CN111765725B - 一种无氧干燥***及其干燥方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种无氧干燥***及其干燥方法，无氧干燥***包括干燥罐、粗抽工位和精抽工位；所述干燥罐连接粗抽工位或精抽工位；所述干燥罐通过快速自封接头与粗抽工位或精抽工位连接。干燥罐用于盛装待干燥的产品，粗抽工位用于干燥预处理，快速去除干燥罐中的液态水分；精抽工位用于完全干燥产品，使得干燥罐中的水氧含量满足使用要求。干燥过程中全程监测干燥罐的真空度，及时发现干燥罐漏气等导致产品失效的问题。便于实现自动化生产，提高了产品的干燥效率，保证了产品质量。

Description

一种无氧干燥***及其干燥方法

技术领域

本发明涉及干燥技术领域，具体为一种无氧干燥***及其干燥方法。

背景技术

在化工、电子等行业常涉及在水溶液中加工生产的合金箔片，这些箔片具有易氧化、吸水、高温失效的特性，加工完成后需要进行无氧干燥处理。传统的处理方式为，把一批处于湿态的箔片放入干燥容器中，对干燥容器表面进行适度加热，同时对干燥容器进行抽真空，去除干燥容器内的水分和氧气，然后把干燥容器送至无氧环境中取出箔片，并抽样检测箔片的性能。传统的实现方式有以下明显的缺点：1)由于湿态箔片会互相黏连，水分不易挥发；2)由于箔片有高温失效的特性，只能对干燥容器表面适度加热，对加速湿态箔片间的液态水分的挥发效果有限；3)无法及时发现干燥过程中漏气导致的产品失效，需要在后续的检测中才能处理。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种无氧干燥***及其干燥方法，以解决现有技术中存在的水分不易挥发的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种无氧干燥***，包括干燥罐、粗抽工位和精抽工位；所述干燥罐连接粗抽工位或精抽工位； 所述粗抽工位包括气体缓冲管路和干式泵抽真空管路；所述气体缓冲管路和干式泵抽真空管路均连接干燥罐；所述气体缓冲管路上设置有气体缓冲罐；所述干式泵抽真空管路上设置有大抽速干式真空泵；所述精抽工位包括精抽管路；所述精抽管路连接干燥罐；所述精抽管路上设置有双旋片真空泵。

进一步的，所述气体缓冲罐和气体进气口之间的气体缓冲管路上设置有氮气压力调节阀和第一真空电磁阀；所述气体缓冲罐与干燥罐之间的气体缓冲管路上设置有压力传感器和第二真空电磁阀；所述大抽速干式真空泵与干燥罐之间的干式泵抽真空管路上设置有第一真空度传感器和水含量传感器。

进一步的，所述双旋片真空泵与干燥罐之间的精抽管路上设置有第二真空度传感器。

进一步的，所述干燥罐上设置有第三真空电磁阀；所述第三真空电磁阀连接干式泵抽真空管路或精抽管路。

进一步的，所述气体缓冲罐内设置有电加热器；所述大抽速干式真空泵连接有冷却循环水泵。

一种无氧干燥方法，所述方法包括：

通过粗抽工位对干燥罐依次进行抽真空、注入氮气；

向注入氮气的干燥罐内放入产品并持续注入氮气；

关闭并锁紧注入氮气后的干燥罐的罐门，完成产品装填工序；

产品装填完毕后，通过大抽速干式真空泵抽空干燥罐中的气体和液态水分；

向抽空气体和液态水分的干燥罐内注入热氮气；

重复大抽速干式真空泵抽空、热氮气注入过程，循环多次，完成粗抽工序；

粗抽工序完毕后，将干燥罐通过快速自封接头接入精抽工位，通过精抽工位完成产品干燥。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：

本发明采用粗抽工位完成干燥预处理，粗抽工位重点在于快速去除干燥罐内部的水分和氧气，使其满足下一步精抽工位的要求；采用精抽工位完成产品干燥，使其水氧含量满足技术要求。通过粗抽工位和精抽工位的分离，易于实现自动化生产，提高了产品的干燥效率；同时，干燥过程中全程监测干燥罐的真空度，通过真空度间接反映了罐内的水氧含量，及时发现干燥罐漏气等导致产品失效的问题，保证了产品质量。

附图说明

图1是本发明的无氧干燥***的总体结构框图；

图2是本发明的另一种实施例的示意图；

图3是本发明气体缓冲部分的操作流程图；

图4是本发明粗抽工位的操作流程图；

图5是本发明精抽工位的操作流程图。

附图标记：100-氮气压力调节阀；110-第一真空电磁阀；120-电加热器；130-气体缓冲罐；140-压力传感器；150-第二真空电磁阀；210-干燥罐；220-第三真空电磁阀；310-第一真空度传感器； 320-水含量传感器；330-大抽速干式真空泵；340-冷却循环水泵；420-双旋片真空泵；410-第二真空度传感器。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

首先，传统技术影响干燥效率的原因在于：一是由于箔片具有高温失效的特性，对干燥容器只能适度加热，一般温度控制在200℃以内，干燥效果有限；二是干燥容器表面的热量并不能有效传递到容器内部，尤其由于湿态箔片的黏连特性，箔片间的水分挥发缓慢；三是干燥效果的指标要求较严格，一般要求水氧含量均低于10ppm，满足要求的真空泵常用的为小容量的双旋片真空泵，小容量泵较小的抽速需要较长的时间达到使用要求；四是需要在干燥容器和真空泵之间加入额外的干燥设备，而干燥设备需要经常更换，耗费时间。

其次，由于在接近真空的环境内，水氧含量极低，现有的水氧传感器无法可靠监测，因此传统技术没有对干燥过程进行在线监测，只能等干燥完成后，把干燥容器送至无氧环境取出箔片，并抽样检测箔片的性能，干燥过程中漏气导致的产品失效需要在抽样检测时才能发现。

为了解决传统技术中的问题，本发明提出的一种无氧干燥***及其干燥方法，通过设置粗抽工位和精抽工位，提高无氧干燥的效率，更易于实现自动化生产；另一方面，通过真空度的在线监测，间接反映了干燥环境的水氧含量，能及时发现干燥过程中的问题，提高检测效率及产品性能。

实施例1

如图1所示，一种无氧干燥***，包括一个粗抽工位、一个精抽工位和依次运行在两个工位上的干燥罐210。粗抽工位完成干燥预处理，主要用于快速去除干燥罐210内部的水分和氧气，使其满足下一步精抽工位的要求。

粗抽工位包括气体缓冲管路和干式泵抽真空管路；气体缓冲管路上设置有气体缓冲罐130；气体缓冲罐130内设置有电加热器120；干式泵抽真空管路上设置有大抽速干式真空泵330；大抽速干式真空泵330连接有冷却循环水泵340；气体缓冲罐130和大抽速干式真空泵330通过快速自封接头与干燥罐210连接。

气体缓冲罐130和进气口之间的气体缓冲管路上设置有氮气压力调节阀100和第一真空电磁阀110；气体缓冲罐130与快速自封接头之间的气体缓冲管路上设置有压力传感器140和第二真空电磁阀150；大抽速干式真空泵330与快速自封接头之间的干式泵抽真空管路上设置有第一真空度传感器310和水含量传感器320。

粗抽工位采用的气体为惰性气体，优选氮气；氮气压力调节阀100用于调节外部氮气进入气体缓冲罐的压力，优选略大于一个大气压，便于后续充入干燥罐210后，易于打开罐门；第一真空电磁阀110用于控制氮气是否输入气体缓冲罐；第二真空电磁阀150用于控制气体缓冲罐内的氮气是否输出至干燥罐210内；气体缓冲罐130用于临时缓存氮气；电加热器120用于加热气体缓冲罐内的气体，电加热器120温度可根据产品特性调节；压力传感器140用于监测气体缓冲罐内气体的压力，当压力超过设定值时会关闭第一真空电磁阀110，起到保护作用；粗抽工位的快速自封接头可连接干燥罐210的快速自封接头，当快速自封接头接通时，接头内部阀门自动打开，气体可通过，当快速自封接头断开时，接头内部阀门自动关闭，气体不可通过；

干式泵抽真空管路上的快速自封接头可连接干燥罐210的快速自封接头，当快速自封接头接通时，接头内部阀门自动打开，气体可通过，当快速自封接头断开时，接头内部阀门自动关闭，气体不可通过；第一真空度传感器310用于监测干燥罐210内的真空度，间接反映干燥罐210内的水氧含量；水含量传感器320用于监测干燥罐210内的水含量，作为辅助传感器配合第一真空度传感器310评估干燥罐210内的环境是否满足下一步精抽要求；大抽速干式真空泵330用于快速抽空干燥罐210内的水分和氧气，干泵腔内无任何润滑油，可直接抽取干燥罐210内的液态水分；冷却循环水泵340用于对大抽速干式真空泵330冷却降温。

精抽工位包括精抽管路；精抽管路上设置有双旋片真空泵420；双旋片真空泵420通过快速自封接头与干燥罐210连接。双旋片真空泵420与快速自封接头之间的精抽管路上设置有第二真空度传感器410。

精抽工位用于完成产品干燥，使其水氧含量满足技术要求。精抽工位的快速自封接头可连接干燥罐210的快速自封接头，当快速自封接头接通时，接头内部阀门自动打开，气体可通过，当快速自封接头断开时，接头内部阀门自动关闭，气体不可通过；第二真空度传感器410用于监测干燥罐210内的真空度，间接反映干燥罐210内的水氧含量；双旋片真空泵420用于抽空干燥罐210内的水分和氧气，使干燥罐210内的水氧含量达到使用要求，双旋片真空泵420性价比高，适宜大规模部署，但由于泵腔内有润滑油，不适宜水蒸气过大的环境；由于粗抽工位中已经去除了干燥罐210内绝大部分的水分，精抽工位可以直接采用双旋片真空泵抽空干燥罐210。

干燥罐210用于盛装待干燥的产品，依次运行于粗抽工位和精抽工位。干燥罐210部分，干燥罐210一侧的快速自封接头连接粗抽工位气体缓冲罐130一侧的快速自封接头时，通过快速自封接头向干燥罐210内注入热氮气，加速罐内液态水分的蒸发，该侧快速自封接头在精抽工位时处于断开状态，接头内部阀门自动关闭，气体不可通过；干燥罐210另一侧的快速自封接头连接粗抽工位大抽速干式真空泵330一侧的快速自封接头时，用于大抽速干式真空泵抽真空，该侧快速自封接头在精抽工位时连接双旋片真空泵420一侧的快速自封接头，用于双旋片真空泵抽真空；第三真空电磁阀220用于防止干燥罐210从粗抽工位脱离，接入精抽工位时有空气进入罐内；干燥罐210在脱离粗抽工位时，其第三真空电磁阀220先关闭，然后其快速自封接头与粗抽工位的快速自封接头脱离，此时第三真空电磁阀220与其快速自封接头段存有空气；当干燥罐210接入精抽工位时，干燥罐210的快速自封接头与精抽工位的快速自封接头连接，接头内部阀门自动打开，此时干燥罐210的快速自封接头至双旋片真空泵420之间的管路里面可能残留有空气，对该管路先抽真空，然后打开干燥罐210的第三真空电磁阀220，通过该方式可避免在快速自封接头切换过程中有空气进度干燥罐210内部。

实施例2

如图2所示，一种无氧干燥***，包括一个粗抽工位、多个精抽工位和各个工位上的干燥罐210。

粗抽工位采用大抽速的干式真空泵，并配置有热氮气加热***，可快速去除干燥罐210的水分，典型的干燥时间是5～10分钟；而精抽工位采用小容量的双旋片真空泵，需要完全干燥产品，使得干燥罐210内水氧含量达到较低的指标，一般要求干燥罐210内水氧含量均低于10ppm，典型的干燥时间是1～2小时；采用一个粗抽工位适配多个精抽工位的模式，更利用自动化生产，提高生产效率。当然可通过多个粗抽工位适配多个精抽工位的模式进一步扩大产能。

如图3、图4、图5所示，一种无氧干燥方法，所述方法包括：

关闭干燥罐的罐门，通过粗抽工位对干燥罐依次进行抽真空、注入氮气；打开干燥罐的罐门，向注入氮气的干燥罐内放入产品并持续注入氮气；关闭并锁紧干燥罐的罐门，完成产品装填工序。

产品装填完毕后，先采用大抽速干式真空泵抽空干燥罐中的气体和液态水分，然后停止抽空并向干燥罐内注入热氮气，然后再抽空、再注入热氮气，循环多次，完成粗抽工序。

粗抽工序完毕后，将干燥罐通过快速自封接头接入精抽工位；通过精抽工位完成产品干燥。

空的干燥罐在装入产品前，罐内可能残留有空气，此时，关闭罐门对罐体进行抽真空，然后向罐内注入略高于大气压的氮气，以便于开罐门放入产品；开罐门放入产品，操作过程中一直保持氮气向罐内注入，以减少罐内的氧气含量。

粗抽工序完毕后，干燥罐的快速自封接头跟粗抽工位脱离，干燥罐运至精抽工位，其快速自封接头接入精抽工位，此时先对真空电磁阀至自封接头段进行抽空，减低自封接头打开时吸入空气的风险。

粗抽工位中为达到快速去除水分的目的，一方面采用大抽速的干式真空泵同时抽空干燥罐中的空气和液态水，另一方面采用热氮气注入的方式加速液态水的挥发。

干燥罐抽真空一段时间后，罐内空间水氧含量极低，现有的水氧传感器无法可靠监测，本发明采用监测真空度的方式间接监测水氧含量。

以上结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (3)

1.一种无氧干燥***，其特征在于，包括干燥罐、粗抽工位和精抽工位；所述干燥罐连接粗抽工位或精抽工位；所述粗抽工位包括气体缓冲管路和干式泵抽真空管路；所述气体缓冲管路和干式泵抽真空管路均连接干燥罐；所述气体缓冲管路上设置有气体缓冲罐；所述干式泵抽真空管路上设置有大抽速干式真空泵；所述精抽工位包括精抽管路；所述精抽管路连接干燥罐；所述精抽管路上设置有双旋片真空泵；

所述气体缓冲罐和气体进气口之间的气体缓冲管路上设置有氮气压力调节阀和第一真空电磁阀；所述气体缓冲罐与干燥罐之间的气体缓冲管路上设置有压力传感器和第二真空电磁阀；所述大抽速干式真空泵与干燥罐之间的干式泵抽真空管路上设置有第一真空度传感器和水含量传感器；

所述双旋片真空泵与干燥罐之间的精抽管路上设置有第二真空度传感器；

所述干燥罐上设置有第三真空电磁阀；所述第三真空电磁阀连接干式泵抽真空管路或精抽管路；所述第三真空电磁阀设置在干燥罐与其一侧的快速自封接头之间。

2.根据权利要求1所述的一种无氧干燥***，其特征在于，所述气体缓冲罐内设置有电加热器；所述大抽速干式真空泵连接有冷却循环水泵。

3.一种根据权利要求1至2任一项所述的干燥***的无氧干燥方法，其特征在于，所述方法包括：

通过粗抽工位对干燥罐依次进行抽真空、注入氮气；

向注入氮气的干燥罐内放入产品并持续注入氮气；

关闭并锁紧注入氮气后的干燥罐的罐门，完成产品装填工序；

产品装填完毕后，通过大抽速干式真空泵抽空干燥罐中的气体和液态水分；

向抽空气体和液态水分的干燥罐内注入热氮气；

重复大抽速干式真空泵抽空、热氮气注入过程，循环多次，完成粗抽工序；

粗抽工序完毕后，干燥罐在脱离粗抽工位时，其第三真空电磁阀先关闭，然后其快速自封接头与粗抽工位的快速自封接头脱离，将干燥罐通过快速自封接头接入精抽工位，对干燥罐的快速自封接头至双旋片真空泵之间的管路先抽真空，然后打开干燥罐的第三真空电磁阀，通过精抽工位完成产品干燥。

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