CN205505578U - 一种流场均匀的热风循环干燥箱 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种流场均匀的热风循环干燥箱，其包括干燥箱、进风道、出风道、上总风道、上布风道、下总风道、下布风道、上布风装置、下布风装置；其中上布风装置和下布风装置的结构相同，该结构包括3个以上的叶片、传动机构、调节按钮、1个以上的旋转轴；本装置通过旋转叶片，分阶段控制叶片旋向，从而改变进风处和出风处的风速和风向，可有效改善农副产品干燥不均匀带来的能耗高和长期高湿度处产品质量低的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种干燥设备，尤其涉及一种热风循环干燥设备。
背景技术
干燥设备是农作物干燥过程的重要设备之一，不同的干燥对象有不同的干燥方法，其中热风干燥方式是当前实际应用中较多的一种干燥方式。然而，热风穿流干燥室内会出现因气流分布不均匀而导致干燥效率低下、干燥产品品质下降、干燥能耗增加等诸多问题。针对由热风炉、排烟风机、换向机构、风道及烘干箱等部件组成的户用普通热风穿流干燥设备开展了一系列的实验研究，烘干箱热风由热风炉提供，换向机构可使热风上下交替进入烘干箱。干燥烘箱为立方体，从上至下均匀摆放14层干燥盘，由沿两端壁面焊接的支撑板托住，热风从烘箱底面的热风分布器中均匀进入。实验结果表明，该干燥系统交替进风干燥时，箱内14盘干燥盘的最上面3层和最下面3层的干燥状态比中间8层更快，而每盘都一定程度出现周边干燥速度远大于中央区域的情况，使得中间区域呈现一块“湿岛”。不仅导致物料完成干燥过程的时间不一致，从而影响最终干燥能耗和产品品质；而且还会导致“湿岛”上的物料长时间处于高温高湿且缺氧的状态，其中的微生物发酵使得物料坏死，极大影响了物料的得率和产品品质。
对于这一问题，不少学者进行了研究，殷勇等人的文献《提高箱式穿流干燥室流场均匀性的研究》（发表于《农业机械学报》1993年，24卷，第3期）认为利用空载冷态时干燥箱内的空气流场分布作为表征干燥过程均匀性的指标是合理的；并提出了在入风口和出风口加均风板对内部流场进行干涉的措施，即在进风口及与之相邻的物料盘之间加设一多孔板（均风板）形成匀风室，使气流充分混合，提高整个干燥室内气流分布的均匀性。均风板通常是在不同位置开设不同孔径的小孔，从而改变了进入小孔的风速大小，一定程度降低了干燥箱内的不均匀现象，然而这种结构却不能改变进入箱内的风向，也不具备可调节性。本实用新型同样从干燥室内热风均匀分布的角度出发，设计了一种可改变进入箱内的热风风速，同时可调节风向的布风装置。具有该布风装置的热风循环干燥箱，其箱内热风流场可更均匀分布，从而提高干燥效率。
发明内容
本实用新型针对现有干燥设备在农副产品干燥过程存在干燥不均匀的现象，提供了一种带新型布风装置的流场均匀的热风循环干燥箱。
本实用新型改善上述技术问题的方案如下：流场均匀的热风循环干燥箱包括干燥箱1、进风道7、出风道9、上总风道12、上布风道3、下总风道6、下布风道5、上布风装置2、下布风装置4，下布风装置4设置在干燥箱1下部，上布风装置2设置在干燥箱1上部，进风道7通过下总风道6与设置在下布风装置4下方的下布风道5连通，设置在上布风装置2上方的上布风道3通过上总风道12与出风道9连通，出风道9与进风道7连通，出风道9上设有排风机14，进风道7的一端设有循环热风的加热热源8，上总风道12和下总风道6之间由风道隔板11隔开，出风道9上设有除湿排气装置10；上布风装置2和下布风装置4的结构相同，该结构包括3个以上的叶片19、传动机构、调节按钮13、与叶片数目形同的旋转轴20，旋转轴20两端通过轴承安装在干燥箱前后内壁上，叶片19固定在旋转轴20上，传动机构包括驱动件和终端传动件，驱动件与设置在干燥箱1外的调节按钮13相连，终端传动件与旋转轴20同轴连接。
所述传动机构为齿轮齿条传动机构，其驱动件为与调节按钮13相连的驱动齿轮16，驱动齿轮16设置在传动齿条15一端并与其啮合，传动齿条15设置在干燥箱内且与3个以上传动齿轮17组成的终端传动件啮合，传动齿轮17与旋转轴20一端同轴连接。
所述传动机构为齿轮齿条传动，其驱动件为与调节按钮13相连的驱动齿轮16，驱动齿轮16设置在传动齿条15一端并与其啮合，传动齿条15设置在干燥箱内且与位于传动齿条15中部的一个传动齿轮17构成的终端传动件啮合，该传动齿轮17与1个旋转轴20一端同轴连接，设置在旋转轴20上的叶片19通过1根以上连杆18与其他叶片连接为一个整体。
所述传动机构为带传动，其驱动件为与调节按钮13相连的带轮，终端传动件为1个或2个传动带轮22，带轮通过传动带21与传动带轮22相连，传动带轮22与旋转轴20一端同轴连接，设置在旋转轴20上的叶片19通过1根以上连杆18与其他叶片连接为一个整体。
所述连杆18为高强度槽钢或角钢。
所述叶片为轻质铝合金薄片或高强度塑料薄片，叶片的宽度为14~20cm。
每组叶片、旋转轴和终端传动件的结构尺寸均相同。
所述除湿排气装置10为常规排湿排气设备。
本实用新型装置热风由进风道7进入干燥箱一侧的下总风道6，继而进入下布风道5，通过下布风装置4以一定速度和方向进入干燥箱1内，与干燥箱内物料进行传热传质后经上布风装置2进入上布风道3，再流入上总风道12，并从设有排风机14的出风道9流出，循环热风在加热热源8中升温开始下一轮循环，上总风道12和下总风道6之间由风道隔板11隔开，在出风道9上还开设有除湿排气装置10。与传统的布风板不同，上布风装置和下布风装置采用百叶片形式，上布风装置2和下布风装置4的结构相同，包括多个叶片19、传动机构、调节按钮、旋转轴；传动机构可为齿轮齿条传动或带传动，以齿轮齿条传动为例，包括与调节按钮13连接的驱动齿轮16和传动齿条15，通过调节按钮13（手动或微型电机）旋转驱动齿轮16时，与之啮合的传动齿条15开始左右移动，继而带动与传动齿条啮合的多个传动齿轮17旋转，传动齿轮17同轴连接在沿干燥箱左右距离均匀布置的旋转轴20的前端，旋转轴20两端通过轴承固定在干燥箱的前后壁面，每个旋转轴20上都连接有一个中间开孔的叶片19。可见，传动齿轮17的旋转带动了旋转轴20，继而带动了每个叶片的旋转；由于每个与传动齿条齿条啮合的传动齿轮17具有相同尺寸，所以能保证叶片相同的旋向。
在上述方案中，齿条齿轮传动装置还可以简化，无需设置多个传动齿轮17，只需在传动齿条中间位置设置一个与之啮合的传动齿轮17，而在每个叶片的前后两端通过开孔卡住的方式布置两根连杆18。唯一传动齿轮17旋转时，同轴的叶片开始旋转，两根连杆18又保证了其余叶片同步旋转，实现了相同功能。还可将齿轮齿条传动改为带传动，由传动带21和传导带轮22组成，前1~2片叶片各对应设置传动带轮22，传动带轮22同样连接在相应编号的沿干燥箱左右距离均匀布置的旋转轴20的一端，同轴带动轴上叶片旋转，其余叶片通过连杆实现同步旋转。
以旋转轴心为原点，定义叶片上部分与向右水平线之间的夹角为旋转角，事先对不同传动方式的原始驱动即调节按钮13的动作与叶片旋转角之间的对应关系进行标定。干燥一开始可将下布风装置4的叶片旋转角调至0~45°，上布风装置2的叶片旋转角调至90~135°，可使进出风风阻都降低，风速加大，快速带走物料表面水分。60分钟后，每隔30分钟将上布风装置2的叶片旋转角逐渐调至0~45°，增加出风风阻，让热风在干燥箱内多停留一段时间，带走物料内部更难蒸发的水分。在干燥中期180~360分钟，每隔60分钟可逐渐将下布风装置4的叶片旋转角调至45~135°，增加向远端（干燥箱右侧）进入的热风量，改善干燥箱内右侧物料干燥不充分的情况。在干燥末期的60min，可保持下布风装置4的叶片旋转角为135°，上布风装置2的叶片旋转角为30~45°，使热风风阻进一步增大，起到干燥箱内焖住热风改善物料含水率不均匀性的作用，实验证明，空气含水率较低的情况下焖住一段时间可极大缓解干燥不均匀的情况。
这种带百叶式均风装置的干燥箱，具有如下有益效果：通过可以调节叶片旋向的传动装置，针对不同物料的干燥特性，分阶段控制叶片旋向，从而改变进风处和出风处的风速和风向，使热风在箱体内各个位置都能停留一段时间，减少了热风走最小阻力通道的短路行为，干燥箱内流动场更加均匀，物料在干燥过程中的湿度分布也更加平均。可有效改善农副产品干燥不均匀带来的能耗高和长期高湿度处产品质量低的问题，降低了干燥成本，提高了干燥物料的总体产品质量。叶片换向可通过手动或微电机控制实现，装置结构紧凑且制造简单，操作方便。
附图说明
图1为本实用新型流场均匀的热风循环干燥箱结构示意图；
图2为本实用新型传动机构为齿轮齿条传动的侧视结构示意图；
图3为本实用新型传动机构为齿轮齿条传动的俯视结构示意图；
图4为本实用新型传动机构为带传动的结构示意图；
图中：1-干燥箱；2-上布风装置；3-上布风道；4-下布风装置；5-下布风道；6-下总风道；7-进风道；8-加热热源；9-出风道；10-除湿排气装置；11-风道隔板；12-上总风道；13-调节按钮；14-排风机；15-传动齿条；16-驱动齿轮；17-传动齿轮；18-连杆；19-叶片；20-旋转轴；21-传动带；22-传导带轮；23-带轮。
具体实施方式
下面通过附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明，但本实用新型保护范围不局限于所述内容。
实施例1：如图1、2所示，本流场均匀的热风循环干燥箱包括干燥箱1、进风道7、出风道9、上总风道12、上布风道3、下总风道6、下布风道5、上布风装置2、下布风装置4，下布风装置4设置在干燥箱1下部，上布风装置2设置在干燥箱1上部，进风道7通过下总风道6与设置在下布风装置4下方的下布风道5连通，设置在上布风装置2上方的上布风道3通过上总风道12与出风道9连通，出风道9与进风道7连通，出风道9上设有排风机14，进风道7的一端设有循环热风的加热热源8，上总风道12和下总风道6之间由风道隔板11隔开，出风道9上设有除湿排气装置10；上布风装置2和下布风装置4的结构相同，该结构包括8个叶片19、传动机构、调节按钮13、8个的旋转轴20，旋转轴20两端通过轴承安装在干燥箱前后内壁上，叶片19固定在旋转轴20上，传动机构为齿轮齿条传动机构，其驱动件为与调节按钮13相连的驱动齿轮16，驱动齿轮16设置在传动齿条15一端并与其啮合，传动齿条15设置在干燥箱内且与8个传动齿轮17组成的终端传动件啮合，传动齿轮17与旋转轴20一端同轴连接。
热风由进风道7进入干燥箱一侧的下总风道6，继而进入下布风道5，经下布风装置4以一定速度和方向进入干燥箱1内，与干燥箱内物料进行传热传质后经上布风装置2进入上布风道3，再流入上总风道12，并从设有排风机14的出风道9流出，循环热风在加热热源8中升温开始下一轮循环，上总风道12和下总风道6之间由风道隔板11隔开，在出风道9上还开设有除湿排气装置10。与传统的布风板不同，本布风装置采用百叶片形式，传动机构为齿轮齿条传动，通过手动旋转调节按钮13，带动驱动齿轮16旋转，与之啮合的传动齿条15开始左右移动，继而带动与齿条啮合的多个传动齿轮17旋转，传动齿轮17连接在沿干燥箱左右距离均匀布置的旋转轴20的前端，旋转轴20两端通过轴承固定在干燥箱的前后壁面，每个旋转轴20上都连接有一个中间开孔的叶片19，叶片为宽度为15厘米的轻质铝合金薄板；可见，传动齿轮17的旋转带动了旋转轴20，继而带动了每个叶片19的旋转。由于每个与齿条啮合的传动齿轮17具有相同尺寸，保证了叶片相同的旋向。
上述装置用来干燥香菇，根据香菇干燥的特性曲线，相应的布风装置调节方法如下：以旋转轴心为原点，定义叶片上部分与向右水平线之间的夹角为旋转角，则干燥一开始可将下布风装置4的叶片旋转角调至45°，上布风装置2的叶片旋转角调至135°，可使进出风风阻都降低，风速加大，快速带走物料表面水分。60分钟后，每隔30分钟分别将上布风装置2的叶片旋转角分别调至90°、60°、45°、30°，让热风在干燥箱内多停留一段时间，带走物料内部更难蒸发的水分。干燥到180分钟后，每隔60分钟逐渐将下布风装置4的叶片旋转角调至60°、90°、120°和135°，增加向远端（干燥箱右侧）进入的热风量，改善干燥箱内右侧物料干燥不充分的情况。在随后的干燥末期60min，保持下布风装置4的叶片旋转角为135°，上布风装置2的叶片旋转角为45°，使热风风阻进一步增大，起到干燥箱内焖住热风改善物料含水率不均匀性的作用，实验证明，空气含水率较低的情况下将热风焖住一段时间可极大缓解干燥不均匀的情况。
实施例2：如图1、3所示，本流场均匀的热风循环干燥箱结构同实施例1，不同在于上布风装置2和下布风装置4的结构相同，该结构包括6个叶片19、传动机构、调节按钮13、与叶片数目形同的旋转轴20，旋转轴20两端通过轴承安装在干燥箱前后内壁上，叶片19固定在旋转轴20上；传动机构为齿轮齿条传动，其驱动件为与调节按钮13相连的驱动齿轮16，驱动齿轮16设置在传动齿条15一端并与其啮合，传动齿条15设置在干燥箱内且与位于传动齿条15中部的一个传动齿轮17构成的终端传动件啮合，该传动齿轮17与1个旋转轴20一端同轴连接，设置在该旋转轴20上的叶片19通过2根连杆18与其他叶片连接为一个整体。
热风由进风道7进入干燥箱一侧的下总风道6，继而进入下布风道5，经下布风装置4以一定速度和方向进入干燥箱1内，与干燥箱内物料进行传热传质后经上布风装置2进入上布风道3，再流入上总风道12，并从设有排风机14的出风道9流出，循环热风在加热热源8中升温开始下一轮循环，上总风道12和下总风道6之间由风道隔板11隔开，在出风道9上还开设有除湿排气装置10。与传统的布风板不同，本布风装置采用百叶片形式，齿条齿轮传动装置简化，只需在传动齿条中间位置设置一个与之啮合的传动齿轮17，而在每个叶片的前后两端通过开孔卡住的方式布置两根连杆18；通过调节按钮13（微型电机）带动驱动齿轮16旋转，与之啮合的传动齿条15开始左右移动，齿条中间位置设置一个与之啮合的传动齿轮17，传动齿条的移动带动传动齿轮17旋转，唯一传动齿轮17旋转时，同轴的叶片开始旋转，两根连杆18又保证了其余叶片同步旋转，实现了相同功能；为了保证连杆有足够的强度和刚度传递驱动力，连杆18采用高强度槽钢；叶片为高强度塑料薄片，叶片的宽度为18cm。
上述装置用来干燥豇豆，根据豇豆干燥的特性曲线，相应的布风装置调节方法如下：以旋转轴心为原点，定义叶片上部分与向右水平线之间的夹角为旋转角。干燥一开始可将下布风装置4的叶片旋转角调至45°，上布风装置2的叶片旋转角调至135°，可使进出风风阻都降低，风速加大，快速带走物料表面水分。60分钟后，每隔30分钟分别将上布风装置2的叶片旋转角分别调至90°、60°、30°，让热风在干燥箱内多停留一段时间，带走物料内部更难蒸发的水分。干燥到150分钟后，每隔60分钟逐渐将下布风装置4的叶片旋转角调至60°、90°、120°和135°，增加向远端（干燥箱右侧）进入的热风量，改善干燥箱内右侧物料干燥不充分的情况。在随后的干燥末期60min，保持下布风装置4的叶片旋转角为135°，上布风装置2的叶片旋转角为45°，使热风风阻进一步增大，起到干燥箱内焖住热风改善物料含水率不均匀性的作用，实验证明，空气含水率较低的情况下将热风焖住一段时间可极大缓解干燥不均匀的情况。
实施例3：如图1、4所示，本流场均匀的热风循环干燥箱结构同实施例1，不同在于上布风装置2和下布风装置4的结构相同，该结构包括10个叶片19、传动机构、调节按钮13、与叶片数目形同的旋转轴20，旋转轴20两端通过轴承安装在干燥箱前后内壁上，叶片19固定在旋转轴20上；传动机构为带传动，其驱动件为与调节按钮13相连的带轮23，终端传动件为2个传动带轮22，带轮23通过传动带21与传动带轮22相连，传动带轮22与旋转轴20一端同轴连接，设置在旋转轴20上的叶片19通过2根连杆18与其他叶片连接为一个整体；连杆18为高强度角钢，叶片为轻质铝合金薄片，叶片的宽度为20cm；
热风由进风道7进入干燥箱一侧的下总风道6，继而进入下布风道5，经下布风装置4以一定速度和方向进入干燥箱1内，与干燥箱内物料进行传热传质后经上布风装置2进入上布风道3，再流入上总风道12，并从设有排风机14的出风道9流出，循环热风在加热热源8中升温开始下一轮循环，上总风道12和下总风道6之间由风道隔板11隔开，在出风道9上还开设有除湿排气装置10；与传统的布风板不同，本布风装置采用百叶片形式，传动机构为带传动，通过调节按钮13带动带轮23旋转，传动带21使传动带轮22旋转，最终带动中间开孔连接在旋转轴20上的相应叶片19旋转，在所有叶片的前后两端通过开孔卡住的方式布置两根连杆18，其它叶片通过连杆18实现同步旋转。
上述装置用来干燥红辣椒，相应的布风装置调节方法如下：以旋转轴心为原点，定义叶片上部分与向右水平线之间的夹角为旋转角。干燥一开始可将下布风装置4的叶片旋转角调至45°，上布风装置2的叶片旋转角调至120°，可使进出风风阻都降低，风速加大，快速带走物料表面水分。60分钟后，每隔30分钟分别将上布风装置2的叶片旋转角分别调至90°、60°、30°，让热风在干燥箱内多停留一段时间，带走物料内部更难蒸发的水分。干燥到150分钟后，每隔60分钟逐渐将下布风装置4的叶片旋转角调至60°、90°、120°和135°，增加向远端（干燥箱右侧）进入的热风量，改善干燥箱内右侧物料干燥不充分的情况。在随后的干燥末期60min，保持下布风装置4的叶片旋转角为135°，上布风装置2的叶片旋转角为30°，使热风风阻进一步增大，起到干燥箱内焖住热风改善物料含水率不均匀性的作用，实验证明，空气含水率较低的情况下将热风焖住一段时间可极大缓解干燥不均匀的情况。
Claims (7)
1.一种流场均匀的热风循环干燥箱，其特征在于：包括干燥箱（1）、进风道（7）、出风道（9）、上总风道（12）、上布风道（3）、下总风道（6）、下布风道（5）、上布风装置（2）、下布风装置（4），下布风装置（4）设置在干燥箱（1）下部，上布风装置（2）设置在干燥箱（1）上部，进风道（7）通过下总风道（6）与设置在下布风装置（4）下方的下布风道（5）连通，设置在上布风装置（2）上方的上布风道（3）通过上总风道（12）与出风道（9）连通，出风道（9）与进风道（7）连通，出风道（9）上设有排风机（14），进风道（7）的一端设有加热热源（8），上总风道（12）和下总风道（6）之间由风道隔板（11）隔开，出风道（9）上设有除湿排气装置（10）；上布风装置（2）和下布风装置（4）的结构相同，该结构包括3个以上的叶片（19）、传动机构、调节按钮（13）、与叶片数目形同的旋转轴（20），旋转轴（20）两端通过轴承安装在干燥箱前后内壁上，叶片（19）固定在旋转轴（20）上，传动机构包括驱动件和终端传动件，驱动件与设置在干燥箱（1）外的调节按钮（13）相连，终端传动件与旋转轴（20）同轴连接。
2.根据权利要求1所述的流场均匀的热风循环干燥箱，其特征在于：传动机构为齿轮齿条传动机构，其驱动件为与调节按钮（13）相连的驱动齿轮（16），驱动齿轮（16）设置在传动齿条（15）一端并与其啮合，传动齿条（15）设置在干燥箱内且与3个以上传动齿轮（17）组成的终端传动件啮合，传动齿轮（17）与旋转轴（20）一端同轴连接。
3.根据权利要求1所述的流场均匀的热风循环干燥箱，其特征在于：传动机构为齿轮齿条传动，其驱动件为与调节按钮（13）相连的驱动齿轮（16），驱动齿轮（16）设置在传动齿条（15）一端并与其啮合，传动齿条（15）设置在干燥箱内且与位于传动齿条（15）中部的一个传动齿轮（17）构成的终端传动件啮合，该传动齿轮（17）与1个旋转轴（20）一端同轴连接，设置在旋转轴（20）上的叶片（19）通过1根以上连杆（18）与其他叶片连接为一个整体。
4.根据权利要求1所述的流场均匀的热风循环干燥箱，其特征在于：传动机构为带传动，其驱动件为与调节按钮（13）相连的带轮，终端传动件为1个或2个传动带轮（22），带轮通过传动带（21）与传动带轮（22）相连，传动带轮（22）与旋转轴（20）一端同轴连接，设置在旋转轴（20）上的叶片（19）通过1根以上连杆（18）与其他叶片连接为一个整体。
5.根据权利要求3或4所述的流场均匀的热风循环干燥箱，其特征在于：连杆（18）为高强度槽钢或角钢。
6.根据权利要求1所述的流场均匀的热风循环干燥箱，其特征在于：叶片为轻质铝合金薄片或高强度塑料薄片。
7.根据权利要求6所述的流场均匀的热风循环干燥箱，其特征在于：叶片的宽度为14~20cm。
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