專利名稱：一種物料的快速真空干燥的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及物料快速真空干燥的方法和裝置。
背景技術：
注塑工藝中對塑料粒子的干燥要求是很高的。水含量的增加會逐漸降低物料的剪 切黏度。停滯時間過長會使殘余水分含量太低從而造成黏度的增加，這將導致填模不 充分，同時也會造成物料發(fā)黃。另外通過對材料進行相關的測試才能發(fā)現(xiàn)如機械性能 和介電強度的改變。選擇合理的干燥設備有助于節(jié)約成本、降低能耗。對流式干燥是 利用干燥氣體發(fā)生器干燥物料。該設備以由兩個分子篩組成的吸附性干燥器為核心， 生產(chǎn)干燥氣體所需的能量。在實際生產(chǎn)中，實際能耗值有時要比理論值高得多。如 果只使用傳統(tǒng)的熱風干燥機，干燥時間還需要額外的4小時。
美國Maguire公司開發(fā)的真空干燥設備就已被應用到塑料加工之中。這種連續(xù)操 作型的機器由安裝于旋轉傳送帶上的三個腔體和可上下壓緊密封和松開的三個工位 組成。當腔體處在第一工位時塑料粒子被填滿，其中的一個腔體，通入被加熱至干燥 溫度的氣體以加熱膠粒。當物料達到干燥溫度時即松開壓緊氣缸旋轉腔體被移至抽真 空的第二工位上。由于真空降低了水的沸點，水分容易變成水蒸汽被蒸發(fā)出來，因此， 水分擴散過程被加速了。由于真空的存在，從而在塑膠粒內部與周圍空氣之間產(chǎn)生了 更大的壓力差。一般情況下，物料在第二工位上的停留時間為20min-40min就足夠了， 而對于一些吸濕性較強的物料而言，最多需要停留60min。最后，物料被送到第三工 位，并由此被移出干燥器。在除濕氣體干燥和真空干燥中，加熱塑料所消耗的能源 是相同的，因為這兩種方法是在同樣的溫度下進行。但是在真空干燥中，氣體干燥本 身并不需要消耗能源，但需要用能源來獲得真空條件，真空條件所需的能耗與所干燥 物料的量以及含水量有關，但總的說來，創(chuàng)造真空的能耗是極小的?，F(xiàn)有的真空干 燥機小批量的批次產(chǎn)出及短暫干燥周期只需40分鐘左右就能準備好充分干燥的塑料 樹脂為注塑或成膜設備加料，而不是他們傳統(tǒng)使用對流式干燥機所需的4小時。其它 特點還在于1)真空干燥機使用真空以降低水的沸點從而迅速將潮濕轉化為水汽， 真正地將水汽從樹脂顆粒內移除，而不是用干燥的熱風覆蓋樹脂顆粒再緩慢地去除其 中的潮氣。2)真空干燥機在三個不同的工位位置同時進行加熱與真空干燥處理，達 到小批量快捷的產(chǎn)出，從而將批量加工過程實際上轉化為一個不間斷的加工過程，做 到與加工機器的產(chǎn)出保持同步。
但上述Maguire公司設備仍有改進余地主要是機器工作時需要三個腔體作旋轉 換位，在旋轉之前，上下壓緊密封裝置要松開，在換位過程中物料要暴露在外界空氣 中，受外界空氣的污染，從而造成溫度和濕度的變化，降低了除濕效率，因而能耗相 對較高，其二干燥時間還是太長，不夠快，如果干燥度要達到萬分之一點二的話，真 空時間最短要60分鐘，使產(chǎn)能大大下降。主要原因是三個工位中只有一個工位帶真空除濕，其它兩個分別是進料加熱和卸料等待，并且在轉換工位時與大氣接觸，既浪 費熱量，又污染物料，不能有效保持料溫。物料的加熱時間不夠充足，會增加真空除 濕時間，如要達到更高干燥度的要求萬分之一點二的話，上述設備就很難滿足機器供 料的速度了。
發(fā)明內容
本發(fā)明目的是提出一種能耗相對更低的更快速的真空物料干燥的方法和裝置，提 高真空干燥的效率，同時增加裝置工作的可靠性和結構的合理性，提出一種結構布局 緊湊、合理、節(jié)能、綜合效率更高的封閉式多工位物料快速千燥的方法和裝置。
本發(fā)明的技術方案是物料的真空干燥裝置，包括熱風加熱裝置、真空除濕裝置、
上料裝置、進料管、包括一個熱風加熱工作室、 一個或m個真空除濕工作室構成， 由一個熱風加熱工作室圍繞或包裹真空除濕工作室，或由一個或m個真空除濕工作 室圍繞著熱風加熱工作室構成干燥設備主體，真空工作室上下均設有進料闊(上閥) 和出料閥(下閥)，熱風加熱工作室設有進出料管，熱風加熱工作室和真空除濕工作 室分別通過管道與熱風發(fā)生裝置和真空除濕裝置相連接，上料裝置與熱風加熱工作室 和多個真空除濕室通過閥門相連接，上料裝置在熱風加熱工作室和真空除濕工作室的 上部。真空除濕系統(tǒng)起碼有一組或多組真空泵和控制閥組成。m-l至8。
本發(fā)明尤其是設有一個熱風加熱工作室和二個以上真空除濕工作室，二個或多于 以上真空除濕工作室排在熱風加熱工作室的兩側或周圍，或一個真空除濕工作室配置 一個熱風加熱工作室，熱風加熱工作室可包裹真空除濕工作室；熱風加熱工作室通過 上料管連接至上料裝置，從而輸送經(jīng)加熱干燥后的物料至真空除濕工作室。熱風發(fā)生 裝置的進口和出口分別通過管道連接熱風加熱工作室的上下端，熱風發(fā)生裝置與熱風 加熱工作室從而構成一個熱風循環(huán)加熱物料的過程。
上料裝置設有進料管，并設有進料攪拌葉片；通過進料管給上料裝置加料，原料 先進入熱風加熱工作室；也可以直接通過進料管給熱風加熱工作室加料。攪拌葉片的 工作過程是當放空的真空除濕工作室的進料閥打開時，攪拌葉片使物料進入相應的 真空除濕工作室。
各工作室的進出料均采用閥門，閥門關閉時各工作室獨立完成各自的工序。 如熱風加熱工作室和真空除濕工作室采用陶門(電動閥或氣動閥)，上料裝置、
熱風加熱工作室和卸料斗均設有料位信號傳感器，如采用光電開關。 設有保溫層包裹的真空除濕工作室，使真空除濕工作室一直處于恒溫條件中，而恒
溫室的溫度是靠加熱工作室散發(fā)的余熱維持，保溫層使這些余熱保持并起到了加熱工
作室和真空除濕工作室的保溫作用，使物料保持最佳除濕溫度，既達到最佳除濕效果，
又節(jié)約能源消耗。
抽真空裝置可采用多段真空設備，在真空除濕過程中具有逐級遞升真空度的功能， 且互不干擾，大大加快了除濕速度。
真空除濕工作室的下部設有卸料斗，卸料口上方設有料位信號傳感器，當卸料斗內 的物料低于信號傳感器即發(fā)出料空信號，控制干燥的物料通過真空除濕工作室打開的下閥進入卸料斗，達到不間斷供料。
本發(fā)明起碼為一組真空系統(tǒng)，尤其是配備低、中(高)相結合的兩組(或三組 以上)真空系統(tǒng)和相應的閥控制系統(tǒng)。
由于該裝置單獨配備的上料裝置和卸料斗位于多工位真空除濕工作的上下位置， 因此利用重力原理就可以達到進料和卸料的目的，多個真空除濕工作室中只有一個工 作室需要卸料和進料的時間不抽真空以外，其它全部在真空除濕狀態(tài)，大大增加了除 濕效率。
真空干燥物料的方法，包括一個熱風加熱工作室、 一個或m個真空除濕工作室構 成，由一個熱風加熱工作室圍繞真空除濕工作室、或一個至m個真空除濕工作室圍 繞著熱風加熱工作室構成干燥設備主體進行物料干燥工作，所述熱風加熱工作室和真 空除濕工作室外包裹保溫壁，真空系統(tǒng)可以包括低、中真空兩套真空系統(tǒng)和閥控制系 統(tǒng)、進料閥門和吸料器，熱風加熱工作室通過管道連接氣體加熱循環(huán)裝置，多真空除 濕工作室時，熱風加熱工作容積大于真空除濕工作室?guī)妆叮瑹犸L加熱工作室的物料， 按程序將熱風干燥時間最長的物料通過吸料器吸至上料裝置，并按程序分別送料各個 真空除濕工作室，每次卸料斗電眼發(fā)出料空信號后，打開真空除濕工作室時間最長、 最干燥物料工作室的下閥卸料，放料完成后從熱風加熱工作室重新進料，多真空除濕 工作室時， 一個真空除濕工作室放料時其它真空除濕工作室繼續(xù)工作，通往真空除濕 工作室的真空管道通過閥門的啟閉切換和物料進出閥門的啟閉切換進行真空除濕循
環(huán)工作。m=l至8。
本發(fā)明的有益效果是加熱除濕和多工位真空除濕相結合，能獲得更高干燥要求
且速度更快的除濕能力。因為真空除濕是物料干燥過程中所需要最長時間的工序，采 用多個真空工作室使得除濕時間更充足、更合理。本發(fā)明使料的工作循環(huán)合理高效。
裝置緊湊體積小，多真空工作室工作過程保證物料有充足的時間進行除濕，并且能夠 使供料均衡、快捷。
當物料達到干燥溫度(視塑料膠粒的不同在60-100'C)時即被移至真空除濕工作室 中。由于真空降低了水的沸點，所以水分更容易變成水蒸汽被蒸發(fā)出來。因此，物料 溫度恒定在最佳蒸發(fā)水分的溫度是除濕效率很重要的因素，物料的最佳溫度能使水分 擴散過程加速。由于真空的存在，從而在膠粒內部與周圍空氣之間產(chǎn)生了更大的壓力 差。除濕效率大幅提高，除濕時間大大縮短，物料的干燥過程采用了化整為零的和低 中高梯度抽真空的方式來逐步達到最佳干燥度的要求，很短時間內就有干燥達標的物 料進入卸料斗，不間斷地為機器供料；在除濕氣體干燥和真空干燥中，加熱塑料所消
耗的能源是相同的，而真空除濕器的效率高，能耗低。干燥效率提升改善產(chǎn)品質量并
減少次廢品率；每個工作室采用上下閥關閉后工作，能源消耗低。與同類型除濕機相 比，耗能只有它的三分之一。本發(fā)明結構布局緊湊、合理，抽真空除濕工作室可根據(jù) 需要設置它的數(shù)量和體積，能多能少，能大能小。適合于各類不同干燥量和干燥度的 需求。如采用三段提升抽真空除濕，除濕效率更高，除濕出料的時間更短，所需時間 只有現(xiàn)有真空除濕技術的六分之一或更短，是單純干燥熱風除濕干燥機的三十分之一，大大降低了除濕時間和生產(chǎn)成本。
圖1為本發(fā)明結構示意圖
圖2為本發(fā)明另一結構示意圖
圖3為本發(fā)明一種簡化結構的示意圖
1:攪拌電機、2:料位傳感器(電眼)，3:上料裝置、4:上料管，5:熱風加熱 工作室的進料管，6:上料機構(中心料倉進料管)，7:料位傳感器(電眼)，8:熱 風循環(huán)系統(tǒng)，9:吸風管，10:真空工作室，11:熱風加熱工作室，12:換向閥，13: 循環(huán)風機，14:保溫層，15:真空管道，16:真空閥，17:加熱器，18:吸風泵，19: 下閥機構，20:熱風出風口， 21:卸料斗，22:吸料口， 23:料位傳感器(電眼)， 24:卸料閥；25:真空系統(tǒng)，26:吸料管，27:網(wǎng)孔管。
具體實施例方式
圖1本發(fā)明起碼包括一個熱風加熱工作室、二個或更多個真空除濕工作室，尤其是 將熱風加熱工作室設置在中央，二至六個或更多個真空除濕工作室圍繞熱風加熱工作 室，其外包裹保溫壁，將它們都置于恒溫狀態(tài)。
圖2本發(fā)明起碼包括一個真空除濕工作室、 一個熱風加熱工作室，尤其是將真空除 濕工作室設置在中央，其外包裹保溫壁，將它們都置于恒溫狀態(tài)。 一套真空系統(tǒng)或低、 中、高真空遞升的真空系統(tǒng)和閥控制系統(tǒng)，進料閥門和吸料器，熱風加熱工作室通過 管道連接氣體加熱循環(huán)裝置，采用的熱風循環(huán)裝置，有一加熱器和熱風管道通過風機 的進風和出風與熱風加熱工作室的上下連通循環(huán)工作，將熱風加熱工作室內的物料加 熱至干燥溫度。物料達到干燥溫度時即被吸料器吸至上料裝置，再打開真空除濕工作 室的上閥使物料進入真空除濕工作室后上閥關閉即進行真空除濕。
圖3簡化結構是一只熱風加熱工作室和一只真空除濕工作室的結構，原料通過 吸料管26直接送至熱風加熱工作室。
有多個真空除濕工作室時，各個工作室在闊門關閉時各真空段通過閥控制給各 真空除濕工作室進行各工段的除濕工序。由于真空降低了水的沸點，所以水分更容易 變成水蒸汽被蒸發(fā)出來，因此，水分擴散過程被加速了。由于真空的存在， 一般情況 下，真空度越高除濕速度越快，物料在真空工作室進行真空除濕的時間為10min-60min 時打開放料闊門，物料被移出真空工作室至下層。本發(fā)明通過加熱器熱風循環(huán)將物料 加熱至干燥溫度，為真空室作前期準備工作。真空除濕工作室主要功能是將加熱后的 物料通過真空泵抽真空把物料中的水分在真空狀態(tài)下變成蒸汽迅速排走，卸料斗內儲 存的干燥物料不斷向機器供料。真空系統(tǒng)2起碼為配備低、中(高)相結合的兩組(或 三組)真空裝置和相應的閥控制系統(tǒng)。如一套為機械泵，另一套為羅茨泵或擴散泵。 機械泵管道連通所有真空除濕工作室，但只有對將一個剛進料的工作室的真空度抽到 一定真空度或一定的時間后，閥控制系統(tǒng)才切換到更高真空系統(tǒng)繼續(xù)進行高真空除 濕，從而使除濕指標更好。
采用多個真空除濕工作室，所有真空除濕工作室除了一個工作室需要卸料和進料的時間不抽真空以外，其它都處于抽真空除濕狀態(tài)，可大幅提高除濕效率。 在真空除濕工作室內設有網(wǎng)孔管27有助于提高真空除濕的效率。 中心物料加熱工作室和周圍的真空除濕工作室都處于恒溫室內，恒溫室有保溫壁
和上下封板組成。使物料的溫度保持在最佳真空除濕狀態(tài)，恒溫室的溫度依靠加熱工
作散發(fā)的余熱，既對加熱工作室保溫，又對真空工作室保溫，這是節(jié)約能源，可一舉
兩得的好方法。
依次將真空，兩組(或三組以上)真空系統(tǒng)以二個或三個階段抽真空，進料后抽 低真空，出料前高真空。
從原料桶內吸料至熱風加熱工作室(或至上料裝置)，上料裝置可以是料斗或料 倉；當物料達到干燥溫度(視塑料膠粒的不同物料達60-10(TC)時打開上料裝置的吸 料閥，通過上料管將熱風加熱工作室內的料吸入上料裝置并進入其中一個真空除濕工 作室，真空除濕工作室上下均設有進料和出料閥門，也稱上閥和下閥，多個真空除濕 工作室分別通過閥與真空除濕裝置相連接，上料裝置和多個真空除濕工作室通過閥門 相連接，上料裝置在熱風加熱工作室和真空除濕工作室之上，卸料斗在熱風工作室和 真空除濕工作室之下，各斗與各工作室之間設有上閥下閥，起關、啟作用，使上中下 有效地相隔和相通。上料裝置設有卸料器和料位傳感器(電眼)。真空除濕工作室通 過真空發(fā)生器或真空泵及換向閥進行真空除濕工作，下層卸料斗設有料位傳感器和吸 送料管。整臺真空除濕機采用PLC自動控制、手動控制和初始自動控制，三種控制 模式供不同需要時切換。
真空系統(tǒng)可采用三個真空段25，第一真空段的設備為真空發(fā)生器或機械泵屬低真 空段，第二真空段的設備為機械泵和羅茲泵屬中真空段，第三真空段的設備為機械泵 和分子泵屬高真空段。所有真空段的真空設備可以只用第一真空段或用第二真空段的 設備，或第一、第二真空段的設備同時分別使用。采用第三真空段的設備同時分別使 用除濕效率會更高。
真空室上方裝有露點計，用于測試真空室內物料的露點溫度，提供物料含水率的 精確數(shù)據(jù)。
真空除濕機可采用真空發(fā)生器和小型真空泵即可，本發(fā)明可利用重力供料，采用 閥門結構進出料時首先清空下道工作室。所述閥門采用氣動、電動或液壓閥門。
聚酰胺6.6材料和PE材料的含水率一般為0.3%左右使用本發(fā)明將水分含量可以 降低到0.012%左右。本發(fā)明并不限于實施例，也不不排除上層工作室之上亦有上料 裝置熱風循環(huán)加熱或紅外加熱機構，符合本發(fā)明流程的工藝可以制備一些衍生的設 備，這此并沒有超出本發(fā)明的范圍。
權利要求
1、物料的真空干燥裝置，其特征是包括熱風加熱裝置、真空除濕裝置、上料裝置、進料管、包括一個熱風加熱工作室、一個或m個真空除濕工作室構成，由一個熱風加熱工作室圍繞或包裹真空除濕工作室，或由一個或m個真空除濕工作室圍繞著熱風加熱工作室構成干燥設備主體，真空工作室上下均設有進料閥和出料閥，熱風加熱工作室設有進出料管，熱風加熱工作室和真空除濕工作室分別通過管道與熱風發(fā)生裝置和真空除濕裝置相連接，上料裝置與熱風加熱工作室和多個真空除濕室通過閥門相連接，上料裝置在熱風加熱工作室和真空除濕工作室的上部；m為1至8。
2、 根據(jù)權利要求1所述的物料的真空干燥裝置，其特征是設有一個熱風加熱工 作室和一個以上真空除濕工作室， 一個以上真空除濕工作室排在熱風加熱工作室的兩 側或周圍，熱風加熱工作室通過上料管連接至上料裝置，輸送經(jīng)加熱干燥后的物料至 真空除濕工作室；熱風發(fā)生裝置的進口和出口分別通過管道連接熱風加熱工作室的上 下端，熱風發(fā)生裝置與熱風加熱工作室從而構成一個循環(huán)熱風加熱物料的裝置。
3、 根據(jù)權利要求1所述的物料的真空干燥裝置，其特征是設有一個真空除濕工 作室和一個熱風加熱工作室，熱風加熱工作室包裹真空除濕工作室周圍，熱風加熱工 作室通過上料管連接至上料裝置，輸送經(jīng)加熱干燥后的物料至真空除濕工作室；熱風 發(fā)生裝置的進口和出口分別通過管道連接熱風加熱工作室的上下端，熱風發(fā)生裝置與 熱風加熱工作室從而構成一個循環(huán)熱風加熱物料的裝置。
4、 根據(jù)權利要求1或2所述的物料的真空干燥裝置，其特征是上料裝置上設有 進料管，并設有攪拌葉片即卸料器。
5、 根據(jù)權利要求1所述的物料的真空干燥裝置，其特征是設有一個熱風加熱工 作室和一個真空除濕工作室，上料裝置直接接熱風加熱進料口，真空除濕工作室采用 上下閥門，上料裝置、熱風加熱工作室和卸料斗均設有料位信號傳感器。
6、 根據(jù)權利要求1所述的物料的真空干燥裝置，其特征是設有保溫層包裹真空 除濕工作室；中心物料加熱工作室和周圍的真空除濕工作室都處于恒溫室內，恒溫室 有保溫壁和上下封板組成。
7、 根據(jù)權利要求1所述的物料的真空干燥裝置，其特征是在真空除濕工作室內 設有網(wǎng)孔管27有助于提高真空除濕的效率；真空系統(tǒng)起碼為一組真空系統(tǒng)和一組閥 控制系統(tǒng)。
8、 真空干燥物料的方法，包括一個熱風加熱工作室、 一個或m個真空除濕工作 室構成，由一個熱風加熱工作室圍繞真空除濕工作室、或一個至m個真空除濕工作 室圍繞著熱風加熱工作室構成干燥設備主體進行物料干燥工作，所述熱風加熱工作室 和真空除濕工作室外包裹保溫壁，真空系統(tǒng)可以包括低、中真空兩套真空系統(tǒng)和闊控 制系統(tǒng)、進料閥門和吸料器，熱風加熱工作室通過管道連接氣體加熱循環(huán)裝置，多真 空除濕工作室時，熱風加熱工作容積大于真空除濕工作室?guī)妆?，熱風加熱工作室的物 料，按程序將熱風干燥時間最長的物料通過吸料器吸至上料裝置，并按程序分別送料各個真空除濕工作室，每次卸料斗電眼發(fā)出料空信號后，打開真空除濕工作室時間最 長、最干燥物料工作室的下閥卸料，放料完成后從熱風加熱工作室重新進料，多真空 除濕工作室時， 一個真空除濕工作室放料時其它真空除濕工作室繼續(xù)工作，通往真空 除濕工作室的真空管道通過閥門的啟閉切換和物料進出閥門的啟閉切換進行真空除 濕循環(huán)工作；m=l至8。
9、 根據(jù)權利要求8所述的真空干燥物料的方法，其特征是真空除濕工作室的真空 系統(tǒng)的控制是通往各真空除濕工作室管道上的閥門按程序控制啟閉和切換進行循環(huán) 的真空除濕。
10、 根據(jù)權利要求8所述的真空干燥物料的方法，其特征是是所有真空除濕工作 室除了一個工作室需要卸料和進料的時間不抽真空以外，其它都處于抽真空除濕狀 態(tài)；真空除濕工作室的進出料控制是按程序控制真空除濕工作室上下閥門的啟閉和切 換，實現(xiàn)各除濕工作室循環(huán)的進料和出料。
全文摘要
物料的真空干燥裝置，包括熱風加熱裝置、真空除濕裝置、上料裝置、進料管、包括一個熱風加熱工作室、一個或m個真空除濕工作室構成，由一個熱風加熱工作室圍繞或包裹真空除濕工作室，或由一個或m個真空除濕工作室圍繞著熱風加熱工作室構成干燥設備主體，真空工作室上下均設有進料閥和出料閥，熱風加熱工作室設有進出料管，熱風加熱工作室和真空除濕工作室分別通過管道與熱風發(fā)生裝置和真空除濕裝置相連接，上料裝置與熱風加熱工作室和多個真空除濕室通過閥門相連接，上料裝置在熱風加熱工作室和真空除濕工作室的上部；m為1至8。
文檔編號B29B13/06GK101408369SQ20081015627
公開日2009年4月15日 申請日期2008年9月26日 優(yōu)先權日2008年9月26日
發(fā)明者王敬達 申請人:王敬達