專利名稱：傾斜料盤式氣體射流沖擊干燥機的制作方法
傾斜料盤式氣體射流沖擊干燥機技術領域
本發明屬于干燥技術領域，特別涉及一種傾斜料盤式氣體射流沖擊干燥機。
技術背景
最近二十多年的時間里，與干燥技術相關的基礎理論研究有了較大發展，涌現出許多新型干燥技術，氣體射流沖擊干燥技術就是其中之一。
氣體射流沖擊干燥技術是將具有一定壓力的加熱氣體，經一定形狀的噴嘴噴出并用其直接沖擊物料的一種干燥方法。由于噴嘴與物料的距離較近，高速熱氣流沖擊物料時在物料表面產生非常薄的氣體邊界層，因而具有較高的傳熱系數，與傳統熱風干燥技術相比節能20 30%。同時，加熱的氣體屬低質量流體，通過實時控制傳熱速率，能夠適應顆粒尺寸、形狀以及密度相差較大的物料(高振江.氣體射流沖擊顆粒物料干燥機理與參數試驗研究[D]博士學位論文，北京中國農業大學，2000)。
目前，氣體射流沖擊干燥裝置在農產品加工領域的應用越來越廣泛，已有多篇文章相繼發表，常見的工作模式為高速熱氣流垂直沖擊平鋪物料進行干燥。相關研究表明， 當氣流垂直沖擊物料表面時，滯留區和遠離滯留區的位置處傳遞速率會發生較大的變化， 導致傳遞速率不均一 (Gauntner, J, Livingood, N. B, Hrycak, P. Survey of literature on flow characteristics of a single turbulent jet impinging on a flat plate[J], NASA TN D-5652, Lewis Research Center，1970.)。針對此問題，國外學者研究了各種提高氣體射流沖擊流場內流體傳遞速率大小和均勻性的方法，發現隨著氣流噴射方向與料盤平面間角度的降低，傳熱系數在各點的分布對稱性和滯止點的移動變化情況就會更加顯著 (X. Yan, N. Saniei. Heat transfer from an obliquely impinging circular air jet to a flat plate[J], Int. J. Heat Fluid Flow 18 (1997)591 599.)。
中國專利02238211. 9公開的水平式氣體射流沖擊烤箱，熱氣流垂直沖擊下方料盤上的物料，可用于多種物料的干燥與烘焙加工，但其缺點是物料盤上僅平鋪一層物料，裝載量小，料盤上不同位置的物料干燥速率不均勻。
專利200810116101. X公開的氣體射流沖擊式轉筒干燥、烘焙一體機將氣體射流沖擊技術與轉筒干燥技術相結合，熱氣流通過噴管以穿流的方式沖擊噴射至物料層中，同時在物料對高速氣流的反射以及由轉筒轉動所帶來的橫棒和噴管的多重攪拌作用下，所有物料始終處于連續翻滾移動狀態，物料受熱均勻，裝載量大，但其缺點是不適合薄皮漿果類物料和流動性差的物料干燥，且裝卸料比較麻煩。
專利201110003774. 6公開的脈動式氣體射流沖擊干燥機將料架設計為電機驅動的平行四桿機構，內置料盤均勻分布并在平行四桿機構的作用下作繞料架軸勻速的平移回轉運動，物料脈動式地受到上方射流板噴嘴的氣流沖擊，具有加熱均勻，對物料適應性強等優點，缺點是置于料架內料盤數量有限，裝載量不大，同時在一個循環周期內，每個料盤受到上方射流板噴嘴沖擊的有效作用時間較短，因而電機耗能較大，效率不高。發明內容
本發明的目的在于克服現有技術的氣體射流沖擊干燥裝置中存在的問題，并在氣體射流沖擊干燥技術的基礎上，從改變氣流的入射角度著手，提供一種傾斜料盤式氣體射流沖擊干燥機，具備能夠有效提高干燥效率，可使物料裝載量大，干燥更均勻，裝卸料方便且干燥后形態、品質俱佳，生產過程清潔、環保、節能，能自動換氣排濕，同時根據不同物料可靈活調整料盤及平衡擋板的角度，適應性強等特點，從而滿足現代工業化生產及發展要求。
一種傾斜料盤式氣體射流沖擊干燥機，包括氣流分配循環系統、物料干燥系統、溫濕度控制系統和機架，其特征在于所述物料干燥系統包括干燥室、料車和導軌，料車水平置于干燥室內導軌上，所述料車呈左右對稱的多層排列結構，所述料車包括底座、腳輪、料架支撐軸、支撐擋板、連接軸、料盤托架、料盤、料盤擋板和滑動件，料架支撐軸豎直置于設有連接腳輪的水平底座上，并與連接軸固接，料盤托架固定端與料架支撐軸轉動連接，轉動端與固接在連接軸上的支撐擋板相連，料盤擋板置于料盤托架的下方，料盤擋板固定端與料架支撐軸轉動連接，轉動端經滑動件與料盤托架連接，各個料盤托架通過連桿串聯組成平行四連桿機構，料盤開口向上置于料車的料盤托架上。
料盤托架的安裝角度α與水平面呈角優選大于0度小于等于45度，料盤擋板的旋轉角度β優選在0 60度無極變化。
所述氣流分配循環系統采用雙向出風通道。
本發明進一步給出了機架和氣流分配循環系統的構成，所述機架包括支架和底座骨架，支撐起干燥機的總體結構，所述氣流分配循環系統中，風機位于支架的上部，風機出風口經出風頸殼與雙向出風通道連通，左、右氣流分配室分別固接于通道下側左、右部，并與噴管組相連，回風孔板置于干燥室上方，與雙向出風通道的下側板及前后三角擋板固接， 回風頸殼豎直置于回風孔板上方，下端與雙向出風通道下側板固接，上端經氣體加熱裝置、 回風連接端與風機回風口相連。
本發明進一步給出了雙向出風通道的結構，所述雙向出風通道為倒V字形拉伸體結構，左右對稱，上部進風□與出風頸殼相連通，由下側板，左、右側板以及前、后側板組成， 下側板斜面夾角為100 150度，兩側出口截面呈矩形，寬度為80 120mm ；回風孔板置于下側板正下方并與之固接，回風孔徑為10 50mm。
本發明的傾斜料盤式氣體射流沖擊干燥機，高速熱氣流與物料接觸作用時間短， 為確保余熱回收循環利用，機架、干燥室外側及加熱裝置均包裹有保溫材料。
本發明進一步給出了溫濕度控制系統的結構，所述溫濕度控制系統包括溫濕度自動控制裝置、溫濕度傳感器、進氣管和排濕管，溫濕度自動控制裝置置于機架外，溫濕度傳感器穿過支架內保溫層插入至正對噴管組位置，溫濕度傳感器的信號線連接到溫濕度自動控制裝置信號輸入端，帶電磁閥的進氣管穿過保溫層與加熱裝置連通，帶電磁調節閥的排濕管穿過支架外保溫層固接在連接內板上并與干燥室連通，進氣管及排濕管的電磁閥控制信號線與溫濕度自動控制裝置信號輸出端連接；
所述排濕管連接有電磁調節閥，與連接內板固接并同外界連通，排濕口位于干燥室內正壓區域，帶電磁閥的進氣管位于負壓區并與加熱裝置連通，確保換氣后即被加熱，溫濕度自動控制裝置通過控制電磁閥間歇性通斷，實現排濕管排濕、進氣管進氣過程，從而控制干燥室內空氣濕度不超過設定水平。
本發明還給出了料盤托架固定端及料盤擋板固定端的安裝高度料車內料盤托架固定端及料盤擋板固定端的安裝高度與氣流分配室內噴管組的對應噴嘴位置一致。
本發明進一步給出了氣流分配室結構，所述氣流分配室為倒直角梯形拉伸體結構，上側寬，下側窄，斜面斜率為1/4 1/30，內部固接氣流分配擋板，豎直面上連接有所述噴管組，可設置4 40排噴管；所述噴管組由噴管組內板、噴管及噴管組外板組成，噴管組內板和噴管組外板上排列著相同尺寸的圓孔，相鄰四個圓孔呈菱形分布，間距為20 85mm,噴管組內板與噴管組外板互相平行，噴管嵌裝在對應的圓孔內。
所述噴管內徑為10 30mm，噴管組與料車間距為40 MOmm。
上述的一種傾斜料盤式氣體射流沖擊干燥機，噴管出口風速調節范圍為O 30m/ s，溫度控制范圍為室溫 200°C，精度士0. 1°C，濕度監測范圍為O 100% RH，精度為士5. 0% RH。
具備以上結構特點的傾斜料盤式氣體射流沖擊干燥機與現有技術相比，主要具有以下幾個方面的優點
1、在物料干燥上，本發明采用傾斜料盤式氣體射流沖擊干燥技術，物料傾斜受到氣流沖擊，避免了滯留區和遠離滯留區的位置處傳遞速率不均一，并通過料盤擋板平衡局部氣流沖擊速度，實現干燥均勻性，保證了干燥后物料的形態和品質；同時每個料車采用左右對稱的多層排列結構，與噴管組構成了多個射流沖擊單元，確保了物料裝載量。
2、在熱利用率和能源消耗上，采用熱風循環利用與保溫層相結合的設計，并將排濕管置于干燥室正壓區域，進氣管與加熱裝置相連通位于負壓區，通過溫濕度自動控制裝置控制電磁閥間歇性通斷，從而實現干燥室與外界換氣排濕，保證干燥效率的同時，降低了能源消耗。
3、在物料適應性上，本發明可針對不同種類物料靈活地調節料盤及平衡擋板的角度，能夠適應顆粒尺寸、形狀以及密度相差較大的物料。
圖1為本發明傾斜料盤式氣體射流沖擊干燥機的結構主視圖2為本發明傾斜料盤式氣體射流沖擊干燥機的結構左視圖，為圖1中A-A面剖視圖3為本發明傾斜料盤式氣體射流沖擊干燥機的立體結構參考示意圖4為本發明料車的結構示意圖5為本發明干燥室的平面結構示意圖，其中α為料盤托架觀與水平面的安裝傾角，β為料盤擋板27與水平面間的夾角；
圖6為本發明回風孔板的結構示意圖7為本發明噴管組的結構示意圖中，1底座骨架；2連接內板；3雙向出風通道；4導軌；5料車；6氣流分配室；7 噴管組；8干燥室；9氣流分配擋板；10支架；11出風頸殼；12風機；13回風連接端；14溫濕度自動控制裝置；15加熱裝置；16進氣管；17回風頸殼；18排濕管；19三角擋板；20回風孔板；21連接軸；22滑動件；23支撐擋板腳輪；25底座料架支撐軸；27料盤擋板；觀料盤托架；四料盤；30連桿；31溫濕度傳感器；32噴管組外板；33噴管；34噴管組內板，37 下側板，36左、右側板，35前、后側板。
具體實施方式
下面的實施例可以使本專業技術人員更全面的理解本發明，但不以任何方式限制本發明。
一種傾斜料盤式氣體射流沖擊干燥機，包括氣流分配循環系統、物料干燥系統、溫濕度控制系統和機架，所述物料干燥系統包括干燥室8、料車5和導軌4，料車5水平置于干燥室8內導軌4上，所述料車5呈左右對稱的多層排列結構，所述料車包括底座25、腳輪M、 料架支撐軸26、支撐擋板23、連接軸21、料盤托架觀、料盤四、料盤擋板27和滑動件22，料架支撐軸26豎直置于設有連接腳輪M的水平底座25上，并與連接軸21固接，料盤托架28 固定端與料架支撐軸26轉動連接，轉動端與固接在連接軸21上的支撐擋板23相連，料盤擋板27置于料盤托架觀的下方，料盤擋板27固定端與料架支撐軸沈轉動連接，轉動端經滑動件22與料盤托架觀連接，各個料盤托架觀通過連桿30串聯組成平行四連桿機構，料盤四開口向上置于料車5的料盤托架28上。
料盤托架觀的安裝角度α與水平面呈角大于0度小于等于45度，料盤擋板27 的旋轉角度β在0 60度無極變化。當料盤托架觀的安裝角度α與水平面呈30度角， 料盤擋板27的旋轉角度β為45度時，能取得較好的干燥效果。
所述氣流分配循環系統采用雙向出風通道。
本發明進一步給出了機架和氣流分配循環系統的構成，所述機架包括支架10和底座骨架1，支撐起干燥機的總體結構，所述氣流分配循環系統中，風機12位于支架10的上部，風機出風口經出風頸殼11與雙向出風通道3連通，左、右氣流分配室6分別固接于通道下側左、右部，并與噴管組7相連，回風孔板20置于干燥室8上方，與雙向出風通道3的下側板及前后三角擋板19固接，回風頸殼17豎直置于回風孔板20上方，下端與雙向出風通道下側板37固接，上端經氣體加熱裝置15、回風連接端13與風機回風口相連。
所述雙向出風通道3為倒V字形拉伸體結構，左右對稱，上部進風口與出風頸殼相連通，由下側板37，左、右側板36以及前、后側板35組成，下側板37斜面夾角為100度，兩側出口截面呈矩形，寬度為IOOmm ；回風孔板20置于下側板37正下方并與之固接，回風孔徑為30mm。
機架內回風孔板20以下、噴管組7以外的空間為干燥室8。
本發明的傾斜料盤式氣體射流沖擊干燥機，高速熱氣流與物料接觸作用時間短， 為確保余熱回收循環利用，機架、干燥室外側及加熱裝置均包裹有保溫材料。
所述溫濕度控制系統包括溫濕度自動控制裝置14、溫濕度傳感器31、進氣管16和排濕管18，溫濕度自動控制裝置14置于機架10外，溫濕度傳感器31穿過支架10內保溫層插入至正對噴管組7位置，溫濕度傳感器31的信號線連接到溫濕度自動控制裝置14信號輸入端，帶電磁閥的進氣管16穿過保溫層與加熱裝置15連通，帶電磁調節閥的排濕管18 穿過支架10外保溫層固接在連接內板2上并與干燥室8連通，進氣管16及排濕管18的電磁閥控制信號線與溫濕度自動控制裝置14信號輸出端連接。
所述排濕管18連接有電磁調節閥，與連接內板2固接并同外界連通，排濕口位于干燥室8內正壓區域，帶電磁閥的進氣管16位于負壓區并與加熱裝置15連通，確保換氣后即被加熱，溫濕度自動控制裝置14通過控制電磁閥間歇性通斷，實現排濕管排濕、進氣管進氣過程，從而控制干燥室內空氣濕度不超過設定水平。
所述料車5內料盤托架觀固定端及料盤擋板27固定端的安裝高度與氣流分配室 6內噴管組7的對應噴嘴位置一致。
所述氣流分配室6為倒直角梯形拉伸體結構，上側寬，下側窄，斜面斜率為1/4 1/30，內部固接氣流分配擋板9，豎直面上連接有噴管組7，可設置4 40排噴管；所述噴管組7由噴管組內板34、噴管33及噴管組外板32組成，噴管組內板34和噴管組外板32上排列著相同尺寸的圓孔，相鄰四個圓孔呈菱形分布，間距為60mm，噴管組內板34與噴管組外板32互相平行，噴管33嵌裝在對應的圓孔內。
所述噴管33內徑為14mm，噴管組7與料車間距為70mm。
噴管出口風速調節范圍為0 30m/s，溫度控制范圍為室溫 200°C，濕度監測范圍為ο 100% RH。
以空氣為加熱介質，同時采用熱風循環利用與保溫層相結合的設計，清潔、環保、 節能。
下面結合附圖，對本發明的具體實施方式
進行詳細的說明。
圖1和圖2所示分別為本發明的結構主視圖和結構剖視圖，圖3則為本發明的立體結構參考示意圖。風機12工作時，氣流由位于負壓區加熱裝置15加熱后，經葉輪離心作用，產生的高壓高速熱氣流通過出風頸殼11和雙向出風通道3進入左，右氣流分配室6，均勻分配后從噴管組7噴射至物料表面，從而實現了氣體射流沖擊的過程；與此同時，在風機回風口負壓的作用下，干燥室8內的氣體首先回流入回風孔板20，并經回風頸殼17進入至加熱裝置15再次加熱，至此完成熱風的循環過程。
溫濕度傳感器31監測到干燥室內氣體濕度高于設定值時，溫濕度自動控制裝置 14控制進氣管16及排濕管18的電磁閥同時打開，進氣管16位于負壓區域，與之連接的電磁閥打開后，外界干空氣在負壓的作用下進入至加熱裝置15內進行加熱，同時位于正壓區的排濕管向外排除濕空氣，綜合的效果便降低了機體內的濕含量，完成對干燥室內空氣濕含量的調控過程。
圖4為本發明料車的結構示意圖，圖5為本發明干燥室的平面結構示意圖，其中α 為料盤托架觀與水平面的安裝傾角，β為料盤擋板27與水平面間的夾角。通過調節料盤托架觀與支撐擋板23的相對位置，進而調節料盤托架上物料的傾斜角度α，料盤擋板27 位于托架正下方，轉動端與位于托架觀兩側的滑動件22轉動連接，改變穿過滑動件22上螺栓位置，則料盤擋板的平衡角度β也得到相應調整。
本發明的具體工作過程為①、開啟自動溫濕度自動控制裝置14，設置離心風機 12轉速，氣體加熱裝置15溫度及干燥室內濕度上限等參數，依次開啟離心風機12和氣體加熱裝置15 ；②、調節料盤托架及平衡擋板角度到某一合適的值，將需干燥物料均勻擺放于料盤內并置于料盤托架上；③、在干燥室內氣流達到預設溫度值后，推動料車至干燥室內并正對噴管沖擊區域，保證料盤內物料均被氣流沖刷包裹，隨后緊閉保溫門，物料開始在設定參數下進行干燥。
在物料干燥過程中，通過溫濕度傳感器31監測，控制進氣管16及排濕管18對應的電磁閥開閉和氣體加熱裝置15的工作狀態來調節干燥室內氣流的溫濕度；通過調節溫濕度自動控制裝置14內風機變頻器的頻率來調節離心風機12的轉速從而控制噴管33出口風速；熱氣流通過氣流分配室6分配后，可均勻的從噴管33噴出，同時噴管33的菱形分布優化了氣流的傳熱效率和傳熱均勻性；加熱氣體水平沖擊位于傾斜料盤內物料，充分利用了氣流的沖刷包裹特性，并結合料盤擋板的平衡作用，達到使物料在干燥過程中均勻受熱的目的。
本發明適用于葡萄，紅棗，辣椒等農產品制干工藝。
以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式
，但本發明的保護范圍并不局限于此， 任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換， 都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應該以權利要求的保護范圍為準。
權利要求
1.一種傾斜料盤式氣體射流沖擊干燥機，包括氣流分配循環系統、物料干燥系統、溫濕度控制系統和機架，其特征在于所述物料干燥系統包括干燥室(8)、料車( 和導軌0)， 料車(5)水平置于干燥室(8)內導軌(4)上，所述料車(5)呈左右對稱的多層排列結構， 所述料車包括底座(25)、腳輪(M)、料架支撐軸( )、支撐擋板(23)、連接軸(21)、料盤托架( )、料盤( )、料盤擋板(XT)和滑動件(22)，料架支撐軸06)豎直置于設有連接腳輪04)的水平底座0 上，并與連接軸固接，料盤托架08)固定端與料架支撐軸 (26)轉動連接，轉動端與固接在連接軸上的支撐擋板相連，料盤擋板(XT)置于料盤托架08)的下方，料盤擋板(XT)固定端與料架支撐軸06)轉動連接，轉動端經滑動件0 與料盤托架0 連接，各個料盤托架0 通過連桿(30)串聯組成平行四連桿機構，料盤09)開口向上置于料車(5)的料盤托架08)上。
2.根據權利要求1所述的傾斜料盤式氣體射流沖擊干燥機，其特征在于料盤托架 (28)的安裝角度與水平面呈角大于O度小于等于45度，料盤擋板(XT)的旋轉角度在O 60度無極變化。
3.根據權利要求1所述的傾斜料盤式氣體射流沖擊干燥機，其特征在于所述氣流分配循環系統采用雙向出風通道。
4.根據權利要求1所述的傾斜料盤式氣體射流沖擊干燥機，其特征在于所述機架包括支架(10)和底座骨架(1)，支撐起干燥機的總體結構，所述氣流分配循環系統中，風機 (12)位于支架(10)的上部，風機出風口經出風頸殼(11)與雙向出風通道(3)連通，左、右氣流分配室(6)分別固接于通道下側左、右部，并與噴管組(7)相連，回風孔板OO)置于干燥室(8)上方，與雙向出風通道(3)的下側板及前后三角擋板(19)固接，回風頸殼(17) 豎直置于回風孔板OO)上方，下端與雙向出風通道下側板(37)固接，上端經氣體加熱裝置 (15)、回風連接端(13)與風機回風口相連。
5.根據權利要求4所述的傾斜料盤式氣體射流沖擊干燥機，其特征在于所述雙向出風通道(3)為倒V字形拉伸體結構，左右對稱，上部進風口與出風頸殼相連通，由下側板 (37)，左、右側板(36)以及前、后側板(3 組成，下側板(37)斜面夾角為100 150度，兩側出口截面呈矩形，寬度為80 120mm;回風孔板QO)置于下側板(37)正下方并與之固接，回風孔徑為10 50mm。
6.根據權利要求4所述的傾斜料盤式氣體射流沖擊干燥機，其特征在于機架、干燥室外側及加熱裝置均包裹有保溫材料。
7.根據權利要求4所述的傾斜料盤式氣體射流沖擊干燥機，其特征在于所述溫濕度控制系統包括溫濕度自動控制裝置(14)、溫濕度傳感器(31)、進氣管(16)和排濕管(18)， 溫濕度自動控制裝置(14)置于機架(10)外，溫濕度傳感器(31)穿過支架(10)內保溫層插入至正對噴管組(7)位置，溫濕度傳感器(31)的信號線連接到溫濕度自動控制裝置(14) 信號輸入端，帶電磁閥的進氣管(16)穿過保溫層與加熱裝置(1 連通，帶電磁調節閥的排濕管(18)穿過支架(10)外保溫層固接在連接內板( 上并與干燥室(8)連通，進氣管(16) 及排濕管(18)的電磁閥控制信號線與溫濕度自動控制裝置(14)信號輸出端連接，排濕口位于干燥室⑶內正壓區域，帶電磁閥的進氣管(16)位于負壓區并與加熱裝置(15)連通。
8.根據權利要求4所述的傾斜料盤式氣體射流沖擊干燥機，其特征在于所述料車(5) 內料盤托架08)固定端及料盤擋板07)固定端的安裝高度與氣流分配室(6)內噴管組(7)的對應噴嘴位置一致。
9.根據權利要求4所述的傾斜料盤式氣體射流沖擊干燥機，其特征在于所述氣流分配室(6)為倒直角梯形拉伸體結構，上側寬，下側窄，斜面斜率為1/4 1/30，內部固接氣流分配擋板(9)，豎直面上連接有所述噴管組(7)，設置4 40排噴管；所述噴管組(7)由噴管組內板(34)、噴管(3 及噴管組外板(3 組成，噴管組內板(34)和噴管組外板(32) 上排列著相同尺寸的圓孔，相鄰四個圓孔呈菱形分布，間距為20 85mm，噴管組內板(34) 與噴管組外板(3 互相平行，噴管(3 嵌裝在對應的圓孔內。
10.根據權利要求9所述的傾斜料盤式氣體射流沖擊干燥機，其特征在于所述噴管 (33)內徑為10 30mm，噴管組(7)與料車間距為40 MOmm。
全文摘要
本發明公開了屬于干燥技術領域的一種傾斜料盤式氣體射流沖擊干燥機。該干燥機包括氣流分配循環系統、物料干燥系統、溫濕度控制系統和機架，本發明的傾斜料盤式氣體射流沖擊干燥機以空氣為加熱介質，采用熱空氣循環利用的管路設計，熱氣流通過左右兩側腔室均勻分配并噴射至傾斜放置的料盤內物料表面，物料裝載量大，受熱均勻，熱利用率高，能夠自動換氣排濕，且清潔，環保，節能；根據不同物料可靈活調整料盤及平衡擋板的角度，適應性強，具有較好的推廣應用前景。
文檔編號F26B21/00GK102564080SQ201210057429
公開日2012年7月11日 申請日期2012年3月6日 優先權日2012年3月6日
發明者代建武, 李壽波, 王棟, 肖紅偉, 陳添明, 高振江 申請人:中國農業大學