專利名稱：硅膠空氣抽濕器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種室內(nèi)空氣抽濕裝置。
硅膠是一種常用的干燥劑，其飽和吸水率接近40％(見《化工辭典》，化學工業(yè)出版社1979年12月版)。在實驗室中，常利用硅膠吸收空氣中的水份，使相對封閉的小空間(比如光電天平的稱量室)保持干燥。做法是將盛著硅膠的開口容器放在需要干燥的小空間里，硅膠即能自動吸收空氣中的水份。當硅膠吸收水份至接近飽和，顏色由藍轉(zhuǎn)成粉紅，就要將硅膠倒在托盤上，放入烘箱，在100～120℃下烘干。當硅膠顏色變藍，表示水份已蒸發(fā)，則硅膠又可重新使用。
上述方法如果用于對居民的房間等室內(nèi)的空間進行干燥則不切實際。但在現(xiàn)實生活中，過于潮濕的空氣會對室內(nèi)的物品以至人的健康造成不利影響。所以，室內(nèi)空氣也需要干燥！現(xiàn)在一般是用空調(diào)器或抽濕機對室內(nèi)空氣進行干燥，兩者的抽濕原理基本相同，都是將空氣抽入機中冷卻，使水份冷凝析出，然后將干燥的空氣送回室內(nèi)。此方法需將大量的空氣冷卻，因而耗電多，對電能的利用率低，而且機器本身價格較貴，其中的制冷劑還可能對環(huán)境造成污染。
本實用新型的目的是要將硅膠用于室內(nèi)的抽濕，從而提供一種造價低廉、耗電少且無污染的室內(nèi)空氣抽濕裝置。
本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖如


圖1所示，其運作過程分為抽濕程序、加熱除水程序和通風散熱程序，三個程序依次完成，又重新開始，如此不斷循環(huán)，使室內(nèi)空氣得以干燥。整個運作過程均在程序控制器8的控制下完成，使用者只須接通電源即可。下面依次介紹三個程序及相關事宜。
首先是抽濕程序，此時風門1、風門2打開、風門3、風門4處于關閉狀態(tài)。室內(nèi)空氣在風扇5的推動下，從風門1進入，通過多層硅膠6，部分水份被吸收，干燥的空氣從風門2回到室內(nèi)。
隨著抽濕程序的進行，硅膠所吸收的水份會不斷增加。為保證系統(tǒng)正常運作，必須為硅膠制定一個工作范圍，即規(guī)定一個硅膠含水率的上、下限。當抽濕程序進行到硅膠含水率達到或超過上限時，就要停止抽濕程序而進入加熱除水程序，讓硅膠在100～120℃下將水份蒸發(fā)，當硅膠含水率降至或低于下限時，就要停止加熱除水程序，讓系統(tǒng)進入通風散熱程序。
在此，需要定義幾個名詞概念1、硅膠凈重，指硅膠本身(未吸水時)的重量；2、含水率或吸水率，指硅膠所吸收的水份重量與硅膠凈重之比；3、硅膠實重，指硅膠的實際稱量重量(即硅膠凈重與硅膠所吸收水份重量之和)。
則有硅膠含水率=[硅膠實重-硅膠凈重]/[硅膠凈重]可見，只要測得硅膠實重，就可根據(jù)硅膠凈重輕易求出含水率。本實用新型正是根據(jù)這一點，通過重量監(jiān)空裝置控制硅膠6的加熱除水過程，做法是用重量監(jiān)控裝置監(jiān)測硅膠實重(目的是監(jiān)測含水率)，在含水率達到或超過規(guī)定的上限時，讓重量監(jiān)控裝置發(fā)出電信號，引發(fā)程序控制器動作，使系統(tǒng)進入加熱除水程序，并在含水率降至或低于規(guī)定的下限時，讓重量監(jiān)控裝置再次發(fā)出電信號，引發(fā)程序控制器動作，使系統(tǒng)停止加熱，并進入通風散熱程序。
在此，且將硅膠工作范圍的含水率定為7～27％(即規(guī)定含水率上限為27％，下限為7％)，以方便對
圖1的說明。而所用硅膠的飽和吸水率必須＞31％。
圖1中，將秤錘9的重量設定為硅膠容器7重量(以下用A表示)與含水率下限(7％)時的硅膠實重之和，而將秤錘12的重量設定為含水率上、下限之差與硅膠凈重(以下用B表示)的乘積，則有含水率7％的硅膠實重為1.07×B含水率27％的硅膠實重為1.27×B秤錘9重量=A+1.07×B秤錘12重量=(27％-7％)×B秤錘9重量+秤錘12重量=A+1.27×B這樣，當吸濕程序進行到硅膠6含水率＞27％時，繩索15左端重量(A+硅膠實重)大于右端(秤錘9與秤錘12重量，即A+1.27×B)，硅膠容器7墜下，秤錘9與秤錘12同時被拉起，使秤錘9將兩塊阻擋片10接通，電流得以通過，引發(fā)程序控制器8動作，從而令系統(tǒng)進入加熱除水程序。
此時，風門1、風門2關閉，風門3、風門4打開，電熱絲16通電加熱，熱風在風扇5的推動下，從風門4進入干燥室14，通過多層硅膠6，從風門3回到加熱室19，如此不斷循環(huán)，使干燥室14的溫度均勻分布(可見此耐干燥室14已成為烘箱的一部分)。當溫度上升至100℃后，干燥室14中的溫度監(jiān)控器23控制電熱絲16的工作，使干燥室14的溫度保持在100～120℃。硅膠6中的水份受熱變成蒸氣不斷逸出，經(jīng)排氣管24穿過墻17，從外出口18排至室外。隨著過程的進行，硅膠6的實重不斷減輕，秤錘12很快回落至阻擋底板13，使秤錘9與阻擋片10分離，而加熱除水程序繼續(xù)進行(此時含水率在7％與27％之間)。當硅膠6含水率＜7％時，重力作用的結(jié)果使秤錘9墜下，將兩塊阻擋片11連通，電流得以通過，引發(fā)程序控制器8動作，令系統(tǒng)停止加熱并進入通風散熱程序。
此時，風門1打開，風門4關閉，空氣從風門1進入，在風扇5推動下通過多層熱的硅膠6，熱空氣從風門3經(jīng)外出口排至室外。整個通風散熱程序維持數(shù)分鐘，程序控制器即自行動作，將風門3關閉，將風門2打開，使系統(tǒng)重新回到抽濕程序。如此不斷自動循環(huán)下去。
圖1中各部件的名稱如下1、2、3、4、風門；5、風扇；6、硅膠；7、硅膠容器；8、程序控制器；9、12、秤錘；10、11、阻擋片；13、阻擋底板；14、干燥室；15、繩索；16、電熱絲；17、墻；18、外出口；19、加熱室；20、常開孔；21、滑輪；22、殼體；23、溫度監(jiān)控器；24、排氣管。41、室內(nèi)空氣；42、干噪空氣；43、水蒸氣。
對
圖1中一些部件的說明如下1、除“上、下”兩個方向箭頭外，圖中其余箭頭均表示氣體流動方向；2、硅膠容器7象一種多層蒸籠，其上虛線表示一種篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)，氣體可以通過，硅膠不會漏下；3、硅膠容器7與秤錘9通過繩索15相連接，并由滑輪21支撐重量；4、秤錘9與秤錘12間亦由繩索相連，兩者與硅膠容器7均可在一定范圍內(nèi)上下移動。
5、風門1、2、3、4均為控制氣流而設，開時可通過氣體，關閉時氣體不能通過；6、常開孔20使加熱除水程序中水蒸氣更易排出室外(若實際效果不佳，可取消常開孔)；7、阻擋片10、11均為兩片對稱分離的金屬片，而秤錘9亦為金屬制作。
圖1的結(jié)構(gòu)大至可分為四個主要部分1、烘箱，它由電熱絲16、加熱室19、干燥室14、溫度監(jiān)控器23、風門3、風門4以及風扇5所組成；2、重量監(jiān)控裝置，它由阻擋片10、秤錘9、阻擋片11、秤錘12及阻擋底板13組成，并由秤錘9通過繩索15與硅膠容器7相連接；
3．程序控制器8。
4．在抽濕程序中，由干燥室14、風扇5、硅膠6及硅膠容器7、風門1、風門2組成一個抽濕裝置，它是本實用新型能起抽濕作用的關健！干燥室14是安置硅膠容器7的地方，亦是對空氣進行干燥的地方，而在加熱除水程序中，它又是烘箱的一部份，使得硅膠6在同一個地方即能完成吸水和加熱除水兩種操作。
圖1中的程序控制器8不是必要元件，在一定條件下可以取消。比如，讓秤錘9與阻擋片10接觸時所發(fā)出的電流信號直接指令系統(tǒng)進入加熱除水程序，稱錘9與阻擋片11接觸時所發(fā)出的電流信號則指令系統(tǒng)停止加熱，并進入通風散熱程序。在通風散熱程序中，硅膠6會吸收空氣中的水分，當硅膠6含水率＞7％時，重力作用會導致硅膠容器7墜下，而秤錘9則被拉起，從而與阻擋片11分離，流經(jīng)的電流被截斷，讓系統(tǒng)以此為信號停止通風散熱程序并進入抽濕程序，則整個運作循環(huán)就已不再需要程序控制器8。但象圖3所示的結(jié)構(gòu)形式則必須要有程序控制器8(見后面的介紹)。
本實用新型是一種以硅膠為工作介質(zhì)的室內(nèi)空氣抽濕裝置，它關健是要解決兩個技術問題一是要使硅膠的吸水和加熱除水在同一個地方完成(以避免用人工搬運硅膠)；二是使硅膠的吸水和加熱除水的操作全部實現(xiàn)自動化。
解決第一個問題的最好方法，就是將烘箱與(盛有硅膠的)硅膠容器組合在一起，這種組合的實質(zhì)就是將硅膠容器安裝在烘箱之中。做到這一點并不困難，但安置硅膠容器的烘箱空間必須兼具兩種功能即在加熱除水程序進行時，它是烘箱的一部份；而在抽濕程序進行時，它又是對空氣進行干燥的地方。
圖1中的干燥室就兼具這兩種功能。
為解決第二個問題，本實用新型采取將(盛有硅膠的)硅膠容器與重量監(jiān)控裝置相連接的辦法，使重量監(jiān)控裝置能隨時監(jiān)測硅膠容器(含硅膠)的重量(此重量用W表示)，并在W達到或超出上、下限時作出反應，由于硅膠容器重量及其中所盛硅膠凈重都可以預先知道，所以，只要知道W，即可求出含水率。反過來，只要預先定出硅膠含水率的上、下限，就能定出W的上下限。所以，采取將(盛有硅膠的)硅膠容器與重量監(jiān)控裝置相連接的辦法，就能在硅膠含水率達到或超出上限時，令系統(tǒng)及時進入加熱除水程序，并在含水率達到或超出下限時(超出下限指小于下限)，停止加熱除水程序。再配合程序控制器，就能實現(xiàn)硅膠吸水和加熱除水操作的自動化。
重量監(jiān)控裝置的具體結(jié)構(gòu)形式可有多種，只要能在硅膠含水率達到或超出上、下限時作出反應(發(fā)出電流信號)即可。比如圖2所示的形式由光源25、光敏電阻26、光敏電阻28、阻光板27和彈簧29組成重量監(jiān)控裝置。其中，彈簧29下端與殼體22相連，上端與阻光板27下端相連，阻光板27上端通過繩索15與硅膠容器7相連接，由滑輪21承托繩索15，從而承托硅膠容器7(含硅膠6)的重量。光源25與光敏電阻26、光敏電阻28分別安裝在阻光板27兩邊，并由阻光板27分隔。光敏電阻26與光敏電阻28的位置至關重要，應該通過預先測定，使兩個電阻的位置達到以下要求1、當硅膠6含水率達到上限時，硅膠容器7(含硅膠6)的重力剛好將阻光板27上拉至透光孔30處于光源25與光敏電阻28之間，使光源25的光穿過透光孔30照射在光敏電阻28上，從而發(fā)出電流信號給程序控制器，令系統(tǒng)進入加熱除水程序。
2、當硅膠6含水率降至下限時．彈簧29的拉力使阻光板27下移到達的位置，剛好是使透光孔30處于光源25與光敏電阻26之間．使光源25的光經(jīng)透光孔30照射在光敏電阻26上，從而發(fā)出電流信號給程序控制器，令系統(tǒng)停止加熱，并進入通風散熱程序。
而當硅膠6含水率在上、下限之間時，透光孔30處于兩個電阻之間的位置，光源25的光不能照在任何一個光敏電阻上。
圖2中各部件的名稱如下6、硅膠；7、硅膠容器；15、繩索；21、滑輪；22、殼體；25、光源；26、28、光敏電阻；27、阻光板；29、彈簧；30、透光孔。
圖2說明光源25連接在阻光板27上，與阻光板27同步移動；硅膠容器7與阻光阻板27均能在一定范圍內(nèi)上下移動，而阻光板27的最大上移位置應限定為透光孔30與光敏電阻28處于同一水平高度(可用機械方法限定)，以防止造成混亂。
本實用新型具有以下優(yōu)點1、結(jié)構(gòu)簡單，因而造價低廉；2、能源利用率高，電耗低，雖然硅膠的加熱除水同樣耗電，但加熱數(shù)公斤硅膠相對比冷卻一百公斤空氣耗電少(見實例)；3、無污染；
圖面說明
圖1是硅膠空氣抽濕器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是
圖1所示抽濕器中重量監(jiān)控裝置的另一種結(jié)構(gòu)形式；圖3是硅膠空氣抽濕器的另一種結(jié)構(gòu)示意圖。
實例1將本實用新型應用于15m2居室。
假設條件1、室內(nèi)高度為3.0m；2、室內(nèi)溫度24℃，相對濕度100％(類似于梅雨季節(jié))；3、與室外換氣量為每24小時100％(打開門窗抽濕是無意義的，完全關閉則不切實際)；4、目標為相對濕度75％。
求得每24小時要將2×(15×3.0)=90(m2)的空氣從相對濕度100％降為75％(90m3空氣的質(zhì)量約為90×1.29=116kg)。查表得24℃時水的蒸氣壓為22.38mmHg，換算成每立方米含水量為23.7g/m3，則90m3含水2133g。
將相對濕度從100％降至75％，即是除去25％水份，所以實際需要吸收除去的水份重量為2133×25％=533(g/24小時)。據(jù)此，將硅膠用量定為2700g(指硅膠凈重)。
2700g硅膠的含水率從7％上升至27％時共吸收540g水，所以硅膠大約是每24小時加熱除水一次。加熱過程的耗電量估計與家庭用小型消毒碗柜使用一次的耗電量差不多，應在0.5度以內(nèi)。而2700g硅膠的體積大約是3升，若整個抽濕器體積是硅膠體積的10倍，則此抽濕器大約是25×30×400m3體型。
抽濕器選用圖3所示的結(jié)構(gòu)形式，其硅膠容器和重量監(jiān)控裝置與
圖1不同，其余部件大體相當。
圖3中硅膠容器31由多個托盤按等距離交叉安裝所組成；重量監(jiān)控裝置由彈簧37、導電片34、上觸片35和下觸片33所組成，其中彈簧37上端與殼體22相連，下端與硅膠容器31上端相連，從而承受了硅膠容器31(含硅膠6)的全部重量，使硅膠容器(含硅膠)能隨自身重量的變化而上、下移動，而導電片34、上觸片35及下觸片33則分別通過電路與程序控制器8相連。
此抽濕器的運作過程與
圖1所示者大致相同?？蓪⒐枘z6的含水率上、下限定為27％、7％(其飽和吸水率應＞31％，其凈重即為2700g)。以下儀就不同之處加以敘述，相同部分不再重復。
運作時，首先是抽濕程序，隨硅膠6重量的增加，硅膠容器31不斷下移，導電片34跟隨下移。當硅膠6含水率達到27％時，導電片34剛好下移至與下觸片33相接觸，使電流得以通過，引發(fā)程序控制器8動作，令抽濕器進入加熱除水程序。當干燥室14的溫度升至100℃以后，程序控制器8控制風門4每分鐘關閉5～10秒，使風扇5的推力將水蒸氣從風門3經(jīng)加熱室19、排氣管24、外出口18強制性排出室外(此時常開孔20正好發(fā)揮作用)。當硅膠6含水率降至7％時，導電片34剛好上移至上觸片35的位置，兩者接觸，電流通過，引發(fā)程序控制器8動作，令系統(tǒng)進入通風散熱程序。上、下觸片的位置應通過實際測試來確定，以保證滿足上述要求。
濕度調(diào)節(jié)器32用于監(jiān)測濕度，并為用戶提供選擇。使用時，由用戶選擇所需要的濕度值，當室內(nèi)濕度降至用戶選擇值時，濕度調(diào)節(jié)器32發(fā)出指令，使抽濕器停止工作。
由前面的計算數(shù)值可知，在相對濕度下降至75％以后，室內(nèi)室外換氣量每達到200％(即交換90m3)，加熱除水程序才進行一次。實際使用時，此抽濕器亦可用于稍大些的室內(nèi)空間(比如30m3)，結(jié)果是抽濕器的工作程序循環(huán)加快，而并無明顯的不良影響。
實際使用時，還應在室內(nèi)空氣出入口(即風門1與風門2)處加裝濾塵裝置。
圖3中各部件的名稱如下1、2、3、4、風門；5、風扇；6、硅膠；8、程序控制器；14、干燥室；16、電熱絲；17、墻；18、外出口；19、加熱室；20、常開孔；22、殼體；23、溫度監(jiān)控器；24、排氣管；31、硅膠容器；32、濕度調(diào)節(jié)器；33、下觸片；34、導電片；35、上觸片；37、彈簧。41、室內(nèi)空氣；42、干燥空氣；43、水蒸氣。
圖3說明與
圖1相同的部件及箭頭，作用與
圖1同；硅膠容器31上的虛線表示氣體可通過；導電片34安裝在硅膠容器31上，能與硅膠容器31作同步上下移動；上觸片35、下觸片33、導電片34的安裝應足夠牢固，能起到限制硅膠容器31活動范圍的作用；必要時可在常開孔20處向下引一條小管。
實例2用于150m2圖書館藏書室。
假設條件室內(nèi)高度3.5m，室溫24℃，相對濕度95％，與室外換氣量每24小時100％，目標濕度70％。
求得24小時內(nèi)需除水6221克。
設計用3臺硅膠空氣抽濕器，每臺用硅膠5000克，每臺體型約為32×32×50cm3，選用
圖1所示的結(jié)構(gòu)形式，并配套安裝濕度調(diào)節(jié)器和濾塵裝置。
按以上計算，首次使用約12小時需加熱除水一次，相對溫度達到70％以后，每24小時需加熱除水一次。若換氣量增加，加熱除水的時間間隔會縮短。
本文中常用到“抽濕”一詞，“抽”指吸收、除去，“濕”指濕氣、水分，“抽濕”可理解為“除水”，主要指除去空氣中的水份。
權利要求1.一種硅膠空氣抽濕器，其特征在于將烘箱與盛有硅膠的硅膠容器組合在一起，同時將硅膠容器與重量監(jiān)控裝置相連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的硅膠空氣抽濕器，其特征在于盛有硅膠的硅膠容器是安裝在烘箱之中。
3.根據(jù)權利要求1所述的硅膠空氣抽濕器，其特征在于硅膠容器與重量監(jiān)控裝置的連接，其中硅膠容器既可以通過繩索與重量監(jiān)控裝置中的秤錘或彈簧相連，也可以直接與重量監(jiān)控裝置中的彈簧相連。
4.根據(jù)權利要求1或3所述的硅膠空氣抽濕器，其特征在于重量監(jiān)控裝置通過與硅膠容器相連接，能在硅膠容器所盛硅膠的含水率達到或超出上、下限時發(fā)出電流信號。
5.根據(jù)權利要求1或2所述的硅膠空氣抽濕器，其特征在于硅膠容器[7]或硅膠容器[31]是安裝在干燥室[14]中。
6.根據(jù)權利要求1或3所述的硅膠空氣抽濕器，其特征在于重量監(jiān)控裝置的結(jié)構(gòu)可以是下列之一(1)由阻擋片[10]、秤錘[9]、阻擋片[11]、秤錘[12]、和阻擋底板[13]按從上至下排列組成，其中秤錘[9]通過繩索[15]與硅膠容器[7]相連，繩索[15]由兩個滑輪[21]承托，秤錘[9]與秤錘[12]間亦用繩索相連；(2)由彈簧[29]、光源[25]、阻光板[27]、光敏電阻[26]、光敏電阻[28]組成，其中彈簧[29]下端與殼體[22]相連，上端與阻光板[27]下端相連，阻光板[27]上端通過繩索[15]與硅膠容器[7]相連，繩索[15]由兩個滑輪[21]承托，而光源[25]與兩個光敏電阻[26]、[28]分別安裝在阻光板[27]兩邊，并由阻光板分隔；(3)由彈簧[37]、導電片[34]、上觸片[35]及下觸片[33]組成，其中彈簧[37]上端與殼體[22]相連，下端與硅膠容器[31]上端相連，而導電片[34]則固定連接在硅膠容器[31]上，能隨硅膠容器[31]上下移動。
7.根據(jù)權利要求6所述的硅膠空氣抽濕器，其特征在于秤錘[9]重量為硅膠容器[7]重量與含水率下限時的硅膠[6]實重之和，而秤錘[12]重量為含水率上、下限之差與硅膠[6]凈重的乘積。
8.根據(jù)權利要求6所述的硅膠空氣抽濕器，其特征在于光源[25]連接在阻光板[27]上，能與阻光板[27]一齊上下移動。
9.根據(jù)權利要求6所述的硅膠空氣抽濕器，其特征在于上觸片[35]與下觸片[33]的位置，使得硅膠[6]含水率達到上限時，導電片[34]剛好下移至與下觸片[33]相接觸，而硅膠[6]含水率達到下限時，導電片[34]剛好上移至與上觸片[35]接觸。
專利摘要硅膠空氣抽濕器是一種以硅膠為工作介質(zhì)的室內(nèi)空氣抽濕裝置,它通過將烘箱與硅膠容器組合在一起,并用重量監(jiān)控裝置控制硅膠的加熱除水過程,從而使整個裝置能自動運作。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單,造價低廉,將其用于干燥室內(nèi)空氣,可獲得低電耗、無污染的良好效果。
文檔編號F24F3/14GK2343514SQ98214419
公開日1999年10月13日 申請日期1998年5月17日 優(yōu)先權日1998年5月17日
發(fā)明者林廷 申請人:林廷