一種單粒徑液滴噴霧干燥塔的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種單粒徑液滴噴霧干燥塔，它是一種經(jīng)過(guò)干燥過(guò)程將大小均一的液滴形成大小均一的顆粒的設(shè)備，可應(yīng)用于科研和產(chǎn)品開發(fā)，屬于機(jī)械領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]噴霧干燥技術(shù)作為現(xiàn)今最重要的顆粒制造技術(shù)之一，其液滴干燥過(guò)程的規(guī)律一直是科研工作者和企業(yè)的工程技術(shù)人員苦苦尋找的。于此同時(shí)功能性顆粒材料作為一種新型材料也越來(lái)越受到人們的重視，對(duì)顆粒理化性質(zhì)的研究成為當(dāng)下的熱點(diǎn)之一。
[0003]液滴干燥成顆粒的過(guò)程主要受到熱風(fēng)的溫度、濕度，液滴尺寸及其分布和化學(xué)組成等變量的影響。對(duì)于功能性顆粒材料研究，如微膠囊的緩釋受到顆粒尺寸，包裹壁材，消化吸收系統(tǒng)等變量的影響。介孔材料的吸附性能同樣受到顆粒比表面積(即顆粒尺寸)，微孔大小及數(shù)量和化學(xué)組成等變量的影響。無(wú)論從事顆粒的動(dòng)力學(xué)、微結(jié)構(gòu)還是理化性質(zhì)的研究，顆粒尺寸始終是一個(gè)重要的影響因數(shù)。對(duì)于科研而言，總希望變量越少越好。噴霧造粒中最大的難題是如何把顆粒大小的影響孤立出來(lái)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]為了解決上述存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型公開了一種單粒徑液滴噴霧干燥塔，本單粒徑液滴噴霧干燥塔制備的顆粒尺寸均一，人為將顆粒尺寸這一不可控的變量變成一個(gè)定量，消除了同一批次樣品中顆粒尺寸不均一對(duì)基礎(chǔ)研究的影響。
[0005]一種單粒徑液滴噴霧干燥塔，其特征是包括供風(fēng)系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、進(jìn)料系統(tǒng)、霧化系統(tǒng)、干燥室和收集盤；
[0006]所述供風(fēng)系統(tǒng)通過(guò)加熱系統(tǒng)連接到干燥室，所述進(jìn)料系統(tǒng)與固定安裝在干燥室頂部的霧化系統(tǒng)連通，所述干燥室的底部設(shè)置有顆粒出口，所述收集盤設(shè)置在顆粒出口下方；
[0007]所述供風(fēng)系統(tǒng)包括有風(fēng)機(jī)，所述加熱系統(tǒng)包括有加熱器，所述加熱器的進(jìn)風(fēng)端與風(fēng)機(jī)通過(guò)風(fēng)管連通，加熱器的出風(fēng)端通過(guò)布風(fēng)管連通到干燥室的頂部；
[0008]所述進(jìn)料系統(tǒng)包括有料罐，所述霧化系統(tǒng)包括有若干個(gè)霧化器，料罐與霧化器連通，所述霧化器的噴嘴中設(shè)置有環(huán)形的壓電陶瓷，壓電陶瓷通過(guò)導(dǎo)線連接波形發(fā)生器。
[0009]所述供風(fēng)系統(tǒng)還包括有控制器和變頻器，所述控制器設(shè)置有空氣流量的數(shù)值，并將該空氣流量的數(shù)值信號(hào)傳輸給變頻器，變頻器將該數(shù)值信號(hào)處理轉(zhuǎn)換成頻率信號(hào)，并將該頻率信號(hào)發(fā)送給風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)根據(jù)該頻率信號(hào)泵送該空氣流量的空氣到加熱器。
[0010]所述加熱系統(tǒng)還包括溫控器、熱電偶和電壓調(diào)整器，所述溫控器、電壓調(diào)整器、力口熱器和熱電偶順序串聯(lián)，形成閉環(huán)控制系統(tǒng)，所述溫控器設(shè)置有預(yù)定的溫度數(shù)值，溫控器將該溫度數(shù)值處理成相應(yīng)信號(hào)，并通過(guò)信號(hào)線發(fā)送給電壓調(diào)整器，電壓調(diào)整器根據(jù)該信號(hào)調(diào)整加熱器的加熱功率。
[0011]所述加熱器的熱風(fēng)出口端通過(guò)風(fēng)管連接到設(shè)置在干燥室內(nèi)部的布風(fēng)管，布風(fēng)管的下面設(shè)置有布風(fēng)板。
[0012]所述進(jìn)料系統(tǒng)還包括調(diào)壓閥、壓力表、溫控器和固態(tài)開關(guān)，所述料罐的外周包裹有加熱板，料罐的頂部設(shè)置一個(gè)可拆卸的頂蓋，頂蓋的中心設(shè)置有一根接通到料罐內(nèi)的壓縮空氣管，所述壓縮空氣管上設(shè)置有調(diào)壓閥和壓力表，所述料罐內(nèi)設(shè)置有熱電偶，所述溫控器、固態(tài)開關(guān)、加熱板和熱電偶串聯(lián)，溫控器內(nèi)設(shè)置預(yù)設(shè)溫度，該預(yù)設(shè)溫度為料罐需達(dá)到的溫度數(shù)值，溫控器將該預(yù)設(shè)溫度處理成相應(yīng)的信號(hào)并通過(guò)信號(hào)線發(fā)送給固態(tài)開關(guān)，固態(tài)開關(guān)控制加熱板的加熱功率，熱電偶感應(yīng)料罐內(nèi)的環(huán)境溫度，并及時(shí)將該環(huán)境溫度信息傳送給溫控器，溫控器比對(duì)料罐內(nèi)的環(huán)境溫度與預(yù)設(shè)溫度，當(dāng)料罐內(nèi)的環(huán)境溫度高于預(yù)設(shè)溫度時(shí)，固態(tài)開關(guān)關(guān)閉加熱板，當(dāng)料罐內(nèi)的環(huán)境溫度低于預(yù)設(shè)溫度時(shí)，固態(tài)開關(guān)打開加熱板，且料罐內(nèi)的環(huán)境溫度低于預(yù)設(shè)溫度的溫差越大，加熱板的加熱功率越大，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。
[0013]所述料罐的底部設(shè)置有與霧化器等數(shù)量的出料管，每根出料管分別連接到一個(gè)霧化器，料罐的側(cè)壁上部設(shè)置有進(jìn)料管，側(cè)壁下部設(shè)置有回料管，所述進(jìn)料管和回料管分別與循環(huán)泵的出口端和進(jìn)口端連通，所述循環(huán)泵連接電機(jī)，料罐內(nèi)傾斜設(shè)置有篩板，篩板從回料管的下邊沿向著相對(duì)側(cè)傾斜升高，篩板的四周料罐的內(nèi)壁固定，所述篩板設(shè)置有圓環(huán)形狀或者直線形狀的篩縫，所述篩縫貫穿過(guò)篩板。
[0014]所述所有的霧化器均固定安裝在升降板中，干燥室的頂部中心設(shè)置通孔，干燥室的頂部設(shè)置均勻圍繞在通孔四周的若干根導(dǎo)軌，導(dǎo)軌的上部固定設(shè)置有固定板，固定板的下表面設(shè)置有與升降板連接的氣缸，氣缸能夠帶動(dòng)升降板升降穿過(guò)通孔，升降板貫穿在導(dǎo)軌上。
[0015]所述霧化器內(nèi)部中心設(shè)置有玻璃管，所述玻璃管的外面設(shè)置有壓電陶瓷，壓電陶瓷與波形發(fā)生器連接，玻璃管的頂端與來(lái)自料罐底部的出料管連通，玻璃管的底端設(shè)置有噴嘴，玻璃管的四周設(shè)置有包圍玻璃管的分散器，分散器內(nèi)設(shè)置有圍繞玻璃管四周的冷卻水通道，冷卻水通道的外周設(shè)置有環(huán)形通道，環(huán)形通道的底端設(shè)有向著噴嘴方向直線傾斜并且逐漸縮小的噴風(fēng)通道，噴風(fēng)通道的下端口位于噴嘴的下方。
[0016]所述環(huán)形通道連接一根壓縮空氣管，該壓縮空氣管上設(shè)置有調(diào)節(jié)閥和轉(zhuǎn)子流量計(jì)，所述冷卻水通道通過(guò)冷水管連接著冷水槽，冷卻水通道中的水經(jīng)過(guò)回水管連接到冷水槽。
[0017]所述干燥室內(nèi)設(shè)置有若干個(gè)熱電偶，該若干個(gè)熱電偶均與位于干燥室外面的顯示屏連接。
[0018]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0019]供風(fēng)系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、進(jìn)料系統(tǒng)和霧化系統(tǒng)均能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，節(jié)省人工操作，且控制準(zhǔn)確，利用該設(shè)備可以制造出粒徑均一的液滴并且經(jīng)過(guò)干燥過(guò)程得到粒徑均一、質(zhì)地均一的顆粒。該設(shè)備能夠制備粒徑均一的顆粒，適合于實(shí)驗(yàn)室和工廠的研發(fā)。能夠?yàn)楣I(yè)生產(chǎn)過(guò)程提供有力的數(shù)據(jù)支撐。
[0020]本實(shí)用新型可以適用于各種不同的試驗(yàn)物料，根據(jù)不同的試驗(yàn)物料的性能，設(shè)置相對(duì)應(yīng)的供風(fēng)系統(tǒng)的空氣流量、加熱系統(tǒng)的預(yù)設(shè)溫度、進(jìn)料系統(tǒng)的預(yù)設(shè)溫度，達(dá)到理想的試驗(yàn)效果。
[0021]本實(shí)用新型的工作原理是:
[0022]將料罐的頂蓋下去，在料罐中投放適量的待試驗(yàn)物料，投放物料結(jié)束后，將頂蓋與料罐的密封固定，通過(guò)壓縮空氣管以及設(shè)置在該壓縮空氣管上的調(diào)壓閥和壓力表調(diào)節(jié)料罐內(nèi)的空氣壓，啟動(dòng)進(jìn)料系統(tǒng)中的溫控器、固態(tài)開關(guān)、加熱板和熱電偶，在溫控器內(nèi)設(shè)置該物料的合適溫度，溫控器、固態(tài)開關(guān)、加熱板和熱電偶自行閉環(huán)控制料罐內(nèi)的溫度；
[0023]在供風(fēng)系統(tǒng)中的控制器內(nèi)設(shè)置符合該物料的空氣流量參數(shù)，同時(shí)打開控制器、變頻器和風(fēng)機(jī)，供風(fēng)系統(tǒng)以設(shè)定的空氣流量向加熱系統(tǒng)泵送空氣；
[0024]在加熱系統(tǒng)中的溫控器中設(shè)定溫度，該預(yù)設(shè)溫度是與該物料相匹配的空氣溫度，啟動(dòng)加熱系統(tǒng)，在溫控器、電壓調(diào)整器、加熱器和熱電偶的閉環(huán)控制作用下，加熱器給布風(fēng)管輸送預(yù)設(shè)溫度的熱風(fēng)；
[0025]布風(fēng)管和布風(fēng)板共同作用，使熱風(fēng)均勻的分布于干燥室內(nèi)，有利于物料的均勻顆粒成型；
[0026]通過(guò)氣缸將升降板升起，升高位于通孔的上方，霧化器跟隨升降板一起升起，通過(guò)與霧化器連接的壓縮空氣管，向著霧化器中的環(huán)形通道桶通入壓縮空氣，同時(shí)通過(guò)設(shè)置在該壓縮空氣管上的調(diào)節(jié)閥和轉(zhuǎn)子流量計(jì)，調(diào)節(jié)適合于該物料的壓縮空氣流量，通過(guò)冷水管向霧化器中的冷卻水通道中通入冷水，啟動(dòng)波形發(fā)生器和電機(jī)，物料從霧化器中噴出，使用相機(jī)從通孔中拍照，獲取霧化器噴射出去的物料變化圖片，據(jù)此判斷物料的顆粒成型動(dòng)態(tài)，調(diào)整到最佳的物料顆粒成型動(dòng)態(tài)后，將升降板下降，升降板置于通孔中間，實(shí)現(xiàn)干燥室內(nèi)物料均勻顆粒成型。
[0027]本實(shí)用新型中篩板傾斜設(shè)置，有利于物料能順利進(jìn)入回料管，同時(shí)篩板上的篩縫能阻擋大顆粒物料進(jìn)入霧化器，且篩縫自身不會(huì)出現(xiàn)大面積的堵塞，有利于物料的正常供應(yīng)。在電機(jī)的運(yùn)行作用下，停留在篩板上的物料從回料管進(jìn)入循環(huán)泵，循環(huán)泵將物料從進(jìn)料管輸送到料罐的上部，并進(jìn)入料罐，物料在料罐中自由墜落到篩板上，顆粒能通過(guò)篩板的物料，掉落到篩板下面，被輸送到霧化器，進(jìn)而在干燥室內(nèi)被顆粒成型。
[0028]經(jīng)過(guò)干燥室顆粒成型的物料顆粒從干燥室底部的顆粒出口排出，并被收集盤收集。設(shè)置在干燥室內(nèi)的若干個(gè)熱電偶能檢測(cè)干燥室內(nèi)的溫度，并將干燥室內(nèi)的溫度及時(shí)顯示在顯示屏上，便于干燥室內(nèi)的溫度檢測(cè)，同時(shí)能夠作為科研研究的一個(gè)參考因素。
【附圖說(shuō)明】
[0029]圖1是本實(shí)用新型的連接狀態(tài)示意圖，
[0030]圖2是本實(shí)用新型的進(jìn)料系統(tǒng)的連接狀態(tài)示意圖，
[0031]圖3是圖2中的篩板的A向視圖，
[0032]圖4是本實(shí)用新型的霧化器的縱向剖面視圖，
[0033]圖5是圖4的B-B向截面視圖，
[0034]附圖標(biāo)記列表:a—供風(fēng)系統(tǒng)，b一加熱系統(tǒng)，c一進(jìn)料系統(tǒng)，d一霧化系統(tǒng)，I一干燥室，2—顆粒出口，3—收集盤，4一風(fēng)機(jī)，5—加熱器，6—風(fēng)管,7—布風(fēng)管,8—布風(fēng)板，9—料罐，10—霧化器，11—噴嘴，12—壓電陶瓷，13—波形發(fā)生器，14 一控制器，15—變頻器，16—溫控器，17—熱電偶，18 —電壓調(diào)整器，19—調(diào)壓閥，20—壓力表，21—固態(tài)開關(guān)，22—加熱板，23—頂蓋，24—壓縮空氣管，25—出料管，26—進(jìn)料管，27—回料管，28—循環(huán)泵，29—電機(jī)，30一篩板,31一升降板,32一通孔,33一氣缸,34一固定板，35一導(dǎo)軌,36一玻璃管，37一分散器，38—冷卻水通道,39—環(huán)形通道,40—噴風(fēng)通道,41—調(diào)節(jié)閥,42—轉(zhuǎn)子流量計(jì)， 43—顯示屏，44 一冷水槽，45—冷水管，46—回水管。
【具體實(shí)施方式】
[0035]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】，進(jìn)一步闡明本實(shí)用新型。應(yīng)理解下述【具體實(shí)施方式】?jī)H用于說(shuō)明本實(shí)用新型而不用于限制本實(shí)用新型的范圍。
[0036]圖1是本實(shí)用新型的連接狀態(tài)示意圖，由圖可見(jiàn)，本單粒徑液滴噴霧干燥塔，包括供風(fēng)系統(tǒng)a、加熱系統(tǒng)b、進(jìn)料系統(tǒng)C、霧化系統(tǒng)d、干燥室I和收集盤3 ;所述干燥室I的底部設(shè)置有顆粒出口 2，所述收集盤3設(shè)置在顆粒出口 2下方；經(jīng)過(guò)干燥室I干燥成型的物料顆粒從干燥室I底部的顆粒出口 2排出，被收集盤3收集。
[0037]所述供風(fēng)系統(tǒng)a包括有風(fēng)機(jī)4、控制器14和變頻器15，所述控制器14設(shè)置有空氣流量的數(shù)值，并將該空氣流量的數(shù)值信號(hào)傳輸給變頻器15，變頻器15將該數(shù)值信號(hào)處理轉(zhuǎn)換成頻率信號(hào)，并將該