专利名称：回转式连续微波干燥装置的制作方法
技术领域：
本发明属于微波连续干燥装置，特别涉及一种适用于含水量较高的颗粒状、粉末状物料以及受热易氧化、易分解物料干燥的回转式连续微波干燥装置。
背景技术：
物料的干燥是许多生产工艺中非常重要的环节，干燥方法和干燥设备的选择对目标产物的产量、质量、以及干燥过程中人力、物力、能源消耗均会产生很大的影响。微波干燥作为一种新型的干燥方法，是利用物料对微波选择性吸收的原理，对其中的水份进行快速加热，最终达到蒸发、脱除的目的。由于微波可以穿入物质内部，对物质进行体积加热，因此微波干燥具有加热均匀、干燥速率快、产品质量好、热效率高等优点，弥补了传统方法干燥速率慢、热利用率低、能耗大、表面硬化等缺陷。近几十年，微波干燥得到很快的发展，在农产品、中草药、木材、橡胶、塑料以及医药产品等物质的干燥方面得到广泛的应用，并收到了很好的干燥效果。
现有的微波干燥设备主要分为两种间歇式和连续式微波设备。连续式微波干燥设备自动化程度高、操作方便、劳动力消耗小，因此在生产中广为应用。目前，连续式微波干燥设备，主要采用传送带进行物料的输送。为了防止微波的泄露，设备两端开口高度比较小，一般约5厘米，而且微波设备通气能力差，因此只适合于干燥含水量低、厚度小、性质稳定的物料。但是对于颗粒状或粉末状的热敏性物料的干燥，设备存在着水蒸汽扩散速率低、物料容易局部过热变性等缺陷。虽然有些设备安置了鼓风装置用于增大水蒸汽的扩散速度，带出干燥过程中产生的过剩热量，但是由于传送带式连续微波干燥设备自身的缺陷，物料在干燥过程中仍存在很多问题。主要表现为 (1)由于粉末状、颗粒状物料尺寸较小，物料输送使用无孔传送带，气流只能从传送带两侧或物料上表面通过进行物料冷却并带走蒸发的水蒸汽，虽然物料表层得到了很好的干燥，但是传送带上底层物料内部水蒸汽、过剩热量难以用气流及时地携带出，容易产生过热，造成物质变性；(2)由于设备排气能力差，水蒸汽(干燥过程中产生的)遇到温度相对较低的设备内壁，容易冷凝回滴，造成被滴物料过热变性，影响了产品的质量；(3)物料在传送带上输送易受环境杂质的影响，同时在处理含水量高的物料时容易引起设备内部受潮，造成电路短路，影响了产品质量和设备的使用寿命，并降低了设备操作的安全性；(4)对于含水量较大的物质，由于设备对物料内部通气冷却能力差，水蒸汽扩散速率慢，影响了物质的干燥速度，因此水蒸汽、热量容易在物料内部积聚，造成物料局部过热；(5)铺料厚度由于受到物料性质、含水量等条件的限制，因此传送带式微波干燥设备生产能力难以提高；(6)由于气体不能与物料进行有效接触，因此气体利用率低；同时，由于物料干燥是在敞开的传送带上进行，因此气体回收困难，容易造成环境污染。目前，对于颗粒状或粉末状热敏性物料的微波干燥，还没有一个较好的解决方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种解决颗粒状或粉末状热敏性物料的回转式连续微波干燥装置，可提高水蒸汽的扩散速度，减少物料内热量积聚，避免干燥过程中物料过热变性；同时，可以提高设备的使用寿命以及操作安全性。
本发明的实施方案如下本发明提供的回转式连续微波干燥装置，包括一微波干燥炉1，其特征在于，微波干燥炉1的加热腔内喷涂一层聚四氟乙烯，其加热腔内左、右两侧分别设有一左垂向挡板11和一右垂向挡板3，左垂向挡板11和右垂向挡板3为平行放置的金属板，其表面喷涂一层聚四氟乙烯，两垂向挡板11和3之间支撑一倾斜放置的可旋转的旋转容器2，旋转容器2高端设有伸出微波干燥炉1侧壁的进料管13和出气管14，旋转容器2低端设有伸出微波干燥炉1侧壁的出料管6和进气管5，在进料管13与微波干燥炉1侧壁的连接处、出料管6与微波干燥炉1侧壁的连接处分别设有微波抑制器12、7，微波抑制器12和7为带圆环形挡板的圆环套，其圆环套分别套装在进料管13、出料管6的管壁上，其圆环形挡板分别紧密地贴在微波干燥炉1内侧壁上；所述旋转容器2的轴线与水平线之间成4-20度的夹角；所述微波干燥炉1中的左、右垂向挡板11和3之间的微波功率为200-700W；所述旋转容器2的容器主体24前端固定一固定部件28，固定部件28为一有带圆柱体后段和带中心孔的锥体，其中心孔孔径大于进料管13孔径，固定部件28的圆柱体后段与容器主体24同外径，在固定部件28的圆柱体后段和容器主体24的前段上套装一密封接头29，一带有中心孔101和台阶中心孔102的连接件10固定在固定部件28前端，进料管13穿过中心孔101伸入容器主体24，台阶中心孔102与进料管13外径留有间隙，连接件10上的垂向小孔103与固定部件28的中心孔相通；所述容器主体24低端尾段外径上固定一挡圈15，容器主体24的后端穿过固定在微波干燥炉1侧壁上的支架4，挡圈15与支架4相接触；所述旋转容器2的容器主体24上固定有传动轮25，该传动轮25与一固定在主动轮支架上的由电机9驱动做旋转运动的主动轮8接触配合。
物料由进料管13加入到旋转容器2的容器主体24中，在干燥过程中旋转容器2保持4-20度的倾斜度，并不断旋转，从而带动物料向前运动，保证了干燥过程的连续性；旋转容器2在旋转过程中，物料表面不断得到更新，同时干燥的空气或氮气由进气管5通入，气体与物料充分接触，把微波加热过程中产生的水蒸汽及热量及时带走，避免了物料内部因热量和水蒸汽积聚所产生的过热现象发生；通过调节旋转容器2的旋转速度、微波加热功率以及物料加入量、通入气体的速率等操作参数，来满足不同物料的干燥要求；干燥过程是在相对密闭的旋转容器2中进行，出气管(14)可以与废气处理设备相连，确保了操作的安全性，减小了对环境污染。
本发明与现有技术相比，由于采用回转式连续微波干燥装置，在干燥过程中，物料随容器主体24旋转不断运动，其表面不断得到更新，物料颗粒或粉末均有机会在其表面受到微波的加热，避免了物料内部水蒸汽积聚，从而保证了干燥物料品质的均匀性；同时，在转动过程中，物料堆积变得疏松，气体与物料能够充分接触，有利于提高水蒸汽的扩散，加快了微波干燥的速率；特别是对于热敏性物质，由于物料表面不断的更新，气流与物料在逆向接触过程中，气流带走了部分水蒸汽和热量，避免了物料内部因水蒸汽、热量积聚所导致的过热现象的发生，保证了干燥物料的品质；对于受热易氧化、分解的物料，可以通入氮气、氩气等惰性气体的方法，对干燥物料提供气体保护，减小了物料发生副反应的可能；由于干燥过程是在相对密闭的容器主体24中进行的，同时辅以高速气流的保护，干燥过程中产生的水蒸汽不易冷凝回滴；对于含水量较高的物料，由于蒸发的水蒸汽只是限制于容器主体24内部，从而避免了微波设备内部受潮所导致的电路短路，延长了干燥设备的使用寿命，提高了操作的安全性；对于干燥过程中产生有害气体的物料，逆向气流可以及时将有害气体从干燥体系中排除，减少了副反应的发生；干燥物料的处理量可以通过调节容器主体24倾斜角、旋转速度以及增加干燥气体的通气量等方法进行提高，而不至于产生物料内部的过热；相对密闭的容器主体24有利于废气回收，减小环境污染；整个干燥过程是在连续状态下进行，对干燥物料的预处理要求低，自动化程度高，劳动力消耗小。
附图1为本发明的结构示意图；附图2为旋转容器2的结构示意图；其中微波干燥炉1 旋转容器2 右垂向挡板3支架4进气管5出料管6微波抑制器12、7 主动轮8电机9连接件10 左垂向挡板11 进料管13出气管14 挡圈15 容器主体24传动轮25 固定部件28 密封接头29中心孔101台阶中心孔102 垂向小孔103实施方式由图1可知，本发明提供的本发明提供的回转式连续微波干燥装置，包括一微波干燥炉1，微波干燥炉1的加热腔内喷涂一层聚四氟乙烯，其加热腔内左、右两侧分别设有一左垂向挡板11和一右垂向挡板3，垂向挡板11和3为平行放置的金属板，其表面喷涂一层聚四氟乙烯，两垂向挡板11和3之间支撑一倾斜放置的可旋转的旋转容器2，旋转容器2高端设有伸出微波干燥炉1侧壁的进料管13和出气管14，旋转容器2低端设有伸出微波干燥炉1侧壁的出料管6和进气管5，在进料管13与微波干燥炉1侧壁的连接处、出料管6与微波干燥炉1侧壁的连接处分别设有微波抑制器12、7，微波抑制器12和7为带圆环形挡板的圆环套，其圆环套分别套装在进料管13、出料管6的管壁上，其圆环形挡板分别紧密地贴在微波干燥炉1内侧壁上；所述旋转容器2的轴线与水平线之间成4-20度的夹角；所述微波干燥炉1中的左、右垂向挡板11和3之间的微波功率为200-700W；所述旋转容器2的容器主体24前端固定一固定部件28，固定部件28为一有带圆柱体后段的带中心孔的锥体，其中心孔孔径大于进料管13孔径，固定部件28的圆柱体后段与容器主体24同外径，在固定部件28的圆柱体后段和容器主体24的前段上套装一密封接头29，一带有中心孔101和台阶中心孔102的连接件10固定在固定部件28前端，进料管13穿过中心孔101伸入容器主体24，台阶中心孔102与进料管13外径留有间隙，连接件10上的垂向小孔103与固定部件28的中心孔相通；所述容器主体24低端尾段外径上固定一挡圈15，容器主体24的后端穿过固定在微波干燥炉1侧壁上的支架4，挡圈15与支架4相接触；所述旋转容器2的容器主体24上固定有传动轮25，该传动轮25与一固定在主动轮支架上的由电机9驱动做旋转运动的主动轮8接触配合。
微波干燥炉1为金属外壳，炉腔内喷涂一层聚四氟乙烯，旋转容器2为聚四氟乙烯(或玻璃)材料，保持倾斜，倾斜度为4-20度；干燥的空气或氮气由进气管5通入，气流与物料充分接触后，干燥过程中产生的水蒸汽以及过剩的热量随气流从出气管14带出；初始物料由进料管13加入旋转容器2，经气体干燥后由出料管6排出；为了防止微波干燥炉1内微波场分布不均匀，减少设备元件边缘微波聚集，在微波干燥炉1内安置了挡板(表面喷图一层聚四氟乙烯的金属材料)，微波主要集中于挡板3和挡板11之间；同时，为了防止微波的泄露，分别在进料管13、出料管6周围加了微波抑制器12和微波抑制器7，从而保证了操作的安全性；由图可知，为了减小微波的泄露、确保操作过程的连续性以及有害气体的回收，旋转容器2放在微波干燥炉1，旋转容器2的容器主体24前端固定一固定部件28，固定部件28为一有带圆柱体后段的带中心孔的锥体，其中心孔孔径大于进料管13孔径，固定部件28的圆柱体后段与容器主体24同外径，在固定部件28的圆柱体后段和容器主体24的前段上套装一密封接头29，一带有中心孔101和台阶中心孔102的连接件10固定在固定部件28前端，进料管13穿过中心孔101伸入容器主体24，台阶中心孔102与进料管13外径留有间隙，连接件10上的垂向小孔103与固定部件28的中心孔相通；所述容器主体24低端尾段外径上固定一挡圈15，容器主体24的后端穿过固定在微波干燥炉1侧壁上的支架4的圆孔，挡圈15与支架4相接触；所述旋转容器2的容器主体24上固定有传动轮25，该传动轮25与一固定在主动轮支架上的由电机9驱动做旋转运动的主动轮8接触配合。
在电机9的带动下，主动轮8通过摩擦力带动容器主体24旋转，为防止旋转过程中两者之间产生滑动，同时减少因摩擦对容器产生的损害，在转动的容器主体24上安置了传动轮25；由于容器主体24的旋转，内部物料表面不断得到更新，保证了微波对物料均匀的加热；同时，容器主体24在转动过程中，物料堆积变得疏松，有利于与气流充分接触，干燥过程中产生的水蒸汽和过剩热量容易被带出。物料在回转窑内的停留时间有可以通过回转窑旋转速度、倾斜度进行控制；为了解决微波炉开口引起的微波泄露与干燥物料处理量之间的矛盾，进料管和出料管的横截面均采用长方形结构(短边约3-4厘米)，减少了微波的泄露，同时可以提高物料的处理量。
在操作过程中，物料表面随容器主体24的旋转不断得到更新即物料表层的颗粒不断被内部颗粒所掩盖，从而表层颗粒与内部颗粒发生位置交换，因此有利于微波对物料进行均匀加热，并促进了内部水蒸气及过剩热量的扩散。同时，回转窑的旋转推动了物料不断向前运动，保证了操作的连续进行。
微波抑制器为金属材料或聚四氟乙烯材料(表面安置了一层金属网，网孔直径约2-3mm)，可以完全抑制微波的泄露。
由于物料在容器主体24内的停留时间主要与容器主体24的转速、倾斜角有关，所以干燥过程中通过调节上述两个参数来选择不同的停留时间；气速大小取决于物料的大小、物料的处理量以及含水量物料处理量、含水量越大，要求气速越高，干燥速率越大，一般气速大小以能保证干燥顺利进行且不会带出物料为宜。
权利要求
1.一种回转式连续微波干燥装置，包括一微波干燥炉(1)，其特征在于，微波干燥炉(1)的加热腔内喷涂一层聚四氟乙烯，其加热腔内左、右两侧分别设有一左垂向挡板(11)和一右垂向挡板(3)，两垂向挡板(11)和(3)为平行放置的金属板，其表面喷涂一层聚四氟乙烯，垂向挡板(11)和(3)之间支撑一倾斜放置的可旋转的旋转容器(2)，旋转容器(2)高端设有伸出微波干燥炉(1)侧壁的进料管(13)和出气管(14)，旋转容器(2)低端设有伸出微波干燥炉(1)侧壁的出料管(6)和进气管(5)，在进料管(13)与微波干燥炉(1)侧壁的连接处、出料管(6)与微波干燥炉(1)侧壁的连接处分别设有微波抑制器(12)、(7)，微波抑制器(12)和(7)为带圆环形挡板的圆环套，其圆环套分别套装在进料管(13)、出料管(6)的管壁上，其圆环形挡板分别紧密地贴在微波干燥炉(1)内侧壁上。
2.按权利要求1所述的回转式连续微波干燥装置，其特征在于，所述旋转容器(2)的轴线与水平线之间成4-20度的夹角。
3.按权利要求1所述的回转式连续微波干燥装置，其特征在于，所述微波干燥炉(1)中的左、右垂向挡板(11)和(3)之间的微波功率为200-700W。
4.按权利要求1所述的回转式连续微波干燥装置，其特征在于，所述旋转容器(2)的容器主体(24)前端固定一固定部件(28)，固定部件(28)为一有带圆柱体后段和带中心孔的锥体，其中心孔孔径大于进料管(13)孔径，固定部件(28)的圆柱体后段与容器主体(24)同外径，在固定部件(28)的圆柱体后段和容器主体(24)的前段上套装一密封接头(29)，一带有中心孔(101)和台阶中心孔(102)的连接件(10)固定在固定部件(28)前端，进料管(13)穿过中心孔(101)伸入容器主体(24)，台阶中心孔(102)与进料管(13)外径留有间隙，连接件(10)上的垂向小孔(103)与固定部件(28)的中心孔相通。
5.按权利要求1所述的回转式连续微波干燥装置，其特征在于，所述容器主体(24)低端尾段外径上固定一挡圈(15)，容器主体(24)的后端穿过固定在微波干燥炉(1)侧壁上的支架(4)的圆孔，挡圈(15)与支架(4)相接触。
6.按权利要求1所述的回转式连续微波干燥装置，其特征在于，所述旋转容器(2)的容器主体24上固定有传动轮(25)，该传动轮(25)与一固定在主动轮支架上的由电机(9)驱动做旋转运动的主动轮(8)接触配合。
全文摘要
本发明涉及的回转式连续微波干燥装置，包括一内腔喷涂聚四氟乙烯的微波干燥炉，其内两侧设有左、右垂向挡板，两挡板为平行放置的表面喷涂聚四氟乙烯的金属板，之间支撑一倾斜度为4－20度的可旋转的旋转容器，旋转容器高端设有伸出炉侧壁的进料管和出气管，旋转容器低端设有伸出炉侧壁的出料管和进气管，在进料管与微波干燥炉侧壁的连接处，出料管与微波干燥炉侧壁的连接处分别设有微波抑制器，该装置在容器内对物料进行连续干燥，对物料预处理要求低，自动化程度高，劳动力消耗小，可保证干燥物料品质，对于含水量较高的物料，由于蒸发的水蒸汽只限制于容器内，可避免微波设备内部受潮所导致的电路短路，延长其使用寿命，提高操作安全性。
文档编号F26B17/00GK1436997SQ0210421
公开日2003年8月20日 申请日期2002年2月9日 优先权日2002年2月9日
发明者安振涛, 牛国光, 潘学军, 张冠东, 刘会洲 申请人:中国科学院过程工程研究所