物料真空干燥的方法与装置的制作方法

专利名称：物料真空干燥的方法与装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及物料干燥的方法与装置，尤其是封闭式的塑胶粒料真空干燥的方法与 装置。
背景技术：
为了生产出高质量的产品，塑料的干燥对于每一个塑料加工商来说都是必不可 少的。水含量的增加会逐渐降低物料的剪切黏度。停滞时间过长会使残余水分含量太 低从而造成黏度的增加，这将导致填模不充分，同时也会造成物料发黄。另外通过对 材料进行相关的测试才能发现如机械性能和介电强度的改变。选择合理的干燥技术有 助于节约成本、降低能耗，
对流式干燥是利用干燥气体发生器干燥物料。该设备以由两个分子筛组成的吸附 性干燥器为核心，生产干燥气体所需的能量。在实际生产中，实际能耗值有时要比 理论值高得多。提高除湿气体干燥效率的另一种方法是通过热电偶和露点受控再生气 体，而德国Motan公司则利用天然气作为燃料来降低能源成本。
如果使用传统的热风干燥机，干燥时间还需要额外的4小时，而真空干燥机节省 了这段额外时间。美国Maguire公司开发的真空干燥设备就已被应用到塑料加工之中。 这种连续操作型的机器由安装于旋转传送带上的三个腔体和可上下压紧密封和松开 的三个工位组成。当腔体处在第一工位时胶粒被填满腔体，通入被加热至干燥温度的 气体以加热胶粒。当物料达到干燥温度时即松开压紧气缸旋转腔体被移至抽真空的第 二工位上。由于真空降低了水的沸点，所以水分更容易变成水蒸汽被蒸发出来，因此， 水分扩散过程被加速了。由于真空的存在，从而在塑胶粒内部与周围空气之间产生了 更大的压力差。 一般情况下，物料在第二工位上的停留时间为20min-40min，而对于 一些吸湿性较强的物料而言，最多需要停留60min。最后，物料被送到第三工位，并 由此被移出干燥器。在除湿气体干燥和真空干燥中，加热塑料所消耗的能源是相同 的，因为这两种方法是在同样的温度下进行。但是在真空干燥中，气体干燥本身并不 需要消耗能源，但需要用能源来创造真空，创造真空所需的能耗与所干燥物料的量以 及含水量有关，但总的说来，创造真空的能耗是极小的。现有的真空干燥机小批量 的批次产出及短暂干燥周期只需40分钟左右就能准备好充分干燥的塑料树脂为注塑 或成膜设备加料，而不是他们传统使用对流式干燥机所需的4小时。其它特点还在于 1)真空干燥机使用真空以降低水的沸点从而迅速将潮湿转化为水汽，真正地将水汽 从树脂颗粒内移除，而不是用干燥的热风覆盖树脂颗粒再缓慢地去除其中的潮气。2) 真空干燥机在三个不同的工位位置同时进行加热与真空干燥处理，达到小批量快捷的 产出，从而将批量加工过程实际上转化为一个不间断的加工过程，做到与加工机器的 产出保持同步。
但上述Maguire公司设备仍有改进余地主要是机器工作时需要三个腔体作旋转 换位，在旋转之前，上下压紧密封装置要松开，在换位过程中物料要暴露在外界空气
3中，受外界空气的污染，从而造成温度和湿度的变化，降低了除湿效率，真空的密封 装置易出故障，能耗相对较高，运转控制也比较复杂。

发明内容
本发明目的是提出新的能耗相对较低的高效干燥物料、尤其是干燥塑料胶料的真 空干燥方法，本发明目的还在于提出结构简单、控制也比较方便可靠、效率高的封闭 式塑料胶料真空干燥的装置。
本发明的技术方案是封闭式塑料真空除湿干燥的方法由起码上层和中层二层 或二层以上不同功能的工作室上下叠加集合组成；上层工作室中通入加热至干燥温度 的气体加热塑料胶粒，达到干燥温度时即被移至中层工作室中抽真空去湿；上中层工 作室之间采用阔门开启互相串通物料，所述阀门关闭时各工作室独立完成各自的工 序。
中层工作室下部设有下层工作室，下层工作室是干燥料的储运工作室，采用三层 不同功能的工作室上下叠加集合组成；由吸送器将物料输送至后道加工机械。中层工 作室之间采用阀门开启互相串通物料，
上中下层工作室在与外界隔离的状态下采用阀门启或闭的方法互相串通或互相 隔离，互相隔离或采用可密封的送料机构；当上层工作室的物料达到干燥温度时即被 移至中层真空工作室中抽真空；利用重力和上层工作室的热风吹和下层工作室吸的能 量使物料迅速移仓，且在与外界封闭的环境中移至下一层工作室。下层工作室为后道 机器提供不间断地供料。三个工作室的物料传递在一个相对封闭的腔体中进行与外界 空气隔离，有效地保持了物料的干燥和减少能源的消耗。阔门采用气动、电动或液压 阀门。
进出料采用阀门结构时，先清空下层储运工作室后，开启中层真空工作室的下阀 清空中层工作室后关闭下阀，再开启中层工作室上阀清空上层工作室后关闭上阀，然 后上层工作室进料，待下层工作室物料将近用完时由传感器开关指令打开下阀，重复 由下至上先放料后进料的连续工作。
中层真空工作室的上阀和下阀采用向外开向内关的方式，中层真空工作室上阀和 下阀开启时需失真空的空气采取下层储运工作室的干燥空气，进出料阀关闭后各工作 室、尤其是上下阀关闭后中层真空工作室密封，不受外界环境空气干扰污染。
封闭式塑料真空干燥的装置包括起码二层上下叠加工作室集合组成；上层工作 室中是通入加热至干燥温度气体的加热工作室，中层工作室是抽成真空进行除湿的工 作室；上中层工作室之间互相串通并采用阀门启或闭；上层工作室设有与进料阀加料 器和热风循环装置的连通管，进出料口均设有进出料机构，中层工作室的进出料机构 采用阀门，阀门关闭时各工作室独立完成各自的工序。
中层工作室下部设有下层工作室，构成上中下三层工作室上下叠加集合；下层工 作室是储存和吸送物料的工作室；中下层工作室之间采用阀门启时互相串通或关闭时 各自独立；下层工作室设有料空信号传感器，料空信号指示采用光电开关。上中下层 工作室进出料口均设有进出料机构。
当物料达到干燥温度(视塑料胶粒的不同在60-10(TC)时打开上阀，上工作室的物料即被移至抽成真空的工作室中。由于真空降低了水的沸点，所以水分更容易变成 水蒸汽被蒸发出来，因此，水分扩散过程被加速了。由于真空的存在， 一般情况下， 物料在中层真空工作室进行真空除湿的时间为15min-70min时，物料被被移出干燥器， 进入下层的干燥储运室，不间断地供料给后道机器生产。
本发明利用重力和上层工作室吹下层工作室吸的能量使物料迅速移仓。进出料如 采用阔门结构时，阀门先开启中下层放料阀(下阀)清空中层真空室后，即关闭，再 开启上中层工作室之间的放料阀(上阀)，清空上工作室后即关闭，然后上层工作室 进料，各工作室独立完成工序后，由下至上先放料后进料循环往复工作，不间断地为 机器供料。
本发明的有益效果是当物料达到干燥温度(视塑料胶粒的不同在60-100'C)时 即被移至抽成真空的工作室中。由于真空降低了水的沸点，所以水分更容易变成水蒸 汽被蒸发出来，因此，水分扩散过程被加速了。由于真空的存在，从而在胶粒内部与 周围空气之间产生了更大的压力差。除湿效率提高，除湿时间縮短；在除湿气体干燥 和真空干燥中，加热塑料所消耗的能源是相同的，而真空除湿器的效率高，能耗低。 干燥效率提升改善产品质量并减少次废品率；尤其是本发明结构简单可靠、运行能耗 很低，能耗只有热风除湿干燥机的六分之一，除湿效率很高，除湿的时间只有20分 钟，是热风除湿干燥机的十二分之一，大大降低了生产成本。且装置为立式叠加集合 组成，占地小，结构紧凑，封闭性能好，由于工作室之间为上下连在一起与外界完全 隔离，物料转换功能时在一个相对封闭的环境中完成，不会造成热能和干燥度的流失， 特别是可靠的避免了外界空气对物料的污染，降低了能源消耗，提高了产品质量。中 层真空工作室上下阀开启时需失真空的空气采取下层储运工作室的干燥空气，保持了 颗粒的干燥度，提高了产品质量，节约了能源。物料在移送过程中变化了各颗粒的排 列位置，使干燥的效率提高。本发明尤其是用于对塑料胶粒的干燥。


图1为本发明结构示意图
1:上阀气缸，2:机械控料结构，3:进料口 ， 4:上层加热工作室，5:热风循 环加热器，6:上层工作室保温层，7:网斗，8:真空抽口过滤器，9:上阀2, 10: 中层真空工作室，11:橡胶密封圈，12:电磁换向阀，13:回气管过滤器，14:下阀， 15:下层储运工作室，16:真空泵，17:玻璃管，18:光电开关，19:下阀气缸，20: 放料阀，21:放料口， 22:滚轮支架，23:万向轮，24:吸料抽风口。
具体实施例方式
本发明起码有二层，通常用三层工作室叠加封闭构成，上层工作室设有进料阀门 或加料器，上中下层工作室设有上下阔门，关闭时各工作室独立完成各自的工序。上 层工作室设有气体加热循环装置，采用的装置是热风循环装置，有一加热器和热风管 道通过风机的进风和出风与上层工作室的上下连通循环工作，将上层工作室的物料加 热至干燥温度。物料达到干燥温度时即打开上阀被移至中层真空工作室中进行真空除 湿；上中下层互相串通并采用阀门启或闭；阀门关闭时各工作室独立完成各自的工序。 由于真空降低了水的沸点，所以水分更容易变成水蒸汽被蒸发出来，因此，水分扩散过程被加速了。由于真空的存在， 一般情况下，物料在中层真空工作室进1亍真空除湿 的时间为15min-70min时打开下阀，物料被移出真空工作室至下层储运工作室。主要 功能是通过加热器热风循环将物料加热至干燥温度，为中层真空室作前期准备工作。 中层真空工作室主要功能是将加热后的物料通过真空泵抽真空把物料中的水分在真 空状态下变成蒸汽迅速排走，下层工作室主要的功能是储存干燥物料不断向机器供 料。
上中下三层工作室之间即中层工作室的进出料口，设有上阀下阀，起关、启作用， 使三室有效相隔又有效相通。上层工作室设有物料取料器及控制器，控制器采用机械 和时间控制相结合，配有热风循环加热装置。中层工作室设有真空产生器或真空泵及 电磁换向阀，下层工作室配有光电开关和吸送料装置。整台真空除湿机采用PLC自 动控制、手动控制和初始自动控制，三种控制模式供不同需要时切换。上阀下阀的阀 门片与阀座设有密封面，为了扫除阀座密封面上可能积留的物料，本发明特在阀门片 密封面的内缘设有一圏略大于阀座密封面直径的橡胶片，此橡胶片在阀门闭合时将积 留的物料扫除，又不影响阀门的启闭。
初始自动控制专门为新机、空机和机器停止时间过久中层、下层工作室的物料 需要重返原料仓设计。开机后上层工作室的物料加热20分钟后移入中层真空室，抽 真空20分钟后物料再移入下层干燥物料储运室，进入自下而上的自动控制正常状态。
手动控制专门为设备检修用，每个工作室都可单独控制试动作。
自动控制真空除湿机一旦进入正常状态就可以自动控制全过程，自动控制的流
程为下层吸送料口的光电开关得到料空信号即指挥电磁阀换向，向真空室回气下阀打 开，这时中层真空室的干燥物料迅速进入下层储运工作室，关闭下阀，然后打开上阀 将上层工作室加热好的物料迅速移入中层真空室后，关闭上阀，电磁阀换向抽真空除 湿，待下层物料即将用完光电开关发出料空信号，重复自下而上的工作程序。
特殊情况的控制1)开阀时突然失电，阀门依靠弹簧恢复关闭状态。
2) 进料机械控制器失灵，依靠时间控制器控制，防止送料堵塞。
3) 上阀打开时进料停止，上阀关闭后进料受料位控制器和时间控制器指导停止送料。
4) 下层光电不通，下阀不打开，下阀不关闭，上阀不打开，上阀不关闭，送料
不工作。
5) 真空泵突然失电时，电磁阀迅速切断真空抽气管，防止真空泵油回入真空室。
6) 光电开关失灵，机器停止工作。
7) 真空室上方装有露点计，用于测试真空室内物料的露点温度，提供物料含水 率的精确数据。
真空除湿机可采用真空发生器和小型真空泵即可，本发明上中下层移仓时可利用 重力和上层热风吹5，下层吸送料19的能量使物料迅速移仓，即移至下一层工作室， 进出料采用阀门结构时首先清空下层储运工作室15，然后打开中下层的下阀14，中 层真空工作室清空后，下阀关闭，再开启上中工作室之间的上阀9，上层工作室清空 后，关闭上阀，同时真空除湿机启动，然后上层工作室进料，待下层储运工作室的物料即将用完光电开关控制打开下阀，中层真空室的物料又进入储运工作'室，重复以上 各工作室按照由下至上先放料后进料的工作程序循环工作。
阀门采用对开对关方式，关闭后各工作室、尤其是真空室密封，不受外界环境干扰。
塑料真空干燥的装置由起码二层或者两层以上，通常用三层工作室上下叠加集合组 成；上层工作室中是通入加热至干燥温度气体的加热工作室，中层工作室是抽真空进 行除湿的工作室，下层工作室为储存吸送物料的工作室；上中下层工作室之间互相串 通并采用阀门启或闭；上层工作室设有进料阀门或加料器，上中下层工作室进出口均 设有进出料机构，进出料机构可以是阀门，阀门关闭时各工作室独立完成各自的工序。 物料到了下层储送工作室，由吸送料器将物料输送至塑料加工机械(注塑或成膜机械 等)。阀门采用气动、电动或液压阀门。
聚酰胺6.6材料和PE材料的含水率一般为0.3%左右使用本发明将水分含量可以 降低到0.015%左右。本发明并不限于实施例，也不不排除上层工作室之上亦有料仓 机构，符合本发明流程的工艺可以制备一些衍生的设备，这此并没有超出本发明的范 围。
权利要求
1、封闭式塑料真空除湿干燥的方法其特征是由起码上层和中层二层不同功能的工作室上下叠加集合组成；上层工作室中通入加热至干燥温度的气体加热塑料胶粒，达到干燥温度时即被移至中层工作室中抽真空去湿；上中层工作室之间采用阀门开启互相串通物料，所述阀门关闭时各工作室独立完成各自的工序。
2、 根据权利要求1所述的封闭式塑料真空除湿干燥的方法其特征是中层工作 室下部设有下层工作室，下层工作室是干燥料的储运工作室，采用三层不同功能的工 作室上下叠加集合组成；由吸送器将物料输送至后道加工机械，中层工作室之间采用 阀门开启互相串通物料。
3、 根据权利要求2所述的封闭式塑料真空除湿干燥的方法其特征是上中下层 工作室在与外界隔离的状态下采用阀门启或闭的方法互相串通或互相隔离，互相隔离 或采用可密封的送料机构；当上层工作室的物料达到干燥温度时即被移至中层真空工 作室中抽真空；利用重力和上层工作室的热风吹和下层工作室吸的能量使物料迅速移 仓，且在与外界封闭的环境中移至下一层工作室。
4、 根据权利要求2所述的封闭式塑料真空除湿干燥的方法其特征是进出料采 用阀门结构时，先清空下层储运工作室后，开启中层真空工作室的下阀清空中层工作 室后关闭下阀，再开启中层工作室上阀清空上层工作室后关闭上阀，然后上层工作室 进料，待下层工作室物料将近用完时由传感器开关指令打开下阀，重复由下至上先放 料后进料的连续工作。
5、 根据权利要求2或3所述的封闭式塑料真空除湿干燥的方法其特征是中层 真空工作室的上阀和下阀采用向外开向内关的方式，中层真空工作室上阀和下阀开启 时需失真空的空气采取下层储运工作室的干燥空气，进出料阀关闭后各工作室、尤其 是上下阀关闭后中层真空工作室密封，不受外界环境空气干扰污染。
6、 封闭式塑料真空干燥的装置其特征是包括起码二层上下叠加工作室集合组 成；上层工作室中是通入加热至干燥温度气体的加热工作室，中层工作室是抽成真空 进行除湿的工作室；上中层工作室之间互相串通并采用阀门启或闭；上层工作室设有 与进料阀加料器和热风循环装置的连通管，进出料口均设有进出料机构，中层工作室的进出料机构采用阀门，阀门关闭时各工作室独立完成各自的工序。
7、 根据权利要求6所述的封闭式塑料真空干燥的装置其特征是中层工作室下 部设有下层工作室，构成上中下三层工作室上下叠加集合；下层工作室是储存和吸送 物料的工作室；上中下层工作室之间采用阀门启时互相串通或关闭时各自独立；下层 工作室设有料空信号传感器，上中下层工作室进出料口均设有进出料机构。
8、 根据权利要求7所述的封闭式塑料真空干燥的装置其特征是中层真空工作 室上下阀开启时需失真空的空气采取下层储运工作室的干燥空气。
9、 根据权利要求6所述的封闭式塑料真空干燥的装置其特征是阀门采用气动、 电动或液压阀门。
10、 根据权利要求7所述的封闭式塑料真空干燥的装置其特征是中层真空工作 室设有上下阀门，上下阀门采用向外开向内关的结构。
全文摘要
封闭式塑料真空除湿干燥的装置由起码上层和中层二层不同功能的工作室上下叠加集合组成；上层工作室中通入加热至干燥温度的气体加热塑料胶粒，达到干燥温度时即被移至中层工作室中抽真空去湿；上中层工作室之间采用阀门开启互相串通物料，所述阀门关闭时各工作室独立完成各自的工序。尤其是中层工作室下部设有下层工作室，下层工作室是干燥料的储运工作室，采用三层不同功能的工作室上下叠加集合组成。本发明结构简单可靠、运行能耗很低，本发明的物料真空除湿干燥装置为立式叠加集合组成，占地小，结构紧凑，封闭性能好，由于工作室之间为上下连在一起与外界完全隔离，物料转换功能时在一个相对封闭的环境中完成。
文档编号F26B7/00GK101561217SQ20081002387
公开日2009年10月21日 申请日期2008年4月18日 优先权日2008年4月18日
发明者王敬达 申请人:王敬达