本發(fā)明涉及一種干燥裝置，尤其涉及一種熱泵真空耦合遠(yuǎn)紅外干燥裝置。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的干燥裝置大多分為物理干燥和化學(xué)干燥，而在需要物理干燥的過程中，大多又采用了高溫吹風(fēng)的原理，如現(xiàn)有中國專利名稱為“一種改進(jìn)的干燥機(jī)”申請(qǐng)?zhí)枮镃N201420848770.7的實(shí)用新型，其公開一種改進(jìn)的干燥機(jī)，包括真空干燥箱和干燥機(jī)座，真空干燥箱安裝于干燥機(jī)座頂部，干燥機(jī)座的底部設(shè)有進(jìn)風(fēng)口，干燥機(jī)座和真空干燥箱的連接處設(shè)有出風(fēng)口，干燥機(jī)座內(nèi)設(shè)有吹風(fēng)機(jī)，吹風(fēng)機(jī)和出風(fēng)口之間設(shè)有加熱器，真空干燥箱內(nèi)設(shè)有多層干燥層，干燥層上設(shè)有物料盤，干燥層上帶有漏風(fēng)孔，物料盤由易導(dǎo)熱材料制成，易導(dǎo)熱材料為銅、鐵、鋁中的一種。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是：即加熱干燥快，還能防止?jié){料的四處飛濺的作用，但是僅僅能夠用于粗干燥，其對(duì)干燥要求不高的情況，依據(jù)逆卡諾循環(huán)原理，將低品位熱能提高為高品位熱能，干燥方式較為溫和，被干燥物料品質(zhì)較好。對(duì)于大多食品和農(nóng)產(chǎn)品干燥，往往要求干燥產(chǎn)品的含水率較低，然而在熱泵干燥后期，由于物料和空氣之間的傳熱系數(shù)減小，去除剩余水分從而達(dá)到干燥要求耗時(shí)較長，干燥速率慢。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種熱泵真空耦合遠(yuǎn)紅外干燥裝置，能夠大大提高干燥速率，且使干燥均勻、加大干燥處理量、干燥效果好、生產(chǎn)成本低、能效高。

本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：

一種熱泵真空耦合遠(yuǎn)紅外干燥裝置，包括密封的真空干燥箱箱體、對(duì)真空干燥箱箱體進(jìn)行一次加熱的熱泵系統(tǒng)、對(duì)真空干燥箱進(jìn)行抽真空的真空系統(tǒng)、儲(chǔ)水盒、流動(dòng)工質(zhì)和對(duì)上述部件的運(yùn)轉(zhuǎn)啟、停進(jìn)行控制的控制系統(tǒng)；

所述真空干燥箱內(nèi)水平設(shè)置有多層置物架和加熱盤管，所述的加熱盤管在每層置物架的下面均為均勻盤狀設(shè)置，所述的儲(chǔ)水盒為帶有一個(gè)進(jìn)水口的密封腔體；

所述熱泵系統(tǒng)包括設(shè)置在真空干燥箱箱體外部的空氣壓縮機(jī)、外置蒸發(fā)器、外置冷凝器和設(shè)置在真空干燥箱箱體內(nèi)部的內(nèi)置蒸發(fā)器、內(nèi)置冷凝器；

所述的真空系統(tǒng)包括真空泵和抽真空管，所述的真空泵通過抽真空管與真空干燥箱箱體連通，連接處密封設(shè)置；

所述外置冷凝器的出口端和加熱盤管的進(jìn)口端相連，加熱盤管的出口端和所述內(nèi)置冷凝器進(jìn)口端相連，內(nèi)置冷凝器的出口端與內(nèi)置蒸發(fā)器的進(jìn)水口相連，內(nèi)置蒸發(fā)器的出口與外置蒸發(fā)器進(jìn)口端相連，所述外置蒸發(fā)器的出口端和空氣壓縮機(jī)進(jìn)口端相連，所述儲(chǔ)水盒進(jìn)水端與內(nèi)置蒸發(fā)器出水口相連接；

所述控制系統(tǒng)包括中央處理器和可觸摸顯示器，所述中央處理器的輸出端通過電源驅(qū)動(dòng)電路與真空泵和空氣壓縮機(jī)電連接，用于設(shè)置和調(diào)節(jié)干燥工況，并實(shí)現(xiàn)干燥過程的在線監(jiān)測(cè)。

還包括有設(shè)置在每層置物架上的承載板和稱重傳感器，所述的承載板為鏤空結(jié)構(gòu)，稱重傳感器設(shè)置在承載板的下方。

所述的對(duì)真空干燥箱進(jìn)行二次加熱的遠(yuǎn)紅外加熱系統(tǒng)，所述遠(yuǎn)紅外加熱系統(tǒng)包括遠(yuǎn)紅外加熱板和循環(huán)對(duì)流風(fēng)機(jī)，所述的紅外加熱板與對(duì)流風(fēng)機(jī)的輸入端連接中央處理器的輸出端。

本發(fā)明在真空條件下使物料中的固態(tài)水分直接升華成水蒸汽，從物料中排出，使物品干燥。利用真空泵對(duì)真空箱體抽真空，使其真空箱內(nèi)達(dá)到預(yù)設(shè)真空度，利用熱泵高壓冷凝端給熱方式，對(duì)箱體內(nèi)加熱，同時(shí)在箱體內(nèi)安裝強(qiáng)制對(duì)流風(fēng)機(jī)，形成真空狀態(tài)下的過熱蒸汽傳熱干燥，揮發(fā)的部分蒸汽經(jīng)過熱泵蒸發(fā)端結(jié)露排出，在真空箱體內(nèi)安裝遠(yuǎn)紅外加熱板，提高給熱效率。整個(gè)干燥過程就是物料獲得熱量，水分蒸發(fā)，部分蒸發(fā)水汽遇冷結(jié)露還原，經(jīng)管路排出，部分蒸發(fā)水汽經(jīng)過熱泵冷凝端加熱后，再循環(huán)加熱物料，達(dá)到低溫下的干燥目的。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的電氣原理框圖；

圖2為本發(fā)明使用狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，1真空干燥箱箱體 2內(nèi)置冷凝器 3外置蒸發(fā)器 4遠(yuǎn)紅外加熱板 5循環(huán)對(duì)流風(fēng)機(jī) 6 儲(chǔ)水盒7加熱盤管 8多層置物架 9控制系統(tǒng) 10外置蒸發(fā)器11外置冷凝器 12空氣壓縮機(jī)13真空泵 14抽真空管。

具體實(shí)施方式

如圖1和圖2所示，本發(fā)明包括密封的真空干燥箱箱體1、對(duì)真空干燥箱箱體1進(jìn)行一次加熱的熱泵系統(tǒng)、對(duì)真空干燥箱進(jìn)行抽真空的真空系統(tǒng)、循環(huán)對(duì)流風(fēng)機(jī)5、儲(chǔ)水盒6和對(duì)上述部件的運(yùn)轉(zhuǎn)啟、停進(jìn)行控制的控制系統(tǒng)9；

所述真空干燥箱箱體1內(nèi)水平設(shè)置有多層置物架8和加熱盤管7，所述的加熱盤管7在每層置物架8的下面均均勻盤狀設(shè)置；加熱盤管7中設(shè)置的適宜溫度的環(huán)保制冷劑在干燥過程中循環(huán)流動(dòng)，所述加熱盤管7中流動(dòng)的工質(zhì)為物料干燥提供熱量，均勻的盤狀設(shè)置會(huì)使置物架8上的物料溫度均勻升高，提高了干燥均勻度和干燥效率。

所述熱泵系統(tǒng)包括設(shè)置在真空干燥箱箱體1外部的空氣壓縮機(jī)12、外置蒸發(fā)器10、外置冷凝器11和設(shè)置在真空干燥箱箱體1內(nèi)部的內(nèi)置蒸發(fā)器3、內(nèi)置冷凝器2；所述外置蒸發(fā)器10和外置冷凝器11主要用來調(diào)節(jié)加熱盤管中制冷劑的壓力，以及維持真空干燥箱內(nèi)的冷熱負(fù)荷平衡。

所述的真空系統(tǒng)包括真空泵13和抽真空管14，所述的真空泵13通過抽真空管14和真空干燥箱箱體1相連通，連接處密封設(shè)置；

所述外置冷凝器11的出口端和加熱盤管7的進(jìn)口端相連，加熱盤管7的出口端和所述內(nèi)置冷凝器2進(jìn)口端相連，內(nèi)置冷凝器2的出口端與內(nèi)置蒸發(fā)器3的進(jìn)水口相連，內(nèi)置蒸發(fā)器2的出口與外置蒸發(fā)器10進(jìn)口端相連，所述外置蒸發(fā)器10的出口端和空氣壓縮機(jī)12進(jìn)口端相連，所述儲(chǔ)水盒6進(jìn)水端與內(nèi)置蒸發(fā)器3出水口相連接；

所述控制系統(tǒng)包括中央處理器和可觸摸顯示器，所述中央處理器的輸出端通過電源驅(qū)動(dòng)電路與真空泵和空氣壓縮機(jī)電連接，用于設(shè)置和調(diào)節(jié)干燥工況，并實(shí)現(xiàn)干燥過程的在線監(jiān)測(cè)。 所述控制系統(tǒng)與空氣壓縮機(jī)、外置蒸發(fā)器、外置冷凝器、內(nèi)置蒸發(fā)器、內(nèi)置冷凝器、真空泵和空氣壓縮機(jī)電連接，用于設(shè)置和調(diào)節(jié)干燥工況，并實(shí)現(xiàn)干燥過程的在線監(jiān)測(cè)。

本發(fā)明還包括有設(shè)置在每層置物架上的承載板和稱重傳感器(圖中未示出)，所述的承載板為鏤空結(jié)構(gòu)，稱重傳感器設(shè)置在承載板的下方，所述稱重傳感器的輸出端連接中央處理器的輸入端。通過設(shè)置稱重傳感器和鏤空結(jié)構(gòu)的承載板，在不影響物料干燥效果的前提下，又能對(duì)物料的干燥效果進(jìn)行實(shí)時(shí)掌控，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)干燥物的質(zhì)量大小，發(fā)送質(zhì)量數(shù)值到中央處理器，中央處理器對(duì)結(jié)果進(jìn)行真空壓力換算后，顯示結(jié)果到觸摸顯示裝置上，使干燥效果控制更加精確。

所述的對(duì)真空干燥箱進(jìn)行二次加熱的遠(yuǎn)紅外加熱系統(tǒng)，所述遠(yuǎn)紅外加熱系統(tǒng)包括遠(yuǎn)紅外加熱板4和循環(huán)對(duì)流風(fēng)機(jī)5，所述的紅外加熱板4與對(duì)流風(fēng)機(jī)5的輸入端連接中央處理器的輸出端。

該裝置可實(shí)現(xiàn)真空狀態(tài)下的過熱蒸汽傳熱干燥。本發(fā)明在使用時(shí)首先，可以將被干燥的物料先凍結(jié)到三相點(diǎn)溫度以下（干燥效果更好），然后通過控制系統(tǒng)9設(shè)定干燥溫度和風(fēng)機(jī)頻率，則中央處理器根據(jù)設(shè)定的溫度，啟動(dòng)真空泵13對(duì)真空干燥箱體1抽真空，達(dá)到預(yù)設(shè)真空度后，即達(dá)到對(duì)應(yīng)的干燥溫度值時(shí)，中央處理器關(guān)閉真空泵13，同時(shí)啟動(dòng)遠(yuǎn)紅外加熱板4和循環(huán)對(duì)流風(fēng)機(jī)5，對(duì)密封室內(nèi)的空氣循環(huán)加熱：此時(shí)中央處理器發(fā)送啟動(dòng)控制信號(hào)到空氣壓縮機(jī)12，空氣壓縮機(jī)12啟動(dòng)后，將熱泵制冷劑經(jīng)壓縮機(jī)12壓縮后升溫升壓，通過外置冷凝器11后流進(jìn)真空干燥箱內(nèi)的加熱盤管7，直接對(duì)置物架8上的物料提供干燥熱量，在負(fù)壓條件下物料中的水分直接升華成水蒸汽，從物 料中排出。

從加熱盤管7另一端排出的低熱量的熱泵制冷劑經(jīng)內(nèi)置冷凝器2和內(nèi)置蒸發(fā)器3后進(jìn)入外置蒸發(fā)器10，而后進(jìn)入壓縮機(jī)12，再次進(jìn)行壓縮加熱循環(huán)利用；其中經(jīng)內(nèi)置冷凝器2時(shí)對(duì)內(nèi)置冷凝器加熱，內(nèi)置冷凝器對(duì)經(jīng)過的水蒸氣進(jìn)行過飽和加熱，則過飽和加熱的水蒸氣經(jīng)過內(nèi)置循環(huán)對(duì)流風(fēng)機(jī)的作用下，再次對(duì)物料進(jìn)行加熱干燥，過內(nèi)置蒸發(fā)器3時(shí)，揮發(fā)的部分水蒸汽結(jié)露，由于真空干燥箱的密封設(shè)置，此干燥過程可以一直循環(huán)到設(shè)定時(shí)間結(jié)束。

其中，被干燥的物料在加熱時(shí)揮發(fā)的部分蒸汽經(jīng)過內(nèi)置蒸發(fā)器3結(jié)露排出至儲(chǔ)水盒6，部分蒸汽經(jīng)過內(nèi)置冷凝器2加熱后，形成過熱蒸汽，再循環(huán)加熱物料。同時(shí)，遠(yuǎn)紅外加熱板4發(fā)出的紅外線，直接被物料吸收轉(zhuǎn)化為熱能對(duì)物料進(jìn)行干燥。整個(gè)干燥過程實(shí)現(xiàn)密閉穩(wěn)態(tài)內(nèi)循環(huán)脫水，形成真空狀態(tài)下的過熱蒸汽傳熱干燥。干燥過程中，真空泵無需持續(xù)工作，實(shí)現(xiàn)真空狀態(tài)下的過熱蒸汽傳熱干燥，既可快速帶走物料表面的水分，又可保證物料的干燥質(zhì)量，不僅大大提高節(jié)能效果，而且無微生物污染，產(chǎn)品品質(zhì)高。