一种热泵式管束干燥机的制作方法

本实用新型属于粮食干燥设备领域，特别是涉及一种热泵式管束干燥机。

背景技术：

热泵式管束干燥机，用于粮食、食品、饲料、轻工、淀粉等行业的颗粒状、片状、粉状等非粘性或半粘性物料的干燥作业。

物料干燥是将热量加于湿物料并去除湿物料中的水分的过程，由于干燥时需要提供湿物料升温及湿物料中的水分蒸发所需要的显热和蒸发潜热，因此，物料干燥过程需要耗费大量的热量，所以，干燥过程中，在保证物料干燥品质的前提下，提高干燥效率，降低干燥过程的能量消耗，是当前干燥行业节能减排的重要任务。

热泵技术是从低温热源吸收热量，使其在较高温度下放出可利用热量的技术。根据逆卡诺循环原理，消耗少量的电能驱动热泵，通过流动工质在蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀等部件中的气液两相的热力循环过程实现对干燥介质的加热。空气源热泵技术具有热效率高、节能、环保无污染等优点。

目前干燥行业使用的传统的管束干燥机是一种直接加热的传导和热辐射式干燥设备，以蒸汽作为热源，管束干燥机由管束、管壳、传动装置、蒸汽连接系统、冷凝水排出系统等组成。管壳两端设置有进料口和出料口，管束由多只相互平行的加热管组成，一端设置有蒸汽进口，另一端设置有冷凝水出口，管束整体在传动机构的驱动下转动。工作时，湿物料从管壳一端的进料口进入管壳，在管束加热管的转动及固定在加热管上的抄板抄动下，物料均匀的分布在管束加热管之间，并向管壳的另一端移动；如此同时，高温蒸汽从蒸汽进口进入，在加热管内通过并冷凝，放出大量的冷凝热，热量通过加热管管壁的传导和热辐射传递给加热管外的湿物料，物料中的水分受热汽化为水蒸气从废气出口排出，干燥后的物料则从管壳另一端的排料口收集排出。由于工作时蒸汽凝结为冷凝水排出，大量的热量随之流失，而且蒸汽由蒸汽锅炉产生，为二次热源，所以传统的以蒸汽为热源的管束干燥机热效率较低。另外因为目前蒸汽锅炉大部分还以燃煤为主，使用蒸汽还存在环保的压力。

为解决以上问题，中国专利公开号CN105466174A公开了一种真空管束干燥机，管束干燥机的的一侧设置进料口，另一侧设置出料口，管束干燥机的壳体上设置废汽出口，所述的管束干燥机的管束两端的转轴与壳体通过机械密封活动连接，转轴的一端连接传动装置，所述的转轴为空心轴，其内腔连通管束干燥机的管束，管束干燥机的出料口一侧的转轴连通蒸汽进汽装置，管束干燥机的进料口一侧的转轴连通冷凝排水装置，管束干燥机的进料口连通进料装置，管束干燥机的出料口连通出料装置，所述的管束干燥机的废汽出口连通废汽处理装置。该实用新型结构简单、使用方便、造价低、应用范围广，能够很好的降低物料干燥所需生蒸汽的温度，降低能源消耗，减少废汽排放，达到节能减排目的。但是该装置需要一套能抽水蒸汽的真空系统，使得设备投资费用高，运转费用高，设备生产效率低。

中国专利公告号CN205897824U公开了一种直联管束干燥机，该直联管束干燥机是接触式干燥机，蒸汽通过旋转接头进入管内传热变为冷凝水排出，物料中的水分在管外受热变成蒸汽由抽湿风机排出，物料在管束内被传动得料铲提升，均匀落至加热管外表面，并从进口端由料铲推至出口料得到干燥。该直联管束干燥机，包括底座、壳体、传动系统和旋转接头，料铲可根据实际情况调整角度，并设有蒸汽调节阀门，干燥物料范围广，水分蒸发量大，能耗低并能连续生产。但是该装置仍然采用蒸汽加热方式，在工作时蒸汽凝结为冷凝水排出，大量的热量随之流失，而且蒸汽由蒸汽锅炉产生，为二次热源，所以传统的以蒸汽为热源的管束干燥机热效率较低。另外因为目前蒸汽锅炉大部分还以燃煤为主，使用蒸汽还存在环保的压力。

技术实现要素：

针对上述现有技术，本实用新型要解决的问题是通过将空气源热泵技术和传统的管束干燥机有机结合的方式，提供一种热泵式管束干燥机，不仅可以提高管束干燥机的干燥热效率，有效节能，还因为使用电能这一清洁能源而达到减少环境污染，实现节能环保、烘干效率高、烘干产品品质好的目标。

本实用新型的技术方案是：一种热泵式管束干燥机，包括热泵单元与管束干燥机单元，热泵单元为闭合回路，热泵单元包括依次连接的膨胀阀、蒸发器、压缩机、以及与管束干燥机单元共用的管束冷凝器，膨胀阀的热泵工质进口与管束冷凝器的热泵工质出口连接，压缩机的热泵工质出口与管束冷凝器的热泵工质进口连接；管束干燥机单元包括管壳、抄板、传动机构、进料口、出料口、废气出口以及与热泵单元共用的管束冷凝器，管束冷凝器及抄板均安装在管壳内部，管束冷凝器作为热泵单元和干燥机单元共用的部件，既是热泵单元的冷凝器，同时又是管束干燥机单元的加热器，所述管壳内壁与管束冷凝器外壁形成用于存放物料的物料腔体；抄板设置在管束冷凝器外周，进料口、出料口设置在热泵式管束干燥机两侧，废气出口设置在管壳上方。

进一步的，所述物料运动方向与热泵工质进入方向相反。

进一步的，所述管束冷凝器布管方式采用圆形排列单管程，并设置多个中心排管。通过多个中心排管，可以增加物料的受热面积，提高物料干燥效率。

进一步的，所述废气出口连接吸废气风机，以及时抽走物料干燥产生的水蒸汽，提高物料干燥效率。

进一步的， 所述转动机构与管束冷凝器及抄板的中心转轴相连，所述转动机构设置调速变速器。通过调速变速器调整转动机构的速度，从而控制抄板的速度，达到控制物料流动速度，可以实现物料的充分干燥。

本技术方案的工作原理是热泵单元内的热泵工质在热泵压缩机的驱动下，在热泵单元内进行循环，工质在循环过程中，在蒸发器中吸收来自自然界空气中的热量后，由液体蒸发为气体，经压缩机进一步压缩后送到管束冷凝器（管束干燥机单元中的管束）内。在管束中，高温高压的热泵工质气体的冷凝放出的热量通过管束管壁的传导和热辐射传递给管束外的湿物料，从而实现干燥物料的目的，同时冷凝液化后的热泵工质经膨胀阀再次回到蒸发器内，如此不断循环。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型热泵式管束干燥机将管束冷凝器作为管束干燥机的加热器，并安装在管束干燥机壳体中，干燥机工作时从热泵压缩机出来的热泵工质在管束冷凝器中冷凝，所放出的冷凝热通过管束管壁的传导和热辐射全部传递给冷凝器外的湿物料，避免了间接传热而产生的传热效率的下降，也没有热传递过程中因热量散发而造成的热量损失，实现了热泵系统工作时冷凝热的完全有效利用，提高了干燥机整机系统的干燥热效率。

2、本实用新型热泵式管束干燥机将管束干燥机中的管束和热泵的冷凝器合为一体，可简化干燥机的整体结构，降低设备的生产制造成本。同时因为结构简化，可减少干燥机的运行故障几率，提高设备的运行可靠性。

3、采用热泵作为供热装置，将在干燥过程中不能直接应用的空气中的低品位热能转换为可以利用的高品位热能，其提供的热量可达到消耗电能的3~4倍以上，具有显著地节能效果。干燥机械是一种高耗能设备，各种干燥作业的能耗占到我国国民经济总能耗的10%以上，节能已成为整个社会的共识和国家的重大经济政策方针，采用热泵作为干燥机的热源，对于缓解我国的能源紧张局面具有重要意义，并同时产生产生良好的经济及社会效益。

4、热泵作为供热装置，除节能外，并具有环境友好的显著优点。同燃煤供热装置相比较，可以大幅度的降低碳、硫、以及颗粒污染物的排放，对改善环境质量水平起到积极有益的作用。

附图说明

图1为本实用新型一种热泵式管束干燥机各部分的组成结构示意图。

图2为本实用新型抄板的结构示意图。

图中: 1-膨胀阀，2-蒸发器，3-压缩机，4-抄板，5-管壳，6-管束冷凝器，7-传动机构，8-进料口，9-出料口，10-废气出口，11-物料。

具体实施方式

下面结合附图对一种热泵式管束干燥机的技术方案做进一步的详细说明。

实施例一

如图1图2所示,一种热泵式管束干燥机，包括热泵单元与管束干燥机单元，所述热泵单元为闭合回路，热泵单元包括依次连接的膨胀阀1、蒸发器2、压缩机3以及与干燥机单元共用的管束冷凝器6，膨胀阀1的热泵工质进口与管束冷凝器6的热泵工质出口连接，压缩机3的热泵工质出口与管束冷凝器6的热泵工质进口连接；管束干燥机单元包括管壳5、抄板4、传动机构7、进料口8、出料口9、废气出口10以及与热泵单元共用的管束冷凝器，管束冷凝器6及抄板4均安装在管壳5内部，管束冷凝器6作为热泵单元和干燥机单元共用的部件，既是热泵单元的冷凝器，同时又是管束干燥机单元的加热器；管壳5内壁与管束冷凝器6外壁形成用于存放物料11的物料腔体；抄板4设置在管束冷凝器6外周，进料口8、出料口9设置在热泵式管束干燥机两侧，废气出口10设置在管壳上方，物料运动方向与热泵工质进入方向相反。

热泵单元内的热泵工质在热泵压缩机3的驱动下，在热泵单元内进行循环，热泵工质在循环过程中，在蒸发器2中吸收来自自然界空气中的热量后，热泵工质由液体蒸发为气体，经压缩机2进一步压缩后送到管束冷凝器6内。在管束冷凝器6中，高温高压的热泵工质气体的冷凝热量通过管束管壁的传导和热辐射传递给管束冷凝器6外的湿物料11，从而实现干燥物料11的目的，同时热泵工质冷凝液化，液化后的热泵工质经膨胀阀1再次回到蒸发器2内，如此不断循环。

物料11从位于管壳５侧面的进料口８进入管束干燥机内，由装在管束冷凝器6外周的抄板4把物料抄起的同时推动物料11前进，直至将物料11从进料端推至出料端，此时，热泵工质从出料端轴孔以与物料运动相反的方向进入管束冷凝器6，对物料11进行干燥，在抄板4的作用下，物料11从管壳5的另一侧的出料口9排出，实现连续干燥作业。

实施例二

实施例一与实施例二基本相同，不同之处在于管束冷凝器6布管方式采用圆形排列单管程，并设置多个中心排管，废气出口10上可连接吸废气风机。通过多个中心排管，可以增加物料的受热面积，提高物料干燥效率。通过吸废气风机，可以及时抽走物料干燥产生的水蒸汽，提高干燥机的干燥效率。

实施例三

转动机构7与管束冷凝器6及抄板4的中心转轴相连，转动机构7设置调速变速器。通过调速变速器调整转动机构的速度，从而控制抄板的速度，达到控制物料流动速度，可以实现物料的充分干燥。

做为本领域技术人员，需要说明的，物料运动方向也可以与热泵工质进入方向同相。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。