CN107120947B - 一种热风过热蒸汽干燥*** - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种热风过热蒸汽干燥***，包括干燥室、热风干燥装置和蒸汽干燥装置，热风干燥装置包括压缩机、风机和换热器，风机和换热器装设在干燥室内；蒸汽干燥装置包括蒸汽发生器、蒸汽补充管和喷蒸装置，蒸汽发生器通过蒸汽补充管与喷蒸装置相连。本发明的一种热风过热蒸汽干燥***，通过压缩机将空气进行压缩升温，并输送至换热器，由于换热器外部的风机将外界冷空气吹向换热器表面，从而使得换热器内的高温气体与换热器外部的冷空气相互作用而使得外部冷空气转为高温气体对短丝纤维表面进行烘干加热，同时，利用蒸汽烘干装置设置于换热器下方，利用蒸汽烘干装置进行喷蒸作用，以减少冷凝现象，加快烘干速率，提高了烘干后短丝纤维质量。

Description

一种热风过热蒸汽干燥***
技术领域
本发明涉及烘干技术领域，更具体地，涉及一种热风过热蒸汽干燥***。
背景技术
短丝纤维是指长度在几毫米至几十毫米的纤维，如棉、毛、麻等天然纤维。在短丝纤维加工制作过程中，通常需要对短丝纤维进行烘干处于。
而目前热风干燥是一种传统的短丝纤维干燥方法，它是以加热后的空气做媒介，将物料进行加热促进水的蒸发，同时将物料表面水分去除的一种干燥方法，具有投资少、操作简便的方法，但是，在短丝纤维干燥过程中，烘干用时较长，且空气温度难以控制，而短丝纤维的燃点比较低，这就很容易造成短丝纤维的热损伤或过度氧化，降低短丝产品品质。
近几年，随着烘干技术发展，提出了一种过热蒸汽干燥法。过热蒸汽干燥是指利用过热蒸汽直接与物料接触而去除水分的一种干燥方式。它具有节能效果突出，干燥品质好，无失火和***的危险，传热传质效率高等特点。过热蒸汽干燥介质为蒸汽，无外部传质阻力，干燥效率高，短丝产品品质好，且起到杀菌消毒作用。但是，如果直接采用过热蒸汽对短丝纤维干燥，则很容易由于其水分含量过大，造成短丝纤维相互粘黏，影响其烘干效果。
因此，如何将过热蒸汽干燥与普通的热风干燥结合，以形成一种高效、节能环保的短丝纤维烘干装置是目前急需解决的问题。
发明内容
本发明提供一种烘干效果好、能耗低且烘干速率快的热风过热蒸汽干燥***，以解决上现有短丝纤维烘干质量差、烘干效率低且烘干能耗高的技术问题。
根据本发明的一个方面，提供一种热风过热蒸汽干燥***，包括干燥室、热风干燥装置和蒸汽干燥装置，所述热风干燥装置包括压缩机、风机和换热器，所述风机和换热器装设在所述干燥室内，且所述压缩机与所述换热器的输入端相连通；所述蒸汽干燥装置包括蒸汽发生器、蒸汽补充管和喷蒸装置，所述蒸汽发生器通过所述蒸汽补充管与所述喷蒸装置相连，且所述喷蒸装置设置于所述换热器下方。
在上述方案基础上优选，所述热风干燥装置还包括冷凝水箱、接水盘和汽水分离器，所述接水盘设置于所述风机的下方并通过冷凝水管与所述汽水分离器的输入端相连，所述汽水分离器的输出端分别与所述压缩机和冷凝水箱相连通，所述换热器的出水口与所述冷凝水箱相连通。
在上述方案基础上优选，所述热风干燥装置还包括水泵和设置在所述干燥室内的第二干燥器，所述第二干燥器包括第二换热器和第二风扇，所述水泵与所述冷凝水箱相连，且该水泵的输出端与所述第二换热器的输入端相连。
在上述方案基础上优选，所述第二干燥器还包括第三换热器，所述第二换热器装设在所述第二风扇下方，所述第三换热器设置于所述第二换热器下方，且所述蒸汽补充管与所述第三换热器的输入端相连通，所述水泵输出端与所述第三换热器的输入端相连通。
在上述方案基础上优选，所述第三换热器的出水口和所述第二换热器的出水口分别与所述冷凝水箱相连通。
在上述方案基础上优选，所述第二干燥器至少为两个，所述两个第二干燥器间隔水平设置。
在上述方案基础上优选，所述干燥室包括第一干燥腔和第二干燥腔，所述风机和所述换热器装设在所述第一干燥腔内，所述第二换热器和第二风扇装设在所述第二干燥腔内。
在上述方案基础上优选，所述第一干燥腔内设有多个腔体，且所述每一个腔体内均设有所述风机和所述换热器，所述风机与所述换热器相对应并装设在所述换热器上方。
在上述方案基础上优选，所述热风干燥装置的压缩机为多个，且每一个所述压缩机分别与所述腔体内的换热器相连通。
本发明的一种热风过热蒸汽干燥***，通过压缩机将空气进行压缩升温，并输送至换热器，由于换热器外部的风机将外界冷空气吹向换热器表面，从而使得换热器内的高温气体与换热器外部的冷空气相互作用而使得外部冷空气转为高温气体对短丝纤维表面进行烘干加热，同时，利用蒸汽烘干装置设置于换热器下方，利用蒸汽烘干装置进行喷蒸作用，以减少冷凝现象，加快烘干速率，提高了烘干后短丝纤维质量。
作为本发明的另一优点在于，本发明的热风干燥装置还包括冷凝水箱、接水盘和汽水分离器，通过采用接水盘回收风机和蒸汽烘干装置所预留的汽水混合物，将其通过汽水分离器分离成冷凝水和气体，气体通过压缩机进入下一次循环中，而冷凝水回收至冷凝水箱中，以实现二次利用，从而以降低能耗，提高***节能效果。
作为本发明的另一优点在于，本发明采用蒸汽烘干装置与热风干燥装置相结合，从而使得压缩机内的可凝性气体比例增高，改善了压缩机的工况，提高了压缩机的效率，从而加快短丝纤维烘干速度。
附图说明
图1为本发明的热风过热蒸汽干燥***的一种结构示意图；
图2为本发明的热风过热蒸汽干燥***的另一结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
请参阅图1所示，本发明提供了一种热风过热蒸汽干燥***，包括干燥室10、热风干燥装置和蒸汽干燥装置。
其中，本发明的热风干燥装置包括压缩机21、风机22和换热器23，其中，风机22和换热器23装设在干燥室10内，压缩机21的输出端与换热器23的输入端相连通，且换热器23设置于风机22正下方；蒸汽干燥装置包括蒸汽发生器、蒸汽补充管32和喷蒸装置33，蒸汽发生器通过蒸汽补充管32与喷蒸装置33相连通，并讲喷蒸装置33设置于换热器23下方。
工作时，启动压缩机21、风扇和换热器23，压缩机21将空气压缩升温输送至换热器23，风扇转动导引冷空气吹向换热器23，由于换热器23内热空气与外界冷空气之间进行热量交换，从而将外界的冷空气加热成热气以吹向待烘干短丝纤维；与此同时蒸汽干燥装置的蒸汽发生器通过蒸汽补充管32向设置于换热器23正下方的喷蒸装置33输送蒸汽，从而使得从换热器23向下吹出的热空气与蒸汽进行相互作用，一方面，利用换热器23加热的空气，对蒸汽进一步加热形成过热蒸汽，以提高其烘干效果；另一方面，由于喷蒸装置33输出的干燥介质为蒸汽，无外部传质阻力，因此干燥效率高，且不存在烘干介质温度过高，导致短丝纤维损伤或过度氧化的问题，故烘干的短丝纤维产品品质更好，且起到杀菌消毒的作用。
需要说明的是，为了提高本发明的烘干效率，将其劳动强度，本发明的短丝纤维在烘干过程中，是通过一传送带40以带动其运动，短丝纤维均匀布设在传送带40上，而本发明的换热器23、风机22和喷蒸装置33分别设置输送带正上方。
在本发明的另一优选实施方案中，本发明的热风干燥装置还包括冷凝水箱24、接水盘25和汽水分离器26，其中，接水盘25设置于输送带的回程正下方，且处于风机22的正下方，与喷蒸装置33相对设置。本发明的接水盘25通过冷凝水管27与汽水分离器26的输入端相连，汽水分离器26的输出端分别与压缩机21和冷凝水箱24相连通，换热器23的出水口与冷凝水箱24相连通。
当蒸汽对本发明输送带上的短丝纤维进行烘干时，由于蒸汽与温度相对较低的短丝纤维进行热量交换时，一方面会产生冷凝水，另一方会有部分热空气未完全受冷，故本发明利用压缩机21作为动力源，对接水盘25产生一个负压，从而使得交换后残存的冷凝水和部分蒸汽的混合物进入汽水分离器26内，在汽水分离器26的作用下，分离成气体和冷凝水两大部分，气体通过压缩机21进入下一循环中，而冷凝水在进入冷凝水箱24中，从而以提高其能耗利用率。
在本发明的另一优选实施方案中，本发明的热风干燥装置还包括水泵28和设置在干燥室10内的第二干燥器29，第二干燥器29处于换热器23的下端位置，即换热器23和第二干燥器29分别沿传送带40输送方向水平设置，且第二干燥器29处于换热器23后端。
本发明的第二干燥器29包括第二换热器291和第二风扇292，第二风扇292设置于第二换热器291正上方；水泵28与冷凝水箱24相连，且水泵28的输出端与第二换热器291的输入端相连。
使用时，利用水泵28将冷凝水箱24中的水输送至第二换热器291内，由于冷凝水中的温度比外界空气温度高，故当第二风扇292牵引外界空气向第二换热器291流动时，在第二换热器291的冷凝水的温度作用下，可实现对外界空气加热，由于冷凝水中的温度比压缩机21压缩空气产生的热量要低，故，第二干燥器29所产生的干燥温度要比热风干燥装置的烘干温度要低很多。工作时，本发明一方面通过水泵28可实现对冷凝水内的预热二次利用，降低其能耗，提高其节能效果。
另一方面，本发明利用后面的第二风扇292和第二换热器291，还可以对喷蒸装置33烘干后的短丝纤维进行低温二次烘干，由于二次烘干温度较低，故不存在短丝纤维过热氧化或损伤的问题，且由于二次烘干为低温热风烘干，故可对部分残存在短丝纤维上的水汽进一步去除，从而以保证其短丝纤维的烘干效果。
进一步的，本发明的第二干燥器29还包括第三换热器293，第二换热器291装设在第二风扇292下方，第三换热器293设置于第二换热器291下方，且蒸汽补充管32与第三换热器293的输入端相连通，水泵28输出端与第三换热器293的输入端相连通。即利用蒸汽补充管32向第三换热器293提供热源，以提高第二干燥器29的热风温度，以达到在保证不增大设备体积同时，提高其烘干效果。
优选的，本发明的第三换热器293的出水口和第二换热器291的出水口分别与冷凝水箱24相连通，以实现冷凝水中余热二次利用的目的，提高***节能效果，降低能耗。
为了进一步说明本发明的技术方案，请继续参阅图2所示，本发明的第二干燥器29至少为两个，两个第二干燥器29间隔水平设置于输送带的方向上，以提高短丝纤维在输送过程中烘干加热时间，保证其烘干效果。
在本发明的另一优选实施例中，本发明的干燥室10包括第一干燥腔11和第二干燥腔12，风机22和换热器23装设在第一干燥腔11内，第二换热器291和第二风扇292装设在所述第二干燥腔12内。利用第一干燥腔11和第二干燥腔12，形成高温烘干和低温烘干两个区域，以有效提高其烘干效率。
优选的，本发明的第一干燥腔11内设有多个腔体110，且每一个腔体110内均设有风机22和换热器23，风机22装设在换热器23上方。进一步的，本发明的热风干燥装置的压缩机21为多个，且每一个压缩机21分别与腔体110内的换热器23相连通，即通过压缩机21分别独立控制每个腔体110内的换热器23的温度，从而以实现每个腔体110内温度的独立控制，以满足实际加工需要。
本发明的一种热风过热蒸汽干燥***，通过压缩机21将空气进行压缩升温，并输送至换热器23，由于换热器23外部的风机22将外界冷空气吹向换热器23表面，从而使得换热器23内的高温气体与换热器23外部的冷空气相互作用而使得外部冷空气转为高温气体对短丝纤维表面进行烘干加热，同时，利用蒸汽烘干装置设置于换热器23下方，利用蒸汽烘干装置进行喷蒸作用，以减少冷凝现象，加快烘干速率，提高了烘干后短丝纤维质量。
作为本发明的另一优点在于，本发明的热风干燥装置还包括冷凝水箱24、接水盘25和汽水分离器26，通过采用接水盘25回收风机22和蒸汽烘干装置所预留的汽水混合物，将其通过汽水分离器26分离成冷凝水和气体，气体通过压缩机21进入下一次循环中，而冷凝水回收至冷凝水箱24中，以实现二次利用，从而以降低能耗，提高***节能效果。
作为本发明的另一优点在于，本发明采用蒸汽烘干装置与热风干燥装置相结合，从而使得压缩机21内的可凝性气体比例增高，改善了压缩机21的工况，提高了压缩机21的效率，从而加快短丝纤维烘干速度。
最后，本申请的方法仅为较佳的实施方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种热风过热蒸汽干燥***，其特征在于，包括干燥室、热风干燥装置和蒸汽干燥装置，所述热风干燥装置包括压缩机、风机和换热器，所述风机和所述换热器装设在所述干燥室内，且所述压缩机与所述换热器的输入端相连通；所述蒸汽干燥装置包括蒸汽发生器、蒸汽补充管和喷蒸装置，所述蒸汽发生器通过所述蒸汽补充管与所述喷蒸装置相连，且所述喷蒸装置设置于所述换热器下方；
所述热风干燥装置还包括冷凝水箱、接水盘和汽水分离器，所述接水盘设置于所述风机的下方并通过冷凝水管与所述汽水分离器的输入端相连，所述汽水分离器的输出端分别与所述压缩机和所述冷凝水箱相连通，所述换热器的出水口与所述冷凝水箱相连通；
所述热风干燥装置还包括水泵和设置在所述干燥室内的第二干燥器，所述第二干燥器包括第二换热器和第二风扇，所述水泵与所述冷凝水箱相连，且该水泵的输出端与所述第二换热器的输入端相连；
所述第二干燥器还包括第三换热器，所述第二换热器装设在所述第二风扇下方，所述第三换热器设置于所述第二换热器下方，且所述蒸汽补充管与所述第三换热器的输入端相连通，所述水泵输出端与所述第三换热器的输入端相连通；
所述第二干燥器至少为两个，所述两个第二干燥器间隔水平设置。
2.如权利要求1所述一种热风过热蒸汽干燥***，其特征在于，所述第三换热器的出水口和所述第二换热器的出水口分别与所述冷凝水箱相连通。
3.如权利要求1所述一种热风过热蒸汽干燥***，其特征在于，所述干燥室包括第一干燥腔和第二干燥腔，所述风机和所述换热器装设在所述第一干燥腔内，所述第二换热器和第二风扇装设在所述第二干燥腔内。
4.权利要求3所述一种热风过热蒸汽干燥***，其特征在于，所述第一干燥腔内设有多个腔体，且每一个所述腔体内均设有所述风机和所述换热器，所述风机与所述换热器相对应并装设在所述换热器上方。
5.权利要求4所述一种热风过热蒸汽干燥***，其特征在于，所述热风干燥装置的压缩机为多个，且每一个所述压缩机分别与所述腔体内的换热器相连通。
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