CN113154857B - 节能环保型立式智能烘干机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种节能环保型立式智能烘干机，包括立式烘仓和热风系统，热风系统包括热泵，热泵一侧设有送风机，热泵用于加热流经送风机的空气，送风机设有热风出口，热风出口与热风进管连通；热风系统还包括太阳能机和混水箱，太阳能机通过混水箱与热泵连通。采用电能驱动热风系统工作，无需通过燃烧燃料加热立式烘仓，减少环境污染；设有太阳能机，吸收太阳能加热传导介质，辅助热泵加热空气，节能的同时热转化效率高；立式烘仓中的热空气排出后滤除水分，携带热量再次回流到送风机的空气进口，热泵不必从冷空气开始加热，减少热泵能耗。

Description

节能环保型立式智能烘干机

技术领域

本发明涉及核桃烘干领域，尤其是涉及一种节能环保型立式智能烘干机。

背景技术

核桃产业在我国国民经济发展中举足轻重，干燥在核桃的采后加工、贮藏、运输过程中有着重要的作用。目前普遍采用的核桃干燥设备难以满足现有产量与质量的需求。

鲜核桃脱完青皮后，含水量达到 40~50％。如果不能及时干燥，容易霉变腐烂，大幅降低核桃品质，造成经济损失。传统的核桃干燥方式主要采用露天自然晾晒，晾晒时间长，白天夜间温差大，影响核桃外观，且核桃仁色泽也随之发生改变，仁表层由浅黄色变为深褐色，严重影响核桃的品质。现有的核桃干燥设备如盘式烘干机、滚筒式烘干机、深床式烘干机、带式烘干机等大都不太适应核桃烘干特性或不能实现连续化作业，需要大量的人工投入。国外发达国家核桃干燥技术设备价格昂贵，对核桃品种选择性强，现阶段还不适宜在我国推广。随着我国核桃种植面积、产量的增加，以及劳动力成本的快速增长，传统的晾晒与干燥方式已经远远无法满足核桃商品化的要求。

核桃自动化烘干需要使用热风机，对于中等及大型的核桃自动化烘干设备，其配套的热风机动辄几十千瓦，能耗不言而喻，现有技术参见CN 207351185 U一种带有太阳能顶棚的塔式烘干机中记载的结构，该方案希望通过顶部的太阳能电池板发电，补充热风机的电消耗，但是核桃烘干对于外界客观环境有一定要求，即空气中含水量尽可能的低，因此一般的核桃烘干设备宜放置在室内，如此决定了该方案中太阳能板日照时长受限，效果并不会理想，另外，该方案采用太阳能转化为电能再转化为热能的模式，转化过程会造成能量损失，因此最终的热效率不高。

发明内容

本发明提供了一种节能环保型立式智能烘干机，解决了传统核桃烘干设备能耗大，烘干效率低的问题。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种节能环保型立式智能烘干机，包括立式烘仓和热风系统，热风系统包括热泵，热泵一侧设有送风机，热泵用于加热流经送风机的空气，送风机设有热风出口，热风出口与热风进管连通；

热风系统还包括用于热交换的混水箱，混水箱与热泵连通。

优选的方案中，混水箱中设有热水区和冷水区，热水区中设有电加热装置，热泵中设有第一热交换器和第二热交换器，第一热交换器用于加热送风机中的空气，第二热交换器两循环端口分别连通热水区和冷水区以形成第一环路，第一环路中连通有第一循环泵，第二热交换器另外两循环端口与第一热交换器连通以形成第二环路，第二环路中设有压缩机。

优选的方案中，热风系统还包括太阳能机，太阳能机中设有太阳能加热器和第三热交换器，第三热交换器两循环端口与太阳能加热器连通以形成第三环路，第三热交换器另外两循环端口分别与热水区和冷水区连通以形成第四环路，第四环路中设有第二循环泵。

优选的方案中，立式烘仓外壁沿高度方向设有多个排气罩，还设有排气管路，各排气罩与排气管路连通，排气管路中设有排湿机。

优选的方案中，送风机还设有空气进口，排气管路与空气进口连通，排气管路与空气进口之间还依次连通有冷凝器和干燥器。

优选的方案中，热水区和冷水区之间设有温水区，冷凝器两循环端口分别连接温水区和冷水区以形成第五环路，第五环路中设有第三循环泵。

优选的方案中，冷凝器下端设有冷凝水出口，热风系统还包括回收水箱和排水泵，冷凝水出口通过排水泵与回收水箱连通。

优选的方案中，立式烘仓中设有第一温区，热风进管穿过立式烘仓外壁与第一温区连通，第一温区上方设有第二温区，第一温区下方设有第三温区，第一温区、第二温区和第三温区中设有温度传感器。

优选的方案中，第一温区、第二温区和第三温区中均设有多个水分计量器，水分计量器包括与立式烘仓内壁连接的外护筒，外护筒上端设有可滑开的挡板，外护筒内设有内桶，内桶下端设有可打开的托板，内桶与外护筒之间设有称重器。

优选的方案中，立式烘仓下端设有排料口，排料口下方设有输送机；

立式烘仓上端设有仓盖，仓盖上设有进料口，立式烘仓一侧设有提升上料装置，提升上料装置下端设有进料斗，提升上料装置上端设有原料出口，原料出口设在进料口上方；

进料斗与原料出口之间设有用于传输物料的输送装置；

立式烘仓内壁设有沿高度方向螺旋下降的滑道。

本发明的有益效果为：采用电能驱动热风系统工作，无需通过燃烧燃料加热立式烘仓，减少环境污染；设有太阳能机，吸收太阳能加热传导介质，辅助热泵加热空气，节能的同时热转化效率高；立式烘仓中的热空气排出后滤除水分，携带热量再次回流到送风机的空气进口，热泵不必从冷空气开始加热，减少热泵能耗；立式烘仓中设置多温区，温区中设置温度传感器，核桃水分计量器等装置，可智能监控核桃烘干环境及进度，有效控制核桃水分含量，保持核桃新鲜的同时延长保存时间；设有自动进出料系统，自动化程度高。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明的示意图。

图2是本发明的俯视图。

图3是本发明的进出料装置示意图。

图4是本发明的连接图。

图5是本发明的热风系统连接图。

图6是本发明的水分计量器示意图。

图中：立式烘仓1；滑道101；热风进管102；排料口103；第一温区104；第二温区105；第三温区106；排气罩107；排气管路108；排湿机109；进气筒2；热风系统3；热泵301；送风机302；太阳能机303；混水箱304；冷凝器305；回收水箱306；第一循环泵307；第二循环泵308；第三循环泵309；排水泵310；空气进口311；热风出口312；冷凝水出口313；第一热交换器314；第二热交换器315；太阳能加热器316；第三热交换器317；热水区318；温水区319；冷水区320；干燥器321；仓盖4；进料口401；提升上料装置5；进料斗501；输送装置502；原料出口503；水分计量器6；外护筒601；挡板602；内桶603；托板604；滑轨605；称重器606；电推杆607；连接板608；输送机7。

具体实施方式

如图1-6中，一种节能环保型立式智能烘干机，包括立式烘仓1和热风系统3，热风系统3包括热泵301，热泵301一侧设有送风机302，热泵301用于加热流经送风机302的空气，送风机302设有空气进口311和热风出口312，热风出口312与热风进管102连通，空气进入时先被热泵301加热，再从热风出口312经由热风进管102送入立式烘仓1内部；

热风系统3还包括用于热交换的混水箱304，混水箱304与热泵301连通，混水箱304作为中间桥梁方便热泵301与其他辅助加热装置进行热交换，辅助加热装置可为利用太阳能、地热能等清洁能源来加热水的装置，热水利用混水箱304将热量传递给热泵301，降低热泵301自身电能消耗，到达节能的目的。

优选的方案中，混水箱304中设有热水区318和冷水区320，热水区318中设有电加热装置，热泵301中设有第一热交换器314和第二热交换器315，第一热交换器314用于加热送风机302中的空气，第二热交换器315两循环端口分别连通热水区318和冷水区320以形成第一环路，第一环路中连通有第一循环泵307，第二热交换器315另外两循环端口与第一热交换器314连通以形成第二环路，第二环路中设有压缩机。

第一环路循环时，第二热交换器315吸收热水区318中的热量，压缩机工作，第二环路中的介质将热量送至第一热交换器314，第一热交换器314利用介质中的热量加热送风机302管路中的空气。

优选的方案中，热风系统3还包括太阳能机303，太阳能机303中设有太阳能加热器316和第三热交换器317，第三热交换器317两循环端口与太阳能加热器316连通以形成第三环路，第三热交换器317另外两循环端口分别与热水区318和冷水区320连通以形成第四环路，第四环路中设有第二循环泵308。

太阳能加热器316吸收太阳能加热内部介质，第三热交换器317吸收该热量并通过第三环路循环，将热量送至热水区318。

优选的方案中，立式烘仓1外壁沿高度方向设有多个排气罩107，还设有排气管路108，各排气罩107与排气管路108连通，排气管路108中设有排湿机109，排湿机109抽出各排气罩107中的水汽。

优选的方案中，送风机302还设有空气进口311，排气管路108与空气进口311连通，排气管路108与空气进口311之间还依次连通有冷凝器305和干燥器321。

由于排气管路108排出的水汽温度较高，经过冷凝和干燥后仍然带有大量的热量，经过冷凝干燥处理后的温热空气回流至送风机302，再次被热泵301加热时只需要消耗极少的能量，达到节能的目的。

优选的方案中，热水区318和冷水区320之间设有温水区319，冷凝器305两循环端口分别连接温水区319和冷水区320以形成第五环路，第五环路中设有第三循环泵309。

排气管路108中的高温水汽冷凝时向冷凝器305放热，第五环路循环时携带该热量回到温水区319，进一步减少热量损耗。

优选的方案中，冷凝器305下端设有冷凝水出口313，热风系统3还包括回收水箱306和排水泵310，冷凝水出口313通过排水泵310与回收水箱306连通，排水泵310将冷凝水排入回收水箱306中储存，以备使用。

优选的方案中，立式烘仓1中设有第一温区104，热风进管102穿过立式烘仓1外壁与第一温区104连通，第一温区104上方设有第二温区105，第一温区104下方设有第三温区106，第一温区104、第二温区105和第三温区106中设有温度传感器。

热风进管102沿高度方向设有多个，立式烘仓1内部设置进气筒2，多个热风进管102与进气筒2连通，进气筒2沿高度方向设有多个排气泄口，可使立式烘仓1内部沿高度方向温度梯度更小。

由于热风进管102设在第一温区104，因此第一温区104相比于第二温区105和第三温区106温度更高，并且，由于热空气易上升，第二温区105温度高于第三温区106，核桃烘干时，通过温度传感器反馈控制热风进管102进口热风温度，将第一温区104温度设置在40-50℃，第二温区105温度约为35-40℃，第三温区106温度约为30-35℃，核桃进入时，先经过第二温区105进行预热排湿，再经过第一温区104充分烘干，最后经过第三温区106干燥后从底部排出。

优选的方案中，第一温区104、第二温区105和第三温区106中均设有多个水分计量器6，水分计量器6包括与立式烘仓1内壁连接的外护筒601，外护筒601上端设有可滑开的挡板602，外护筒601内设有内桶603，内桶603下端设有可打开的托板604，内桶603与外护筒601之间设有称重器606，内桶603与外护筒601通过滑轨605连接，内桶603可相对于外护筒601上下滑动，称重器606称其重量。

水分计量器6沿周向和高度方向均布以保证采样的合理性，核桃由顶部进料，因此第二温区105中的核桃含水量最大，越往下核桃水分越低，单个核桃重量越小，由于核桃大小差异不大，可通过最上层水分计量器6中核桃总重与下层的比对得到核桃失水量，计量核桃水分步骤如下，

S1、最上层的水分计量器6开始工作；

S2、控制电推杆607工作，电推杆607通过连接板608带动挡板602滑开；

S3、核桃落满内桶603，然后关闭挡板602；

S4、称此时内桶603中核桃重量；

S5、打开托板604，释放内桶603中的核桃；

S6、将本高度层的水分计量器6得到的核桃数量取平均值；

S7、按照同样方式称重其它高度层的核桃并得到重量的平均值；

S8、计量并分析各高度层的核桃平均重量，以最上层数据作为基准计算核桃失水量；

通过智能化监控各高度层的核桃失水量，并调整各温区温度及核桃烘干时间，即可保证核桃出料时的含水量。

优选的方案中，立式烘仓1下端设有排料口103，排料口103下方设有输送机7，用于自动化运出烘干完毕的核桃；

立式烘仓1上端设有仓盖4，仓盖4上设有进料口401，立式烘仓1一侧设有提升上料装置5，提升上料装置5下端设有进料斗501，提升上料装置5上端设有原料出口503，原料出口503设在进料口401上方，；

进料斗501与原料出口503之间设有用于传输物料的输送装置502；

立式烘仓1内壁设有沿高度方向螺旋下降的滑道101。

核桃由进料斗501进料经输送装置502运送至原料出口503，并通过进料口401下落至滑道101的顶端，核桃沿滑道101下滑至立式烘仓1底部积累并逐渐向上堆积。

上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种节能环保型立式智能烘干机，其特征是：包括立式烘仓（1）和热风系统（3），热风系统（3）包括热泵（301），热泵（301）一侧设有送风机（302），热泵（301）用于加热流经送风机（302）的空气，送风机（302）设有热风出口（312），热风出口（312）与热风进管（102）连通；

混水箱（304）中设有热水区（318）和冷水区（320），热水区（318）中设有电加热装置，热泵（301）中设有第一热交换器（314）和第二热交换器（315），第一热交换器（314）用于加热送风机（302）中的空气，第二热交换器（315）两循环端口分别连通热水区（318）和冷水区（320）以形成第一环路，第一环路中连通有第一循环泵（307），第二热交换器（315）另外两循环端口与第一热交换器（314）连通以形成第二环路，第二环路中设有压缩机；

热风系统（3）还包括用于热交换的混水箱（304），混水箱（304）与热泵（301）连通；

立式烘仓（1）外壁沿高度方向设有多个排气罩（107），还设有排气管路（108），各排气罩（107）与排气管路（108）连通，排气管路（108）中设有排湿机（109）；

送风机（302）还设有空气进口（311），排气管路（108）与空气进口（311）连通，排气管路（108）与空气进口（311）之间还依次连通有冷凝器（305）和干燥器（321）；

热水区（318）和冷水区（320）之间设有温水区（319），冷凝器（305）两循环端口分别连接温水区（319）和冷水区（320）以形成第五环路，第五环路中设有第三循环泵（309）。

2.根据权利要求1所述节能环保型立式智能烘干机，其特征是：热风系统（3）还包括太阳能机（303），太阳能机（303）中设有太阳能加热器（316）和第三热交换器（317），第三热交换器（317）两循环端口与太阳能加热器（316）连通以形成第三环路，第三热交换器（317）另外两循环端口分别与热水区（318）和冷水区（320）连通以形成第四环路，第四环路中设有第二循环泵（308）。

3.根据权利要求1所述节能环保型立式智能烘干机，其特征是：冷凝器（305）下端设有冷凝水出口（313），热风系统（3）还包括回收水箱（306）和排水泵（310），冷凝水出口（313）通过排水泵（310）与回收水箱（306）连通。

4.根据权利要求1所述节能环保型立式智能烘干机，其特征是：立式烘仓（1）中设有第一温区（104），热风进管（102）穿过立式烘仓（1）外壁与第一温区（104）连通，第一温区（104）上方设有第二温区（105），第一温区（104）下方设有第三温区（106），第一温区（104）、第二温区（105）和第三温区（106）中设有温度传感器。

5.根据权利要求4所述节能环保型立式智能烘干机，其特征是：第一温区（104）、第二温区（105）和第三温区（106）中均设有多个水分计量器（6），水分计量器（6）包括与立式烘仓（1）内壁连接的外护筒（601），外护筒（601）上端设有可滑开的挡板（602），外护筒（601）内设有内桶（603），内桶（603）下端设有可打开的托板（604），内桶（603）与外护筒（601）之间设有称重器（606）。

6.根据权利要求1所述节能环保型立式智能烘干机，其特征是：立式烘仓（1）下端设有排料口（103），排料口（103）下方设有输送机（7）；

立式烘仓（1）上端设有仓盖（4），仓盖（4）上设有进料口（401），立式烘仓（1）一侧设有提升上料装置（5），提升上料装置（5）下端设有进料斗（501），提升上料装置（5）上端设有原料出口（503），原料出口（503）设在进料口（401）上方；

进料斗（501）与原料出口（503）之间设有用于传输物料的输送装置（502）；

立式烘仓（1）内壁设有沿高度方向螺旋下降的滑道（101）。