开放式负压低温干燥设备的制作方法

1.本发明涉及机械技术领域，尤其涉及一种开放式负压低温干燥设备。


背景技术：

2.目前，大部分工业产品排出水分的解决方案是，选取温度的临界点，在不破坏产品的前提下，通过增加干燥时长，来排出产品内的游离水与结合水。现有干燥的技术无论低温真空，还是高温热辐射，都有以下的局限性，对于热敏性物质，干燥时间过长效率低，干燥不均匀不彻底，不论高温或低温脱水，单位时间能耗大，成本高。鉴于此，如何设计一种干燥效率高以降低生产成本的技术是本发明所要解决的技术问题。


技术实现要素：

3.本发明提供一种开放式负压低温干燥设备，实现提高干燥效率并降低生产成本。
4.本发明提供一种开放式负压低温干燥设备，包括：输送带、硅胶干燥舱体、液氮管路捕水舱体和负压工作舱体，所述硅胶干燥舱体、所述液氮管路捕水舱体和所述负压工作舱体沿所述输送带输送方向依次布置，所述输送带贯穿所述硅胶干燥舱体、所述液氮管路捕水舱体和所述负压工作舱体；所述硅胶干燥舱体中设置有可循环使用的硅胶干燥剂，所述液氮管路捕水舱体配置有中空舱体，所述液氮管路捕水舱体中设置有多条交错排列的毛细管，所述毛细管与所述中空舱体连通，所述中空舱体用于盛放液氮，所述负压工作舱体上还设置有抽风机，所述抽风机用于抽吸所述负压工作舱体内的空气以在所述负压工作舱体内形成负压。
5.进一步的，沿所述输送带输送方向上，所述开放式负压低温干燥设备包括多个依次连接的硅胶干燥舱体；每个所述硅胶干燥舱体中设置有承载板，所述承载板上设置有通气孔，所述承载板上还设置有所述硅胶干燥剂；沿所述输送带输送方向上，所述开放式负压低温干燥设备包括多个依次连接的液氮管路捕水舱体。
6.进一步的，所述负压工作舱体的第一端口与所述液氮管路捕水舱体连接，所述负压工作舱体的第一端口还设置有可开关的隔板。
7.进一步的，所述负压工作舱体中还设置若干挡风板，所述挡风板布置在所述抽风机与所述负压工作舱体的第一端口之间。
8.进一步的，所述负压工作舱体中还设置有电加热器，所述电加热器用于加热所述负压工作舱体的内部空间。
9.进一步的，所述负压工作舱体中还设置有超导热管，所述超导热管与所述电加热器导热连接，所述超导热管分布在所述输送带的上部和下部。
10.进一步的，所述硅胶干燥舱体的一侧设置有可开关的第一门体，所述液氮管路捕水舱体的两端部设置有可开关的第二门体，所述负压工作舱体的第二端口还设置有可开关的第三门体。
11.进一步的，所述输送带的上部带体位于所述硅胶干燥舱体、所述液氮管路捕水舱体和所述负压工作舱体内，所述输送带的下部带体位于所述硅胶干燥舱体、所述液氮管路捕水舱体和所述负压工作舱体外。
12.进一步的，所述液氮管路捕水舱体还包括外壳和保温层，所述中空舱体设置在所述外壳中，所述保温层位于所述外壳和所述中空舱体之间。
13.进一步的，所述液氮管路捕水舱体还包括排放管，所述毛细管的第一管口与所述中空舱体连通，所述毛细管的第二管口与所述排放管连通。
14.本发明提供的开放式负压低温干燥设备，通过采用三个干燥舱体进行干燥处理，其中硅胶干燥舱体中配置有硅胶干燥剂，硅胶干燥剂吸附性强，具有较好的吸水干燥能力，这样，在硅胶干燥舱体内形成极其干燥的作业环境，加速水分从高湿度向低湿度转移，从而加速了脱水的效率；而从硅胶干燥舱体输出的物品进入到液氮管路捕水舱体，毛细管一方面能够对内壁形成的捕水腔体进行降温进而利用冷井原理进行干燥处理，另一方面毛细管可以直接作为捕水部件，以使得干燥过程中物品释放出的水分直接凝结在毛细管上，进而有效地提高了捕水的能力，以优化干燥的效果；空气经过硅胶干燥舱体和液氮管路捕水舱体处理后，将为后面的负压工作舱体创造低湿度的干燥环境，来提高干燥效率，负压工作舱体的工作原理是降低大气压的同时降低了水的沸点，相比几百摄氏度的高温烘干，负压之下超导热管只需要施放几十度的温度，即可让水分子活跃脱离物料表面，与此同时物品进入到负压工作舱体，在抽风机的作用下，负压工作舱体内形成了低湿度、低气压、空气高流速的作业环境，干燥作业环境为负大气压，物品内的游离水会由于压力原因往表面积扩散进而被干燥的气流带走，同时，高速的气流与明显的干湿度差能快速带走物品内的水分，大大提高干燥效率并降低了生产成本。
附图说明
15.图1为本发明开放式负压低温干燥设备的结构示意图；图2为本发明开放式负压低温干燥设备的剖视图；图3为开放式负压低温干燥设备中液氮管路捕水舱体的结构示意图；图4为开放式负压低温干燥设备中液氮管路捕水舱体的剖视图。
16.附图标记：输送带1；支撑架10；硅胶干燥舱体2；承载板21、硅胶干燥剂22、第一门体23；负压工作舱体3；隔板31、抽风机32、电加热器33、第三门体34；液氮管路捕水舱体4；外壳41、内壁42、中空舱体43、毛细管44；保温层411、排放管412、排水管413、进液管431。
具体实施方式
17.下面结合附图对本发明进行详细说明。
18.如图1
‑
图4所示，本发明提供一种开放式负压低温干燥设备，包括输送带1、硅胶干燥舱体2、液氮管路捕水舱体4和负压工作舱体3，硅胶干燥舱体2、液氮管路捕水舱体4和负压工作舱体3沿输送带1输送方向依次布置，输送带1贯穿硅胶干燥舱体2、液氮管路捕水舱体4和负压工作舱体3；硅胶干燥舱体1中设置有硅胶干燥剂22，液氮管路捕水舱体4配置有中空舱体43，液氮管路捕水舱体4中设置有多条毛细管44，毛细管44与中空舱体43连通，负压工作舱体3上还设置有抽风机32，抽风机32用于抽吸负压工作舱体3内的空气以在负压工作舱体3内形成负压。
19.具体的，输送带1设置在安装在地基上的支撑架10上，同时，硅胶干燥舱体2、液氮管路捕水舱体4和负压工作舱体3也安装在支撑架10的上部。在实际使用过程中，待干燥的物品则放置在输送带1上，输送带1将带动物品朝向硅胶干燥舱体2移动，物品进入到硅胶干燥舱体2内。
20.硅胶干燥舱体2内设置的硅胶干燥剂22，利用硅胶干燥剂22使得硅胶干燥舱体2内形成极其干燥的环境。利用湿度差，加速水分从高湿度向低湿度转移，从而加速了脱水的效率。硅胶干燥舱体2内的空气水分含量极低，使得隧道内变为一个极度干燥的环境，加大干燥脱水的效率与速度。
21.物品在经由硅胶干燥舱体2后，跟随输送带1进入到液氮管路捕水舱体4内。中空舱体43中的液氮进入到毛细管44中。液氮通过毛细管4对内壁42内部形成的捕水腔体进行制冷，进而完成对液氮管路捕水舱体4中的空气进行干燥处理。
22.在经过液氮管路捕水舱体4处理后，物品跟随输送带1进入到负压工作舱体3内。而在物品进入到负压工作舱体3内后，负压工作舱体3的进口处的隔板31将朝向输送带1方向移动进而大部分遮挡住进口，而负压工作舱体3的出口处的隔板31也处于关闭状态，进而使得负压工作舱体3的进出口处于较小的通气量状态。此时，负压工作舱体3在抽风机32的作用下，将负压工作舱体3内形成负压，由于负压工作舱体3内的干燥作业环境为负大气压，物品内的游离水会在负压以及低热能的作用下往表面积扩散，而从液氮管路捕水舱体4进入到负压工作舱体3内的空气为非常干燥的空气，以使得物品内的游离水会被干燥的气流带走，进而降低了高温热辐射干燥的温度临界点问题，提高了大量热敏性物质的干燥效率。
23.进一步的，硅胶干燥舱体2中设置有承载板21，承载板21上设置有通气孔（未图示），承载板21上还设置有硅胶干燥剂22；硅胶干燥舱体2的一侧设置有可开关的第一门体23。
24.具体的，对于硅胶干燥舱体2中使用的硅胶干燥剂22而言，硅胶干燥剂22通过承载板21支撑在输送带1的上方，以通过硅胶干燥剂22来吸收水分。而硅胶干燥剂22使用一段时间后，硅胶干燥剂22吸收饱和后需要即时更换，此时，通过打开第一门体23，便可以将承载板21上放置的硅胶干燥剂22进行更换。而对于更换下的硅胶干燥剂22而言，还可以通过热脱附方式除去水分，以达到循环使用的目的。
25.又进一步的，负压工作舱体3与液氮管路捕水舱体4连接的第一端口设置有可开关的隔板31，具体的，当有物品跟随输送带1从液氮管路捕水舱体4进入到负压工作舱体3的过
程中，隔板31打开，以满足物品进入到负压工作舱体3中。在物品进入到负压工作舱体3中后，隔板31朝向输送带1方向移动，以减小负压工作舱体3的开口大小，进而满足抽风机32工作实现负压工作舱体3内形成负压的要求。同样的，还可以在负压工作舱体的第二端口设置有可开关的第三门体34，第一端口和第二端口分布在负压工作舱体3的两端。第三门体34用于在输送带1带动物品输出负压工作舱体3时打开；并在负压工作舱体3处于负压工作状态时，第三门体34朝向输送带1方向移动，以减小负压工作舱体3的开口大小。
26.有关隔板31和第三门体34的开关方式，可以参考常规隧道结构中的开关门结构形式，在此不做限制和赘述。
27.优选地，沿所述输送带1输送方向上，所述开放式负压低温干燥设备包括多个依次连接的硅胶干燥舱体2；沿所述输送带输送方向上，所述开放式负压低温干燥设备包括多个依次连接的液氮管路捕水舱体4。
28.具体的，多个串联连接的硅胶干燥舱体2在使用过程中，当其中一硅胶干燥舱体2中的硅胶干燥剂22吸收饱和后，其他硅胶干燥舱体2中的硅胶干燥剂22可以持续使用。
29.另外，负压工作舱体3中还设置若干挡风板（未图示），所述挡风板布置在所述抽风机与所述负压工作舱体的第一端口之间。具体的，在抽风机32工作过程中，在挡风板的作用下，可以有效地降低从液氮管路捕水舱体4内的空气进入负压工作舱体3的流速，进而提高负压工作舱体3内的负压值。
30.优选地，针对不同物品干燥过程中，负压工作舱体3的负压程度也各有不同，为此，还可以在负压工作舱体3内设置有气压传感器（未图示）。具体的，所述气压传感器设置在负压工作舱体3的内部并位于中间的部位，通过所述气压传感器能够检测负压工作舱体3内的负压值，利用所述气压传感器检测到的气压值反馈给开放式负压低温干燥设备的控制器（如单片机或plc），进而利用控制器来控制抽风机32运行。
31.又进一步的，为了在负压状态下的负压工作舱体3内进一步的加快干燥效率，负压工作舱体3中还设置有电加热器33，电加热器33用于加热负压工作舱体3的内部空间。
32.具体的，在物品进入到负压工作舱体3进行干燥处理过程中，电加热器33通电后对负压工作舱体3内部进行加热，一方面负压工作舱体3内处于负压状态以加快物品内部水分扩散速度，另一方面负压工作舱体3内的温度加高进而提高物品表面水分蒸发的速度，进而有效地提高干燥效率。其中，电加热器33设置在负压工作舱体3的底板或侧板上，而抽风机32则设置在负压工作舱体3的顶板上。优选地，负压工作舱体3中还设置有超导热管（未图示），超导热管与所述电加热器33导热连接，超导热管分布在输送带1的上部和下部。输送带1的上下两侧配置有超导热管，超导热管用于瞬间导热，在负压环境下，水的沸点降低，超导热管的作用是给予瞬间的温度，来激发瞬间热量，使得水分挥发排出，从而干燥物体。硅胶干燥舱体2和液氮管路捕水舱体4主要对物品所处的环境的空气进行干燥处理，以为后面的负压工作舱体3创造低湿度的干燥环境，来提高干燥效率，后面的负压工作舱体3的工作原理是降低大气压的同时，降低了水的沸点，比如100℃沸腾，在负压下，可能50℃就沸腾，这样用超导热管瞬间让温度达到50，再加上极低水分的空间环境，从而达到低温干燥效果，节能，增效，降本。
33.再进一步的，液氮管路捕水舱体4的两端部设置有可开关的第二门体（未标记）。通过在硅胶干燥舱体2与负压工作舱体3之间增加液氮管路捕水舱体4，液氮管路捕水舱体4中
的中空舱体43用于存储液氮，而毛细管44与中空舱体43连接，进而使得中空舱体43中的液氮能够流入到毛细管44中。而对于进入到毛细管44中的液氮将流入到毛细管44位于液氮管路捕水舱体4中的部分，液氮通过毛细管44对液氮管路捕水舱体4内部形成的捕水腔体进行制冷，进而完成对液氮管路捕水舱体4中的物品进行干燥处理。
34.在干燥操作过程中，第二门体处于关闭的状态，以使得液氮管路捕水舱体4形成的捕水腔体形成相对封闭的空间，这样，便可以进行有效的干燥操作。而当物品干燥结束从液氮管路捕水舱体4输出时，则液氮管路捕水舱体4另一端的所述第二门体打开，物品从液氮管路捕水舱体4输出并进入到负压工作舱体3中。有关所述第二门体的开关方式，可以参考常规隧道结构中的开关门结构形式，在此不做限制和赘述。
35.中空舱体43中的液氮能够流入到毛细管44中，利用毛细管44一方面能够对内壁42形成的捕水腔体进行降温进而利用冷井原理进行干燥处理，另一方面毛细管可以直接作为捕水部件，以使得干燥过程中物品释放出的水分直接凝结在毛细管44上，进而有效地提高了捕水的能力，以优化干燥的效果；与此同时，对于液氮的消耗量，由于液氮进入到毛细管44中进行干燥操作，毛细管44能够利用减少的液氮进行干燥操作，有效地降低了液氮的使用量，以降低生产成本。
36.在液氮管路捕水舱体4内，由于毛细管44的内径较细，流入到毛细管44中的液氮的量较少，并且，液氮也能够利用毛细管44对液氮管路捕水舱体4内部进行快速的制冷，以完成对物品进行干燥处理。与此同时，中空舱体43中的液氮能够持续的流入到毛细管44中以实现液氮迭代制冷，以提高干燥的效果。
37.其中，为了提高保温性能，可以在外壳41的内壁设置有保温层411，保温层411包裹在中空舱体3的外部，以减少中空舱体3向外壳41的外部往释放冷量而造成漏冷的情况发生。另外，所述进口和所述出口上分别设置有可开关的门体（未图示）。具体的，在干燥操作过程中，门体处于关闭的状态，以使得内壁42形成的捕水腔体形成密闭的空间，这样，便可以进行有效的干燥操作。而当需要取放物品时，则将门体打开。
38.另外，为了方便加注液氮，中空舱体3还连接有进液管431，所述进液管连通所述中空舱体并伸出至所述外壳的外部。具体的，在使用时，操作人员将液氮经由进液管431注入到中空舱体3内，中空舱体3内的液氮再流入到各条毛细管44中，以通过毛细管44向外是否冷量进行捕水。
39.而为了方便排出氮气，外壳41上还设置有排放管412，毛细管44的第一管口与中空舱体3连通，毛细管44的第二管口与排放管412连通。具体的，在实际使用过程中，毛细管44中的液氮受热后变为氮气上升，毛细管44中的氮气将流入到排放管412中，氮气可以通过排放管412向往排出氮气。与此同时，中空舱体3中存储的液氮将继续流入到毛细管44中补充液氮以实现连续不断的进行干燥操作。其中，排放管412的排放口121可以伸出至外壳41的外部。
40.对于毛细液氮管路迭代循环捕水设备而言，中空舱体3围绕在内壁42的外部，所述外壳和所述保温层包裹在中空舱体3的外部形成箱体结构。工作时，液氮由进液管431注入中空舱体3中，液氮布满中空舱体后，再流经与中空舱体3连通的毛细管44，最终所有毛细管44汇聚到排放管412排出氮气以形成循环。
41.另外，根据生产需要，可以配置多个串联设置的多个外壳41，相邻的两个外壳41
中，其中一外壳41上的所述出口与另一外壳41上的所述进口对接在一起。具体的，每个外壳41均配置有独立的内壁42、中空舱体3和毛细管44，当前一工位处的内壁42需要除冰时，则可以将未干燥完的物品推送到下一工位继续处理。
42.具体的，每个毛细液氮管路迭代循环捕水设备为单节箱体组成的隧道式结构，每个毛细液氮管路迭代循环捕水设备形成独立循环体系。由进液管431注入液氮后，由于温度瞬间降低，气体经过隧道时，其中的水分会被超低温中空舱体3的内壁42与毛细管44表面共同作用捕捉成冰，由于毛细管44密密麻麻表面积很大，这大大增加了空间捕水利用率与能力，当捕水达到上限后，停止液氮注入，温度逐渐升温，捕捉的冰融化成水，从内壁42底部的回流孔所连接的排水管13排出，当水排出后，可再次使用。由于捕水隧道是由多个独立箱体组成，几个箱体错开使用，即可达到持续捕水的效果。
43.毛细管4是错综复杂交错的布满整个空间，目的是让整个毛细管4的管路充分占满空间，增大管路表面积，表面积越大，凝结空气中的水越多，因为管路会充满氮气，温度低，流经的空气中的水分子会预冷结冰，以此来捕水，实现干燥空气。毛细管44充满整个内壁42的形成的捕水腔体，整体的捕水能力与毛细管44的管路表面积呈正比，进而使得单位体积箱体的捕水能力有效地增强。其中，输送带1与毛细管44之间形成一定的间隔，以满足物品输送的要求。
44.又进一步的，对于中空舱体3而言，内壁42为导热内壁，中空舱体3为环形结构并包裹在内壁42的外部。具体的，内壁42采用导热材料制成，可以通过内壁42将中空舱体3释放出的冷量也传导至捕水腔体中，进而增强干燥效率。
45.基于上述技术方案，可选的，在干燥过程中，随着干燥次数和时间的增加，内壁42的表面以及毛细管44上将形成冰层，较厚的冰层会影响干燥效果。因此，需要间隔一定的时间进行除冰操作。
46.对于除冰的方式，可以采用自然解冻的方式，也可以采用辅助加热的等方式。例如：可以采用电加热丝的方式进行加热，具体的，电加热丝布置在毛细管44的一侧，当进行化冰时，电加热丝通电加热以加热毛细管44和内壁42，电加热丝产生的热量将毛细管44和内壁42上的冰层融化。
47.或者，还可以采用电磁波的方式，为此，内壁42采用金属板制成，毛细液氮管路迭代循环捕水设备还包括电磁波发生器。具体的，在除冰过程中，中空舱体3中无液氮，此时，关闭门体并启动电磁波发生器。电磁波发生器产生的电磁波进入到内壁42中，内壁42的内壁以及毛细管44上形成的冰层在电磁波的作用下将快速融化，融化的冰水最终从排水管13排到外部。
48.其中，电磁波发生器一般安装在内壁42的外部，为了方便的将电磁波传播进内壁42中，电磁波发生器设置在外壳41的外部，电磁波发生器的发送端部设置有传导部件，传导部件伸入到内壁中。具体的，由于内壁42内的温度较低，电磁波发生器将安装在内壁42的外部，而对于电磁波发生器产生的电磁波则通过传导部件输送至内壁42中，以使得将电磁波传递至内壁中进行电磁波加热。其中，传导部件可以陶瓷、玻璃、或塑料材料制成，在此不做限制和赘述。
49.进一步的，为了提高电磁波分布均匀性并提高电磁波化冰效率，传导部件包括主干体和多个分支体，所述分支体连接在主干体上，所述分支体并排布置，相邻的两条毛细管
44之间布置有一传导部件。具体的，由于内壁中无法安装转动的搅波器，为了使得电磁波分布均匀，电磁波发生器发出的电磁波经由主干体传递给多个分支体，并最终通过各个分支体输送至内壁中，与此同时，由于所述分支体位于两条毛细管44之间，毛细管44一般采用金属材料制成（如铜），能够对电磁波起到反射的作用，进而通过分支体分散输送电磁波并配合毛细管44反射，可以确保内壁42中的电磁波分布均匀。
50.通过采用三个干燥舱体对待处理的物品进行干燥处理，其中硅胶干燥舱体中配置有硅胶干燥剂，硅胶干燥剂吸附性强，具有较好的吸水干燥能力，这样，在硅胶干燥舱体内形成极其干燥的作业环境，加速水分从高湿度向低湿度转移，从而加速了脱水的效率；而从硅胶干燥舱体输出的物品进入到液氮管路捕水舱体，毛细管一方面能够对内壁形成的捕水腔体进行降温进而利用冷井原理进行干燥处理，另一方面毛细管可以直接作为捕水部件，以使得干燥过程中物品释放出的水分直接凝结在毛细管上，进而有效地提高了捕水的能力，以优化干燥的效果；空气经过硅胶干燥舱体和液氮管路捕水舱体处理后，将为后面的负压工作舱体创造低湿度的干燥环境，来提高干燥效率，负压工作舱体的工作原理是降低大气压的同时降低了水的沸点，物品进入到负压工作舱体，在抽风机的作用下，负压工作舱体内形成了低湿度、低气压、空气高流速的作业环境，干燥作业环境为负大气压，物品内的游离水会由于压力原因往表面积扩散进而被干燥的气流带走，同时，高速的气流与明显的干湿度差能快速带走物品内的水分，大大提高干燥效率并降低了生产成本。
51.以上仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。