一種流場均勻的熱風循環干燥箱及其調勻方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種干燥設備，尤其涉及一種熱風循環干燥設備及其干燥均勻化方法。
【背景技術】
[0002]干燥設備是農作物干燥過程的重要設備之一，不同的干燥對象有不同的干燥方法，其中熱風干燥方式是當前實際應用中較多的一種干燥方式。然而，熱風穿流干燥室內會出現因氣流分布不均勻而導致干燥效率低下、干燥產品品質下降、干燥能耗增加等諸多問題。針對由熱風爐、排煙風機、換向機構、風道及烘干箱等部件組成的戶用普通熱風穿流干燥設備開展了一系列的實驗研究，烘干箱熱風由熱風爐提供，換向機構可使熱風上下交替進入烘干箱。干燥烘箱為立方體，從上至下均勻擺放14層干燥盤，由沿兩端壁面焊接的支撐板托住，熱風從烘箱底面的熱風分布器中均勻進入。實驗結果表明，該干燥系統交替進風干燥時，箱內14盤干燥盤的最上面3層和最下面3層的干燥狀態比中間8層更快，而每盤都一定程度出現周邊干燥速度遠大于中央區域的情況，使得中間區域呈現一塊“濕島”。不僅導致物料完成干燥過程的時間不一致，從而影響最終干燥能耗和產品品質；而且還會導致“濕島”上的物料長時間處于高溫高濕且缺氧的狀態，其中的微生物發酵使得物料壞死，極大影響了物料的得率和廣品品質。
[0003]對于這一問題，不少學者進行了研究，殷勇等人的文獻《提高箱式穿流干燥室流場均勻性的研究》(發表于《農業機械學報》1993年，24卷，第3期)認為利用空載冷態時干燥箱內的空氣流場分布作為表征干燥過程均勻性的指標是合理的；并提出了在入風口和出風口加均風板對內部流場進行干涉的措施，即在進風口及與之相鄰的物料盤之間加設一多孔板(均風板)形成勻風室，使氣流充分混合，提高整個干燥室內氣流分布的均勻性。均風板通常是在不同位置開設不同孔徑的小孔，從而改變了進入小孔的風速大小，一定程度降低了干燥箱內的不均勻現象，然而這種結構卻不能改變進入箱內的風向，也不具備可調節性。本發明同樣從干燥室內熱風均勻分布的角度出發，設計了一種可改變進入箱內的熱風風速，同時可調節風向的布風裝置。具有該布風裝置的熱風循環干燥箱，其箱內熱風流場可更均勻分布，從而提高干燥效率。
【發明內容】
[0004]本發明針對現有干燥設備在農副產品干燥過程存在干燥不均勻的現象，提供了一種帶新型布風裝置的流場均勻的熱風循環干燥箱。
[0005]本發明改善上述技術問題的方案如下:流場均勻的熱風循環干燥箱包括干燥箱1、進風道7、出風道9、上總風道12、上布風道3、下總風道6、下布風道5、上布風裝置2、下布風裝置4，下布風裝置4設置在干燥箱I下部，上布風裝置2設置在干燥箱I上部，進風道7通過下總風道6與設置在下布風裝置4下方的下風布道5連通，設置在上布風裝置2上方的上布風道3通過上總風道12與出風道9連通，出風道9與進風道7連通，出風道9上設有排風機14，進風道7的一端設有循環熱風的加熱熱源8，上總風道12和下總風道6之間由風道隔板11隔開，出風道9上設有除濕排氣裝置10;上布風裝置2和下布風裝置4的結構相同，該結構包括3個以上的葉片19、傳動機構、調節按鈕13、與葉片數目形同的旋轉軸20，旋轉軸20兩端通過軸承安裝在干燥箱前后內壁上，葉片19固定在旋轉軸20上，傳動機構包括驅動件和終端傳動件，驅動件與設置在干燥箱I外的調節按鈕13相連，終端傳動件與旋轉軸20同軸連接。
[0006]所述傳動機構為齒輪齒條傳動機構，其驅動件為與調節按鈕13相連的驅動齒輪16，驅動齒輪16設置在傳動齒條15—端并與其嗤合，傳動齒條15設置在干燥箱內且與3個以上傳動齒輪17組成的終端傳動件嚙合，傳動齒輪17與旋轉軸20—端同軸連接。
[0007]所述傳動機構為齒輪齒條傳動，其驅動件為與調節按鈕13相連的驅動齒輪16，驅動齒輪16設置在傳動齒條15—端并與其嚙合，傳動齒條15設置在干燥箱內且與位于傳動齒條15中部的一個傳動齒輪17構成的終端傳動件嚙合，該傳動齒輪17與I個旋轉軸20—端同軸連接，設置在旋轉軸20上的葉片19通過I根以上連桿18與其他葉片連接為一個整體。
[0008]所述傳動機構為帶傳動，其驅動件為與調節按鈕13相連的帶輪，終端傳動件為I個或2個傳動帶輪22，帶輪通過傳動帶21與傳動帶輪22相連，傳動帶輪22與旋轉軸20—端同軸連接，設置在旋轉軸20上的葉片19通過I根以上連桿18與其他葉片連接為一個整體。
[0009]所述連桿18為高強度槽鋼或角鋼。
[0010]所述葉片為輕質鋁合金薄片或高強度塑料薄片，葉片的寬度為14?20cm。
[0011 ]每組葉片、旋轉軸和終端傳動件的結構尺寸均相同。
[0012]所述除濕排氣裝置10為常規排濕排氣設備。
[0013]本發明裝置熱風由進風道7進入干燥箱一側的下總風道6，繼而進入下風布道5，通過下布風裝置4以一定速度和方向進入干燥箱I內，與干燥箱內物料進行傳熱傳質后經上布風裝置2進入上布風道3，再流入上總風道12，并從設有排風機14的出風道9流出，循環熱風在加熱熱源8中升溫開始下一輪循環，上總風道12和下總風道6之間由風道隔板11隔開，在出風道9上還開設有除濕排氣裝置10。與傳統的布風板不同，上布風裝置和下布風裝置采用百葉片形式，上布風裝置2和下布風裝置4的結構相同，包括多個葉片19、傳動機構、調節按鈕、旋轉軸;傳動機構可為齒輪齒條傳動或帶傳動，以齒輪齒條傳動為例，包括與調節按鈕13連接的驅動齒輪16和傳動齒條15，通過調節按鈕13(手動或微型電機)旋轉驅動齒輪16時，與之嚙合的傳動齒條15開始左右移動，繼而帶動與傳動齒條嚙合的多個傳動齒輪17旋轉，傳動齒輪17同軸連接在沿干燥箱左右距離均勻布置的旋轉軸20的前端，旋轉軸20兩端通過軸承固定在干燥箱的前后壁面，每個旋轉軸20上都連接有一個中間開孔的葉片19。可見，傳動齒輪17的旋轉帶動了旋轉軸20，繼而帶動了每個葉片的旋轉；由于每個與傳動齒條齒條嚙合的傳動齒輪17具有相同尺寸，所以能保證葉片相同的旋向。
[0014]在上述方案中，齒條齒輪傳動裝置還可以簡化，無需設置多個傳動齒輪17，只需在傳動齒條中間位置設置一個與之嚙合的傳動齒輪17，而在每個葉片的前后兩端通過開孔卡住的方式布置兩根連桿18。唯一傳動齒輪17旋轉時，同軸的葉片開始旋轉，兩根連桿18又保證了其余葉片同步旋轉，實現了相同功能。還可將齒輪齒條傳動改為帶傳動，由傳動帶21和傳導帶輪22組成，前I?2片葉片各對應設置傳動帶輪22，傳動帶輪22同樣連接在相應編號的沿干燥箱左右距離均勻布置的旋轉軸20的一端，同軸帶動軸上葉片旋轉，其余葉片通過連桿實現同步旋轉。
[0015]以旋轉軸心為原點，定義葉片上部分與向右水平線之間的夾角為旋轉角，事先對不同傳動方式的原始驅動即調節按鈕13的動作與葉片旋轉角之間的對應關系進行標定。干燥一開始可將下布風裝置4的葉片旋轉角調至O?45°，上布風裝置2的葉片旋轉角調至90?135°，可使進出風風阻都降低，風速加大，快速帶走物料表面水分。60分鐘后，每隔30分鐘將上布風裝置2的葉片旋轉角逐漸調至O?45°，增加出風風阻，讓熱風在干燥箱內多停留一段時間，帶走物料內部更難蒸發的水分。在干燥中期180?360分鐘，每隔60分鐘可逐漸將下布風裝置4的葉片旋轉角調至45?135°，增加向遠端(干燥箱右側)進入的熱風量，改善干