一种微波热风干燥装置的制作方法

1.本实用新型涉及透析器生产领域，具体涉及一种微波热风干燥装置。


背景技术：

2.透析器是由膜束、外壳、密封层和端盖组成。其中膜束由多根空心纤维组成，空心纤维壁中存在有大量特定尺寸要求的膜孔。透析器主要是利用半透膜的原理，将尿毒症患者的血液与透析液同时引入到透析器内，使两者在纤维膜壁内侧和纤维膜壁外侧反向流动，血液中的有毒大分子可以通过膜孔流出到膜壁外侧，随着透析器流出体内。同时借助膜壁两侧的溶质梯度、渗透梯度和水压梯度，可以实现清除血液毒素、补充血液营养物质、调节血液ph值的功能。如果空心纤维壁破损则会引起患者血液的流失，严重影响患者的透析治疗效果。
3.因此在现有的透析器组装生产工艺过程中，采用湿法测漏的方法来对纤维膜壁的完整性进行检测。先用注射用水来密封住膜壁上的膜孔，然后再在空心纤维膜束两端通入特定压力的压缩空气进行保压，通过检测单位时间内的压降值来判断膜壁的完整性。检测过后，纤维膜束内存在有大量的注射用水，在随后的工艺步骤中需要快速地将多余的水分去除到合适的值，否则会影响透析器的保质期、灭菌及使用性能。透析器组装生产线的生产节拍较快，采用传统的热风干燥工艺或其他单一的干燥工艺，不仅会严重降低透析器组装生产线的生产速度，同时由于工艺灵活性不够，难以控制透析器干燥曲线，干燥工艺步骤完成后容易造成纤维膜束的破损。透析器是由膜束、外壳、密封层和端盖组成。其中膜束由多根空心纤维组成，空心纤维壁中存在有大量特定尺寸要求的膜孔。透析器主要是利用半透膜的原理，将尿毒症患者的血液与透析液同时引入到透析器内，使两者在纤维膜壁内侧和纤维膜壁外侧反向流动，血液中的有毒大分子可以通过膜孔流出到膜壁外侧，随着透析器流出体内。同时借助膜壁两侧的溶质梯度、渗透梯度和水压梯度，可以实现清除血液毒素、补充血液营养物质、调节血液ph值的功能。如果空心纤维壁破损则会引起患者血液的流失，严重影响患者的透析治疗效果。
4.因此在现有的透析器组装生产工艺过程中，采用湿法测漏的方法来对纤维膜壁的完整性进行检测。先用注射用水来密封住膜壁上的膜孔，然后再在空心纤维膜束两端通入特定压力的压缩空气进行保压，通过检测单位时间内的压降值来判断膜壁的完整性。检测过后，纤维膜束内存在有大量的注射用水，在随后的工艺步骤中需要快速地将多余的水分去除到合适的值，否则会影响透析器的保质期、灭菌及使用性能。透析器组装生产线的生产节拍较快，采用传统的热风干燥装置或其他单一的干燥装置，不仅会严重降低透析器组装生产线的生产速度，同时由于装置的功能单一，难以控制透析器干燥曲线，干燥工艺步骤完成后容易造成纤维膜束的破损。


技术实现要素：

5.本实用新型旨在提供一种微波热风干燥装置，以解决透析器干燥过程中干燥速度
慢、纤维膜束易破损的问题。
6.本实用新型提供了一种微波热风干燥装置，包括：
7.微波干燥模块，包括用于干燥透析器的干燥室和微波导入组件，所述干燥室包括进气管路和排气管路，所述干燥室安装有所述微波导入组件；
8.压力调节模块，包括第一调压阀和用于测量气压的反馈气路，所述第一调压阀连接所述反馈气路；
9.冷热风切换模块，包括换向阀和加热器，所述换向阀一端与所述第一调压阀连接；所述加热器包括进气端和出气端，所述加热器的进气端与所述换向阀连接；和，
10.气体分配器，所述气体分配器一端通过所述进气管路连接所述干燥室，所述气体分配器另一端连接有所述反馈气路、所述换向阀和所述加热器的出气端。
11.可选地，所述压力调节模块还包括第一气源进气口、第二气源进气口、两位三通阀和两个第二调压阀，所述第一气源进气口与所述第一调压阀连接；所述第二气源进气口与所述两位三通阀连接，所述两位三通阀一端连接两个所述第二调压阀，所述两位三通阀另一端连接所述第一调压阀；两个所述第二调压阀设置在所述反馈气路一端。
12.可选地，所述压力调节模块还包括压力表、压力开关和螺旋管，所述螺旋管连接所述反馈气路与所述气体分配器；所述反馈气路上设置有所述压力表和所述压力开关，所述压力开关设置在所述反馈气路近所述螺旋管的一端；所述压力表设置在所述反馈气路远离所述第二调压阀的一端。
13.可选地，所述冷热风切换模块还包括用于检测所述加热器内部温度的热电偶和用于切断电源的保护开关，所述热电偶安装于所述加热器内，所述加热器内设置有用于加热的电阻丝；所述保护开关安装于所述加热器的外壁。
14.可选地，所述加热器与所述气体分配室之间设置有用于检测送风温度的第一热电阻。
15.可选地，所述微波干燥模块还包括气控通断阀、用于检测排气的差压开关和用于检测排气温度的第二热电阻，所述进气管路上设置有气控通断阀；所述排气管路上设置有所述差压开关和所述第二热电阻。
16.可选地，所述微波干燥模块还包括用于放置透析器的托盘和气缸，所述托盘两侧分别连接有所述进气管路和所述排气管路；所述气缸设置在所述干燥室外且与所述托盘连接，所述气缸用于驱动所述托盘进出所述干燥室。
17.可选地，所述微波导入组件包括磁控管和微波电源，所述磁控管通过设置电缆与所述微波电源相连。
18.可选地，还包括尾气处理模块，所述尾气处理模块包括汽水分离器、排风机和冷凝水泵，所述排气管路一端与所述汽水分离器连接，所述汽水分离器上安装有所述排风机和所述冷凝水泵。
19.另一方面，还提供了一种所述的微波热风干燥装置的干燥方法，采用分阶段干燥法，第一干燥阶段为微波热风组合干燥，微波功率5000w下干燥50s，所述微波导入组件对所述透析器干燥的同时，所述气体分配器向所述干燥室中通入0.8bar冷风，通风时间为50s；
20.第二干燥阶段为微波热风组合干燥，所述气体分配器向所述干燥室中通入 100℃、2bar的高压热风，通风时间为250s；热风通入所述干燥室的同时，所述微波导入组件对
透析器进行干燥，微波功率3500w下干燥100s，然后变为微波功率1500w下干燥50s；
21.所述第三干燥阶段为热风干燥，所述气体分配器向所述干燥室中通入 0.8bar冷风，通风时间为10s。
22.本实用新型的微波热风干燥装置，通过气体分配器连接冷热风切换模块和微波干燥模块，可实现微波热风组合干燥、热风干燥、微波干燥多种干燥方式，使得干燥曲线平缓上升且干燥过程可控。通过压力调节模块可调整通入干燥室内的气体压力。通过设置加热器，可控制通入干燥室内的气体温度。通过设置换向阀可随时切换冷风或者热风进入气体分配器中。实际应用结果表明，采用本实用新型设计生产的干燥设备，不仅有效地提高了透析器的干燥速率，同时也避免了干燥过程中纤维膜束的破损。
23.根据下文结合附图对本实用新型具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本实用新型的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
24.后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本实用新型的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
25.图1是根据本实用新型一个实施例的微波热风干燥装置的结构示意图。
具体实施方式
26.图1是根据本实用新型一个实施例的包括微波热风干燥装置的结构示意图，如图1所示，本实用新型实施例提供了一种微波热风干燥装置，包括微波干燥模块10、压力调节模块20、冷热风切换模块30和气体分配器4，微波干燥模块10包括用于干燥透析器7的干燥室11和微波导入组件12，干燥室11 包括进气管路111和排气管路112，干燥室11安装有微波导入组件12。压力调节模块20包括第一调压阀21和用于测量气压的反馈气路22，第一调压阀21 连接反馈气路22。冷热风切换模块30包括换向阀31和加热器32，换向阀31 一端与第一调压阀21连接。加热器32包括进气端和出气端，加热器32的进气端与换向阀31连接。气体分配器4一端通过进气管路111连接干燥室11，气体分配器4另一端连接有反馈气路22、换向阀31和加热器32的出气端。
27.本实用新型实施例的微波热风干燥装置，通过气体分配器4连接冷热风切换模块30和微波干燥模块10，可实现微波热风组合干燥、热风干燥、微波干燥多种干燥方式，使得干燥曲线平缓上升且干燥过程可控。通过压力调节模块 20可调整通入干燥室11内的气体压力。通过设置加热器32，可控制通入干燥室11内的气体温度。通过设置换向阀31可随时切换冷风或者热风进入气体分配器4中。实际应用结果表明，采用本实用新型设计生产的干燥设备，不仅有效地提高了透析器7的干燥速率，同时也避免了干燥过程中纤维膜束的破损。
28.如图1所示，在本实用新型的一些实施例中，压力调节模块20还包括第一气源进气口23、第二气源进气口24、两位三通阀25和两个第二调压阀26，第一气源进气口23与第一调压阀21连接。第二气源进气口24与两位三通阀 25连接，两位三通阀25一端连接两个第二调压阀26，两位三通阀25另一端连接第一调压阀21。两个第二调压阀26设置在反馈气路22一端。具体地，第一气源进气口23通入工艺气源，第二气源进气口24通入操作气源。第一调压
阀 21为远程调压阀，第二调压阀26为精密调压阀。
29.进一步地，在本实用新型的一些实施例中，第一气源进气口23与第一调压阀21之间设置有过滤器5。
30.如图1所示，在本实用新型的一些实施例中，压力调节模块20还包括压力表27、压力开关28和螺旋管29，螺旋管29连接反馈气路22与气体分配器 4。反馈气路22上设置有压力表27和压力开关28，压力开关28设置在反馈气路22近螺旋管29的一端。压力表27设置在反馈气路22远离第二调压阀26 的一端。具体地，螺旋管29为铜管。
31.具体地，压力调节模块20的调压原理为：第二气源进气口24的压缩空气经两位三通阀25通入第二调压阀26的调压接口。第一气源进气口23的气体经过滤器5接入到第二调压阀26的工作接口。工作时通过控制两位三通阀25的通断，来切换两个第二调压阀26和第一调压阀21的接通。当其中一个第二调压阀26和第一调压阀21接通时，旋转第一调压阀21的旋钮改变第二调压阀 26的调节压力，进而改变对第一调压阀21内部弹簧的压缩量，实现对工艺用气压力的调节。通过观察反馈气路22上的压力表27的参数，调节第一调压阀 21的旋钮，可以设定一个工艺气源压力。然后改变两位三通阀25的接通状态将另一个第二调压阀26和第一调压阀21接通，按照同样的方法可以设定另外一个工艺气源压力。
32.如图1所示，在本实用新型的一些实施例中，冷热风切换模块30还包括用于检测加热器32内部温度的热电偶33和用于切断电源的保护开关34，热电偶33安装于加热器32内，加热器32内设置有用于加热的电阻丝321。保护开关34安装于加热器32的外壁。加热器32通过控制电阻丝321的继电器通断将气体温度加热到设定值。
33.如图1所示，在本实用新型的一些实施例中，加热器32与气体分配器4 之间设置有用于检测送风温度的第一热电阻35。
34.具体地，冷热风切换模块30的工作原理为：默认状态下从第一调压阀21 流出的气体经过换向阀31直接送入到气体分配器4中。当需要送入特定温度的热风时，切换换向阀31的装态，从第一调压阀21流出的气体，经过换向阀31 从加热器32的进气端流入，然后从加热器32的出气端流出后送入到气体分配器4中，送热风过程中由第一热电阻35来检测送风温度。如果加热器32的温度过高，会引起保护开关34动作，进而切断电源，防止火灾的发生。
35.如图1所示，在本实用新型的一些实施例中，微波干燥模块10还包括气控通断阀13、用于检测排气的差压开关14和用于检测排气温度的第二热电阻 15，进气管路111上设置有气控通断阀13。排气管路112上设置有差压开关14 和第二热电阻15。差压开关14用来检测是否有气体流出，如果未检测到气体，将停止微波功率输出。通过第二热电阻15检测透析器7出口的气体温度，当温度曲线上升斜率达到零值时即透析器7中的水分去除到临界值。
36.如图1所示，在本实用新型的一些实施例中，微波干燥模块10还包括用于放置透析器7的托盘16和气缸17，托盘16两侧侧分别连接有进气管路111 和排气管路112。气缸17设置在干燥室11外且与托盘16连接，气缸17用于驱动托盘16进出干燥室11。具体地，托盘16上可放置多个透析器7，每个透析器7两端连通有进气管路111和排气管路112。
37.在本实用新型的一些实施例中，微波导入组件12包括磁控管和微波电源，磁控管通过设置电缆与微波电源相连，微波电源输出功率可通过模拟量进行调节。
38.在本实用新型的一些实施例中，冷凝水泵63上安装有用于控制冷凝水泵 63排水
的霍尔传感器。当冷凝水液位高于上限位，冷凝水泵63开始自动排水，排至液位低于下限位，冷凝水泵63停止排水。
39.如图1所示，在本实用新型的一些实施例中，还包括尾气处理模块60，尾气处理模块60包括汽水分离器61、排风机62和冷凝水泵63，排气管路112 一端与汽水分离器61连接，汽水分离器61上安装有排风机62和冷凝水泵63。
40.本实用新型一实施例还提供一种如上述任一实施例中的微波热风干燥装置的干燥方法，采用分阶段干燥法，第一干燥阶段为微波热风组合干燥，微波功率5000w下干燥50s，微波导入组件对透析器干燥的同时，气体分配器向干燥室中通入0.8bar冷风，通风时间为50s；第二干燥阶段为微波热风组合干燥，气体分配器向干燥室中通入100℃、2bar的高压热风，通风时间为250s；热风通入干燥室的同时，微波导入组件对透析器进行干燥，微波功率3500w下干燥 100s，然后变为微波功率1500w下干燥50s；第三干燥阶段为热风干燥，气体分配器向干燥室中通入0.8bar冷风，通风时间为10s。
41.在本实施例中，微波干燥分三个阶段，各阶段功率分别为5000w、3500w、 1500w，所对应时间分别为50s、100s、50s。热风干燥也分为三个阶段，热风第一阶段气体分配器4中通入0.8bar冷风，时间为50s，第二阶段通入温度为 100℃、压力为2bar的高压热风，时间为250s，第三阶段通入0.8bar冷风，时间为10s。参数设定好之后，选择热风微波组合干燥的方式，在托盘16中装入 5只透析器7，然后气缸17启动，将托盘16推入干燥室11，干燥室11封闭，微波热风干燥装置开始工作。
42.在微波第一阶段控制磁控管输出5000w微波，持续时间50s，同时从第一调压阀21流出的0.8bar低压冷风不经过加热器32直接吹入气体分配器4，进而分配到各个透析器7中。微波和热风第一阶段时间一样，目的在于将纤维膜束中间的游离水分快速吹离出来，防止通高压气时将膜壁撑破。
43.随后微波和热风干燥同时进入到第二阶段，微波输出功率变为3500w，持续时间为100s。之后微波进入第三阶段，输出功率变为1500w，持续时间为 50s。热风第二阶段限制时间为250s，控制切换两位三通阀25的状态，使从第一调压阀21流出的气体压力变为2bar，同时改变换向阀31的状态，使气体经过换向阀31从加热器32的进气端流入，然后从加热器32的出气端流出后送入到气体分配器4中，送热风过程中由第一热电阻35来检测和控制送风温度至 100℃。从气体分配器4流入到反馈气路22中的气体，先经螺旋管29，然后经过压力开关28和压力表27反馈到两个第一调压阀21中。压力开关28动作代表送风压力合格。气体随后从透析器7中流出进入到排气管路112中，差压开关14检测到有气体输出，微波导入组件12正常工作。废汽进入到汽水分离器 61中，水汽由排风机62排出，冷凝水由冷凝水泵63排出。整个干燥过程中，通过第二热电阻15检测每个透析器7出口的气体温度，当温度曲线上升斜率达到零值时即透析器7中的水分去除到临界值，此时热风第二干燥阶段提前结束。
44.热风干燥进入第三阶段，通入0.8bar冷风对透析器7冷却10s，第三阶段结束，干燥室11打开，气缸17推出托盘16，取下透析器7，至此一次完整的微波热风组合干燥过程结束。
45.若选择的是热风干燥的方式，则微波热风干燥装置自动进行热风干燥的步骤，反之如果选择的是微波干燥的方式，则微波热风干燥装置自动进行微波干燥的步骤。
46.至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本实用新型的多个示例性实施例，但是，在不脱离本实用新型精神和范围的情况下，仍可根据本实用新型公
开的内容直接确定或推导出符合本实用新型原理的许多其他变型或修改。因此，本实用新型的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。