气体射流冲击式转筒干燥、烘焙一体机

摘要

一种气体射流冲击式转筒干燥、烘焙一体机，结合气体射流冲击干燥、烘焙技术和转筒干燥技术，包括筒盖(1)、筒体(2)、气流分配室(3)、进回风中心管(5)、轴承及轴承套筒机构(7)、排风装置(8)、温湿度传感器(9)、进回风弯管段(10、11)、进回风直管段(12、14)、加热装置(13)、机架(15)、进回风蜗壳(16、17)、风机机构(18)、减速器(19)、链传动机构(20)、托轮机构(25)；其特征在于物料受热均匀、热利用率高，以空气为加热介质，采用热空气循环利用的管路设计，清洁、环保、节能，可根据不同物料灵活调整喷嘴直径、倾角和高度，对物料适应性强，具有干燥与烘焙两用的显著经济效益。

说明书

技术领域

本发明涉及干燥技术领域，特别涉及一种气体射流冲击式转筒干燥、烘焙一体机。

背景技术

气体射流冲击干燥、烘焙技术是将具有一定压力的加热气体，经一定形状的喷嘴喷出并用其直接冲击物料的一种干燥、烘焙方法。由于气体属低质量的流体，用它作为介质来冲击加工物料，可适应颗粒尺寸、形状以及密度相差较大的物料。利用此技术，中国专利02238211.9公开的水平式气体射流冲击烤箱，可用于多种物料的干燥与烘焙加工，但其缺点是物料盘上仅平铺一层物料，处理量小。

转筒干燥机是目前世界上应用范围最广的干燥设备之一。常规式转筒干燥机具有适用范围广，生产能力大的显著特点，但其缺点一是干燥机内的抄板机构容易损害，故障率高；二是在常规式转筒干燥机内，由于平流过筒身的热风只能与抄板抄起的部分物料进行有效接触，进而完成质热交换过程，这种设计方式会导致沉积在转筒底部的物料无法与热风接触，形成干燥的“死区”，极大的降低干燥机对热风的利用率，同时也延长了物料在干燥机内的停留时间；三是当抄板结构形式和布置方式存在缺陷时，又会导致物料扬起高度低、抛撒范围小、轴向流速快，在较大的筒体截面上形成明显的“风洞”，使得此部分内的热空气与物料来不及进行热交换，直接通过风洞排走，使烘干机处于低效工作状态；四是常规式转筒干燥机在工作过程中，需把物料不断的抄起、洒落，这就使得干燥机对易碎物料的磨损较为严重，同时也造成了大量粉尘的产生。

美国专利4656759和5996245公布的通气管式转筒干燥机，采用气体射流冲击干燥技术和转筒干燥技术相结合的设计方式，应用广泛，解决了干燥粘性物料时的结块问题和物料填充过多时的流溢而出问题，但其缺点一是干燥机不能根据不同物料种类和填料量而调节喷管直径和喷管口距转筒底部的高度；二是干燥机没有热循环和除湿机构，干燥后的废气经除尘后直接排至环境大气，造成了能源的浪费；三是干燥机没有保温层，而是直接的暴露于空气中，工作时会造成较大的热量散失，加大对能源的消耗；四是干燥机的喷管采用矩阵排列形式，导致了喷管下方和喷管间隙下方所受到的气流冲击强度不同，即不同位置处的物料局部受热不均。

发明内容

鉴于气体射流冲击干燥、烘焙技术具有传热系数高、对物料适应性强和转筒干燥技术适用范围广、生产能力大等特点，本发明的目的是结合气体射流冲击干燥、烘焙技术和转筒干燥技术提供一种既高效、应用广泛，又环保、节能的气体射流冲击式转筒干燥、烘焙一体机，以解决常规式转筒干燥机热效率低、干燥时间长以及通气管式转筒干燥机无除湿、浪费能源、局部受热不均等问题。

一种气体射流冲击式转筒干燥、烘焙一体机，包括机架15、风机机构18，其特征在于：

所述装置包括：

进风管路，所述进风管路包括相互连接的进风直管段12和进风弯管段11，进风直管段12与进风蜗壳16的出风口连接，进风弯管段11通过由隔板6分成上下两部的进回风中心管5的下部与筒体2内部、下方布置有喷管的气流分配室3连接；

回风管路，所述回风管路包括相互连接的回风弯管段10和回风直管段14，回风弯管段10与由隔板6分成上下两部的进回风中心管5的上部连接，回风直管段14通过回风蜗壳17与进风蜗壳16的吸风口连接；

加热装置13，设置在进风管路中；

筒体2，围绕布置在其内部的进回风中心管5转动。

具备以上结构特点的气体射流冲击式转筒干燥、烘焙一体机与现有技术相比主要具有以下几个方面的优点：

1、在物料受热上，本发明中热气流通过喷管以穿流的方式冲击喷射至物料层中，同时在物料对高速气流的反射以及由转筒转动所带来的横棒和喷管的多重搅拌作用下，使得所有物料始终处于连续翻滚移动的状态，都能够被高速运动的气流所包裹和冲刷；此外，所有喷管采用螺旋线的排列形式，避免了局部受热不均，因此，本发明在干燥、烘焙作业时能够使物料均匀受热，具有更高的热利用率。

2、在热利用率和能源的消耗上，本发明采用热风循环利用与保温层相结合的管路设计，同时又设计了排风装置以降低机体内循环空气的湿含量，这就使其在保证产品质量和作业效率的基础上又大大的降低了对能源的消耗。

3、在物料的适应性上，本发明可针对不同种类物料灵活的调节喷管倾角、喷管直径以及喷管口到转筒底部的高度，对物料的适应性更强，可适应颗粒尺寸、形状以及密度相差较大的物料。

4、本发明可干燥与烘焙两用，拥有更为广阔的应用领域和市场发展空间。

附图的简要说明

图1为本发明气体射流冲击式转筒干燥、烘焙一体机的结构主视图

图2为本发明气体射流冲击式转筒干燥、烘焙一体机的结构左视图

图3为本发明图2的A-A阶梯剖面图

图4为本发明图1的B-B阶梯剖面图

图5为本发明气流分配室的结构主视图和左视图

图3中：1筒盖；2筒体；3气流分配室；4横棒；5进回风中心管；6隔板；7轴承及轴承套筒机构；8排风装置；9温湿度传感器；10回风弯管段；11进风弯管段；12进风直管段；13加热装置；14回风直管段；15机架；16进风蜗壳；17回风蜗壳；18风机机构；19减速器；20链传动机构；21保温材料；22后物料挡板；23前物料挡板；24观察窗。

图4中：25托轮机构。

具体实施方式

本发明所设计的气体射流冲击式转筒干燥、烘焙一体机，包括筒盖1、筒体2、气流分配室3、进回风中心管5、轴承及轴承套筒机构7、排风装置8、温湿度传感器9、回风弯管段10、进风弯管段11、进风直管段12、回风直管段14、加热装置13、机架15、进风蜗壳16、回风蜗壳17、风机机构18、减速器19、链传动机构20、托轮机构25。

在回风弯管段10上方设有排风装置8，用于调控干燥、烘焙一体机内空气的湿含量。

气流分配室3上喷管的安装角度α可与水平面呈45～135度。

通过旋转气流分配室3上的角度调节法兰可改变中间一排喷管与铅垂面的角度β在±45度内无级变化。

气流分配室3上可设置1～10排喷管；喷管排与排间的角度γ可在10～90度内变化；喷管直径为5～50mm，通过气流分配室3上的紧固螺栓可自由更换不同直径的喷管以及无级调节管口距转筒底部的高度H。

气流分配室3上所有喷管采用螺旋线的排列形式。

喷管出口风速调控范围为0～30m/s，温度调控范围为室温～200摄氏度。

转筒转速调控范围为0～30rpm。

以空气为加热介质，同时采用热空气循环利用的管路设计，清洁、环保、节能，具有干燥与烘焙两用的显著经济效益。

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细的说明。

图1和图2所示分别为本发明的结构主视图和结构左视图。

图3和图4所示分别为本发明图2的A-A截面和图1的B-B截面的阶梯剖视图，风机机构18工作时，产生的高压高速气流由进风蜗壳16的出风口进入进风直管段12，经加热装置13加热后进入进风弯管段11，经温湿度传感器9实时检测进风段空气的温湿度参数并反馈至相应的控制装置后进入由隔板6分成上下两部的进回风中心管5的下部，最后进入气流分配室3并由下方的喷管喷出，这样便产生了具有一定温度、风速和压力的空气流，实现了气体射流冲击的过程；与此同时，在进风蜗壳16吸风口所产生负压的作用下，筒体2内的空气首先回流入由隔板6分成上下两部的进回风中心管5的上部，最后经过回风弯管段10进入回风直管段14，最后由回风蜗壳17进入进风蜗壳16的吸风口，至此便完成了热风的一个循环过程。

减速器19工作时，由链传动机构20将动力传递至与其相联的轴承及轴承套筒机构7，轴承及轴承套筒机构7固定在筒体2上，通过托轮机构25的辅助支撑作用便可带动筒体2围绕进回风中心管5转动，至此便完成了筒体2的转动过程。

排风装置8工作时，将不断从回风弯管段10中强制抽出回风管路内的高湿空气排至外界大气，与此同时，在大气压和进风蜗壳16吸风口处负压的双重作用下，外界大气中的低湿新鲜空气又通过回风蜗壳17处的通风管等量的不断补偿流入，综合的效果便降低了机体内的湿含量，完成对机体内空气湿含量的调控过程。

通过紧固螺钉固定在筒体2内壁上的横棒4在干燥或烘焙作业时主要起增强搅拌的作用，可方便的安装、拆卸，以适应对不同特性物料的干燥或烘焙作业。

机构的筒盖、筒体以及各处通风管路均包裹有保温材料21，可在实现热风循环利用的同时进一步减少热量的散失以降低能耗。

本发明的有效工作区是后物料挡板23与前物料挡板22之间的筒体空间，前、后物料挡板均可灵活安装、拆卸以便利装、卸物料和调整各项机构参数，同时还可阻止物料流溢出有效工作区域。

本发明在干燥或烘焙作业时，可通过观察窗24实时观察工作室内的作业状况，掌握干燥或烘焙的整个作业进程。

图4局部视图C所示为各喷管均是通过紧固螺栓固定在气流分配室3上的，松动紧固螺栓后便可自由滑动相应的喷管，实现喷嘴高度H在喷管长度范围内的无级调节或更换不同直径尺寸的喷管。

图5所示为气流分配室3的安装法兰上设计有多段弧形槽，通过旋转法兰便可使松开后的螺栓在弧形槽内自由滑动，即相当于使喷嘴倾角β在±45度的范围内无级变化，当达到所需角度后再紧固好相应位置处的螺栓便完成对喷嘴倾角β的调节过程。

本发明气流分配室3下部的喷管排列采用螺旋线排列形式，与现有技术中的矩阵排列形式相比，在同等喷管数目下，螺旋线排列形式解决了矩阵排列形式所导致的喷管下方和喷管间隙下方所受到的气流冲击强度不同，即不同位置处的物料局部受热不均的问题，同时螺旋线形式的喷管排列极大的缩小了各排喷管在铅垂面的投影距离，如对3排喷管，螺旋线排列形式的喷管在铅垂面上的投影间距仅为矩阵排列形式的1/4，即相当于减少了3/4的喷管间隙，可使喷管对物料的搅拌作用更充分，物料受热更均匀。

下面根据不同的干燥和烘焙实施例进一步对本发明加以描述：

1、牧草种子(披碱草)干燥工艺：披碱草种子填充率为11.4％，选用喷管内径D为19mm，设置喷管倾角β为10°，喷管口距转筒底部高度H为20mm，温度为45℃，风速V为20m/s，转筒转速n为6rpm后，接通加热装置13和风机机构18电源进行预热，当温度稳定在设定温度后，打开筒盖1，把湿含量为20.0％(湿基)的披碱草种子倒入后物料挡板22和前物料挡板23之间，关闭筒盖1，接通排风装置8和减速器19电源，即正式开始进行干燥作业，历时2h干燥处理后，披碱草种子湿含量降为9.6％(湿基)，进行发芽试验后，测得发芽率为95％，达到了披碱草种子1级国家标准。

2、脱水蔬菜(9x9x9mm胡萝卜丁)干燥工艺：烫漂2min灭酶护色，胡萝卜丁填充率为11.4％，选用喷管内径D为12mm，设置喷管倾角β为20°，喷管口距转筒底部高度H为30mm，温度为70℃，风速V为20m/s，转筒转速n为9rpm后，接通加热装置13和风机机构18电源进行预热，当温度稳定在设定温度后，打开筒盖1，把湿含量为91.6％(湿基)的胡萝卜丁倒入后物料挡板22和前物料挡板23之间，关闭筒盖1，接通排风装置8和减速器19电源，即正式开始进行干燥作业，历时8h干燥处理后，胡萝卜丁湿含量降为10.1％(湿基)，达到脱水蔬菜储藏国家要求，且复水后与原物料L、a、b色差ΔE很小，ΔE仅为5.95。

3、板栗(已划口)爆壳(烘焙)工艺：板栗填充率为17.8％，选用喷管内径D为20mm，设置喷管倾角β为20°，喷管口距转筒底部高度H为30mm，温度为180℃，风速V为30m/s，转筒转速n为9rpm后，接通加热装置13和风机机构18电源进行预热，当温度稳定在设定温度后，打开筒盖1，把已划好口的板栗倒入后物料挡板22和前物料挡板23之间，关闭筒盖1，接通排风装置8和减速器19电源，即正式开始进行烘焙爆壳作业，历时5min，去除霉烂的板栗，爆壳成功率达100％。

4、板栗(已划口)熟化(烘焙)工艺：板栗填充率为17.8％，选用喷管内径D为20mm，设置喷管倾角β为20°，喷管口距转筒底部高度H为30mm，温度为150℃，风速V为20m/s，转筒转速n为9rpm后，接通加热装置13和风机机构18电源进行预热，当温度稳定在设定温度后，打开筒盖1，把已划好口的板栗倒入后物料挡板22和前物料挡板23之间，关闭筒盖1，接通排风装置8和减速器19电源，即正式开始进行烘焙作业，历时25min，板栗即可达到完全熟化。