專利名稱：物料真空干燥的方法與裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及物料干燥的方法與裝置，尤其是封閉式的塑膠粒料真空干燥的方法與 裝置。
背景技術：
為了生產(chǎn)出高質量的產(chǎn)品，塑料的干燥對于每一個塑料加工商來說都是必不可 少的。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。選擇合理的干燥技術有 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。提高除濕氣體干燥效率的另一種方法是通過熱電偶和露點受控再生氣 體，而德國Motan公司則利用天然氣作為燃料來降低能源成本。
如果使用傳統(tǒng)的熱風干燥機，干燥時間還需要額外的4小時，而真空干燥機節(jié)省 了這段額外時間。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膠粒被填滿腔體，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，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，從而在塑膠粒內(nèi)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，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，但需要用能源來創(chuàng)造真空，創(chuàng)造真空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(nèi)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
3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，真空的密封 裝置易出故障，能耗相對較高，運轉控制也比較復雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提出新的能耗相對較低的高效干燥物料、尤其是干燥塑料膠料的真 空干燥方法，本發(fā)明目的還在于提出結構簡單、控制也比較方便可靠、效率高的封閉 式塑料膠料真空干燥的裝置。
本發(fā)明的技術方案是封閉式塑料真空除濕干燥的方法由起碼上層和中層二層 或二層以上不同功能的工作室上下疊加集合組成；上層工作室中通入加熱至干燥溫度 的氣體加熱塑料膠粒，達到干燥溫度時即被移至中層工作室中抽真空去濕；上中層工 作室之間采用闊門開啟互相串通物料，所述閥門關閉時各工作室獨立完成各自的工 序。
中層工作室下部設有下層工作室，下層工作室是干燥料的儲運工作室，采用三層 不同功能的工作室上下疊加集合組成；由吸送器將物料輸送至后道加工機械。中層工 作室之間采用閥門開啟互相串通物料，
上中下層工作室在與外界隔離的狀態(tài)下采用閥門啟或閉的方法互相串通或互相 隔離，互相隔離或采用可密封的送料機構；當上層工作室的物料達到干燥溫度時即被 移至中層真空工作室中抽真空；利用重力和上層工作室的熱風吹和下層工作室吸的能 量使物料迅速移倉，且在與外界封閉的環(huán)境中移至下一層工作室。下層工作室為后道 機器提供不間斷地供料。三個工作室的物料傳遞在一個相對封閉的腔體中進行與外界 空氣隔離，有效地保持了物料的干燥和減少能源的消耗。闊門采用氣動、電動或液壓 閥門。
進出料采用閥門結構時，先清空下層儲運工作室后，開啟中層真空工作室的下閥 清空中層工作室后關閉下閥，再開啟中層工作室上閥清空上層工作室后關閉上閥，然 后上層工作室進料，待下層工作室物料將近用完時由傳感器開關指令打開下閥，重復 由下至上先放料后進料的連續(xù)工作。
中層真空工作室的上閥和下閥采用向外開向內(nèi)關的方式，中層真空工作室上閥和 下閥開啟時需失真空的空氣采取下層儲運工作室的干燥空氣，進出料閥關閉后各工作 室、尤其是上下閥關閉后中層真空工作室密封，不受外界環(huán)境空氣干擾污染。
封閉式塑料真空干燥的裝置包括起碼二層上下疊加工作室集合組成；上層工作 室中是通入加熱至干燥溫度氣體的加熱工作室，中層工作室是抽成真空進行除濕的工 作室；上中層工作室之間互相串通并采用閥門啟或閉；上層工作室設有與進料閥加料 器和熱風循環(huán)裝置的連通管，進出料口均設有進出料機構，中層工作室的進出料機構 采用閥門，閥門關閉時各工作室獨立完成各自的工序。
中層工作室下部設有下層工作室，構成上中下三層工作室上下疊加集合；下層工 作室是儲存和吸送物料的工作室；中下層工作室之間采用閥門啟時互相串通或關閉時 各自獨立；下層工作室設有料空信號傳感器，料空信號指示采用光電開關。上中下層 工作室進出料口均設有進出料機構。
當物料達到干燥溫度(視塑料膠粒的不同在60-10(TC)時打開上閥，上工作室的物料即被移至抽成真空的工作室中。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，水分擴散過程被加速了。由于真空的存在， 一般情況下， 物料在中層真空工作室進行真空除濕的時間為15min-70min時，物料被被移出干燥器， 進入下層的干燥儲運室，不間斷地供料給后道機器生產(chǎn)。
本發(fā)明利用重力和上層工作室吹下層工作室吸的能量使物料迅速移倉。進出料如 采用闊門結構時，閥門先開啟中下層放料閥(下閥)清空中層真空室后，即關閉，再 開啟上中層工作室之間的放料閥(上閥)，清空上工作室后即關閉，然后上層工作室 進料，各工作室獨立完成工序后，由下至上先放料后進料循環(huán)往復工作，不間斷地為 機器供料。
本發(fā)明的有益效果是當物料達到干燥溫度(視塑料膠粒的不同在60-100'C)時 即被移至抽成真空的工作室中。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，水分擴散過程被加速了。由于真空的存在，從而在膠粒內(nèi)部與 周圍空氣之間產(chǎn)生了更大的壓力差。除濕效率提高，除濕時間縮短；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；尤其是本發(fā)明結構簡單可靠、運行能耗 很低，能耗只有熱風除濕干燥機的六分之一，除濕效率很高，除濕的時間只有20分 鐘，是熱風除濕干燥機的十二分之一，大大降低了生產(chǎn)成本。且裝置為立式疊加集合 組成，占地小，結構緊湊，封閉性能好，由于工作室之間為上下連在一起與外界完全 隔離，物料轉換功能時在一個相對封閉的環(huán)境中完成，不會造成熱能和干燥度的流失， 特別是可靠的避免了外界空氣對物料的污染，降低了能源消耗，提高了產(chǎn)品質量。中 層真空工作室上下閥開啟時需失真空的空氣采取下層儲運工作室的干燥空氣，保持了 顆粒的干燥度，提高了產(chǎn)品質量，節(jié)約了能源。物料在移送過程中變化了各顆粒的排 列位置，使干燥的效率提高。本發(fā)明尤其是用于對塑料膠粒的干燥。


圖1為本發(fā)明結構示意圖
1:上閥氣缸，2:機械控料結構，3:進料口 ， 4:上層加熱工作室，5:熱風循 環(huán)加熱器，6:上層工作室保溫層，7:網(wǎng)斗，8:真空抽口過濾器，9:上閥2, 10: 中層真空工作室，11:橡膠密封圈，12:電磁換向閥，13:回氣管過濾器，14:下閥， 15:下層儲運工作室，16:真空泵，17:玻璃管，18:光電開關，19:下閥氣缸，20: 放料閥，21:放料口， 22:滾輪支架，23:萬向輪，24:吸料抽風口。
具體實施例方式
本發(fā)明起碼有二層，通常用三層工作室疊加封閉構成，上層工作室設有進料閥門 或加料器，上中下層工作室設有上下闊門，關閉時各工作室獨立完成各自的工序。上 層工作室設有氣體加熱循環(huán)裝置，采用的裝置是熱風循環(huán)裝置，有一加熱器和熱風管 道通過風機的進風和出風與上層工作室的上下連通循環(huán)工作，將上層工作室的物料加 熱至干燥溫度。物料達到干燥溫度時即打開上閥被移至中層真空工作室中進行真空除 濕；上中下層互相串通并采用閥門啟或閉；閥門關閉時各工作室獨立完成各自的工序。 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，物料在中層真空工作室進1亍真空除濕 的時間為15min-70min時打開下閥，物料被移出真空工作室至下層儲運工作室。主要 功能是通過加熱器熱風循環(huán)將物料加熱至干燥溫度，為中層真空室作前期準備工作。 中層真空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，下層工作室主要的功能是儲存干燥物料不斷向機器供 料。
上中下三層工作室之間即中層工作室的進出料口，設有上閥下閥，起關、啟作用， 使三室有效相隔又有效相通。上層工作室設有物料取料器及控制器，控制器采用機械 和時間控制相結合，配有熱風循環(huán)加熱裝置。中層工作室設有真空產(chǎn)生器或真空泵及 電磁換向閥，下層工作室配有光電開關和吸送料裝置。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。上閥下閥的閥 門片與閥座設有密封面，為了掃除閥座密封面上可能積留的物料，本發(fā)明特在閥門片 密封面的內(nèi)緣設有一圏略大于閥座密封面直徑的橡膠片，此橡膠片在閥門閉合時將積 留的物料掃除，又不影響閥門的啟閉。
初始自動控制專門為新機、空機和機器停止時間過久中層、下層工作室的物料 需要重返原料倉設計。開機后上層工作室的物料加熱20分鐘后移入中層真空室，抽 真空20分鐘后物料再移入下層干燥物料儲運室，進入自下而上的自動控制正常狀態(tài)。
手動控制專門為設備檢修用，每個工作室都可單獨控制試動作。
自動控制真空除濕機一旦進入正常狀態(tài)就可以自動控制全過程，自動控制的流
程為下層吸送料口的光電開關得到料空信號即指揮電磁閥換向，向真空室回氣下閥打 開，這時中層真空室的干燥物料迅速進入下層儲運工作室，關閉下閥，然后打開上閥 將上層工作室加熱好的物料迅速移入中層真空室后，關閉上閥，電磁閥換向抽真空除 濕，待下層物料即將用完光電開關發(fā)出料空信號，重復自下而上的工作程序。
特殊情況的控制1)開閥時突然失電，閥門依靠彈簧恢復關閉狀態(tài)。
2) 進料機械控制器失靈，依靠時間控制器控制，防止送料堵塞。
3) 上閥打開時進料停止，上閥關閉后進料受料位控制器和時間控制器指導停止送料。
4) 下層光電不通，下閥不打開，下閥不關閉，上閥不打開，上閥不關閉，送料
不工作。
5) 真空泵突然失電時，電磁閥迅速切斷真空抽氣管，防止真空泵油回入真空室。
6) 光電開關失靈，機器停止工作。
7) 真空室上方裝有露點計，用于測試真空室內(nèi)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)明上中下層移倉時可利用 重力和上層熱風吹5，下層吸送料19的能量使物料迅速移倉，即移至下一層工作室， 進出料采用閥門結構時首先清空下層儲運工作室15，然后打開中下層的下閥14，中 層真空工作室清空后，下閥關閉，再開啟上中工作室之間的上閥9，上層工作室清空 后，關閉上閥，同時真空除濕機啟動，然后上層工作室進料，待下層儲運工作室的物料即將用完光電開關控制打開下閥，中層真空室的物料又進入儲運工作'室，重復以上 各工作室按照由下至上先放料后進料的工作程序循環(huán)工作。
閥門采用對開對關方式，關閉后各工作室、尤其是真空室密封，不受外界環(huán)境干擾。
塑料真空干燥的裝置由起碼二層或者兩層以上，通常用三層工作室上下疊加集合組 成；上層工作室中是通入加熱至干燥溫度氣體的加熱工作室，中層工作室是抽真空進 行除濕的工作室，下層工作室為儲存吸送物料的工作室；上中下層工作室之間互相串 通并采用閥門啟或閉；上層工作室設有進料閥門或加料器，上中下層工作室進出口均 設有進出料機構，進出料機構可以是閥門，閥門關閉時各工作室獨立完成各自的工序。 物料到了下層儲送工作室，由吸送料器將物料輸送至塑料加工機械(注塑或成膜機械 等)。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0.015%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料倉 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、封閉式塑料真空除濕干燥的方法其特征是由起碼上層和中層二層不同功能的工作室上下疊加集合組成；上層工作室中通入加熱至干燥溫度的氣體加熱塑料膠粒，達到干燥溫度時即被移至中層工作室中抽真空去濕；上中層工作室之間采用閥門開啟互相串通物料，所述閥門關閉時各工作室獨立完成各自的工序。
2、 根據(jù)權利要求1所述的封閉式塑料真空除濕干燥的方法其特征是中層工作 室下部設有下層工作室，下層工作室是干燥料的儲運工作室，采用三層不同功能的工 作室上下疊加集合組成；由吸送器將物料輸送至后道加工機械，中層工作室之間采用 閥門開啟互相串通物料。
3、 根據(jù)權利要求2所述的封閉式塑料真空除濕干燥的方法其特征是上中下層 工作室在與外界隔離的狀態(tài)下采用閥門啟或閉的方法互相串通或互相隔離，互相隔離 或采用可密封的送料機構；當上層工作室的物料達到干燥溫度時即被移至中層真空工 作室中抽真空；利用重力和上層工作室的熱風吹和下層工作室吸的能量使物料迅速移 倉，且在與外界封閉的環(huán)境中移至下一層工作室。
4、 根據(jù)權利要求2所述的封閉式塑料真空除濕干燥的方法其特征是進出料采 用閥門結構時，先清空下層儲運工作室后，開啟中層真空工作室的下閥清空中層工作 室后關閉下閥，再開啟中層工作室上閥清空上層工作室后關閉上閥，然后上層工作室 進料，待下層工作室物料將近用完時由傳感器開關指令打開下閥，重復由下至上先放 料后進料的連續(xù)工作。
5、 根據(jù)權利要求2或3所述的封閉式塑料真空除濕干燥的方法其特征是中層 真空工作室的上閥和下閥采用向外開向內(nèi)關的方式，中層真空工作室上閥和下閥開啟 時需失真空的空氣采取下層儲運工作室的干燥空氣，進出料閥關閉后各工作室、尤其 是上下閥關閉后中層真空工作室密封，不受外界環(huán)境空氣干擾污染。
6、 封閉式塑料真空干燥的裝置其特征是包括起碼二層上下疊加工作室集合組 成；上層工作室中是通入加熱至干燥溫度氣體的加熱工作室，中層工作室是抽成真空 進行除濕的工作室；上中層工作室之間互相串通并采用閥門啟或閉；上層工作室設有 與進料閥加料器和熱風循環(huán)裝置的連通管，進出料口均設有進出料機構，中層工作室的進出料機構采用閥門，閥門關閉時各工作室獨立完成各自的工序。
7、 根據(jù)權利要求6所述的封閉式塑料真空干燥的裝置其特征是中層工作室下 部設有下層工作室，構成上中下三層工作室上下疊加集合；下層工作室是儲存和吸送 物料的工作室；上中下層工作室之間采用閥門啟時互相串通或關閉時各自獨立；下層 工作室設有料空信號傳感器，上中下層工作室進出料口均設有進出料機構。
8、 根據(jù)權利要求7所述的封閉式塑料真空干燥的裝置其特征是中層真空工作 室上下閥開啟時需失真空的空氣采取下層儲運工作室的干燥空氣。
9、 根據(jù)權利要求6所述的封閉式塑料真空干燥的裝置其特征是閥門采用氣動、 電動或液壓閥門。
10、 根據(jù)權利要求7所述的封閉式塑料真空干燥的裝置其特征是中層真空工作 室設有上下閥門，上下閥門采用向外開向內(nèi)關的結構。
全文摘要
封閉式塑料真空除濕干燥的裝置由起碼上層和中層二層不同功能的工作室上下疊加集合組成；上層工作室中通入加熱至干燥溫度的氣體加熱塑料膠粒，達到干燥溫度時即被移至中層工作室中抽真空去濕；上中層工作室之間采用閥門開啟互相串通物料，所述閥門關閉時各工作室獨立完成各自的工序。尤其是中層工作室下部設有下層工作室，下層工作室是干燥料的儲運工作室，采用三層不同功能的工作室上下疊加集合組成。本發(fā)明結構簡單可靠、運行能耗很低，本發(fā)明的物料真空除濕干燥裝置為立式疊加集合組成，占地小，結構緊湊，封閉性能好，由于工作室之間為上下連在一起與外界完全隔離，物料轉換功能時在一個相對封閉的環(huán)境中完成。
文檔編號F26B7/00GK101561217SQ20081002387
公開日2009年10月21日 申請日期2008年4月18日 優(yōu)先權日2008年4月18日
發(fā)明者王敬達 申請人:王敬達