CN111671345A - 一种毛巾干燥装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种毛巾干燥装置及其控制方法，包括装设有电机和风机的箱体，电机的输出轴连接有向下伸入箱体内部的通风轴管，该通风轴管的管壁开设有阵列式进风口，风机通过T型通风管套与所述阵列式进风口连通，该通风轴管设有若干轮辐状的通风挂杆，所述通风挂杆包括与外管和转动套设于外管内的偏心内管，偏心内管的管壁设有若干通孔，外管的管壁设有与所述通孔相对应的若干出风口。本发明在干燥毛巾时经离心脱水和热风烘干处理，可使湿毛巾快速高效干燥，以减少毛巾细菌滋生，具有体积小、容量大的特点，操作简单方便。

Description

一种毛巾干燥装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及棉织物烘干电器技术领域，特别涉及一种毛巾干燥装置及其控制方法。

背景技术

毛巾在使用之后往往存留着较高的水分，而由于家庭卫生间通风条件较差，也较为潮湿，通常需要挂在太阳底下或在通风处才能晾干。若毛巾长时间处于温湿状态极易滋生细菌，用充满细菌的毛巾擦拭皮肤，会对皮肤造成较大的伤害。目前，公布号为CN109972324A的中国专利公开一种毛巾清洁机，包括腔体，腔体内设有卷筒和用于将毛巾一端固定到卷筒上的夹持机构，还包括第一转动机构和第二转动机构。该发明还公开了上述毛巾清洁机的使用方法，包括以下步骤：夹持、清洁和存放。该清洁机仅可提供一块毛巾进行清洗和烘干，且甩干后进行烘干，所需时间较长，没有得到较为高效率的使用效果。夹持机构较为复杂，装夹较为麻烦。不具备毛巾存放功能。目前，公布号CN106510528A的中国专利公开的毛巾干燥机，具体包括一体化设计的风机和毛巾架，当毛巾晾上毛巾架时，轻触触摸式显示屏，风机自动启动，风扇吹向PTC发热块的热风经导风口吹向毛巾。该毛巾干燥机仅将毛巾挂在毛巾架上，并且只用吹风烘干，其挂置毛巾并不牢固，且干燥效率不高。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种毛巾干燥装置及其控制方法，该毛巾干燥装置经离心脱水和热风烘干处理，可使湿毛巾快速干燥，以减少毛巾细菌滋生，具有体积小、容量大的特点，操作简单方便。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种毛巾干燥装置，包括设置有箱门的箱体，箱体设有电机和风机，电机的输出轴连接有向下伸入箱体内部的通风轴管，该通风轴管的管壁开设有阵列式进风口，风机通过T型通风管套与所述阵列式进风口连通，该通风轴管位于所述阵列式进风口下方的管壁设有若干轮辐状的通风挂杆，所述通风挂杆包括与通风轴管固定连接的外管和转动套设于外管内并且与通风轴管连通的偏心内管，所述偏心内管的管壁设有若干通孔，所述外管的管壁设有与所述通孔相对应的若干出风口。

进一步的，箱体内设置有轴管支撑板，该轴管支撑板装设有推力轴承，所述通风轴管设置有与该推力轴承相配合的限位台阶，通风轴管的下端穿过轴管支撑板以使限位台阶承载于推力轴承上，通风轴管的上端与电机的输出轴连接。其中，箱体内位于所述轴管支撑板的上方还设有电机支撑板，电机固定安装于电机支撑板上，电机的输出轴穿过电机支撑板并通过连轴器与所述通风轴管连接。

进一步的，所述通风挂杆的外端设置有挡圈，所述通风挂杆的两侧设有弹性夹片。

进一步的，所述偏心内管和所述外管均为直管，所述通孔沿偏心内管的长度方向呈直线间隔排布，且偏心内管至少设置有一排所述通孔，所述出风口沿外管的长度方向呈直线间隔排布，且外管至少设置有两排所述出风口。

进一步的，箱体的底部设置有储水盒，箱体的内壁设有与储水盒导通的导流罩。

一种毛巾干燥装置的控制方法，还包括设置有蜂鸣器的控制器、用于检测箱体外部温湿度的第一检测传感器、用于检测箱体内部温湿度的第二检测传感器，第一检测传感器和第二检测传感器与控制器通讯连接，控制器控制电机、风机和蜂鸣器运作，其包括以下控制步骤：

步骤A，控制器控制电机和风机同步运作，电机持续运转第一设定时间t1，风机通过通风轴管向通风挂杆的偏心内管持续通入冷风，该控制步骤用于对通风挂杆上的湿毛巾进行冷风离心甩干处理；

步骤B，控制器控制电机和风机同步运作，电机持续运转第二设定时间t2，风机通过通风轴管向通风挂杆的偏心内管持续通入热风，该控制步骤用于对通风挂杆上的毛巾进行热风烘干处理；

步骤C，控制器控制电机和风机同步运作，风机通过通风轴管向通风挂杆的偏心内管持续通入冷风，直至第二检测传感器检测到箱体内部温度降至设定温度时，控制器控制电机和风机停止运作，该控制步骤用于对箱体内部温度进行冷却降温处理；

步骤D，控制器根据第一检测传感器的反馈值测算箱体外部绝对湿度φ0，控制器根据第二检测传感器的反馈值测算箱体内部绝对湿度φ1，并计算|φ1-φ0|是否小于阀值ε，若|φ1-φ0|≤ε，则控制器控制蜂鸣器运作并结束控制步骤，若|φ1-φ0|>ε，则返回控制步骤B。

本发明的有益效果为：本发明的毛巾干燥装置使用时，首先将毛巾固定在通风挂杆上，再由电机驱动通风挂杆旋转，使毛巾的大部分水分可以快速地离心甩出，该过程中可以同步开启风机，由风机通过通风轴管向通风挂杆内通入冷风，通入冷风的主要作用是保持毛巾舒展，有利于水分定向甩出，还可避免毛巾随通风挂杆旋转过程中相互打结；待湿毛巾的大部分水分甩干后，由风机通过通风轴管向通风挂杆内通入热风，通入热风的主要作用是对毛巾进行高温烘干；由于本发明的毛巾干燥装置采用离心脱水和热风烘干相结合的方式来干燥毛巾，与现有的仅通过热风烘干的干燥方式相比，更加高效和更加节省能耗。进一步的，本发明的毛巾干燥装置采用箱体式结构，其中电机倒置以驱动通风挂杆旋转、风机通过T型通风管套与通风轴管导通以及轮辐状的通风挂杆的结构设计，充分利用箱体空间，体积小，且可供多条毛巾同时烘干；尤其是具有多角度出风的通风挂杆结构具有显著特点，其能解决：挂置在通风挂杆上的毛巾因随着通风挂杆的旋转而发生惯性偏摆，进而导致外管上与内管通孔对应的出风口堵塞的问题，本发明的通风挂杆包括外管和转动套设于外管内的偏心内管，当电机驱动通风挂杆旋转时，由于偏心内管的质心不在其几何轴线上，因而偏心内管会在外管中随惯性偏转，该偏转使得偏心内管的通孔与外管的出风口的对应角度发生变化，从而改变外管的出风角度，以确保通风挂杆在任意方向和速度下旋转时均能正常通风。

本发明还提供了该毛巾干燥装置的控制方法，其主要包括冷风离心甩干、热风烘干、冷却降温以及湿度比较的控制步骤，在冷风离心甩干的控制步骤中，电机持续运转的第一设定时间t1可通过程序自行设定，该控制步骤主要作用是将湿毛巾的大部分水分甩出，以尽量缩短热风烘干的时间，达到节省能耗的目的；在热风烘干的控制步骤中，电机持续运转的第二设定时间t2也可通过程序自行设定，为使毛巾两侧受热均匀，还可在该控制步骤中设定电机交替正反转，以加速其干燥的效率，该控制步骤主要作用是通过快速流通的高温热空气烘干毛巾；冷却降温的控制步骤中，控制器从第二检测传感器获取箱体内的实时温度，以判断箱体内部温度是否降至设定温度，并由此来控制电机和风机的运作，该设定温度可通过程序自行设定，该冷却降温控制步骤的作用是精确测量箱体内部的绝对湿度，第一检测传感器和第二检测传感器集成了校准后的温度传感器和高分子电容式湿度传感器，由于湿度传感器在高温中的测量误差较大，故需要对箱体内部进行冷却降温处理后再进行测量，通常其设定温度可以设置为40℃，即当控制器通过第二检测传感器检测到箱体温度降至40℃以下时，控制电机和风机停止；再湿度比较的控制步骤中，由控制器获取第一检测传感器和第二检测传感器反馈的箱体内外的温度和湿度值，通常湿度传感器一般测量得出相对湿度值，因而控制器需将该相对湿度值换算成当前温度气压下的绝对湿度值，该换算可以通过遍历“相对-绝对”湿度换算表得到最接近的绝对湿度值，该控制步骤中主要计算箱体内部绝对湿度φ1与箱体外部绝对湿度φ0的绝对差值是否在设定阀值ε的范围内，该阀值ε可通过程序自行设定，通常ε取0.5-2克每立方米，即如若|φ1-φ0|≤ε，则表明毛巾已干燥完成，此时结束控制程序并由控制器控器蜂鸣器运作进行提示，如若|φ1-φ0|>ε，则表明毛巾仍未达到干燥标准，需再次进行热风烘干处理，此时由控制器控制返回循环执行热风烘干的控制步骤。本发明的控制方法适用于本发明的毛巾干燥装置的控制，以使该毛巾干燥装置能快速高效地干燥毛巾，以及实现毛巾干燥的精确和自动控制功能。

附图说明

图1是本发明的箱体外部的结构示意图。

图2是本发明的箱体内部的剖视结构示意图。

图3是本发明的轮辐式旋转通风机构的结构示意图。

图4是本发明多角度出风的通风挂杆的剖面结构示意图。

图5是本发明通风挂杆旋转时的剖面结构示意图。

图6是本发明的导流罩的结构示意图。

图7是本发明使用时的控制步骤流程图。

图8是本发明所述的“相对-绝对”湿度换算表。

图中：1.箱体，2.箱门，3.储水盒，4.滤网，5.控制器，6.电机，7.电机支撑板，8.联轴器，9.风机，10.风机壳体，11. T型通风管套，12.导流罩，13.毛巾，14.挡圈，15.通风轴管，16.推力轴承，17.第一检测传感器，18.第二检测传感器，19.轴管支撑板，20.挂墙孔，21.通风挂杆，22.弹性夹片，23.外管，24.偏心内管，25.通孔，26.出风口。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

如图1-6所示，一种毛巾干燥装置，包括设置有箱门2的箱体1，箱门2通过合页设置在箱体1前侧，箱门2可选用透明的玻璃门，箱体1后侧设有挂墙孔20，可将箱体1稳固挂置在墙壁上。

箱体1的顶部通过螺钉固定设置有含蜂鸣器的控制器5，箱体1内设置有电机6和风机9，箱体1外壁设有用于检测箱体1外部温湿度的第一检测传感器17，箱体1内壁设有用于检测箱体1内部温湿度的第二检测传感器18，第一检测传感器17和第二检测传感器18与控制器5通讯连接，控制器5控制电机6、风机9和蜂鸣器运作。其中，电机6用螺钉固定安装在电机支撑板7上，电机支撑板7通过角铁及螺钉固定在箱体1的内壁，箱体1内位于电机支撑板7的下方还设有轴管支撑板19，轴管支撑板19也通过角铁及螺钉固定在箱体1的内壁上，电机6的输出轴通过联轴器8连接有向下伸入箱体1内部的通风轴管15。

具体地，电机6的输出轴下端及通风轴管15的上端分别与联轴器8键连接，联轴器8置于电机支撑板7与轴管支撑板19之间，轴管支撑板19设有用于安装推力轴承16的圆槽，所述通风轴管15设置有与该推力轴承16相配合的限位台阶，通风轴管15的下端穿过轴管支撑板19以使限位台阶承载于推力轴承16上。

该通风轴管15的管壁开设有阵列式进风口，风机9通过T型通风管套11与所述阵列式进风口连通。其中，风机9为可以在控制器5的控制下选择性输出冷风或热风的风机，风机组件以螺钉等形式固定在风机壳体10内，风机壳体10可焊接固定在轴管支撑板19的下部，风机9的进风端设于箱体1侧壁开口处，该开口部位设有滤网4。T型通风管套11左端为环形包覆结构，完整包覆通风轴管15的阵列式进风口，使得通风轴管15在旋转过程中能确保风机9的冷热风均能通入通风轴管15内。

通风轴管15位于所述阵列式进风口下方的管壁设有若干轮辐状的通风挂杆21，通风挂杆21包括与通风轴管15固定连接的外管23和转动套设于外管23内并且与通风轴管15连通的偏心内管24，所述偏心内管24的管壁设有若干通孔25，所述外管23的管壁设有与所述通孔25相对应的若干出风口26。进一步的，所述通风挂杆21的外端设置有挡圈14，通风轴管15、外管23和挡圈14三者通过焊接固定连接于一体，以构成稳固的轮辐式结构，并在电机6的驱动下同步旋转。所述通风挂杆21的两侧设有弹性夹片22，弹性夹片22可开合，用于将毛巾13固定夹置在通风挂杆21上；由风机6输出的冷/热风经通风轴管15的阵列式进风口通入通风轴管15内，再从通风轴管15通入通风挂杆21的偏心内管24中，最后从与偏心内管23的通孔25相对应的外管23的出风口26吹处至毛巾13两内侧表面。

本实施方式中，所述偏心内管24和所述外管23均为直管，所述通孔25沿偏心内管24的长度方向呈直线间隔排布，且偏心内管24设置有四排所述通孔25，所述出风口26沿外管23的长度方向呈直线间隔排布，且外管23设置有四排所述出风口26。在电机6停止状态下，偏心内管24的质心在外管23内位于最低位置，此时偏心内管24的四排所述通孔25与外管23的四排所述出风口26一一对齐；当电机6启动时，由通风轴管15、外管23和挡圈14三者构成的轮辐结构正转或反转，此时偏心内管24的质心在惯性力作用下朝左或朝右提升，以驱使偏心内管24在外管23内发生一定角度的偏转，还可以在外管23内壁设置限位结构以限定偏心内管24的最大偏转角度，进而使偏心内管24的四排所述通孔25与外管23的四排所述出风口26错位对齐，以实现外管23出风口26吹出的冷热风的出风角度的改变。这种通风挂杆21结构能使其出风方向始终朝向通风挂杆21旋转的反方向，有利于冷热风吹至毛巾13惯性偏摆后的两内侧表面。可参见图5所示，当通风挂杆21旋转时，挂置在通风挂杆21上的毛巾13随之惯性偏摆，而贴敷在通风挂杆21旋转方向前侧的出风口，此时偏心内管24的偏转可使其通孔25与外管23出风口26错位对齐，使其出风角度与毛巾13的偏摆角度基本一致，从而冷热风在毛巾13两内侧表面之间的流速更快，提高干燥效率。

本实施方式中，箱体1的底部设置有储水盒3，箱体1的内壁设有与储水盒3导通的导流罩12。如图6所示，导流罩12采用高温塑料制成框状结构，嵌入箱体1底部，储水盒3挂在箱体1底部的一角，储水盒3位于导流罩12下方，导流罩12对应箱体1内壁设有倾斜的导流通道，各导流通道的水可汇集于储水盒3内。毛巾13旋转甩出的水分以及毛巾13烘干时湿热空气的冷凝水会沿着箱体1内壁向下流入导流罩12的各导流通道内，汇集于储水盒3。

参见图7，本发明的毛巾干燥装置在使用时，先将待干燥毛巾13通过弹性夹片22固定夹持在通风挂杆21上，然后开启电源，由控制器5对各执行部件进行自动控制，其控制步骤包括如下。

步骤A，控制器5控制电机6和风机9同步运作，电机6持续运转第一设定时间t1，风机9通过通风轴管15向通风挂杆21的偏心内管24持续通入冷风，该控制步骤用于对通风挂杆21上的湿毛巾13进行冷风离心甩干处理；其中，第一设定时间t1可设定为2分钟，在该控制步骤期间，可设定电机6正转、反转各持续1分钟，在冷风离心作用下初步去除毛巾13水分。

步骤B，控制器5控制电机6和风机9同步运作，电机6持续运转第二设定时间t2，风机6通过通风轴管15向通风挂杆21的偏心内管24持续通入热风，该控制步骤用于对通风挂杆21上的毛巾13进行热风烘干处理；其中，第二设定时间t2可设定为4分钟，在该控制步骤期间，可设定电机6正转、反转各持续2分钟，通过热风烘干进一步去除水分。

步骤C，控制器5控制电机6和风机9同步运作，风机6通过通风轴管15向通风挂杆21的偏心内管24持续通入冷风，直至第二检测传感器18检测到箱体1内部温度降至设定温度时，控制器5控制电机6和风机9停止运作，该控制步骤用于对箱体1内部温度进行冷却降温处理；该控制步骤中，风机6关闭热风，通入冷风，电机6和风机9持续运转第三设定时间t3，第三设定时间t3可设定为5分钟，如果在该第三设定时间t3期间内由第二检测传感器18检测到箱体1内部温度降至40℃的设定温度以下时，则由控制器5控制电机6和风机9停止运作，并进入下一控制步骤；如果在该第三设定时间t3结束后由第二检测传感器18检测到箱体1内部温度仍未降至40℃的设定温度，则由控制器5控制蜂鸣器报警并退出控制程序。

步骤D，控制器5根据第一检测传感器17的反馈值测算箱体1外部绝对湿度φ0，控制器5根据第二检测传感器18的反馈值测算箱体1内部绝对湿度φ1，并计算|φ1-φ0|是否小于阀值ε，该阀值ε可通过程序自行设定，通常ε取0.5-2克每立方米，若|φ1-φ0|≤ε，则控制器5控制蜂鸣器运作并结束控制步骤，若|φ1-φ0|>ε，则返回控制步骤B。需要说明的是，高温空气中包含更多水分，温度不同，相对湿度也不同，因此湿度的比较需要转换为绝对湿度。其中第一检测传感器17和第二检测传感器18集成了校准后的温度传感器和高分子电容式湿度传感器，由于湿度传感器在高温中测量误差较大，故采用降温测量，当在控制步骤C中测得40℃时标准大气压下的空气相对湿度值，再通过遍历“相对-绝对”湿度换算表得到最接近的绝对湿度值，换算表参见图8，而箱体1外的湿度传感器无须降温，室温测量并转化为绝对湿度值。本控制步骤中的蜂鸣器与控制步骤C中的蜂鸣器可通过长鸣与间歇式短鸣予以区分。

以上所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。

Claims (7)

1.一种毛巾干燥装置，包括设置有箱门（2）的箱体（1），其特征在于：箱体（1）设有电机（6）和风机（9），电机（6）的输出轴连接有向下伸入箱体（1）内部的通风轴管（15），该通风轴管（15）的管壁开设有阵列式进风口，风机（9）通过T型通风管套（11）与所述阵列式进风口连通，该通风轴管（15）位于所述阵列式进风口下方的管壁设有若干轮辐状的通风挂杆（21），所述通风挂杆（21）包括与通风轴管（15）固定连接的外管（23）和转动套设于外管（23）内并且与通风轴管（15）连通的偏心内管（24），所述偏心内管（24）的管壁设有若干通孔（25），所述外管（23）的管壁设有与所述通孔（25）相对应的若干出风口（26）。

2.根据权利要求1所述的一种毛巾干燥装置，其特征在于：箱体（1）内设置有轴管支撑板（19），该轴管支撑板（19）装设有推力轴承（16），所述通风轴管（15）设置有与该推力轴承（16）相配合的限位台阶，通风轴管（15）的下端穿过轴管支撑板（19）以使限位台阶承载于推力轴承（16）上，通风轴管（15）的上端与电机（6）的输出轴连接。

3.根据权利要求2所述的一种毛巾干燥装置，其特征在于：箱体（1）内位于所述轴管支撑板（19）的上方还设有电机支撑板（7），电机（6）固定安装于电机支撑板（7）上，电机（6）的输出轴穿过电机支撑板（7）并通过连轴器（8）与所述通风轴管（15）连接。

4.根据权利要求1所述的一种毛巾干燥装置，其特征在于：所述通风挂杆（21）的外端设置有挡圈（14），所述通风挂杆（21）的两侧设有弹性夹片（22）。

5.根据权利要求1所述的一种毛巾干燥装置，其特征在于：所述偏心内管（24）和所述外管（23）均为直管，所述通孔（25）沿偏心内管（24）的长度方向呈直线间隔排布，且偏心内管（24）至少设置有一排所述通孔，所述出风口（26）沿外管（23）的长度方向呈直线间隔排布，且外管（23）至少设置有两排所述出风口（26）。

6.根据权利要求1所述的一种毛巾干燥装置，其特征在于：箱体（1）的底部设置有储水盒（3），箱体（1）的内壁设有与储水盒（3）导通的导流罩（12）。

7.一种如权利要求1所述的毛巾干燥装置的控制方法，其特征在于，还包括设有蜂鸣器的控制器（5）、用于检测箱体（1）外部温湿度的第一检测传感器（17）、用于检测箱体（1）内部温湿度的第二检测传感器（18），第一检测传感器（17）和第二检测传感器（18）与控制器（5）通讯连接，控制器（5）控制电机（6）、风机（9）和蜂鸣器运作，其包括以下控制步骤：

步骤A，控制器（5）控制电机（6）和风机（9）同步运作，电机（6）持续运转第一设定时间t1，风机（9）通过通风轴管（15）向通风挂杆（21）的偏心内管（24）持续通入冷风，该控制步骤用于对通风挂杆（21）上的湿毛巾（13）进行冷风离心甩干处理；

步骤B，控制器（5）控制电机（6）和风机（9）同步运作，电机（6）持续运转第二设定时间t2，风机（9）通过通风轴管（15）向通风挂杆（21）的偏心内管（24）持续通入热风，该控制步骤用于对通风挂杆（21）上的毛巾（13）进行热风烘干处理；

步骤C，控制器（5）控制电机（6）和风机（9）同步运作，风机（9）通过通风轴管（15）向通风挂杆（21）的偏心内管（24）持续通入冷风，直至第二检测传感器（18）检测到箱体（1）内部温度降至设定温度时，控制器（5）控制电机（6）和风机（9）停止运作，该控制步骤用于对箱体（1）内部温度进行冷却降温处理；

步骤D，控制器（5）根据第一检测传感器（17）的反馈值测算箱体（1）外部绝对湿度φ0，控制器（5）根据第二检测传感器（18）的反馈值测算箱体（1）内部绝对湿度φ1，并计算|φ1-φ0|是否小于阀值ε，若|φ1-φ0|≤ε，则控制器（5）控制蜂鸣器运作并结束控制步骤，若|φ1-φ0|>ε，则返回控制步骤B。

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