CN206593451U - 基于毛细管膜的干燥箱保温排湿装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及干燥设备，具体是一种基于毛细管膜的干燥箱保温排湿装置，包括干燥箱，其特征在于，干燥箱的外侧设置有一段袋状的毛细管膜，该毛细管膜设置为一端封闭、一端开口，其开口的一端通过紧固件连接于干燥箱内侧壁面，则毛细管膜内的空间与干燥箱内的空间连通；所述毛细管膜内设置有用于检测湿度并传输数据的湿度传感器，并且在毛细管膜的内侧或外侧设置有用于鼓风或者抽气的风机装置。本实用新型利用了毛细管膜的毛细作用，使被干燥物料一侧的气体压力适当高于毛细管膜的另一侧，在保温的前提下促使物料中逸出的水汽快速通过毛细管膜转运到另一侧，达到保温排湿、降低能耗、提高干燥效率。

Description

基于毛细管膜的干燥箱保温排湿装置

技术领域

本实用新型涉及干燥设备，具体是一种基于毛细管膜的干燥箱保温排湿装置。

背景技术

物料干燥的过程就是排出水分的过程，归纳起来不外乎两个步骤：一是通过传导、对流、辐射等手段向物料提供能量，促使被干燥物料内部水分转化为水汽离开物料；二是通过通风换气等手段，促使被干燥物料周围的水汽及时排出，避免重新回到物料中去，也促使第一个步骤继续顺利进行。第一个步骤的相关技术很多，第二个步骤的相关技术不外乎自然通风排湿和鼓风抽气排湿两类。

无论自然通风排湿或者鼓风抽气排湿，都是将被干燥物料周围的水汽和热空气一起排出。如果新风温度低于排出的热空气温度，物料表面温度就会降低，内部水分转化为水汽的速度下降，干燥效率就会降低。要维持新风温度达到恒定数值，就必须持续提供新的能量。自然通风排湿可以不计较热能损失，鼓风抽气排湿面临两难选择：换气速度太快，则快速带走水汽的同时也排出大量的热空气，能量损失很大；换气速度太慢，则保留热空气的同时难以带走大量水汽，抑制了被干燥物料中水分转化为水汽的步骤。目前的干燥箱为了减少热量损失，往往采用热风循环的办法，使得物料长时间处在高湿度的环境中，不利于物料中的水分及时转化为水汽离开物料，也延长了干燥时间。

被干燥物料如果是蔬菜水果等新鲜农产品，含水量可以达到90%左右，加上干燥之前如果用清水洗涤，干燥过程中需要排出大量水分。对于50℃以下的低温干燥或阴干，如果干燥时间过长、排湿不畅，还会引起被干燥物料本身的腐烂变质。干燥排湿过程中带走热量的问题是干燥技术面临的重大难题。如果排湿过程能够以排出水汽为主而较少排出热空气，即做到“保温排湿”，将会大幅度降低能耗，提高干燥效率。

发明内容

本实用新型主要针对如何实现保温排湿的问题，发明了一种基于毛细管膜的干燥箱保温排湿装置，该装置利用了毛细管膜的毛细现象，实现保温排湿。

毛细现象，又称毛细管作用，是指液体在细管状物体内侧，由于内聚力与附着力的差异而浸润（在毛细管中凝结成液体）的现象。能够产生明显毛细现象的管叫做毛细管。在自然界和日常生活中有许多毛细现象的例子。植物茎内的导管就是植物体内的极细的毛细管，它能把土壤里的水分吸上来。砖块吸水、土壤蒸腾、毛巾吸汗、粉笔吸墨水都是常见的毛细现象。在这些物体中有许多细小的孔道，起着毛细管的作用。

当空气湿度足够大时，水汽在毛细管内就会自动凝结成液态水，使毛细管湿润；当空气湿度减小时，凝结在毛细管内的液态水就会蒸发到空气中形成水汽，毛细管就会变干。可见毛细管的湿与干（即毛细管内水的凝结与蒸发）是与周围空气湿度密切相关的可逆过程。

比如毛巾、棉布、海绵等，布满毛细管的材料整体上可以看做一张“毛细管膜”。如果毛细管膜两侧空气湿度存在较大差异，湿度较大一侧的水汽就会在毛细管膜上凝结成液态水使毛细管膜湿润，而湿度较小一侧的空气就会促使湿润的毛细管膜上的液态水部分挥发成水汽而进入空气中。这样，经过毛细管膜的毛细管作用，经历“空气中水汽——毛细管内液态水——空气中水汽”的转化过程，水汽就从高湿度一侧转运到低湿度一侧，完成了“排湿”。在转运水汽（排湿）的过程中，毛细管膜本身始终是湿润的，其中的毛细管对于水汽以外的气体是“封闭”的，热空气不容易通过毛细管膜实现转运。水汽在毛细管膜上凝结成液态水所放出的热量等于毛细管膜上液态水挥发成水汽所吸收的热量，整个水汽转运的排湿过程中，放热与吸热是平衡的，如果热空气通过毛细管膜逸出量很少，可以认为排湿过程是“保温”的。

毛细管膜两侧仅仅依靠湿度差实现水汽转运，排湿的效率仍然低下。如果在毛细管膜两侧形成气体压力差，即通过鼓风、抽气的方式，使得毛细管膜高湿度一侧的气体压力大于低湿度一侧的气体压力，那么压力差也会促使排湿过程加速完成。应当注意的是，毛细管膜两侧的气体压力差不能过大也不能过小：两侧气体压力差过大，则不能保证毛细管膜上的所有毛细管都处于湿润状态，水汽以外的其他热空气就会通过毛细管膜上的孔隙“泄漏”出去，达不到保温效果；两侧气体压力差过小，则水汽转运的动力不足，排湿效果不好。最佳的压力差取值范围应该是：保证毛细管膜整体湿润的前提下，尽可能增大气体压力差。换言之，当被干燥物料周围空气湿度较大时，毛细管膜完全湿润，可以适当增大毛细管膜两侧气体压力差；当被干燥物料周围空气湿度较小时，毛细管膜湿润程度不高，可以适当减小毛细管膜两侧气体压力差；始终保持毛细管膜整体湿润。

通过上述分析，基于毛细管膜，使被干燥物料一侧的气体压力适当高于毛细管膜的另一侧，就可以在保温的前提下促使物料中逸出的水汽快速通过毛细管膜转运到另一侧，达到排湿的目的，同时减少因热空气排出引起的能量损失。

本实用新型的上述技术问题是通过以下技术方案得以实施的：一种基于毛细管膜的干燥箱保温排湿装置，包括干燥箱，其特征在于，干燥箱的外侧设置有一段袋状的毛细管膜，该毛细管膜设置为一端封闭、一端开口，其开口的一端通过紧固件连接于干燥箱内侧壁面，则毛细管膜内的空间与干燥箱内的空间连通。

所述毛细管膜内设置有用于检测湿度并传输数据的湿度传感器，并且在毛细管膜的内侧或外侧设置有用于鼓风或者抽气的风机装置。

作为优选，在毛细管膜的内侧，设置有用于鼓风的吹风装置，该吹风装置的启动控制器设置有用于接收湿度数据信息的信号接收器。

作为优选，所述毛细管膜的外围设置有一段排湿管道，排湿管道的一端连接于干燥箱，另一端开口。

作为优选，所述排湿管道内、毛细管膜的外侧设置有用于抽气的抽气装置；该抽气装置的启动控制器设置有用于接收湿度数据信息的信号接收器。

作为优选，所述毛细管膜是由植物纤维材料编织而成的致密的、能够被水浸润的膜结构。

作为优选，所述毛细管膜是由动物纤维材料编织而成的致密的、能够被水浸润的膜结构。

作为优选，所述毛细管膜是由人造纤维材料编织而成的致密的、能够被水浸润的膜结构。

作为优选，所述毛细管膜是由金属纤维材料编织而成的致密的、能够被水浸润的膜结构。

作为优选，所述毛细管膜是由植物纤维材料、动物纤维材料、人造纤维材料、金属纤维材料中的至少两种材料编织而成的致密的、能够被水浸润的膜结构；毛细管膜还可以是能被水浸润的海绵等发泡材料。

上述毛细管膜通过毛细管膜固定配件固定在干燥箱壁上，将干燥箱内部摆放被干燥物料的空间（称为毛细管膜内侧）与外部排湿的空间（称为毛细管膜外侧）通过毛细管膜分隔开来。湿度传感器安装在毛细管膜内侧，也可以安装在毛细管膜上，用于检测并传输湿度数据。风机可以安装在毛细管膜内侧面向毛细管膜鼓风，也可以安装在毛细管膜外侧面向毛细管膜抽气，或者同时在内侧和外侧安装鼓风和抽气风机。所述排湿管道的开口端通向干燥箱外，用于排出湿气水汽。风机的控制器联接能够接受湿度传感器的信息，同时控制风机启闭，当湿度达到一定数值时启动风机排湿，湿度增大则加大风机功率，湿度减小则降低风机功率，湿度低于一定数值则停止风机运行。

综上所述，本实用新型与现有技术相比具有如下优点：

本实用新型提供了基于毛细管膜的干燥箱装置，利用毛细管膜原理，使被干燥物料一侧的气体压力适当高于毛细管膜的另一侧，就可以在保温的前提下促使物料中逸出的水汽快速通过毛细管膜转运到另一侧，达到排湿的目的，同时减少因热空气排出引起的能量损失，即做到保温排湿，又大幅度降低能耗，提高干燥效率。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图中标号为：1、干燥箱；2、紧固件；3、排湿管道；4、毛细管膜；5、吹风装置；6、湿度传感器；7、抽气装置。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

实施例1：

如图1所示，一种基于毛细管膜的干燥箱保温排湿装置，包括干燥箱1，干燥箱1的外侧设置有一段袋状的毛细管膜4，该毛细管膜4设置为一端封闭、一端开口，其开口的一端通过螺栓螺母或螺钉等紧固件2固定连接于干燥箱1内侧壁面，则毛细管膜4内的空间与干燥箱1内的空间连通。

所述毛细管膜4的外围设置有一段排湿管道3，排湿管道3的一端连接于干燥箱1，另一端开口。

所述毛细管膜1内安装一有用于检测湿度并传输数据的湿度传感器6，并且在毛细管膜4的内侧安装一用于鼓风的吹风装置5，其吹风口朝着毛细管膜4，吹风装置5的启动控制器设置有用于接收湿度数据信息的信号接收器6；或者，在排湿管道3内、毛细管膜4的外侧安装一用于抽气的抽气装置7；该抽气装置7的启动控制器设置有用于接收湿度数据信息的信号接收器。

所述毛细管膜4是由植物纤维材料编织而成的致密的、能够被水浸润的膜结构；或者是由动物纤维材料编织而成的致密的、能够被水浸润的膜结构；或者是由人造纤维材料编织而成的致密的、能够被水浸润的膜结构；或者是由金属纤维材料编织而成的致密的、能够被水浸润的膜结构；或者是由植物纤维材料、动物纤维材料、人造纤维材料、金属纤维材料中的至少两种材料编织而成的致密的、能够被水浸润的膜结构；毛细管膜还可以是能被水浸润的海绵等发泡材料。

干燥过程：

在干燥箱箱体上安装排湿管道。排湿管道内安装袋状（布套状）的毛细管膜。布套状毛细管膜的开口端通过毛细管膜固定配件固定在干燥箱箱体上，袋状（布套状）毛细管膜的封口端沿排湿管道向管口方向伸展。毛细管膜内侧是干燥箱内部高湿度区域，毛细管膜外侧是排湿管道的第湿度区域，通向排湿管道出口。

干燥过程开始后，随着干燥箱内部温度和湿度的升高，毛细管膜因内侧水汽凝结而湿润，其中的毛细管几乎被凝结的液态水所封闭。当毛细管膜内侧的空气湿度增大到一定数值时，湿度传感器将信号传递给控制器，控制器启动风机运行。毛细管膜内侧的风机将干燥箱内的湿热空气吹向毛细管膜，增大空气压力，促使水汽在毛细管膜上凝结成液态水。毛细管膜外侧的风机向外抽气，促使毛细管膜上的液态水蒸发成为水汽，通过排湿管道排出。由于排湿过程中毛细管膜始终处于湿润状态，阻止了热空气通过毛细管膜排出，热量散失少，实现保温排湿，达到节能的目的。

现有的干燥设备经过适当改造，安装了毛细管膜，都可以实现保温排湿，达到节能的目的。本发明适用于干燥各种含水量较高的农产品、水产品、中药材等。

文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (9)

1.一种基于毛细管膜的干燥箱保温排湿装置，包括干燥箱（1），其特征在于，干燥箱的外侧设置有一段袋状的毛细管膜（4），该毛细管膜设置为一端封闭、一端开口，其开口的一端通过紧固件（2）连接于干燥箱内侧壁面，则毛细管膜内的空间与干燥箱内的空间连通；

所述毛细管膜内设置有用于检测湿度并传输数据的湿度传感器（6），并且在毛细管膜的内侧或外侧设置有用于鼓风或者抽气的风机装置。

2.根据权利要求1所述的基于毛细管膜的干燥箱保温排湿装置，其特征在于，在毛细管膜的内侧，设置有用于鼓风的吹风装置（5），该吹风装置的启动控制器设置有用于接收湿度数据信息的信号接收器。

3.根据权利要求1或2所述的基于毛细管膜的干燥箱保温排湿装置，其特征在于，所述毛细管膜的外围设置有一段排湿管道（3），排湿管道的一端连接于干燥箱，另一端开口。

4.根据权利要求3所述的基于毛细管膜的干燥箱保温排湿装置，其特征在于，所述排湿管道内、毛细管膜的外侧设置有用于抽气的抽气装置（7）；该抽气装置的启动控制器设置有用于接收湿度数据信息的信号接收器。

5.根据权利要求1或2或4所述的基于毛细管膜的干燥箱保温排湿装置，其特征在于，所述毛细管膜是由植物纤维材料编织而成的致密的、能够被水浸润的膜结构。

6.根据权利要求1或2或4所述的基于毛细管膜的干燥箱保温排湿装置，其特征在于，所述毛细管膜是由动物纤维材料编织而成的致密的、能够被水浸润的膜结构。

7.根据权利要求1或2或4所述的基于毛细管膜的干燥箱保温排湿装置，其特征在于，所述毛细管膜是由人造纤维材料编织而成的致密的、能够被水浸润的膜结构。

8.根据权利要求1或2或4所述的基于毛细管膜的干燥箱保温排湿装置，其特征在于，所述毛细管膜是由金属纤维材料编织而成的致密的、能够被水浸润的膜结构。

9.根据权利要求1或2或4所述的基于毛细管膜的干燥箱保温排湿装置，其特征在于，所述毛细管膜是由植物纤维材料、动物纤维材料、人造纤维材料、金属纤维材料中的至少两种材料编织而成的致密的、能够被水浸润的膜结构。