阅读说明：本技术 一种全自动干燥炉 (Full-automatic drying furnace ) 是由 叶崇 黄东 伍孝 余洋 吴晃 叶高明 张岳峰 刘玲 刘金水 于 2020-04-17 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种全自动干燥炉,该全自动干燥炉包括具有加热腔的炉体、与加热腔连接的新风补充系统以及一端与加热腔连接、另一端与新风补充系统连接的湿气排放系统,新风补充系统和湿气排放系统在加热腔内产生的压力差使炉体内形成负压,炉体的两端开设炉口,从炉口进入加热腔的空气与加热腔内产生的气流产生对冲。本发明公开的全自动干燥炉湿气排放系统与新风补充系统相互连接,通过将热湿气与新风进行热交换后再排放,提高了热能源的重复利用,降低了能源损耗；通过调节湿气排放量和新风补充量的相对大小使炉体内形成负压,负压与从炉口进入加热腔内的气流产生对冲,阻止了循环风上升的气流,显著的降低了烟囱效应的发生。(The invention discloses a full-automatic drying furnace, which comprises a furnace body with a heating cavity, a fresh air supplement system connected with the heating cavity and a moisture discharge system, wherein one end of the fresh air supplement system is connected with the heating cavity, the other end of the fresh air supplement system is connected with the fresh air supplement system, pressure difference generated by the fresh air supplement system and the moisture discharge system in the heating cavity enables negative pressure to be formed in the furnace body, furnace openings are formed in two ends of the furnace body, and air entering the heating cavity from the furnace openings and air flow generated in the heating cavity generate opposite impact. The full-automatic drying furnace moisture discharge system and the fresh air supplement system are mutually connected, and hot moisture and fresh air are discharged after heat exchange, so that the recycling of heat energy is improved, and the energy loss is reduced; negative pressure is formed in the furnace body by adjusting the relative size of moisture discharge and fresh air supplement quantity, and the negative pressure and air flow entering the heating cavity from the furnace mouth generate opposite impact, so that the ascending air flow of circulating air is prevented, and the chimney effect is remarkably reduced.)

一种全自动干燥炉

技术领域

本发明涉及炭纤维干燥设备技术领域，尤其涉及一种全自动干燥炉。

背景技术

干燥炉是用于进行干燥操作的设备，通过加热物料使其中含有的水分汽化逸出，以获得规定含湿量的固体物料。

炭纤维是一种新型材料，具有低密度、高强度、高模量、耐腐蚀及耐高温等优点，已被广泛应用于航空航天、船舶及汽车等领域。炭纤维的表面处理是炭纤维生产过程中的重要环节，干燥处理是炭纤维表面处理及水洗后不可或缺的关键步骤，干燥炉是进行干燥的重要设备。

相关技术中，炭纤维干燥炉存在明显的结构和系统缺陷，一是炉体内加热物料后产生的湿气直接排放至外界，造成了能源的浪费；二是炉体内产生的热湿气气流通过炉口直接排出，产生了显著的烟囱效应，导致炉内上下温差大，干燥效果不好。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明实施例期望提供一种能耗低且能有效降低烟囱效应的全自动干燥炉。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种全自动干燥炉，包括具有加热腔的炉体、与所述加热腔连接用于给所述加热腔提供循环热空气的新风补充系统以及一端与所述加热腔连接、另一端与所述新风补充系统连接以将所述加热腔内所产生的热湿气传送给所述新风补充系统的湿气排放系统，所述新风补充系统和所述湿气排放系统在所述加热腔内产生的压力差使所述炉体内形成负压，所述炉体的两端开设炉口，从所述炉口进入所述加热腔的空气与所述加热腔内产生的气流产生对冲。

优选的，所述新风补充系统包括通过循环风道依次连接的换热装置、循环风机和加热装置以及流量控制阀，所述循环风道的进风口与大气连接，所述流量控制阀设于所述进风口，从所述进风口进入所述循环风道的空气经所述换热装置、所述循环风机和所述加热装置后灌入所述炉体，自所述炉体内排出的循环风经所述循环风道再输入至所述换热装置，所述湿气排放系统的出口端与所述换热装置连接用于将自所述炉体内排出的热湿气供至所述新风补充系统。

优选的，所述湿气排放系统包括湿气排放管道和设于所述湿气排放管道内的湿气排放机，所述湿气排放管道的一端连接所述炉体、另一端通过所述湿气排放机与所述新风补充系统连接。

优选的，所述炉体为立式结构；所述炉体包括炉壳、以及设于所述炉壳内的保温层、隔热板、发热装置和气体分布器，所述隔热板垂直于所述保温层设置，所述隔热板将所述加热腔分隔成多个连通且内部温度不同的温区，所述发热装置和所述气体分布器均设于每一个所述温区内，位于每一所述温区内的所述气体分布器固定在所述保温层上并与所述新风补充系统连接。

优选的，所述炉壳在其周向上与所述保温层之间形成间隔，所述循环风道穿过所述间隔与所述加热腔连通。

优选的，所述温区为四个，从所述炉体的底部至顶部的四个所述温区分别为第一温区、第二温区、第三温区和第四温区。

优选的，所述气体分布器呈喇叭状且开口朝所述炉体的中，心轴方向设置。

优选的，所述气体分布器为多个，每一个所述温区内对称间隔设置两个所述气体分布器，每个所述温区内的其中一个所述气体分布器输送新风至所述加热腔，另一个所述气体分布器排出所述温区内的热风。

优选的，所述保温层上开设有湿气排出口，所述湿气排出口与所述湿气排放系统连接，所述湿气排出口分别设于所述第一温区、所述第二温区和所述第三温区。

优选的，还包括电气控制系统，所述电气控制系统包括主控制器、以及设于所述加热腔内的湿度仪、热电偶和负压变送器，所述湿度仪、所述热电偶和所述负压变送器将检测到的信号传递给主控制器，所述主控制器根据反馈信号控制所述湿气排放系统和所述新风补充系统动作。

本发明实施例提供的全自动干燥炉通过将湿气排放系统与新风补充系统相互连接将热湿气排放至所述新风补充系统进行热交换，提高了热能源的重复利用，降低了能源损耗；通过调节湿气排放系统的湿气排放量和新风补充系统的新风补充量的相对大小使炉体内形成负压，负压的形成与从所述炉口进入所述加热腔内的气流产生对冲，从而阻止了循环风上升的气流，从而显著的降低了烟囱效应的发生，显著提高了干燥效果。

附图说明

图1为本发明提供的全自动干燥炉的结构示意图；

图2为本发明提供的电气控制系统的结构示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，为本发明提供的全自动干燥炉的结构示意图。该全自动干燥炉用于炭纤维上浆后干燥工序中的干燥处理。所述全自动干燥炉包括炉体1、与所述炉体1连接的新风补充系统3和湿气排放系统5以及用于控制所述新风补充系统3和所述湿气排放系统5动作的电气控制系统。

具体的，在本实施例中，所述炉体1为立式筒状结构，所述炉体1的两端设置有炉口11用于物料进出。其中，位于所述炉体1底部的炉口11为进料口，位于所述炉体1顶部的炉口11为出料口，炭纤维通过输送装置从进料口进入，干燥完成后从出料口输出。

所述炉体1内具有加热腔12，炭纤维放置于所述加热腔12内进行干燥。所述炉体1包括炉壳13、以及设于所述炉壳13内的保温层14、隔热板15、发热装置16和气体分布器17。所述炉壳13在其周向上与所述保温层14之间形成间隔，与所述加热腔12内部连通的管道分布在所述炉壳13和所述保温层14的间隔之间。

具体的，在本实施例中，所述隔热板15呈圆环形，且垂直于所述保温层14的内壁设置，所述隔热板15将所述加热腔12分隔成多个连通且内部设置温度不同的独立的温区。具体的，在本实施例中，所述温区为四个，从所述炉体1的底部至顶部的四个所述温区分别为第一温区121、第二温区122、第三温区123和第四温区124。每一个所述温区内的温度可以根据干燥需求进行预设，增加了工艺设置弹性，降低了设备的能耗。当然，在其他实施例中，为了进一步满足加热的精确度，可以将温区设置成四个以上的多个，具体可根据物料的干燥需求设定。

所述发热装置16和所述气体分布器17均设置于每一个所述温区内，位于每一所述温区内的所述气体分布器17固定在所述保温层14上。具体的，在本实施例中，所述发热装置16为远红外加热板。每一个所述温区内设置多个远红外加热板，优选的，每一所述温区内设置六个远红外加热板。所述远红外加热板用于调控所述温区内的加热温度。

所述气体分布器17呈喇叭状且开口朝所述炉体1的中心轴方向设置。所述气体分布器17为多个，每一个所述温区内对称间隔设置两个所述气体分布器17，每个所述温区内的其中一个所述气体分布器17输送新风至所述加热腔12，另一个所述气体分布器17排出所述温区内的热风至所述新风补充系统3，从而形成风的进出循环，始终保证了在所述加热腔12内的循环风风速和风量的均一性，从而有效的保证了炉体1内温度的一致性。

所述保温层14上开设有多个湿气排出口18，所述湿气排出口18分别设于所述第一温区121、第二温区122和所述第三温区123。因炭纤维在经过所述第一温区121、第二温区122和第三温区123时产生的湿气多，因此，所述湿气排出口18与所述湿气排放系统5连接，用于将所述温区内的湿气通过所述湿气排放系统5排至所述新风补充系统3，降低了排放量，减少了热量的损失，提高了能源的重复利用率。

所述新风补充系统3与所述加热腔12连通用于给所述加热腔12提供循环热风。所述新风补充系统3包括通过循环风道31依次连接的换热装置33、循环风机35和加热装置37以及流量控制阀39，所述循环风道31的进风口32与大气连接，所述流量控制阀39设于所述进风口用于控制所述进风口32的进风量。从所述进风口32进入所述循环风道31的空气经所述换热装置33、所述循环风机35和所述加热装置37加热后灌入所述炉体1，自所述炉体1内排出的循环风经所述循环风道31再输入至所述换热装置33进行换热再从所述循环风道31输送至所述炉体1内。

具体的，在本实施例中，所述流量控制阀39为电磁流量计，所述流量控制阀39与所述主控制器71连接，所述主控制器71控制其开度大小。

所述炉壳13在其周向上与所述保温层14之间形成间隔，所述循环风道31连接所述进风口18、所述换热装置33、所述循环风机35和所述加热装置37，并同时穿过所述间隔与所述加热腔12连通，具体的，所述循环风道31穿过所述间隔与每一个所述温区连通，以将热风供应至所述温区内或者将温区内热气导至所述换热装置33内。

具体的，在本实施例中，所述换热装置33为换热器；所述循环风机35为引风机；所述加热装置37为加热器。

所述湿气排放系统5的出口端与所述换热装置33连接用于将所述炉体1内排出的热湿气供至所述新风补充系统3。具体的，在本实施例中，所述湿气排放系统5的一端与所述加热腔12连接、另一端与所述新风补充系统3连接以将所述加热腔12内所产生的热湿气传送给所述换热装置33，以形成热能源的循环利用，有效的减少了热量的损失。

所述新风补充系统3和所述湿气排放系统5在所述加热腔12内产生的压力差使所述炉体1内形成负压，从所述炉口11进入所述加热腔12的空气与所述加热腔12内产生的气流产生对冲。具体的，在本实施例中，所述新风补充系统和所述湿气排放系统5在所述加热腔12内产生的压力差使所述炉体1内形成微负压。其中，微负压的形成是通过调节所述湿气排放系统5的湿气排放量和所述新风补充系统3供入所述加热腔12内的新风补充量的相对大小来进行控制，微负压的形成与从所述炉口11进入所述加热腔12内的气流形成对冲，从而阻止了循环风上升的气流，这样，在炉体1内产生的气体无法直接从所述炉口11排出，从而显著的降低了烟囱效应的发生。

所述湿气排放系统5包括湿气排放管道51和设于所述湿气排放管道51内的湿气排放机53，所述湿气排放管道51的一端连接所述湿气排出口18、另一端通过所述湿气排放机53与所述换热装置33连接，以将热湿气经换热后排至所述新风补充系统3来提高热能源的重复利用，降低能源损耗。

具体的，在本实施例中，所述湿气排放机53为引风机。

请参阅图2，为本发明提供的电气控制系统的结构示意图。所述电气控制系统包括主控制器71、以及设于所述加热腔12内的湿度仪73、热电偶75和负压变送器77，所述湿度仪73、所述热电偶75和所述负压变送器77将检测到的信号传递给主控制器71，所述主控制器71根据反馈信号控制所述发热装置16、所述湿气排放机53以及所述流量控制阀39动作。

所述热电偶75设于每一个所述温区内，每一个所述热电偶75与所述主控器连接用于监控各所述温区内的温度并将监控到的温度数据反馈给所述主控制器71，所述主控制器71根据不同预设温度控制每个所述温区的所述发热装置16的温度，这样来实现每个独立所述温区的精确控温，大大的提升了干燥效果。

所述湿度仪73与所述主控制器连接用于检测所述加热腔12内的湿度并将所检测到的湿度数据反馈给所述主控制器71，所述主控制器71根据反馈信号控制所述湿气排放机53的风速，来调节所述炉体1内的湿气排放量，保证了炉体1内的湿度，有效地提高了干燥效率，缩小了设备的尺寸，降低了干燥炉的能耗。

所述负压变送器77用于检测所述加热腔12内压力信号传递给所述主控制器71，所述流量控制阀39根据所述负压变送器77所检测到的压力大小来调节所述进风口32的开度大小，从而控制进入所述新风补充系统3的进气量。这样，通过对所述新风补充系统3的进气量和所述湿气排放系统5的湿气排放量的控制形成负压。

所述全自动干燥炉的工作工程为：

步骤1：将所述第一温区121中所述热电偶75的温度设置为120℃，将所述第二温区122中的所述热电偶75的温度设置为130℃，将所述第三温区123中的所述热电偶75的温度设置为150℃，将所述第四温区124中所述热电偶75的温度设置为130℃，将所述湿度仪的湿度设置为30％，将所述负压变送器77的压力设置为0.01MPa。

步骤2：所述新风补充系统3的供应热循环风，同时结合发热装置16加热，将各所述温区的温度控制在所述热电偶75监控的预设温度。

步骤3：将炭纤维以2m/min的速度从所述炉体1下端的炉口11进入干燥炉的所述加热腔12，依次经过所述第一温区121的120℃烘干、所述第二温区122的130℃烘干、所述第三温区123的150℃烘干、所述第四温区124的130℃烘干，此过程中主控制器71会根据炉体1内实时湿度与湿度仪的设定湿度的相对偏差调整湿气排放量，依据炉内实时压力与负压变送器77的设定压力偏差调整湿气排放量与新风补充量的相对大小，烘干后的炭纤维从干燥炉上端的所述炉口11离开，进入下一道处理工序。

本发明实施例提供的全自动干燥炉通过将湿气排放系统与新风补充系统相互连接将热湿气排放至所述新风补充系统进行热交换，提高了热能源的重复利用，降低了能源损耗；通过调节湿气排放系统的湿气排放量和新风补充系统的新风补充量的相对大小使炉体内形成负压，负压的形成与从所述炉口进入所述加热腔内的气流产生对冲，从而阻止了循环风上升的气流，从而显著的降低了烟囱效应的发生，显著提高了干燥效果。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。