一种基于石墨烯远红外加热的振动床干燥实验装置

文档序号:1796348 发布日期:2021-11-05 浏览:27次 >En<

阅读说明:本技术 一种基于石墨烯远红外加热的振动床干燥实验装置 (Vibrating bed drying experimental device based on graphene far-infrared heating ) 是由 颜建春 谢焕雄 魏海 吴惠昌 游兆延 张会娟 高学梅 刘敏基 王建楠 杜元杰 于 2021-08-13 设计创作,主要内容包括:本发明公开一种基于石墨烯远红外加热的振动床干燥实验装置,下辐照加热板安装在干燥室内底部,干燥室通过振动弹簧连接于底座,上辐照加热机构通过调节螺杆连接于干燥室,排湿机构连接在上辐照加热机构上方,干燥室底板固定有振动电机,调节螺杆调节上辐照加热机构和下辐照加热板之间的距离;待烘干物料铺设于下辐照加热板上,控制系统中PID控制器给第一石墨烯远红外辐照板和第二石墨烯远红外辐照板通电加热物料,控制系统中第一变频调速器开启振动电机并以所需频率振动,控制系统中第二变频调速器控制离心风机将湿空气排出。本发明通过石墨烯远红外辐照板对经振动抛掷后离散状物料进行远红外辐照加热,加热均匀、能够充分提高烘干品质。(The invention discloses a vibrating bed drying experimental device based on graphene far-infrared heating.A lower irradiation heating plate is arranged at the bottom in a drying chamber, the drying chamber is connected to a base through a vibration spring, an upper irradiation heating mechanism is connected to the drying chamber through an adjusting screw rod, a moisture discharging mechanism is connected above an upper irradiation heating mechanism, a vibrating motor is fixed on a bottom plate of the drying chamber, and the adjusting screw rod adjusts the distance between the upper irradiation heating mechanism and the lower irradiation heating plate; the material to be dried is laid on the lower irradiation heating plate, the PID controller in the control system energizes the first graphene far infrared irradiation plate and the second graphene far infrared irradiation plate to heat the material, the first variable frequency speed regulator in the control system starts the vibration motor and vibrates at a required frequency, and the second variable frequency speed regulator in the control system controls the centrifugal fan to discharge wet air. According to the invention, the graphene far infrared irradiation plate is used for carrying out far infrared irradiation heating on the dispersed materials after vibration throwing, the heating is uniform, and the drying quality can be fully improved.)

一种基于石墨烯远红外加热的振动床干燥实验装置

技术领域

本发明属于干燥机械设备领域,具体涉及一种基于石墨烯远红外加热的振动床干燥实验装置。

背景技术

红外干燥广泛应用于农产品干燥中,与传统热风干燥相比具有干燥速度快、能效高、干燥后的农产品外观好、营养成分保持性好的特点。然而传统远红外加热装置多采用触媒远红外,采用燃气燃烧加热特殊材料从而催发远红外线,该类方式结构复杂,成本较高,安全性低,很难应用于具有高速振动需求的加热、烘干设备等。还有一类为灯管式远红外发射装置,由于圆柱形外观,对于有平面均匀辐照工况需求的场合适用性低,而且容易出现干燥不均、品质低下的问题。

发明内容

发明目的:本发明的目的在于解决现有技术中存在的不足,提供一种基于石墨烯远红外加热的振动床干燥实验装置,本发明基于石墨烯远红外辐照板作为辐照加热源,通过调节辐照加热功率、振动幅度、振动频率、排湿风速等,用于粮食、油料、果蔬等农产品远红外干燥工艺和设备改进研究。

技术方案:本发明的一种基于石墨烯远红外加热的振动床干燥实验装置,包括底座、干燥室、下辐照加热板、上辐照加热机构和排湿机构;所述干燥室通过多个振动弹簧连接于底座上端,干燥室开口朝上,下辐照加热板包括第一石墨烯远红外辐照板,下辐照加热板安装于干燥室内的底部(即第一石墨烯远红外辐照板设置干燥室底板上方并与底板贴合),干燥室的底板背面固定有振动电机;

所述上辐照加热机构通过多个调节螺杆设连接于干燥室上方,上辐照加热机构底部设有两块第二石墨烯远红外辐照板,两块第二石墨烯远红外辐照板均与下辐照加热板平行,且与下辐照加热板的辐照面相对;第一石墨烯远红外辐照板和两个第二石墨烯远红外辐照板共同对两者之间的离散物料进行干燥;

所述排湿机构设置于上辐照加热机构上方,包括排湿风管和离心风机,排湿风管的进风口位于两块第二石墨烯远红外辐照板中间,离心风机设置于排湿风管上方且排湿风管的出风口连通于离心风机的进风口;通过离心风机将从物料中内蒸发的水分排出,却又不会由于风力过大把物料吸出去。

所述调节螺杆调节上辐照加热机构与下辐照加热板之间的距离;待烘干物料铺设在干燥室内的下辐照加热板上,通过控制系统中的PID控制器给第一石墨烯远红外辐照板和第二石墨烯远红外辐照板通电并以一定的功率或温度加热物料;通过控制系统中的第一变频调速器开启并控制振动电机以所需频率振动;通过控制系统中的第二变频调速器开启并控制离心风机以所需排湿风速将湿空气排出。

进一步地,所述干燥室整体呈开口朝上的长方体状,还包括底板和两对侧壁板,其中一对侧壁板上开设有卸料门,另一对侧壁板中的一个上设有观察窗口(用于观察物料在干燥室内的运动状态);底板背面下方通过安装板固定振动电机。

进一步地,干燥室底部安装有下辐照加热板(即为第一石墨烯远红外辐照加热板)。

进一步地,所述振动弹簧分别设置于干燥室底部四个边角处,各振动弹簧的另一端则分别固定于底座上对应四个边角;干燥室上这四个边角以及底座上这四个边角上均设有橡胶垫。

进一步地,所述上辐照加热机构包括两组支架竖管和两组支架横管,组成长方体框架,所述第二石墨烯远红外辐照板通过固定面板铺设于长方体框架下表面,第二石墨烯远红外辐照板与固定面板之间设置保温层。

进一步地,所述排湿机构包括排湿风管和离心风机,所述排湿风管进风口位于两块第二石墨烯远红外辐照板中间,所述离心风机设置于长方体框架上表面。

进一步地,所述上辐照加热机构的长方体框架上表面固定有离心风机。

进一步地,所述上辐照加热机构和干燥室外侧四个边角处均设有固定板,通过固定板一一对应安装调节螺杆。

进一步地,所述离心风机的出风口处配有温湿度传感器。

进一步地,所述上辐照加热机构上还安装有手柄。

进一步地,所述干燥室底部还固定有加强管,下辐照加热及干燥室侧壁上还设置有轴套(用于连接卸料门)。

进一步地,所述第一石墨烯远红外辐照板和第二石墨烯远红外辐照板均采用有机玻璃封装。

有益效果:与现有技术相比,本发明具有以下优点:

(1)本发明通过石墨烯远红外辐照板对振动后的离散状物料进行远红外辐照加热,成本低、加热均匀、能够充分提高烘干品质。

(2)本发明中上辐照加热机构和干燥室之间的距离可通过调节螺杆调节,也即是第一石墨烯远红外辐照板和第二石墨烯远红外辐照板之间的距离可调,以此用于获得最优烘干效果。

(3)本发明可通过第一变频调速器和第二变频调速器分别控制调整振动电机的频率和离心风机的转速,以适应不同振动频率和排湿风速需求。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图;

图2为图1主视图;

图3为实施例中干燥室主视图;

图4为实施例中干燥室的立体图;

图5为实施例中第一石墨烯远红外辐照板的安装示意图;

图6为实施例中上辐照板安装示意图;

图7为实施例中排湿机构示意图;

图8为实施例中排湿机构侧视图。

具体实施方式

下面对本发明技术方案进行详细说明,但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。

如图1和图2所示,本实施例的一种基于石墨烯远红外加热的振动床干燥实验装置,包括底座5、干燥室3、下辐照加热板10、上辐照加热机构1和排湿机构;干燥室3通过多个振动弹簧4连接于底座5上端,干燥室3开口朝上,下辐照加热板10(即第一石墨烯远红外辐照板)安装于干燥室3内的底部,干燥室3的底板背面固定有振动电机6;上辐照加热机构1通过多个调节螺杆2设连接于干燥室3上方,上辐照加热机构1底部设有两块第二石墨烯远红外辐照板17,两块第二石墨烯远红外辐照板17均与下辐照加热板10平行,且与下辐照加热板10的辐照面相对;第一石墨烯远红外辐照板10和两个第二石墨烯远红外辐照板17共同对两者之间的离散物料进行干燥;排湿机构设置于上辐照加热机构1上方,包括排湿风管21和离心风机19,排湿风管21的进风口位于两块第二石墨烯远红外辐照板17中间,离心风机19设置于排湿风管21上方且排湿风管21的出风口连通于离心风机19的进风口;通过离心风机19将从物料中内蒸发的水分排出,却又不会由于风力过大把物料吸出去。调节螺杆2调节上辐照加热机构1与下辐照加热板10之间的距离;待烘干物料均匀铺设在干燥室3内的下辐照加热板10上,通过控制系统中的PID控制器给第一石墨烯远红外辐照板10和第二石墨烯远红外辐照板17通电并以一定的功率或温度加热物料;通过控制系统中的第一变频调速器开启并控制振动电机6以所需频率振动;通过控制系统中的第二变频调速器开启并控制离心风机19以所需排湿风速将湿空气排出。

如图3和图4所示,本实施例的干燥室3整体呈开口朝上的长方体状,还包括底板和两对侧壁板(一对大壁板16和一对小壁板15),在一对小壁板15上开设有卸料门7,一个大壁板16上设有观察窗口14,该观察窗口14由玻璃板制成,便于操作人员实时观察振动状态下干燥室3内的物料运动状态;为了增强装置稳固性能,底板下方(即底板背面)通过安装板9固定振动电机6。

本实施例中,将振动弹簧4分别设置于干燥室3底部四个边角处,各振动弹簧4的另一端则分别固定于底座5上对应四个边角;干燥室3上这四个边角以及底座5上这四个边角上均设有橡胶垫12。启动振动电机6进而带动干燥室3振动,通过振动弹簧4来增加振动力便于物料在第一石墨烯远红外辐照板10和第二石墨烯远红外辐照板17之间呈离散状分布,使远红外线尽可能辐照到每一个物料上,起到均匀烘干的作用;橡胶垫12的设置起到固定振动弹簧4的作用。

如图5和图6所示,上辐照加热机构1包括两组支架竖管20和两组支架横管22,组成长方体框架,第二石墨烯远红外辐照板17通过固定面板25铺设于长方体框架下表面。第二石墨烯远红外辐照板17与固定面板25之间设置保温层。上辐照加热机构1顶部四个边角均设有固定板一18,干燥室3外侧四个边角处分别设有固定板二11,通过固定板一18和固定板二11一一对应安装调节螺杆2。

如图7和图8所示,排湿机构设置于上辐照加热机构上方,包括排湿风管21和离心风机19,排湿风管21进风口位于两块第二石墨烯远红外辐照板17中间,排湿风管21出风口与离心风机19进风口相连,离心风机19设置在长方体框架上。

为及时知晓干燥室3内的物料烘干情况,离心风机19的出风口处配有温湿度传感器24,通过采集排出的空气温度和湿度即可了解当前干燥室3内的物料情况,为调整振动电机6频率、离心风机19转速以及第一石墨烯远红外辐照板10和第二石墨烯远红外辐照板17的辐照功率或加热温度提供参考。

为便于上料以及搬运,上辐照加热机构1上还安装有手柄23。

干燥室3底部还固定有加强管8,干燥室3侧壁上还开有卸料门7。

本发明的具体工作原理如下:

拧开位于上辐照加热机构1上的调节螺杆2的螺丝,通过两端的手柄23抬起上辐照加热机构1,向干燥室3内放入需要干燥的农产品物料(粮食、油料、果蔬等),并通过刮板摊平。将上辐照加热机构1复位,根据实验时上辐照加热板10和干燥室3的间距需求,调节螺母在调节螺杆2上的位置,并拧紧,使上辐照加热机构1与干燥室3连接稳固。

通过控制系统中的PID控制器给第一石墨烯远红外辐照板10和第二石墨烯远红外辐照板17通电并以所需要的功率或温度辐照加热,且第一石墨烯远红外辐照板10和第二石墨烯远红外辐照板17形成一个干燥腔。开启振动电机6,在振动弹簧4和振动电机6的协同作用下,干燥室3内的物料振动悬浮并呈离散状,因此每个物料均可最大限度的接受到红外辐照,直至被烘干。通过控制系统中的第二变频调速器启动离心风机19并使干燥室3内的湿空气经由排湿风管21和离心风机19以所需要的风速排出。

上述工作过程中,可通过玻璃板的观察窗口14监测干燥室的物料情况;等干燥过程结束后,将物料从卸料门7中排出。

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