征在于，其包括：干燥釜以及设置于所述干燥釜内的中心高压干燥装置；所述中心高压干燥装置包括：套筒和通气连接件，所述套筒的外周表面分布有多个通气孔，所述套筒的一端连接于所述通气连接件；待干燥物料绕在所述套筒上，干燥气体经通气连接件流入所述套筒内，干燥气体自通气孔流出后沿所述套筒径向流过待干燥物料，进而实现对待干燥物料的干燥处理；

在所述套筒的轴向上，单位长度上所述通气孔的截面积之和为单位通气面积；

所述套筒的轴向上以及从套筒中部向其两端延伸方向上，单位通气面积逐渐减小;

待干燥物料呈卷筒状设置；所述干燥釜还设置有作为用于保持物料在干燥釜内压差稳定的备用进气口;在所述卷筒的径向上，所述卷筒内外两侧的压力差为0.5-5MPa;

在所述套筒的轴向上，所述单位通气面积呈正态分布;

在所述套筒的轴向上以及从套筒中部向其两端延伸方向上，所述单位通气面积的分布满足如下公式：

f（x）=

其中，f（x）为单位通气面积分布函数；

设套筒轴向上的中心点为原点，x为从套筒中部向其两端延伸的坐标值；

π为圆周率；σ与待干燥物料的宽度L有关，满足且σ为0.1L~0.3L。

2.根据权利要求1所述的物料干燥装置，其特征在于，所述套筒上各个通气孔的截面积之和为所述套筒筒腔截面积的2-4倍。

3.根据权利要求1所述的物料干燥装置，其特征在于，还包括用于承载被干燥物料的物料托盘；

所述物料托盘具有一通气底座和一设置于所述通气底座上的中空撑杆；所述套筒套装于所述中空撑杆上；中空撑杆的外圆上设置有透气孔，中空撑杆的一端与所述通气连接件，干燥气体依次经中空撑杆流入所述套筒内，并经所述通气孔流出。

4.根据权利要求3所述的物料干燥装置，其特征在于，所述套筒与物料托盘的中空撑杆同轴设置，在两者之间形成环形通道；所述中空撑杆的外周表面设置有透气孔且其内部具有中空腔体，所述中空腔体的底部为密封端，所述中空腔体的一端为用于与通气连接件密封相连的装配端。

5.根据权利要求4所述的物料干燥装置，其特征在于，所述通气连接件包括：通气帽、接头件、紧固件和密封件；所述通气帽设置于所述中空撑杆的装配端；所述紧固件与所述装配端螺纹连接；所述密封件与所述装配端密封连接；所述接头件的一端与所述装配端连接，所述接头件的另一端与干燥釜的进气口连接。

6.一种采用权利要求1-5任一所述的物料干燥装置的物料干燥方法，其特征在于，包括如下步骤：

在卷筒的轴向上、以及从卷筒中部向其两端延伸方向上，干燥气体的压力值逐渐减小。