本实用新型涉及低熔点、热敏性、易氧化固体颗粒的干燥处理设备领域，尤其涉及的是一种螺旋加料微波流化床设备。
背景技术：
流化床干燥广泛应用于食品和化工领域，因为气体和颗粒之间的传质传热面积大，传质传热高，可以避免产品的局部过热，因此能获得质量较好的产品。但是对于多孔材料的干燥，传质阻力较大，通常需要较长的干燥时间，且能量效率低。
微波干燥是利用颗粒中水的介电常数比目标产物的介电常数大的原理来吸收微波能量的，微波干燥比其他干燥方式具有较多优点，例如整个产品是通过体积加热的，内部类似于“泵”效应，可以提高干燥速率，减少能量的耗散，具有加热速度快、加热均匀、能量利用率高、产品质量高等特点，但缺点是容易局部过热。
现有技术中的加料方式大都采用的是阶梯式加料，而阶梯式加料是利用物料在Z字形分布板上自由下降的方式加料，虽然可以实现连续式加料，但是无法对加料速度和停留时间进行定量调控。
因此，现有技术尚有待改进和发展。
技术实现要素：
为解决上述技术问题，本实用新型提供一种用于干燥固体颗粒的螺旋加料微波流化床设备，可对加料速度和停留时间进行定量调控。
本实用新型的技术方案如下：一种用于干燥固体颗粒的螺旋加料微波流化床设备，包括进料装置、微波干燥装置、螺旋加料流化床装置、出料装置、进气装置和PLC显示器；其中，所述进料装置和出料装置均通过管道与微波干燥装置相连通；所述螺旋加料流化床装置设置在微波干燥装置的内部，用于以螺旋运动的方式传送固体颗粒；所述进料装置、微波干燥装置、螺旋加料流化床装置、出料装置和进气装置分别与PLC显示器控制连接。
所述的用于干燥固体颗粒的螺旋加料微波流化床设备，其中：所述进料装置包括进料斗、进料电机、进料推进器；所述进料斗位于进料推进器的上方，所述进料斗的底部与进料推进器的进料端相连通，所述进料推进器的出料端通过进料管道连通至微波干燥装置，所述进料推进器的内部水平设置有一螺旋进料杆，该螺旋进料杆的一端与进料电机相连接，所述进料电机与PLC显示器控制连接。
所述的用于干燥固体颗粒的螺旋加料微波流化床设备，其中：所述微波干燥装置包括微波干燥炉、炉盖和多个微波发生器；每一微波发生器均由不锈钢外壳、磁控管和螺丝接口组成，所述磁控管位于不锈钢外壳的内部，所述螺丝接口位于不锈钢外壳的底部，所述磁控管的发射端朝向螺丝接口；所述微波干燥炉采用金属材料制成桶状，所述炉盖位于微波干燥炉的顶端，在所述炉盖上均布四个适配螺丝接口的微波发射孔，用于拧入螺丝接口以固定微波发生器；所有磁控管均与PLC显示器电性连接，且所述PLC显示器上带有微波开关，用于控制各个磁控管向微波干燥炉内发射微波的功率。
所述的用于干燥固体颗粒的螺旋加料微波流化床设备，其中：所述微波干燥装置还包括设置在微波干燥炉内壁上的红外温度探测器，该红外温度探测器与PLC显示器电性连接，用于感应并测量所述螺旋加料流化床装置内固体颗粒的温度。
所述的用于干燥固体颗粒的螺旋加料微波流化床设备，其中：所述螺旋加料流化床装置包括流化床罐、加料电机、加料杆、加料盘和隔离网；其中，所述流化床罐采用非金属材料制成罐状，在该流化床罐罐口边沿设置有挂台，用于从微波干燥装置的底部装入，并挂在微波干燥装置内的中上部；所述加料杆垂直插入流化床罐的内部所述加料盘呈螺旋状一体连接在加料杆上；所述加料电机连接在加料杆的顶端，并与PLC显示器控制连接；所述流化床罐下部的侧壁上设置有出料口，所述隔离网以倾斜的状态固定在流化床罐的底部，且所述隔离网的下端朝向出料口。
所述的用于干燥固体颗粒的螺旋加料微波流化床设备，其中：在所述流化床罐外的底部设置有一可变形的软管，用于辅助支撑该流化床罐，并便于该流化床罐的升降。
所述的用于干燥固体颗粒的螺旋加料微波流化床设备，其中：在所述流化床罐内的底部放置有干燥盘，用于替换加料盘、加料杆和隔离网；该干燥盘的底面与称重传感器相连接，所述称重传感器与PLC显示器电性连接。
所述的用于干燥固体颗粒的螺旋加料微波流化床设备，其中：所述出料装置包括储料罐和出料导管，所述储料罐位于微波干燥装置之外，所述出料导管的一端连通储料罐的顶部，另一端穿过微波干燥装置，与螺旋加料流化床装置的下部相连通，用于将干燥之后的固体颗粒导入到储料罐中。
所述的用于干燥固体颗粒的螺旋加料微波流化床设备，其中：所述出料装置还包括出气导管、旋风分离器、粉体物料收集袋和排气导管；所述出气导管的一端与螺旋加料流化床装置的上部相连通，另一端与旋风分离器的下部相连通；所述粉体物料收集袋位于旋风分离器的底部；所述排气导管与旋风分离器的顶部相连通。
所述的用于干燥固体颗粒的螺旋加料微波流化床设备，其中：所述进气装置包括空气压缩机、开关阀、过滤器、背压阀、压力表、转子流量计、进气导管和进气分布板；其中，所述进气分布板位于螺旋加料流化床装置内的下部，使得进入该螺旋加料流化床装置的气流在其横截面上均匀分布；所述进气导管的一端与螺旋加料流化床装置的底部相连通，另一端与转子流量计相连通；所述转子流量计与背压阀相连通，该转子流量计与PLC显示器电性连接，用于监控进气的流量，所述背压阀与PLC显示器电性连接，用于控制进气的压力；所述压力表设置在背压阀与转子流量计之间的管道上，用于显示进气的压力值；所述过滤器的一端与背压阀相连通，另一端与空气压缩机相连通，用于过滤空气中的杂质；所述开关阀设置在过滤器与空气压缩机之间的管道中，且与PLC显示器电性连接，用于控制进气的风速。
本实用新型所提供的一种用于干燥固体颗粒的螺旋加料微波流化床设备，由于采用了以螺旋运动方式传送固体颗粒的螺旋加料流化床装置，并通过进气装置通入冷风，以免固体颗粒出现局部过热，使得固体颗粒在低温的环境中以流化状态进行干燥处理的同时，实现了对加料速度和停留时间的定量调控，保证了干燥固体颗粒的品质和产量，适用于制药、食品、化工、冶金等领域固体颗粒的干燥处理，对低熔点、热敏性、易氧化的物料干燥处理具有较大优势。
附图说明
图1是本实用新型用于干燥固体颗粒的螺旋加料微波流化床设备实施例的结构示意图；
图2是本实用新型用于干燥固体颗粒的螺旋加料微波流化床设备实施例所用微波发生器的结构放大示意图；
图3是本实用新型用于干燥固体颗粒的螺旋加料微波流化床设备实施例所用所用炉盖的俯视结构放大示意图；
图中标号：进料装置100、进料斗110、进料电机120、进料推进器130、螺旋进料杆131、进料管道132、微波干燥装置200、微波干燥炉210、炉盖220、固定孔221、加料孔222、微波发射孔223、微波发生器230、不锈钢外壳231、磁控管232及其发射端232a、螺丝接口233、红外温度探测器240、螺旋加料流化床装置300、流化床罐310、挂台311、出料口312、加料电机320、加料杆330、加料盘340、隔离网350、水冷罐360、软管370、称重传感器380、出料装置400、储料罐410、出料导管420、出气导管430、旋风分离器440、粉体物料收集袋450、排气导管460、进气装置500、空气压缩机510、开关阀520、过滤器530、背压阀540、压力表550、转子流量计560、进气导管570、进气分布板580。
具体实施方式
以下将结合附图，对本实用新型的具体实施方式和实施例加以详细说明，所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的具体实施方式。
如图1所示，图1是本实用新型用于干燥固体颗粒的螺旋加料微波流化床设备的结构示意图，该螺旋加料微波流化床设备包括进料装置100、微波干燥装置200、螺旋加料流化床装置300、出料装置400、进气装置500和PLC显示器(图未示出)；其中，所述进料装置100和出料装置400均通过各自的管道与微波干燥装置200相连通，所述螺旋加料流化床装置300设置在微波干燥装置200的内部，用于以螺旋运动方式传送固体颗粒，所述进料装置100、微波干燥装置200、螺旋加料流化床装置300、出料装置400和进气装置500分别与PLC显示器控制连接。
本实用新型的螺旋加料微波流化床设备使得固体颗粒以螺旋运动的状态进行干燥处理，并通过进气装置通入冷风，以免固体颗粒出现局部过热，实现了对加料速度和停留时间的定量调控，保证了干燥固体颗粒的品质和产量，适用于制药、食品、化工、冶金等领域的固体颗粒的干燥处理，对低熔点、热敏性、易氧化的固体颗粒干燥处理具有较大优势。
具体的，所述进料装置100包括进料斗110、进料电机120、进料推进器130；所述进料斗110位于进料推进器130的上方，所述进料斗110的底部与进料推进器130的进料端相连通，所述进料推进器130的出料端通过进料管道132连通至微波干燥装置200，所述进料推进器130的内部水平设置有一螺旋进料杆131，该螺旋进料杆131的一端与进料电机120相连接，所述进料电机120与PLC显示器控制连接，用于在所述进料电机120的驱动下，通过螺旋进料杆131的转动，将固体颗粒源源不断地推送到微波干燥装置200内部进行干燥。
具体的，所述微波干燥装置200包括微波干燥炉210、炉盖220和多个微波发生器230；所述微波干燥炉210采用不锈钢、镀锌板等金属材料制成桶状，所述炉盖220位于微波干燥炉210的顶端。
结合图2所示，图2是本实用新型用于干燥固体颗粒的螺旋加料微波流化床设备实施例所用微波发生器的结构放大示意图，每一微波发生器230均由不锈钢外壳231、磁控管232和螺丝接口233组成，所述磁控管232位于不锈钢外壳231的内部，所述螺丝接口233位于不锈钢外壳231的底部，所述磁控管232的发射端232a朝向螺丝接口233。
结合图3所示，图3是本实用新型用于干燥固体颗粒的螺旋加料微波流化床设备实施例所用所用炉盖的俯视结构放大示意图，在所述炉盖220上均布有四个适配螺丝接口233的微波发射孔223，用于拧入螺丝接口233以固定微波发生器230；所述炉盖220的周边还均布有多个固定孔221，用于通过螺栓与图1中的微波干燥炉210相连接。
具体的，所有磁控管232的微波功率为0~9W，并与PLC显示器电性连接，且所述PLC显示器上带有微波开关，用于控制四个磁控管232的微波功率。
由于微波属于内热源，作为一种特殊的介电加热方式，可以实现固体颗粒内部加热的效果，能量能够快速连续式吸收，避免了对流传热效率低的问题，能量利用率高。
返回图1所示，具体的，所述螺旋加料流化床装置300包括流化床罐310、加料电机320、加料杆330、加料盘340和隔离网350；其中，所述流化床罐310采用玻璃或塑料材料制成透明或半透明的罐状，在该流化床罐310罐口边沿设置有挂台311，用于从微波干燥炉210的底部装入，并挂在微波干燥炉210内的中上部；所述加料杆330垂直插入流化床罐310的内部。
具体的，图3中的炉盖220中心处设置有一适配加料杆330穿过的加料孔222，所述加料杆330的中下段穿过该加料孔222伸入到微波干燥炉210的内部。
返回图1所示，所述加料杆330采用非金属材料制成杆状，所述加料盘340采用非金属材料制成螺旋状，所述加料盘340一体连接在加料杆330上，所述加料电机320连接在加料杆330的顶端，所述加料电机320与PLC显示器控制连接，用于在所述加料电机320的驱动下，通过加料杆330带动加料盘340转动，将固体颗粒从流化床罐310的上部逐渐输送到流化床罐310的下部。
在此过程中，微波发生器230产生微波以干燥固体颗粒，而固体颗粒的加料速度，及其在流化床罐310中的停留时间，在加料盘340的螺旋角为定值的前提下，就可以通过加料电机320改变加料杆330的转速来实现定量的调控。
在图1中，所述流化床罐310下部的侧壁上设置有出料口312，所述隔离网350以倾斜的状态固定在流化床罐310的底部，且倾斜状态下的隔离网350下端朝向所述出料口312，用于将落到隔离网350上经过干燥之后的固体颗粒导向出料口312。
较好的是，所述螺旋加料流化床装置300还包括一与PLC显示器控制连接的水冷罐360，用于冷却加料电机320工作时的温度。
在图1中，所述微波干燥装置200还包括设置在微波干燥炉210内壁上的红外温度探测器240，该红外温度探测器240与PLC显示器电性连接，用于感应并测量所述流化床罐310内固体颗粒的温度。
如图1所示，具体的，所述出料装置400包括储料罐410和出料导管420，所述储料罐410放置在微波干燥炉210之外，所述出料导管420的一端连通储料罐410的顶部，另一端穿过微波干燥炉210的侧壁，与流化床罐310侧壁上的出料口312相连通，用于将干燥之后的固体颗粒导入到储料罐410中。
如图1所示，具体的，所述进气装置500包括空气压缩机510、开关阀520、过滤器530、背压阀540、压力表550、转子流量计560、进气导管570和进气分布板580；其中，所述进气分布板580固定在流化床罐310内的下部，使得进入该流化床罐310的气流在其横截面上均匀分布；所述进气导管570的一端穿过微波干燥炉210的侧壁，与流化床罐310的底部相连通，该进气导管570的另一端与转子流量计560相连通；所述转子流量计560与背压阀540相连通，该转子流量计560与PLC显示器电性连接，用于监控进气的流量，所述背压阀540与PLC显示器电性连接，用于控制进气的压力；所述压力表550设置在背压阀540与转子流量计560之间的管道上，用于显示进气的压力值；所述过滤器530的一端与背压阀540相连通，该过滤器530的另一端与空气压缩机510相连通，用于过滤空气中的杂质；所述开关阀520设置在过滤器530与空气压缩机510之间的管道中，该开关阀520与PLC显示器电性连接，用于控制进气的风速。
通过所述空气压缩机510鼓进的冷风可使得流化床罐310内固体颗粒均匀流化，位于螺旋状加料盘340上的固体颗粒在均匀吸收微波发生器230发射微波能量的同时，通过进气导管570导入流化床罐310并经进气分布板580均匀分流的气流也能及时带走固体颗粒中所蒸发出来的水蒸汽，使固体颗粒不至于出现局部过热，由此迅速脱除水分，干燥速率快，且受热均匀，保证了干燥固体颗粒的品质和产量。
而螺旋状加料盘340和加料杆330的使用，可以控制固体颗粒在流化床罐310中停留的时间，由此根据不同物料体系的水分含量要求，同步调控停留时间和微波功率对固体颗粒进行干燥，同时空气压缩机510鼓入的冷风也使得流化床罐310中的固体颗粒不至于出现局部过热，让微波连续干燥模式变得更加可控，通过改变微波功率、进风风速、进料电机120和加料电机320的转动速度，以考察微波连续干燥模式对固体颗粒在流化床罐310内停留时间的影响。
在图1中，所述出料装置400还包括出气导管430、旋风分离器440、粉体物料收集袋450和排气导管460；所述出气导管430的一端穿过微波干燥装置200中的炉盖220，与流化床罐310的上部相连通，该出气导管430的另一端与旋风分离器440的中下部相连通，用于导出流化床罐310中含有粉体物料的气流，并通过旋风分离器440对空气中的粉体物料进行旋风式分离；所述粉体物料收集袋450位于旋风分离器440的底部，用于收集经旋风分离器440分离并掉落的粉体物料；所述排气导管460与旋风分离器440的顶部相连通，用于排出经过旋风式分离后的空气。
较好的是，本实用新型用于干燥固体颗粒的螺旋加料微波流化床设备还可以兼顾微波间歇干燥模式，具体的，在所述流化床罐310外的底部设置有一可变形的软管370，用于辅助支撑流化床罐310，并便于该流化床罐310的升降，以拆除加料盘340、加料杆330和隔离网350，和在流化床罐310内的底部更换干燥盘(图未示出)，该干燥盘可放置在进气分布板580的上方，所述干燥盘的底面与称重传感器380相连接，该称重传感器380与PLC显示器电性连接，用于实时测量干燥盘上的固体颗粒重量，此状态为微波间歇干燥模式，以获得定量情况下固定颗粒干燥程度与时间的关系曲线。
在本实用新型用于干燥固体颗粒的螺旋加料微波流化床设备的优选实施方式中，以厚朴酚药丸为干燥对象，通过改变微波功率、进风风速、进料电机120和加料电机320的转动速度，以考察微波连续干燥模式对厚朴酚药丸在流化床罐310内停留时间的影响；再通过更换干燥盘和称重传感器380，以获得定量情况下厚朴酚药丸干燥程度与时间的关系曲线。
实施例1：在微波连续干燥模式下，将制备好的100g厚朴酚药丸通过进料斗110进料，控制微波干燥炉210内的温度低于70℃，通过PLC显示器上的微波开关设定所有磁控管232的微波功率至2KW，打开所有管道上的阀门，将进风风速控制在10m/s，将加料电机320的转速设定在750r/min，从第一粒药丸进入流化床罐310的时间，到最后一粒药丸进入储料罐410的时间，即为厚朴酚药丸在微波流化床中的停留时间。
实施例2：在微波间歇干燥模式下，将制备好的100g厚朴酚药丸用干燥盘盛装后放入流化床罐310中，通过PLC显示器上的微波开关设定所有磁控管232的微波功率3KW，打开所有管道上的阀门，将进风风速控制在20m/s，到达待测时间之后，关闭空气压缩机510和微波开关，通过称重传感器380读取PLC显示器上加入的厚朴酚药丸的质量；再重新开动空气压缩机510和微波开关，如此重复，即可实现厚朴酚药丸质量的在线称量，从而探究厚朴酚药丸的干燥速率曲线特点。
应当理解的是，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不足以限制本实用新型的技术方案，对本领域普通技术人员来说，在本实用新型的精神和原则之内，可以根据上述说明加以增减、替换、变换或改进，而所有这些增减、替换、变换或改进后的技术方案，都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。