CN112833623B - 一种用于真空干燥设备的快速降温方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于真空干燥设备的快速降温方法，包括以下步骤：步骤1、在真空干燥结束后，依次关闭真空干燥设备的真空阀、真空泵和导热油循环系统的加热器，控制导热油的循环流量为10‑18m3/h；步骤2、开启调压装置，将导热源中的导热介质向真空干燥设备输送，所述导热介质在预热器中经导热油预热后进入真空干燥设备的腔体内；步骤3、待真空干燥设备的腔体内的压力为0.01～0.03MPa时，关闭调压装置，开启冷水机并通过换热器降温导热油循环系统中的导热油。本发明中所述用于真空干燥设备的快速降温方法，将氮气降温措施和导热油降温措施结合使用能最快达到降温目的，且能够保证降温后产品的质量。

Description

一种用于真空干燥设备的快速降温方法
技术领域
本发明涉及真空设备冷却技术领域，具体涉及一种用于真空干燥设备的快速降温方法。
背景技术
在对易氧化的活泼金属粉末脱溶剂干燥加工时，真空干燥机是首选干燥设备。常用的真空干燥设备有真空双锥回转干燥机、真空螺带干燥机、真空耙式干燥机和真空盘式干燥机等。这类真空干燥设备的真空干燥箱包括用于容置物料的腔体以及设置在腔体和箱体外壁之间的夹套，在夹套中设置流动的导热油，可使物料在真空状态下，通过夹套中导热油间接加热的方式使被干燥物料中的溶剂快速蒸发，从而达到干燥的目的。虽然，真空干燥能够保证被干燥物料隔绝空气不被氧化以及降低物料中溶剂的沸点实现节能效果，但在冷却过程中一方面因真空干燥机内缺乏导热介质而极大的降低了降温速度，另一方面，为避免干燥过程中热量散失而在导热油的外部循环管道和真空干燥机的外壳上加装了厚厚的保温材料极大的延长了冷却时间。以2M3真空耙式干燥机干燥1000kg溶剂型超细金属颜料粉(如锌粉、铝粉和锌铝合金粉)为例，干燥温度为120℃，干燥时间(包括升温和恒温时间)为10小时，干燥后从120℃冷却到25℃所需时间为22小时，冷却时间长于干燥时间，是干燥时间的2.2倍，严重降低了生产效率。
综上所述，急需一种用于真空干燥设备的快速降温方法以解决现有技术中存在的因降温速率慢而导致的生产效率低的问题。
发明内容
本发明目的在于提供一种用于真空干燥设备的快速降温方法，具体技术方案如下：
一种用于真空干燥设备的快速降温方法，所述真空干燥设备包括真空干燥箱、调压装置、预热器、换热器、冷水机和导热油循环系统，在所述真空干燥箱上设有与其箱内腔体连通的导热介质入口以及与其箱内夹套连通的导热油入口和导热油出口，所述调压装置包括导热源和调压组件，所述导热源通过管路与导热介质入口连接且在二者的连接管路上设置调压组件，所述预热器设置在连接调压组件和导热介质入口的管路上并接入导热油循环系统中，所述导热油循环系统通过导热油入口和导热油出口与箱体夹套连接，所述导热油循环系统包括设置在外部管路上的加热器和换热器，所述加热器用于加热导热油，所述冷水机与换热器连接，用于冷却导热油；
所述快速降温方法包括以下步骤：
步骤1、在真空干燥结束后，依次关闭真空干燥设备的真空阀、真空泵和导热油循环系统的加热器，控制导热油的循环流量为15-20m3/h；
步骤2、开启调压装置，将导热源中的导热介质向真空干燥设备输送，所述导热介质在预热器中经导热油预热后进入真空干燥设备的腔体内；
步骤3、待真空干燥设备的腔体内的压力为0.01～0.03MPa时，关闭调压装置，开启冷水机并通过换热器降温导热油循环系统中的导热油。
优选的，在所述步骤2中，调压装置控制导热介质的输送压力为0.01～0.03Mpa，输送流量为10～30L/min。
优选的，所述步骤2中，导热介质经预热器预热后的温度达到物料真空干燥时的温度。
优选的，所述步骤3中，冷水机设定的冷水温度为4～8℃，冷水流量为10-18m3/h。
优选的，所述步骤3中，导热油冷却至10℃以下后关闭冷水机。
优选的，所述调压组件包括用于调节导热介质输送压力的调压阀和用于调节导热介质输送流量的流量计，所述调压阀和流量计沿导热介质的输送方向依次设置在连接导热介质和预热器的管路上。
优选的，所述调压组件还包括用于控制导热介质输送启停的控制阀，所述控制阀设置在导热介质与调压阀之间的的管路上。
优选的，所述导热介质为惰性气体。
优选的，所述导热介质为氮气。
应用本发明的技术方案，具有以下有益效果：
本发明中所述用于真空干燥设备的快速降温方法，将氮气降温措施和导热油降温措施结合使用能最快达到降温目的，相比于现有真空干燥设备冷却时不采用任何降温措施或仅仅采用导热油降温措施，本发明能够使降温时间降至4小时，极大地提高了生产效率，且能够保证降温后产品的质量。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明实施例1的真空干燥设备的结构示意图；
其中，1、真空干燥箱，1.1、导热介质入口，1.2、导热油入口，1.3、导热油出口，2、预热器，3、导热油循环系统，3.1、加热器，4、氮气罐，5、换热器，6、冷水机，7、调压阀，8、流量计，9、控制阀。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
实施例1(以干燥1000kg溶剂型超细锌粉产品为例，干燥温度为120℃。)：
一种用于真空干燥设备(干燥腔体为2M3)的快速降温方法，参见图1，所述真空干燥设备包括真空干燥箱1、调压装置、预热器2、换热器5、冷水机6和导热油循环系统3，在所述真空干燥箱1上设有与其箱内腔体连通的导热介质入口1.1以及与其箱内夹套连通的导热油入口1.2和导热油出口1.3，所述调压装置包括导热源和调压组件，所述导热源通过管路与导热介质入口1.1连接且在二者的连接管路上设置调压组件，所述预热器2设置在连接调压组件和导热介质入口1.1的管路上并接入导热油循环系统3中，所述导热油循环系统3通过导热油入口1.2和导热油出口1.3与箱体夹套连接，所述导热油循环系统3包括设置在外部管路上的加热器3.1和换热器5，所述加热器3.1用于加热导热油，所述冷水机6与换热器5连接，用于冷却导热油所述导热油循环系统3不仅保证了干燥时的加热需求，还确保了真空干燥设备降温时预热导热介质及导热油冷却降温循环，提高了能源利用率；
所述快速降温方法包括以下步骤：
步骤1、在真空干燥结束后，依次关闭真空干燥设备的真空阀、真空泵和导热油循环系统3的加热器3.1，控制导热油的循环流量为18m3/h，确保后续预热导热介质及导热油冷却降温循环，同时也提高了能源利用率；
步骤2、开启调压装置，将导热源中的导热介质向真空干燥设备输送，所述导热介质在预热器2中经导热油预热后进入真空干燥设备的腔体内；
步骤3、待真空干燥设备的腔体内的压力为0.01～0.03MPa时，关闭调压装置，开启冷水机6并通过换热器5降温导热油循环系统3中的导热油，使产品出料温度为25℃。
所述步骤3中维持压力0.01～0.03MPa至冷却结束，以防止在冷却过程空气进入干燥设备内造成产品变质。所述步骤3中导热油经冷水机6冷却并在循环流动的条件下能够迅速带走真空干燥设备内的热量，已达到快速降温的效果。
在所述步骤2中，调压装置控制导热介质的输送压力为0.01～0.03Mpa，输送流量为10～30L/min，流量的设定能够有效确保导热介质经换热器5换热后的温度达到干燥温度。导热介质不仅有助于真空干燥设备内的热量散失，还有利于真空干燥设备内始终处于微正压状态，确保外部空气不会进入真空干燥设备内。
所述步骤2中，导热介质经预热器2后的温度达到物料真空干燥时的温度120℃，防止冷导热介质进入真空干燥设备内，造成真空干燥设备内部冷热不均而产生热应力导致其开裂损坏，所述预热器2与导热油循环系统3连接。
所述步骤3中，冷水机6设定的冷水温度为4～8℃，冷水流量为18m3/h，确保合适的冷却效果。
所述步骤3中导热油冷却至10℃以下后关闭冷水机。
所述调压组件包括用于调节导热介质输送压力的调压阀7和用于调节导热介质输送流量的流量计8，所述调压阀7和流量计8沿导热介质的输送方向依次设置在连接导热介质和预热器2的管路上。
所述调压组件还包括用于控制导热介质输送启停的控制阀9，所述控制阀9设置在导热介质与调压阀7之间的的管路上。
所述导热介质为氮气且储存在氮气罐4中。
对比例1：
以2M3真空耙式干燥机干燥1000kg溶剂型超细锌粉产品为例，干燥温度为120℃，干燥后从120℃冷却到25℃所需时间为22小时，冷却时间长于干燥时间，是干燥时间的2.2倍，其中冷却时不采用任何降温措施。
对比例2：
与实施例1中用于真空干燥设备的快速降温方法不同的是，不启用氮气降温措施。
由实施例1和对比例1-2对产品的降温效果参见表1和表2。
表1实施例1和对比例1-2在产品降温后的质量对比
Figure BDA0002889660260000051
表2实施例1和对比例1-2在产品生产效率方面的对比
Figure BDA0002889660260000052
由表1数据知，与对比例1-2相比，由实施例1降温后得出的产品质量最优。实施例1采用氮气降温措施和导热油降温措施结合使用能最快达到降温目的，确保了产品由干燥温度快速降到出料温度，避免或减少产品长时间在高温下与干燥物料中的溶剂发生化学反应而降低产品质量。
由表2数据知，与对比例1相比，实施例1使降温时间降至4小时，冷却时间缩短了18小时，极大地提高了生产效率；与对比例2相比，实施例1冷却时间缩短了6小时，也在较大程度上提高了生产效率，且说明氮气降温措施和导热油降温措施结合使用能最快达到降温目的。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用于真空干燥设备的快速降温方法，其特征在于，所述真空干燥设备包括真空干燥箱、调压装置、预热器、换热器、冷水机和导热油循环系统，在所述真空干燥箱上设有与其箱内腔体连通的导热介质入口以及与其箱内夹套连通的导热油入口和导热油出口，所述调压装置包括导热源和调压组件，所述导热源通过管路与导热介质入口连接且在二者的连接管路上设置调压组件，所述预热器设置在连接调压组件和导热介质入口的管路上并接入导热油循环系统中，所述导热油循环系统通过导热油入口和导热油出口与箱体夹套连接，所述导热油循环系统包括设置在外部管路上的加热器和换热器，所述加热器用于加热导热油，所述冷水机与换热器连接，用于冷却导热油；
所述快速降温方法包括以下步骤：
步骤1、在真空干燥结束后，依次关闭真空干燥设备的真空阀、真空泵和导热油循环系统的加热器，控制导热油的循环流量为15-20m3/h；
步骤2、开启调压装置，将导热源中的导热介质向真空干燥设备输送，所述导热介质在预热器中经导热油预热后进入真空干燥设备的腔体内；
步骤3、待真空干燥设备的腔体内的压力为0.01～0.03MPa时，关闭调压装置，开启冷水机并通过换热器降温导热油循环系统中的导热油；
在所述步骤2中，调压装置控制导热介质的输送压力为0.01～0.03Mpa，输送流量为10～30L/min；
所述步骤2中，导热介质经预热器预热后的温度达到物料真空干燥时的温度；
所述导热介质为氮气。
2.根据权利要求1所述的用于真空干燥设备的快速降温方法，其特征在于，所述步骤3中，冷水机设定的冷水温度为4～8℃，冷水流量为10-18m3/h。
3.根据权利要求1所述的用于真空干燥设备的快速降温方法，其特征在于，所述步骤3中，导热油冷却至10℃以下后关闭冷水机。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的用于真空干燥设备的快速降温方法，其特征在于，所述调压组件包括用于调节导热介质输送压力的调压阀和用于调节导热介质输送流量的流量计，所述调压阀和流量计沿导热介质的输送方向依次设置在连接导热介质和预热器的管路上。
5.根据权利要求4所述的用于真空干燥设备的快速降温方法，其特征在于，所述调压组件还包括用于控制导热介质输送启停的控制阀，所述控制阀设置在导热介质与调压阀之间的管路上。
6.根据权利要求5所述的用于真空干燥设备的快速降温方法，其特征在于，所述导热介质为惰性气体。
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