CN115451666A - 一种低碳环保的自动水循环干燥装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低碳环保的自动水循环干燥装置，包括干燥车间和浸泡车间，其中，所述干燥车间外包覆有隔热材料，所述干燥车间内设置有微通道传热管和鼓风机对干燥车间进行干燥，并通过除湿机将内部水汽去除；所述除湿机出来的冷凝水通过管道连接至蒸馏水蓄水池，所述蒸馏水蓄水池通过管道连接至所述浸泡车间，使得干燥车间制备的冷凝水直接二次循环使用。本发明提供的低碳环保的自动水循环干燥装置，设置有微通道传热管来加热干燥车间；通过旋转鼓风机来增强空气对流，起到搅拌干燥车间内的空气，从而均匀干燥车间内部的温度和湿度，能够大大减小低温干燥时间，降低生产成本，并极大地减少了环境污染。
Description
技术领域
本发明涉及一种自动水循环干燥装置，尤其涉及一种低碳环保的自动水循环干燥装置。
背景技术
对于一些需要浸泡加工并干燥的加工单位，用水用电是加工成本的重要部分，减少用水用电可大大减少成本，环保，低碳、节能。
现有的干燥车间和浸泡车间往往各自独立运行，能耗较大。现有的干燥车间、老化房和孵化器等的加热装置都是用电热丝加热，并用固定通道进行热气流的传输。这种加热方式能耗大，而且当加热温度在20-90℃范围内，这种加热方式很难实现温度的精准控制。这种加热设备在温度到达制定温度时，电热丝虽然断电，但其自身的温度依旧非常高，其自身的热量就会使得利用这种加热方式的干燥车间、老化房和孵化器等的内部温度继续上升，若利用小功率的电热丝，则升温缓慢，难以达到指定的温度。此外，现有的干燥车间、老化房和孵化器等的空气通道也是固定的，这就会导致空间内部出现气流的死角，导致干燥车间、老化房和孵化器等内部的温度和湿度不均匀，甚至需要烘干产品的部分表面也会处于空气对流的死角处，造成产品烘干不均匀、不彻底。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种低碳环保的自动水循环干燥装置，能够大大减小低温干燥时间，降低生产成本，并极大地减少了环境污染。
本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种低碳环保的自动水循环干燥装置，包括干燥车间和浸泡车间，其中，所述干燥车间外包覆有隔热材料，所述干燥车间内设置有微通道传热管和鼓风机对干燥车间进行干燥；并通过除湿机将内部水汽去除；所述除湿机出来的冷凝水通过管道连接至蒸馏水蓄水池，所述蒸馏水蓄水池通过管道连接至所述浸泡车间，使得干燥车间制备的冷凝水直接二次循环使用。
进一步的，所述微通道传热管铺设于干燥车间的底部；所述微通道传热管中的热水来自于太阳能热水器。
进一步的，所述微通道传热管包括传热管道本体，所述传热管道本体的端部形成有贯穿传热管道本体的定向微通道，所述定向微通道为多个，多个定向微通道平行设置，所述定向微通道的通道壁之间的形成随机分布的多孔结构；所述微通道传热管采用烧结方式制备而成。
进一步的，所述微通道传热管由弯曲成S型的片状坯件烧结而成，所述片状坯件由金属或金属氧化物粉末、填充粉末以及粘结剂按设定的比例混合成浆料，并将浆料涂敷在填充丝后压制而成。
进一步的，所述浆料中金属或金属氧化物粉末的质量百分比为20～70％，填充粉末的质量百分比为20～70％，粘结剂的质量百分比为2～15％。
进一步的，所述片状坯件的烧结过程如下：
预烧结：将片状坯件在大气环境中进行烧结，烧结后冷却至室温，制得带有定向微通道的氧化金属芯坯件；所述预烧结温度为400℃～600℃，所述预烧结过程以10℃/min的升温速率从室温达到预烧结温度并保温至少1h；
烧结还原：将制得的氧化金属芯坯件在真空气氛或还原气氛中烧结还原，烧结还原后冷却至室温，制得传热管道本体；所述烧结还原在真空气氛时，真空气压小于10Pa，以10℃/min的升温速率从室温达到800℃～950℃并保温5h～7h；所述烧结还原在还原气氛时，以10℃/min的升温速率从室温达到500℃～950℃并保温0.5h～3h。
进一步的，所述鼓风机为旋转鼓风机，所述鼓风机的数目为多个，位于干燥车间底部中间和四周，且每个的鼓风机风口和地面呈45°角度并可365°旋转，使得干燥车间内的空气形成多个方向上的对流，所述鼓风机的风量控制在5-15m3/min之间。
进一步的，所述除湿机的数目为两个，分布在干燥车间左右两侧上方，所述除湿机的进气口安装有空气过滤器。
进一步的，所述干燥车间的顶部为玻璃天窗，并设置有太阳能板。
进一步的，所述干燥车间中温度控制在20-90度。
本发明对比现有技术有如下的有益效果：本发明提供的低碳环保的自动水循环干燥装置，通过微通道加热，并通过旋转鼓风装置来搅拌促进加热空间内的空气对流，从而实现精准控温和强力除湿。本发明针对的加热温度在室温到90℃，在这种温度下，可防止待干燥的产品出现变形，不会产生热收缩，不会影响产品成型度。可广泛适用于干燥车间、老化房和孵化室等。当用于干燥车间时，相比现有的技术，该发明大大缩短了干燥时间。原来的干燥方式，对于50-60升的干燥车间，烘干时间往往长达30-40小时，在使用该发明后，其时间可缩短到12-20小时以内。此外，本发明利用太阳能等清洁能源，做到低碳环保，无污染。干燥车间内的水通过冷凝处理后，可直接用于产品的浸泡等，可反复使用，极大地节约了水资源。
附图说明
图1为本发明的低碳环保的自动水循环干燥装置结构示意图；
图2为图1中微通道传热管结构示意图；
图3为图1中微通道传热管结构通过热对流和热传导换热示意图。
图中：
1干燥车间 2浸泡车间 3蒸馏水蓄水池
4鼓风机 5除湿机 6空气过滤器
7太阳能板 8太阳能热水器 9微通道传热管
91传热管道本体 92定向微通道 93多孔结构
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
图1为本发明低碳环保的自动水循环干燥装置结构示意图。
请参见图1，本发明提供的低碳环保的自动水循环干燥装置，包括干燥车间1和浸泡车间2，其中，所述干燥车间1外包覆有隔热材料，所述干燥车间1内设置有微通道传热管对干燥空间进行加热，并利用旋转鼓风设备来搅拌干燥空间内的空气，促进空气对流，使温度和湿度均匀，并通过除湿机5将内部水汽去除；所述除湿机5出来的冷凝水通过管道连接至蒸馏水蓄水池3，所述蒸馏水蓄水池3通过管道连接至所述浸泡车间2，使得干燥车间1制备的冷凝水直接二次循环使用。
传统的加热方式都是利用加热丝，加热丝加热的方法耗电量大，且难以精准控制100℃以下的加热温度，虽然很多产品标定误差2°，其实际误差往往大于5°，这是由于当温度达到时，加热丝停止加热，但其自身热量依旧很高，这部分的热量依旧影响干燥设备内的整体温度，造成控温误差。而一些需要干燥的电子产品，或是老化实验产品，为不破坏产品本身，其要求的温度往往只有50-60℃，在这个温度下，加热丝很难做到精准控温。
优选地，本发明利用微通道传热管9对干燥车间加热，加热水的装置为太阳能热水器8，如图2所示。利用微通道传热管输送热量，可以做到热量的及时补充和停止，微通道传热管的优势是传热效率高，可将水中的热量通过微通道瞬间传出，同时，当停止微通道内热水流动时，其热量的输送就可以立即停止，没有余热影响，可以做到温度在室温到90℃时的温度控制误差在0.2℃以内。
普通微通道换热片的通道壁为密实结构且通道间相互独立，则热量只能通过金属的热传导进行扩散，容易形成较大的温度梯度，传递到距离热源较远通道的热量少，降低了远处通道的散热作用
为此，请参见图2，本发明采用具有定向微通道的微通道传热管，包括传热管道本体91，传热管道本体91的端部形成有贯穿传热管道本体91的定向微通道92，定向微通道92为多个，多个定向微通道92平行设置，定向微通道92的通道壁之间的形成无序的多孔结构93。本发明的微通道的通道壁为多孔结构，则可通过热对流和热传导的协同作用将热量快速传递到各个通道中，从而有效提升整体散热效率，如图3所示。
本发明的具有定向微通道的微通道传热管，采用烧结方式制备而成，为了能够在定向微通道92的通道壁之间形成无序的多孔结构93，具体制备过程如下：
S1：制备浆料：将金属或金属氧化物粉末、填充粉末以及粘结剂按设定的比例均匀混合得到浆料；
S2：制作坯件：将浆料涂覆在填充丝上，并填充到0.5mm厚，5-10mm直径的铜管中，用100-200mPa的压力进行压制，成片状坯件；
S3：片状坯件再以每段50-100mm，弯曲成S型，以增加微通道传热管的比表面积；
S4：干燥成型：将弯曲成S型的片状坯件，放置于大气中干燥固型，制成微通道传热管毛坯；
S4：预烧结：将微通道传热管毛坯在大气环境中在预烧结温度进行预烧结，烧结后冷却至室温，制得带有定向微通道的氧化金属芯坯件；
S5：烧结还原：将制得的氧化金属芯坯件在真空气氛或还原气氛中烧结还原，烧结还原后冷却至室温，制得微通道传热管本体；
S6：微通道传热管两头各接太阳能热水器的进出水口，实现微通道传热管内部的热水循环。
上述具有定向微通道的微通道传热管，制备时所述金属或金属氧化物粉末、填充粉末以及粘结剂的按以下质量百分比取各个组分混合均匀：金属或金属氧化物粉末20～70％，填充粉末20～70％，粘结剂2～15％；所述金属粉末为铜、镍基合金或钢的粉末，所述金属氧化物粉末为铜、镍基合金或钢的氧化物粉末；所述金属或金属氧化物粉末的粒径为20～300μm；所述填充粉末为气化温度低于预烧结温度的固态粉末；所述填充粉末的粒径为50～1000μm；所述粘结剂为酒精、PVA或凡士林。
上述具有定向微通道的微通道传热管，制备时所述浆料在填充丝上的涂覆体积百分比为：浆料30～70％，填充丝30～70％；所述填充丝为气化温度低于预烧结温度的热塑高分子材料填充丝；所述填充丝的直径为50～1000μm。
上述具有定向微通道的微通道传热管，制备时所述预烧结温度为400℃～600℃，所述预烧结过程以10℃/min的升温速率从室温达到预烧结温度并保温至少1h。
上述具有定向微通道的微通道传热管，制备时所述烧结还原在真空气氛时，真空气压小于10Pa，以10℃/min的升温速率从室温达到800℃～950℃并保温5h～7h；所述烧结还原在还原气氛时，以10℃/min的升温速率从室温达到500℃～950℃并保温0.5h～3h。
采用发明中的烧结定向微通道传热管流体阻力小，使用的水流循环压力小，换热效率高。相比其他类型的传热管，本发明的烧结定向微通道传热管具有极好的换热效率，其换热系数远高于普通传热管，冷却水通过的压力只有多空金属的十分之一。因此，采用本发明烧结定向微通道传热管作为冷凝器后，将极大地提升水汽冷凝效果，大大降低能耗。
本发明提供的低碳环保的自动水循环干燥装置，内部由太阳能热水器8和微通道传热管9对干燥车间1加热，旋转鼓风机4提供对流，加速干燥速度；鼓风机4的数目为多个，位于干燥车间1底部中间和四周，且每个的鼓风机4风口和地面角度45°，可365°旋转，使得干燥车间1内的空气形成多个方向上的对流，鼓风机的风量在5-15m3/min最佳，风量太小难以造成紊流，风量太大容易将产品破坏。一台365°旋转的鼓风机可在1分钟内使10m3的干燥间内的温度和湿度达到一致。
本发明提供的低碳环保的自动水循环干燥装置，通过除湿机5将内部水汽去除；除湿机5的工作原理为冷凝，所制备的水为纯净的蒸馏水，冷凝后的水可供工厂产品浸泡和其他用处；所述除湿机5的数目优选为两个，分布在干燥车间1左右两侧上方。所述除湿机5的进气口安装有空气过滤器6，防止空气中的杂质进入冷凝后的水中。
本发明提供的低碳环保的自动水循环干燥装置，干燥车间1由隔热材料包覆，减少热能流失，所述干燥车间1的顶部还可设置有太阳能板7，并由太阳能板7为鼓风机4、除湿机5供电。所述干燥车间1的顶部优选为玻璃天窗，在天气晴朗时可直接使用太阳光晒干需要干燥的产品。
本发明提供的低碳环保的自动水循环干燥装置，干燥车间1中温度控制在20-90度，不变形，无热收缩，成型度好，防止高温挥发，通过微通道加热，并通过旋转鼓风装置来搅拌促进加热空间内的空气对流，从而实现精准控温和强力除湿，低温干燥的时间由现有的30-40小时缩短至12-20小时；降低生产成本，并极大地减少了环境污染。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。
Claims (10)
1.一种低碳环保的自动水循环干燥装置，包括干燥车间(1)和浸泡车间(2)，其特征在于，所述干燥车间(1)外包覆有隔热材料，所述干燥车间(1)内设置有微通道传热管(9)和鼓风机(4)对干燥车间(1)进行干燥；并通过除湿机(5)将内部水汽去除；所述除湿机(5)出来的冷凝水通过管道连接至蒸馏水蓄水池(3)，所述蒸馏水蓄水池(3)通过管道连接至所述浸泡车间(2)，使得干燥车间(1)制备的冷凝水直接二次循环使用。
2.如权利要求1所述的低碳环保的自动水循环干燥装置，其特征在于，所述微通道传热管(9)铺设于干燥车间(1)的底部；所述微通道传热管(9)中的热水来自于太阳能热水器(8)。
3.如权利要求1所述的低碳环保的自动水循环干燥装置，其特征在于，所述微通道传热管(9)包括传热管道本体(91)，所述传热管道本体(91)的端部形成有贯穿传热管道本体(91)的定向微通道(92)，所述定向微通道(92)为多个，多个定向微通道(92)平行设置，所述定向微通道(92)的通道壁之间的形成随机分布的多孔结构(93)；所述微通道传热管(9)采用烧结方式制备而成。
4.如权利要求3所述的低碳环保的自动水循环干燥装置，其特征在于，所述微通道传热管(9)由弯曲成S型的片状坯件烧结而成，所述片状坯件由金属或金属氧化物粉末、填充粉末以及粘结剂按设定的比例混合成浆料，并将浆料涂敷在填充丝后压制而成。
5.如权利要求4所述的低碳环保的自动水循环干燥装置，其特征在于，所述浆料中金属或金属氧化物粉末的质量百分比为20～70％，填充粉末的质量百分比为20～70％，粘结剂的质量百分比为2～15％。
6.如权利要求5所述的低碳环保的自动水循环干燥装置，其特征在于，所述片状坯件的烧结过程如下：
预烧结：将片状坯件在大气环境中进行烧结，烧结后冷却至室温，制得带有定向微通道的氧化金属芯坯件；所述预烧结温度为400℃～600℃，所述预烧结过程以10℃/min的升温速率从室温达到预烧结温度并保温至少1h；
烧结还原：将制得的氧化金属芯坯件在真空气氛或还原气氛中烧结还原，烧结还原后冷却至室温，制得传热管道本体(91)；所述烧结还原在真空气氛时，真空气压小于10Pa，以10℃/min的升温速率从室温达到800℃～950℃并保温5h～7h；所述烧结还原在还原气氛时，以10℃/min的升温速率从室温达到500℃～950℃并保温0.5h～3h。
7.如权利要求1所述的低碳环保的自动水循环干燥装置，其特征在于，所述鼓风机(4)为旋转鼓风机，所述鼓风机(4)的数目为多个，位于干燥车间(1)底部中间和四周，且每个的鼓风机(4)风口和地面呈45°角度并可365°旋转，使得干燥车间(1)内的空气形成多个方向上的对流，所述鼓风机(4)的风量控制在5-15m3/min之间。
8.如权利要求1所述的低碳环保的自动水循环干燥装置，其特征在于，所述除湿机(5)的数目为两个，分布在干燥车间(1)左右两侧上方，所述除湿机(5)的进气口安装有空气过滤器(6)。
9.如权利要求1所述的低碳环保的自动水循环干燥装置，其特征在于，所述干燥车间(1)的顶部为玻璃天窗，并设置有太阳能板(7)。
10.如权利要求1所述的低碳环保的自动水循环干燥装置，其特征在于，所述干燥车间(1)中温度控制在20-90度。
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| CN211953606U (zh) * | 2020-03-16 | 2020-11-17 | 连云港平顺食品有限公司 | 一种橡子粉烘干设备 |
| CN112122616A (zh) * | 2020-08-24 | 2020-12-25 | 武汉汉维新材料科技有限责任公司 | 一种定向微通道和无序孔复合热沉及其制备方法 |
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