CN106403516A - 节能型均温加热塑料干燥机及节能方法 - Google Patents

节能型均温加热塑料干燥机及节能方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种节能型快速均温加热式塑料干燥机及节能方法。干燥机包括风机、导风管、翅片加热器、温度传感器、整流器、干燥箱主体、保温层、过滤器、排气口、出料口、控制箱。本发明通过翅片加热器和整流装置解决了传统电热管由于换热面不足而导致截面空气温度加热不均的问题，提高了加热的均温性和有效性，降低了加热管的温度，减少了截面部分无效加热，提高了加热换热效率和减小了换热管的散热损失；通过采用温度传感器、继电开关装置，将进入干燥箱空气温度反馈给控制箱，对控制箱中加热电路进行智能调节，从而达到节能效果。

Description

节能型均温加热塑料干燥机及节能方法
技术领域
本发明属于干燥机节能领域，具体涉及一种节能型均温加热塑料干燥机及节能方法。
背景技术
干燥脱水是塑料加工的关键工艺流程之一，对于塑料生产的品质具有重要影响。为了实现物料的干燥过程，传统一般干燥***通过电热管加热风机输送的空气达到干燥温度随后进入干燥箱进行干燥。然而，传统一般干燥***存在的主要问题在于能耗太高，通常情况下能量利用率仅为50％左右，甚至更低，存在巨大的节能空间。针对能耗高问题，中国专利CN 201410747026.2和中国专利CN 201520396233.8分别公开了一种利用干燥箱尾部余热的节能型干燥***，提高了***的能量利用率。该方法属于通过对干燥***能量梯级利用实现节能的目的，但并没有从根本上解决传统干燥***电热管加热效率低下导致的能量利用率低的本质问题。
针对电热管加热换热效率低的问题，中国专利CN 03121880.6摒弃了传统的电热管加热，提出一种电磁加热方法来实现对物料进行加热的进而提高加热效率的目的。中国专利CN 201010106224.2提出一种超导加热器来提高加热换热效率。然而，电磁加热和超导加热与传统的电热管加热相比，存在成本较高等问题。
因此，如何提高传统电加热管换热效率和换热效果，从提高加热段的换热效率减小散热损失这一本质上去提高塑料干燥***的能量利用率，也是塑料干燥***节能改造的重要方向。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提出一种节能型快速均温加热式塑料干燥机及节能方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
节能型均温加热塑料干燥机包括风机、导风管、翅片加热器、温度传感器、整流器、干燥箱主体、保温层、过滤器、排气口、出料口和控制箱；风机通过导风管和干燥箱主体热风入口顺次连接；导风管的入口段装有翅片加热器，翅片加热器与导风管同轴相连；导风管的中段管内装有整流器，导风管末端内部布置有温度传感器，风机、翅片加热器、温度传感器分别与控制箱相连；干燥箱主体上部设有排气口，下部设有出料口，排气口中设置过滤器；导风管、干燥箱主体外均敷设有保温层。
翅片加热器包括安装孔、加热管和翅片管，其中加热管和翅片管在安装孔处通过胀接而成。翅片管包括翅片管本体、外翅片和内翅片结构，翅片管本体外部环绕布设有多条外翅片，翅片管本体内部设有若干个空腔，空腔内环绕布设有多条内翅片，外翅片与导风管之间的间隙、以及内翅片夹持形成的空隙均构成流道。
所述的控制箱中包括相连的主控制板和继电开关。
所述的翅片加热器和导风管的当量直径比D1/D2＝0.6～0.95。
本发明的另一目的在于提供一种使用所述节能型均温加热塑料干燥机的节能方法，步骤如下：风机引入的低温空气经翅片加热器加热到设定温度后通过导风管和整流器流入干燥箱主体进行干燥；由于翅片加热器的翅片管的强化换热效果，使得加热管的将空气加热到相同温度所需要的温差降低，减小了加热功率，实现了第一步节能目的；翅片管提高了加热的均温性，再通过整流器整流混合，避免了局部边缘升温不够导致的无效加热，提高了加热的有效性，实现了第二步节能目的；当温度传感器测得干燥箱主体的温度达到设定温度上限，控制板内主控制板通过继电开关断开加热电路，停止翅片加热器继续升温加热，仅靠翅片加热器自身的余热维持换热温度，当干燥箱主体的温度达到设定温度达到下限时，重新开启加热电路加热，一方面避免了温度过高对干燥箱主体烘料的破坏，另一方面也减少了继续加热带来的功耗损失，达到了第三步节能的目的；导风管、干燥箱主体外的保温层阻止高温部分的散热损失，实现了第四步节能的目的。
本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：
(1)本发明通过翅片加热器解决了传统电热管由于换热面不足而导致截面空气温度加热不均的问题，提高了均温性的同时，降低了加热管的温度，减少了截面部分无效加热，提高了加热换热效率和减小了换热管的散热损失。
(2)通过采用温度传感器、继电开关等一系列装置，将进入干燥箱空气温度反馈给控制箱，对控制箱中加热电路进行智能调节，从而达到节能效果。
(3)本发明通过在加热段出口管中采用整流装置，实现了热流体温度的均匀混合，实现了进入干燥箱空气的均温性，并为传感器温度的采集提供更准确的信号，达到节能效果。
附图说明
图1是节能型快速均温加热式塑料干燥机整体结构示意图；
图2是加热段轴向截面示意图；
图3是加热段A-A截面径向截面示意图；
图4是节能型快速均温加热式塑料干燥机的节能方法示意图；
图中：风机1、导风管2、翅片加热器3、温度传感器4、整流器5、干燥箱主体6、保温层7、过滤器8、排气口9、出料口10、控制箱11、安装孔12、加热管13、翅片管14、翅片管本体15、外翅片16和内翅片17、流道18、控制板19和继电开关20。
具体实施方式
如图1-4所示，一种节能型均温加热塑料干燥机，包括风机1、导风管2、翅片加热器3、温度传感器4、整流器5、干燥箱主体6、保温层7、过滤器8、排气口9、出料口10、控制箱11；风机1与导风管2和干燥箱主体6热风入口顺次连接；导风管2的入口段装有翅片加热器3，翅片加热器3与导风管2同轴相连；导风管2的中段装有整流器5，导风管2末端内部布置有温度传感器4，风机1、翅片加热器3、温度传感器4分别与控制箱11相连；干燥箱主体6上部设有排气口9，下部设有出料口10，排气口9中设置过滤器8；导风管2、干燥箱主体6外均敷设有保温层7。
翅片加热器3包括安装孔12、加热管13和翅片管14，其中加热管13和翅片管14在安装孔12处通过胀接而成。翅片管14包括翅片管本体15、外翅片16和内翅片17结构，翅片管本体15外部环绕布设有多条外翅片16，基本环绕满本体四周。本体内部设有若干个与本体外部上下连通的空腔(本实施例中为2个)，空腔内径向环绕布设有多条内翅片17。外翅片16与导风管2之间的间隙、以及内翅片夹持形成的空隙均构成了风机引入风的流道18。
控制箱11中包括相连的主控制板19和继电开关20，主控制板19通过继电开关17断开加热电路。
所述的翅片加热器3和导风管2的当量直径比D1/D2＝0.6～0.95。
一种使用所述节能型均温加热塑料干燥机的节能方法，步骤如下：风机1引入的低温空气经翅片加热器3加热到设定温度后通过导风管2和整流器5流入干燥箱主体6进行干燥；由于翅片加热器3的翅片管14的强化换热效果，使得加热管13的将空气加热到相同温度所需要的温差降低，减小了加热功率，实现了第一步节能目的；此外，翅片管14的引入提高了加热的均温性，在通过整流器5整流混合，避免了局部边缘升温不够导致的无效加热，提高了加热的有效性，实现了第二步节能目的；当温度传感器4测得干燥箱主体6的温度达到设定温度上限，控制板11内主控制板19通过继电开关17断开加热电路，停止翅片加热器3继续升温加热，仅靠翅片加热器3自身的余热维持换热温度，当干燥箱主体6的温度达到设定温度达到下限时，重新开启加热电路加热，一方面避免了温度过高对干燥箱主体6烘料的破坏，另一方面也减少了继续加热带来的功耗损失，达到了第三步节能的目的；导风管2、干燥箱主体6外的保温层7阻止高温部分的散热损失，实现了第四步节能的目的。
本发明的具体工作过程如下：
风机开启后，开启控制箱中开关使得翅片换热器开始工作。一定流量的空气经风机进入翅片加热器，翅片加热器中通过安装翅片换热器，提高了换热器与空气的接触面积，从而达到了强化换热、提高加热效率的效果。空气经加热之后导风管中设置整流装置，目的是将加热器中加热温度不均匀的空气进行充分整流混合，从而使得进入干燥箱中的热空气混合均匀，达到快速干燥的目的。
在加热过程中，若通过温度传感器测量的整流后热空气的温度已达到最高温度或指定温度，则通过温度传感器将信号反馈给控制板，控制板接收信号后，通过继电开关切断控制箱中的加热电路，停止对空气的加热，仅靠翅片加热器自身的余热维持换热温度，当干燥箱主体的温度达到设定温度达到下限时，重新开启加热电路加热。
通过发明的实施，可以从根本上提高加热器的加热换热效率，经现场测试表明，在相同条件下，本发明所采用的方法的加热效率可提高45％以上，具有很好的节能效益。
于此同时，本发明通过对高温部分进行进一步的保温措施，可以进一步提高换热效率，减小加热功率，提高***的节能效率。

Claims (4)

1.一种节能型均温加热塑料干燥机，其特征在于包括风机(1)、导风管(2)、翅片加热器(3)、温度传感器(4)、整流器(5)、干燥箱主体(6)、保温层(7)、过滤器(8)、排气口(9)、出料口(10)和控制箱(11)；风机(1)通过导风管(2)和干燥箱主体(6)热风入口顺次连接；导风管(2)的入口段装有翅片加热器(3)，翅片加热器(3)与导风管(2)同轴相连；导风管(2)的中段管内装有整流器(5)，导风管(2)末端内部布置有温度传感器(4)，风机(1)、翅片加热器(3)、温度传感器(4)分别与控制箱(11)相连；干燥箱主体(6)上部设有排气口(9)，下部设有出料口(10)，排气口(9)中设置过滤器(8)；导风管(2)、干燥箱主体(6)外均敷设有保温层(7)；
翅片加热器(3)包括安装孔(12)、加热管(13)和翅片管(14)，其中加热管(13)和翅片管(14)在安装孔(12)处通过胀接而成；翅片管(14)包括翅片管本体(15)、外翅片(16)和内翅片(17)结构，翅片管本体(15)外部环绕布设有多条外翅片(16)，翅片管本体(15)内部设有若干个空腔，空腔内环绕布设有多条内翅片(17)，外翅片(16)与导风管(2)之间的间隙、以及内翅片夹持形成的空隙均构成流道(18)。
2.根据权利要求1所述的一种节能型快速均温加热式塑料干燥机，其特征在于所述的控制箱(11)中包括主控制板(19)和继电开关(20)。
3.根据权利要求1所述的一种节能型快速均温加热式塑料干燥机，其特征在于所述的翅片加热器(3)和导风管(2)的当量直径比D1/D2＝0.6～0.95。
4.一种使用权利要求2所述节能型均温加热塑料干燥机的节能方法，其特征在于步骤如下：风机(1)引入的低温空气经翅片加热器(3)加热到设定温度后通过导风管(2)和整流器(5)流入干燥箱主体(6)进行干燥；由于翅片加热器(3)的翅片管(14)的强化换热效果，使得加热管(13)的将空气加热到相同温度所需要的温差降低，减小了加热功率，实现第一步节能目的；翅片管(14)提高了加热的均温性，再通过整流器(5)整流混合，避免了局部边缘升温不够导致的无效加热，提高了加热的有效性，实现第二步节能目的；当温度传感器(4)测得干燥箱主体(6)的温度达到设定温度上限，控制板(11)内主控制板(19)通过继电开关(17)断开加热电路，停止翅片加热器(3)继续升温加热，仅靠翅片加热器(3)自身的余热维持换热温度，当干燥箱主体(6)的温度达到设定温度达到下限时，重新开启加热电路加热，一方面避免了温度过高对干燥箱主体(6)烘料的破坏，另一方面也减少了继续加热带来的功耗损失，实现第三步节能的目的；导风管(2)、干燥箱主体(6)外的保温层(7)阻止高温部分的散热损失，实现第四步节能的目的。
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