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CN106482453A - 一种可连续工作的热泵真空干燥机 - Google Patents

一种可连续工作的热泵真空干燥机 Download PDF

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CN106482453A
CN106482453A CN201611173872.3A CN201611173872A CN106482453A CN 106482453 A CN106482453 A CN 106482453A CN 201611173872 A CN201611173872 A CN 201611173872A CN 106482453 A CN106482453 A CN 106482453A
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朱宗升
申江
刘兴华
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Tianjin University of Commerce
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Tianjin University of Commerce
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Abstract

本发明公开了一种可连续工作的热泵真空干燥机，包括热泵干燥系统和真空系统；所述热泵干燥系统用于促使干燥空气循环流动，并对循环流动的干燥空气进行加热，从而对放入其中的待干燥物料进行干燥处理，获得已干燥的物料；所述真空系统，与热泵干燥系统相连接，用于在将待干燥物料放入所述热泵干燥系统以及将已干燥的物料从所述热泵干燥系统取出的过程中，将热泵干燥系统内部与外部空气隔离，维持热泵干燥系统内部的真空度。本发明可在实现对多批次物料进行连续干燥处理的同时，避免更换物料时造成不必要的能源消耗和热量损失，避免外部空气中富含的氧气直接与干燥箱中待干燥物料发生接触，降低发生的氧化反应，保证物料内部的营养成分含量。

Description

一种可连续工作的热泵真空干燥机
技术领域
本发明涉及热泵干燥技术领域，特别是涉及一种可连续工作的热泵真空干燥机。
背景技术
目前，热泵由于可以有效地吸收低品位热源的热量，并且将热量释放至高品位的热源，因而，已广泛应用于各行各业中的干燥领域。
当前，常用的热泵干燥机均在常压下工作，且多为批量式对待干燥的物料进行干燥处理。同时，常用的热泵干燥机直接采取旁开门的形式来更换物料，即将已干燥的物料从旁开门直接取出并放入待干燥的物料，在这个更换物料的过程中，热泵干燥机的干燥箱中的温度将急剧下降，导致干燥箱中的热量重新散入大气中，造成严重的能源消耗和损失。同时，外部空气中富含的氧气直接与干燥箱中的待干燥的物料发生接触，由于高温下的氧化反应，也将使得物料内部的还原性物质失去生物活性，对物料内部的还原性物质带来严重的损害，导致物料的营养成分含量严重下降。
因此，目前迫切需要开发出一种热泵干燥机，其可以在更换物料的过程中，避免造成不必要的能源消耗和热量损失，同时避免外部空气中富含的氧气直接与干燥箱中的待干燥的物料发生接触，降低发生的氧化反应，从而保证物料内部的营养成分含量。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种可连续工作的热泵真空干燥机，其可以在实现对多批次的物料进行连续干燥处理的同时，保证在更换物料的过程中，避免造成不必要的能源消耗和热量损失，同时避免外部空气中富含的氧气直接与干燥箱中的待干燥的物料发生接触，降低发生的氧化反应，从而保证物料内部的营养成分含量，有利于广泛地推广应用，具有重大的生产实践意义。
为此，本发明提供了一种可连续工作的热泵真空干燥机，包括热泵干燥系统和真空系统；
其中，所述热泵干燥系统用于促使干燥空气循环流动，并对循环流动的干燥空气进行加热，从而对放入其中的待干燥物料进行干燥处理，获得已干燥的物料；
所述真空系统，与所述热泵干燥系统相连接，用于在将待干燥物料放入所述热泵干燥系统以及将已干燥的物料从所述热泵干燥系统取出的过程中，将所述热泵干燥系统内部与外部空气隔离，维持所述热泵干燥系统内部的真空度。
其中，所述热泵系统包括压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器、风机、风道、中空的干燥箱、进料斗和出料斗；
所述压缩机的出口与冷凝器相连通，所述冷凝器依次与节流阀、蒸发器的入口和所述压缩机的进口相连通；
所述冷凝器和蒸发器位于所述风道里面，所述节流阀位于所述风道的外部；
所述风道的上下两端分别与所述干燥箱的顶部和底部相连通；
所述风道内还设置有所述风机，所述风机位于所述干燥箱的上方；
所述干燥箱的左端顶部开口垂直设置有所述进料斗，所述进料斗与所述干燥箱的顶部相连接的部位设置有第二进料阀门，所述进料斗的顶端设置第一进料阀门；
所述干燥箱的左端底部开口设置有所述出料斗，所述出料斗与所述干燥箱的底部相连接的部位设置有第一出料阀门，所述出料斗的底部设置有第二出料阀门。
其中，所述真空系统包括真空泵、第一真空阀和第二真空阀；
所述真空泵分别与所述第一真空阀和第二真空阀相连通，所述第一真空阀和第二真空阀通过真空管分别与所述进料斗和所述出料斗相连通。
其中，所述进料斗与所述真空管相连通的位置为位于所述第一进料阀门和第二进料阀门之间的位置，所述出料斗与所述真空管相连通的位置为位于所述第一出料阀门和第二出料阀门之间的位置。
其中，所述干燥箱中还包括第一传送装置和第二传送装置，所述第一传送装置的右端位于所述进料斗的正下方，所述第一传送装置的左端部安装有一个顶部开口的第一导流器；
所述第一导流器的底部开口，所述第一导流器位于所述第二传送装置的左端正上方，所述第二传送装置的右端部安装有一个顶部开口的第二导流器，所述第二导流器底部具有的开口与所述出料斗的顶部相连通。
其中，所述第一传送装置和第二传送装置均为具有传送带的传送机。
其中，所述第一传送装置为逆时针传送的传送机；
所述第二传送装置为顺时针传送的传送机；
所述第一传送装置和第二传送装置均为钢带表面布满细孔的钢带传送机。
由以上本发明提供的技术方案可见，与现有技术相比较，本发明提供了一种可连续工作的热泵真空干燥机，其可以在实现对多批次的物料进行连续干燥处理的同时，保证在更换物料的过程中，避免造成不必要的能源消耗和热量损失，同时避免外部空气中富含的氧气直接与干燥箱中的待干燥的物料发生接触，降低发生的氧化反应，从而保证物料内部的营养成分含量，有利于广泛地推广应用，具有重大的生产实践意义。
附图说明
图1为本发明提供的一种可连续工作的热泵真空干燥机的结构示意图；
图中，1为压缩机，2为冷凝器，3为节流阀，4为蒸发器，5为制冷剂管道，6为风机，7为风道，8为干燥箱，9为第一进料阀门，10为进料斗，11为第二进料阀门，12为第一传送装置，13为第一导流器，14为第二传送装置，15为第二导流器，16为第一出料阀门，17为出料斗，18为第二出料阀门，19为真空管，20为第一真空阀，21为第二真空阀，22为真空泵。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。
参见图1，本发明提供了一种可连续工作的热泵真空干燥机，包括热泵干燥系统和真空系统；
其中，所述热泵干燥系统用于促使干燥空气循环流动，并对循环流动的干燥空气进行加热，从而对放入其中的待干燥物料进行干燥处理，获得已干燥的物料；
所述真空系统，与所述热泵干燥系统相连接，用于在将待干燥物料放入所述热泵干燥系统以及将已干燥的物料从所述热泵干燥系统取出的过程中，将所述热泵干燥系统内部与外部空气隔离，维持所述热泵干燥系统内部的真空度。
在本发明中，具体实现上，参见图1，所述热泵干燥系统包括压缩机1、冷凝器2、节流阀3、蒸发器4、风机6、风道7、中空的干燥箱8、进料斗10和出料斗17；
所述真空系统包括真空泵22、第一真空阀20和第二真空阀21。
在本发明中，对于所述热泵干燥系统，其中，所述压缩机1的出口与冷凝器2相连通，所述冷凝器2依次与节流阀3、蒸发器4的入口和所述压缩机1的进口相连通。
在本发明中，具体实现上，所述压缩机1的出口与冷凝器2通过制冷剂管道5相连通，所述冷凝器2依次与节流阀3、蒸发器4的入口和所述压缩机1的进口也通过制冷剂管道5相连通。
在本发明中，所述冷凝器2和蒸发器4位于所述风道7里面，所述节流阀3位于所述风道7的外部；
所述风道7的上下两端分别与所述干燥箱8的顶部和底部相连通；
所述风道7内还设置有所述风机6，所述风机6位于所述干燥箱8的上方；
在本发明中，所述干燥箱8的左端顶部开口垂直设置有所述进料斗10，所述进料斗10与所述干燥箱8的顶部相连接的部位设置有第二进料阀门11，所述第二进料阀门11用于将所述干燥箱8与进料斗10间隔开；
所述进料斗10的顶端设置第一进料阀门9，所述第一进料阀门9用于将进料斗10与外界(即外部的空气环境)隔开；
所述干燥箱8的左端底部开口设置有所述出料斗17，所述出料斗17与所述干燥箱8的底部相连接的部位设置有第一出料阀门16，所述第一出料阀门16用于将干燥箱8与出料斗17隔开；
所述出料斗17的底部设置有第二出料阀门18，所述第二出料阀门18用于将出料斗17与外界(即外部的空气环境)隔开。
在本发明中，对于所述真空系统，所述真空泵22分别与所述第一真空阀20和第二真空阀21相连通，所述第一真空阀20和第二真空阀21通过真空管19分别与所述进料斗10和所述出料斗17相连通。
具体实现上，所述进料斗10与所述真空管19相连通的位置为位于所述第一进料阀门9和第二进料阀门11之间的位置，所述出料斗17与所述真空管19相连通的位置为位于所述第一出料阀门16和第二出料阀门18之间的位置。
对于本发明，为了在所述干燥箱8内传送待干燥的物料，并增大待干燥的物料与加热后的循环空气之间的接触面积，具体实现上，所述干燥箱8中还包括第一传送装置12和第二传送装置14，所述第一传送装置12的右端位于所述进料斗10的正下方，所述第一传送装置12的左端部安装有一个顶部开口的第一导流器13；
所述第一导流器13的底部开口，所述第一导流器13位于所述第二传送装置14的左端正上方，所述第二传送装置14的右端部安装有一个顶部开口的第二导流器15，所述第二导流器15底部具有的开口与所述出料斗17的顶部相连通。
需要说明的是，对于本发明，所述第一导流器13和第二导流器15用于干燥箱内物料的分层转移，其中，第一导流器13用于将待干燥的物料从第一传送装置12传递至第二传送装置14，并避免物料散落他处；第二导流器15用于将待干燥物料从第二传送装置14传递至出料斗17，并避免物料散落他处。
在本发明中，具体实现上，所述第一传送装置12和第二传送装置14均为具有传送带的传送机，优选为采用钢带表面布满细孔的钢带传送机，便于增大待干燥物料与循环空气的接触面，另外，通过调节第一传送装置和第二传送装置的速度，还可以调节物料在传送带(如钢带)上的分布厚度。
在本发明中，具体实现上，所述第一传送装置12中具有的传送带为逆时针传送，即所述第一传送装置12为逆时针传送的传送机；所述第二传送装置14中具有的传送带为顺时针传送，即所述第二传送装置14为顺时针传送的传送机。
在本发明中，具体实现上，所述压缩机1优选为变频式的压缩机。
在本发明中，需要说明的是，所述压缩机1用于吸收蒸发器4内的低温低压制冷剂蒸气，并将其压缩成高温高压的过热气体后排入到冷凝器2；
所述冷凝器2，主要用于提供高温制冷剂与循环空气的换热场所，在冷凝器2内的制冷剂将自身的热量传递给外部的循环空气，而使得自身的温度下降并冷凝，而循环空气的温度升高且相对湿度下降；
所述节流阀3，主要用于将液态的高压制冷剂膨胀节流为低压两相流体；
所述蒸发器4，其内低温低压的液态制冷剂通过吸收外部循环空气的热量而实现蒸发，然后进入到压缩机1中，而外部的循环空气将热量释放给蒸发器4中的制冷剂后，循环空气的温度下降且析出水分。
对于本发明，为了更加清楚了地理解本发明的技术方案，下面对本发明的工作原理进行说明。
第一次运行时，打开第一进料阀门9和第二进料阀门11，将待干燥物料通过进料斗10送入干燥箱8内的第一传送装置12内。第一传送装置12运行，并将待干燥的物料通过第一导流器13导入第二传送装置14上。这时候，通过调节加料速度以及第一传送装置12和第二传送装置14的运转速度，可以调节物料在传送装置上的分布厚度。当待干燥的物料在第一传送装置12和第二传送装置14上分布均匀后，停止进料，并关闭第一传送装置12和第二传送装置14。然后，关闭第一进料阀门9，保持第二出料阀门18为关闭状态，开启真空泵22，打开第一出料口16、第一真空阀20和第二真空阀21，将干燥箱8内的空气排出，使得干燥箱8内处于真空状态；然后，关闭第二进料阀门11、第一出料阀门16、真空泵22、第一真空阀20和第二真空阀21。启动压缩机1，将压缩机1中的制冷剂加热后，形成高温高压的制冷剂输送至冷凝器2内，并在冷凝器2内与流经该冷凝器2处的外部循环空气进行热量交换，使得制冷剂变成液态，随后，液态的制冷剂在节流阀3处进行节流降温，继续通过制冷剂管道5流至蒸发器4内，在蒸发器4内低温液态的制冷剂将蒸发并吸收流经此次的空气的热量，从而完成制冷剂循环，即实现制冷剂在压缩机1、冷凝器2、节流阀3、蒸发器4、和制冷剂管道5内的循环流动。
需要说明的是，制冷剂与循环空气的热量交换主要发生在冷凝器2和蒸发器4处，在冷凝器2处，循环空气将吸收冷凝器2内的制冷剂冷凝时释放的热量，在温度升高后通过风道7进入干燥箱8内，用于干燥待干燥的物料，随后，循环空气在流经蒸发器4后，又将热量传递给蒸发器4内的低温液态的制冷剂，循环空气的温度下降，同时循环空气内部的水分也凝结析出。
当第一批物料干燥完成后，为了更换物料，需要打开第一出料口16，启动第一传送装置12和第二传送装置14，已干燥的物料通过第一导流器13和第二导流器15被集中在出料斗17，然后关闭第一出料口16，打开第二出料口18将物料取出，又可避免了外界空气进入干燥箱8内，取出已干燥的物料后，关闭第二出料口18。与此同时，打开第一进料口9将下一批的待干燥物料加入进料斗10，然后关闭第一进料口9。开启真空泵22，打开第一真空阀20和第二真空阀21，将进料斗10和出料斗17内的空气排出，维持与干燥箱8内的真空状态，避免进料斗10和出料斗17内空气中具有的氧气流入而对干燥箱8造成不良影响。打开第二进料口11，物料送入干燥箱8内的第一传送装置12内。第一传送装置12运行，将待干燥的物料通过第一导流器13导入第二传送装置14上，由此进入下一批的干燥处理过程。
当最后一批次的物料干燥到预设需要的含水率后，打开第一出料口16，启动第一传送装置12和第二传送装置14，已干燥的物料通过第一导流器13和第二导流器15被集中在出料斗17，然后关闭第一出料口16，打开第二出料口18将物料取出，随后关闭第二出料口18。因此，实现对全部批次的物料的干燥操作作业。
需要说明的是，对于本发明，直到所有批次的物料都干燥结束，热泵干燥系统始终工作，以维持其内部具有较高的干燥空气温度和较低的湿度，而真空系统则只是在热泵干燥系统内的真空度不足时启动。
综上所述，与现有技术相比较，本发明提供的一种可连续工作的热泵真空干燥机，其可以在实现对多批次的物料进行连续干燥处理的同时，保证在更换物料的过程中，避免造成不必要的能源消耗和热量损失，同时避免外部空气中富含的氧气直接与干燥箱中的待干燥的物料发生接触，降低发生的氧化反应，从而保证物料内部的营养成分含量，有利于广泛地推广应用，具有重大的生产实践意义。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种可连续工作的热泵真空干燥机，其特征在于，包括热泵干燥系统和真空系统；
其中，所述热泵干燥系统用于促进空气循环流动，并对循环流动的干燥空气进行加热，从而对放入其中的待干燥物料进行干燥处理，获得已干燥的物料；
所述真空系统，与所述热泵干燥系统相连接，用于在将待干燥物料放入所述热泵干燥系统以及将已干燥的物料从所述热泵干燥系统取出的过程中，将所述热泵干燥系统内部与外部空气隔离，维持所述热泵干燥系统内部的真空度。
2.如权利要求1所述的热泵真空干燥机，其特征在于，所述热泵干燥系统包括压缩机(1)、冷凝器(2)、节流阀(3)、蒸发器(4)、风机(6)、风道(7)、中空的干燥箱(8)、进料斗(10)和出料斗(17)；
所述压缩机(1)的出口与冷凝器(2)相连通，所述冷凝器(2依)次与节流阀(3)、蒸发器(4)的入口和所述压缩机(1)的进口相连通；
所述冷凝器(2)和蒸发器(4)位于所述风道(7)里面，所述节流阀(3)位于所述风道(7)的外部；
所述风道(7)的上下两端分别与所述干燥箱(8)的顶部和底部相连通；
所述风道(7)内还设置有所述风机(6)，所述风机(6)位于所述干燥箱(8)的上方；
所述干燥箱(8)的左端顶部开口垂直设置有所述进料斗(10)，所述进料斗(10)与所述干燥箱(8)的顶部相连接的部位设置有第二进料阀门(11)，所述进料斗(10)的顶端设置第一进料阀门(9)；
所述干燥箱(8)的左端底部开口设置有所述出料斗(17)，所述出料斗(17)与所述干燥箱(8)的底部相连接的部位设置有第一出料阀门(16)，所述出料斗(17)的底部设置有第二出料阀门(18)。
3.如权利要求2所述的热泵真空干燥机，其特征在于，所述真空系统包括真空泵(22)、第一真空阀(20)和第二真空阀(21)；
所述真空泵(22)分别与所述第一真空阀(20)和第二真空阀(21)相连通，所述第一真空阀(20)和第二真空阀(21)通过真空管(19)分别与所述进料斗(10)和所述出料斗(17)相连通。
4.如权利要求3所述的热泵真空干燥机，其特征在于，所述进料斗(10)与所述真空管(19)相连通的位置为位于所述第一进料阀门(9)和第二进料阀门(11)之间的位置，所述出料斗(17)与所述真空管(19)相连通的位置为位于所述第一出料阀门(16)和第二出料阀门(18)之间的位置。
5.如权利要求2至4中任一项所述的热泵真空干燥机，其特征在于，所述干燥箱(8)中还包括第一传送装置(12)和第二传送装置(14)，所述第一传送装置(12)的右端位于所述进料斗(10)的正下方，所述第一传送装置(12)的左端部安装有一个顶部开口的第一导流器(13)；
所述第一导流器(13)的底部开口，所述第一导流器(13)位于所述第二传送装置(14)的左端正上方，所述第二传送装置(14)的右端部安装有一个顶部开口的第二导流器(15)，所述第二导流器(15)底部具有的开口与所述出料斗(17)的顶部相连通。
6.如权利要求5所述的热泵真空干燥机，其特征在于，所述第一传送装置(12)和第二传送装置(14)均为具有传送带的传送机。
7.如权利要求6所述的热泵真空干燥机，其特征在于，所述第一传送装置(12)为逆时针传送的传送机；
所述第二传送装置(14)为顺时针传送的传送机；
所述第一传送装置(12)和第二传送装置(14)均为钢带表面布满细孔的钢带传送机。
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