專利名稱：一種節(jié)能烘干方法及節(jié)能型烘箱蓋的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種節(jié)能烘干方法及節(jié)能型烘箱蓋，適用于薄帶狀物體加工設備， 可廣泛應用于涂布機、復合機、印刷機、滾涂線、上膠機等類似加工設備的預熱、 烘干、冷卻系統(tǒng)中。屬于印刷、涂布等烘干設備技術領域。
背景技術：
目前，用于薄帶狀物體加工設備一般具有以下特征印品是連續(xù)行進的薄帶狀 物體，如塑料薄膜、薄金屬板等， 一般采用收放巻機構實現(xiàn)連續(xù)行進，并在行進的 過程中連續(xù)加工。所加工的產(chǎn)品或產(chǎn)品基材表面先利用設備的轉(zhuǎn)移裝置覆蓋一層或 多層物質(zhì)，如油墨、涂料、膠水等，而這些物質(zhì)在轉(zhuǎn)移到產(chǎn)品表面前出于溶解、稀 釋、分散的目的需要添加溶劑、水或其它液體，在轉(zhuǎn)移覆蓋完成后，所加工產(chǎn)品必 須通過設備的烘箱用熱風將液體成分蒸發(fā)為蒸汽帶離。
理想的烘干設備必須同時兼顧烘干質(zhì)量與烘干速度，避免對環(huán)境造成污染，并 且盡可能地降低能耗，降低加工設備的運行費用。
烘干速度取決于液體的蒸發(fā)速度，影響液體蒸發(fā)速度的主要因素是溫度與液體 表面的蒸汽分壓。當溫度達到液體的沸點，液體將沸騰并快速地變?yōu)檎羝Ｒ后w蒸 發(fā)需要吸收熱量，不能及時補充熱量將導致蒸發(fā)速度降低。由于溫度還影響蒸汽的 飽和濃度，飽和濃度越高蒸汽分壓越低，則蒸發(fā)速度就越快。所以熱風烘干是最常 用的烘干方式，熱風吹拂液體表面時，即稀釋了液體表面的蒸汽，降低了蒸汽分壓， 又傳遞了熱量給液體，加快了蒸發(fā)速度。為獲得更快的烘干速度，通常采取提高烘 干溫度和加大烘干風量的方式。但高溫度大風量導致極高的熱能消耗，并且還不利 于提高烘干質(zhì)量。
烘干質(zhì)量主要觀察液體的殘余量與烘干過程對印品表面觀感的影響。以塑料包 裝的溶劑油墨印刷為例，允許溶劑殘留量極低，表面不得出現(xiàn)起泡脫落現(xiàn)象。若開 始就用高溫大風量烘干，油墨表層的溶劑蒸發(fā)速度大于內(nèi)層溶劑遷移到表層的速度， 表層油墨將迅速被烘干凝結成致密的膜，阻止內(nèi)層溶劑蒸發(fā)，出現(xiàn)表干現(xiàn)象，后果 要么是溶劑殘留導致油墨附著力不足，嚴重時出現(xiàn)脫落，要么是溶劑在內(nèi)層蒸發(fā)形 成氣泡或沖破表層出現(xiàn)氣孔。若烘干溫度低或風量小，則烘干速度慢，印刷速度必 須放慢，而且未經(jīng)高溫徹底烘干溶劑一定會有殘留。所以，單一的烘干溫度是無法 兼顧速度與質(zhì)量的，只有按烘干各階段的特性來調(diào)控溫度與風量，才能兼顧烘干的 速度、質(zhì)量、能耗。
避免對環(huán)境造成污染，則應采用循環(huán)生產(chǎn)方式減少或消除廢氣廢水的產(chǎn)生。節(jié) 能則需要規(guī)劃設計設備的能源消耗方式與品位，綜合采用先進的節(jié)能技術來實現(xiàn)。
按照現(xiàn)有技術，印刷機等烘干量較小的設備采用單體烘箱，由于烘箱尺寸限制 一般只能采用單一烘干溫度；涂布機、復合機等烘干量較大的設備，烘箱尺寸限制 較小， 一般采用多烘箱單元組合，每個單元有獨立的進排風系統(tǒng)和溫度控制，可以 粗略地按烘干各階段的特性來調(diào)控溫度與風量。
圖9為現(xiàn)行印刷機烘干設備烘箱結構示意圖。
圖io為現(xiàn)行印刷機烘干設備熱風裝置結構示意圖。
如圖9、圖10所示，現(xiàn)行印刷機烘干設備由烘干裝置10、熱風裝置40、連接風 管、排風系統(tǒng)組成。烘干裝置IO包括烘箱蓋20、烘箱底座50，設有印品入口03、 印品出口 04;
工作時，印品OO經(jīng)印品入口 03進入烘干裝置10，在支承輥52滾動支撐下行進， 烘干后經(jīng)印品出口 04離開。新鮮空氣通過新風入口 01進入進風通道63，進風風門 66可調(diào)整進風量，進入進風通道63的空氣經(jīng)加熱裝置48加熱和風機30加壓及后
4通過出風通道68、送氣口46、進氣口 43進入烘箱蓋內(nèi)的進氣腔11，經(jīng)噴嘴34噴 出吹掃連續(xù)行進印品00的表面，迫使液體蒸發(fā)為蒸汽與空氣混合后形成廢氣，廢氣 經(jīng)吸氣管42進入排氣腔12,再經(jīng)排氣口44、回氣口 45回到熱風裝置40,部分經(jīng) 排風通道64從廢氣出口 02排放到大氣中，部分經(jīng)回風通道69、回風風門67與進 風通道63的新鮮空氣混合，再經(jīng)加熱裝置48加熱和風機30加壓及后通過出風通道 68、送氣口 46、進氣口 43進入烘箱蓋內(nèi)的進氣腔11，從而減少進入的新鮮空氣量， 降低加熱空氣的能耗。調(diào)節(jié)進風風門66與回風風門67可以改變進風、回風的流量 及相互比例。
上述烘干設備結構復雜，由于要獲得較高的噴氣速度，風機30通常都采用高壓 離心風機，導致進氣腔承受較大的壓力，需要采用較厚的鋼板制作，進而導致體積 龐大，且氣流吹掃行程短，氣流量小，烘干效率低，進而制約設備運行速度的提升。 由于氣體同進同出，只能采用單一的烘干溫度，無法滿足精細的烘干工藝要求，選 擇低烘干溫度則烘干不透，選擇高烘干溫度則容易出現(xiàn)表干現(xiàn)象，且能耗巨大。
作為上述烘干設備烘干性能及節(jié)能方面的改進方案，中國實用新型專利 CN201214303Y公開了 一種全自動循環(huán)干燥裝置，包括新風進風口中設置有平衡風 門，新風進風口通過一個三通管、混風箱與加熱器連通，加熱器的出口設置有一級 風機， 一級風機通過管道與一側(cè)的烘箱連通，烘箱的出口通過管道與二級風機連通， 二級風機通過管道與二級烘箱連通，烘箱的出口通過管道與另一個三通管連通，該 三通管與廢氣排風口連通，廢氣排風口中設置有排廢自動風門，三通管還通過設置 有循環(huán)自動風門的管道接回新風進風口；在后一個烘箱的出口設置有LEL氣體檢測 器。本實用新型在在線檢測的同時可以實現(xiàn)節(jié)能，安全，環(huán)保的要求；是熱能得到 了有效的利用，節(jié)約了能源，有效地提高了印品的質(zhì)量，排廢符合環(huán)保的要求。
該實用新型在提升烘干性能、節(jié)能及安全方面無疑是有明顯的進步，該實用新 型在提升烘干性能、節(jié)能及安全方面無疑是有明顯的進步，但設備更加復雜龐大， 且僅分為兩級烘干，尚不能滿足完善烘干工藝的要求，這無疑制約了實施應用的范 圍。
綜上所述，現(xiàn)行的烘干設備具有以下缺點
1、烘干氣體同進同出，難以滿足烘干工藝要求。2、氣流吹掃行程短，氣流量 小，烘干效率低，箱體過長，控制難度大。3、熱量利用效率低，能耗過大，運行費 用高。4、風道復雜接口多，氣體易泄漏，風機噪音大，環(huán)保性差。5、結構復雜、 龐大笨重、耗費大量鋼材，制造成本高。6、安裝運輸麻煩、費用高，占用廠房空間 大。7、廢氣中存在極有經(jīng)濟價值的熱量，不能化廢為寶導致生產(chǎn)消耗過高，加工效 益下降。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一個目的，是為了提供一種節(jié)能烘干方法，適用于薄帶狀物體加工 設備，能克服現(xiàn)行烘干設備的大部分缺點，具有結構緊湊、節(jié)能環(huán)保的特點。
本發(fā)明的第二個目的，是為了提供一種節(jié)能型烘箱蓋。
本發(fā)明的第一個目的可以通過采取如下技術方案達到
1、 一種節(jié)能烘干方法，其特征是-
1) 包括冷卻步驟、分流步驟、高溫步驟、中溫步驟、低溫步驟；
2) 冷卻步驟是用進入烘干裝置的新鮮空氣或經(jīng)過回收處理的低溫廢氣吹掃來自 高溫步驟的印品表面，冷卻印品并回收熱量提高氣體溫度；分流步驟是將經(jīng)冷卻步 驟的氣體分成兩路，分別進入高溫步驟和中溫步驟，實現(xiàn)高溫小氣流、低溫大氣流 的變流變溫烘干工藝，區(qū)別利用高低品位熱源，在保證烘干質(zhì)量的前提下進一步節(jié) 能；高溫步驟是用高溫熱源將來自分流步驟的氣體加熱到所需最高烘干溫度吹掃來 自中低溫步驟的印品，高溫熱源可以是電加熱器、油加熱器、熱泵的冷卻器等高品位熱源，可以將氣體加熱到8(TC以上；中溫步驟是用中溫熱源將來自分流步驟和高
溫步驟的氣體混合加熱后吹掃印品，中溫熱源的表面溫度比高溫熱源的溫度至少低
10%，中溫熱源可以利用熱泵產(chǎn)生或利用其他來源的廢熱，加熱氣體的溫度一般不超
過8(TC;低溫步驟是用來自中溫步驟的氣體吹掃印品，可以充分利用氣體中的余熱
使印品上大面積暴露的溶劑快速蒸發(fā)，進一步降低排放廢氣的溫度達到節(jié)能的目的。 在低溫步驟可以用如熱泵的過冷器等低溫熱源對氣體加熱彌補溶劑蒸發(fā)吸收的熱 量，同時提升熱泵性能，也可以完全利用余熱，不對氣體加熱。
本發(fā)明的第二個目的可以通過采取如下技術方案達到
節(jié)能型烘箱蓋，包括蓋體，在蓋體上設有新風入口、廢氣出口，其結構特點是
1) 在蓋體內(nèi)設置加熱裝置和至少三個送風單元；
2) 所述加熱裝置安裝在送風單元中，用于產(chǎn)生熱風吹掃印品；加熱裝置可以是 電加熱器、油加熱器、蒸汽加熱器、熱泵冷凝器中的一種或任二種以上組合；
3) 所述送風單元包括風機，設有進風通道、排風通道、出風通道，前一送風單 元的進風通道與后一送風單元的排風通道相連，構成逆向送風烘干系統(tǒng)；送風單元 以風機為核心，其組成部分可以包括前后上下相鄰的各種零部件；
4) 所述風機為貫流風機，所述風機包括導流板、穩(wěn)流板、貫流葉輪。置于導流 板與穩(wěn)流板之間的葉輪高速旋轉(zhuǎn)，導流板距葉輪的最近點與穩(wěn)流板距葉輪的最近點 之間形成分界線，將葉輪劃分為高壓側(cè)與低壓側(cè)；葉輪將在低壓側(cè)吸入的空氣在高 壓側(cè)沿導流板的流線曲面送出；穩(wěn)流板起到穩(wěn)定渦流和引導氣流方向的作用；設有 橫向送風結構；具有送風量大、送風均勻、噪音低的優(yōu)點，運用于此處為大幅提高 烘干性能奠定了基礎。
本發(fā)明內(nèi)容的進步之處在于將原來體積龐大的外置風機化整為零，采用小巧的 風機內(nèi)置于烘箱蓋中，不但省卻了復雜的進排風管道，降低了內(nèi)部風壓，減少了氣 體泄漏及噪音污染，還可以實現(xiàn)多級逆流烘干，大大改善了烘干質(zhì)量。
本發(fā)明的第二個目的還可以通過采取如下技術方案達到
實現(xiàn)本發(fā)明第二目的的一種實施方案是在所述蓋體上設置外罩部件、隔板部 件、框架部件，
1) 所述框架部件包括左墻板、右墻板，所述外罩部件安裝在框架部件上，將框 架部件的一面及左墻板和右墻板罩入其中，形成烘箱蓋的主體結構；
2) 所述外罩部件可以是一塊簡單的面板，也可以是由多個零部件組成的能將框 架部件的前、后、左、右、上五個面包容其中的罩體；所述外罩部件可以先組裝好 后再安裝在框架部件上，也可分別安裝在框架部件上；所述框架部件可以是整體鑄 造的單一零件，也可以由包括前橫梁、后橫梁、左墻板、右墻板在內(nèi)的多個零部件 組裝而成，同樣，前橫梁、后橫梁、左墻板、右墻板也可以是單一零件，也可以由 多個零部件組裝而成。
3) 所述隔板部件的左右兩側(cè)分別裝配在左墻板和右墻板上，隔板部件將框架部
件內(nèi)的空間分排氣腔及烘干腔，其中靠外罩部件一側(cè)為排氣腔，排氣腔與烘干腔在
靠近前橫梁端相通；所述隔板部件可以是單一零件，也可以由多個零部件組裝而成， 其中甚至還會包括送風單元的組成部分；
4) 所述送風單元安裝在烘干腔中；所述廢氣出口設在排氣腔中，所述新風入口 設在烘干腔中。
隔板部件的曲面與風機密切配合形成清晰的進風通道、排風通道，可以按照烘 干性能的需求改變曲面形狀分配引導氣流。
本實施例構成一種結構緊湊的烘箱蓋其，其進步之處在于提供了一種簡潔靈活、便于裝配的結構。
實現(xiàn)本發(fā)明第二目的的一種實施方案是所述烘箱蓋還包括新風板，所述新風 板安裝在送風單元與隔板部件之間，新風板與隔板部件圍出新風通道。新風通道用 于根據(jù)烘干工藝需求靈活調(diào)節(jié)進入高溫烘干部分的氣流。
本實施例提供一種具有分流功能的烘箱蓋，其進步之處在于提供了采用高溫小 氣流減少高品位熱能消耗的具體方案。
實現(xiàn)本發(fā)明第二目的的一種實施方案是所述烘箱蓋還包括進風風門、回風風 門。進風風門與新風板配合，用于根據(jù)烘干工藝需求靈活調(diào)節(jié)進入高溫烘干部分的 氣流?；仫L風門可以安裝在任意一臺風機的回風通道上，用于調(diào)節(jié)循環(huán)風量。
本實施方案提供一種氣流調(diào)節(jié)靈活裝配方便的烘箱蓋，其進步之處在于提供了 一種靈活完善的氣流調(diào)配方案，能在保障烘干質(zhì)量的前提下降低高品位熱能需求， 為進一步節(jié)能奠定了基礎。
實現(xiàn)本發(fā)明第二目的的一種實施方案是所述新風板、導流板、穩(wěn)流板、貫流 葉輪、進風風門、回風風門的兩端分別裝配在左墻板和右墻板上，所述貫流葉輪包 括扇葉、轉(zhuǎn)軸，所述扇葉左側(cè)邊緣至左墻板距離與右側(cè)邊緣至右墻板距離之差大于 30毫米。
采用彎角件裝配是比較簡單實用的方案。扇葉的不平衡設置將導致左墻板與右 墻板之間存在壓力差，由于印品上方吹掃氣流很強，所以受壓力差的影響不大，但 印品的下方無吹掃氣流，很小的壓力差就足以驅(qū)動氣體流動。
本實施例提供一種裝配簡單，能提高換熱系數(shù)、改善烘干效果的烘箱，其進步 之處在于利用框架結構實現(xiàn)零部件的簡單裝配。使用簡單的方法使印品下方的氣體 流動，加大了氣體與印品背面的換熱系數(shù)，既能改善烘干效果，還能防止高溶劑蒸 汽濃度的氣體在印品下方聚集，提高了安全系數(shù)。
實現(xiàn)本發(fā)明第二目的的一種實施方案是
1) 所述烘箱蓋包括至少六個送風單元，所述至少六個送風單元前后順序排列， 前一送風單元的進風通道與后一送風單元的排風通道相連，形成與印品行進方向相
反的逆向烘干氣流，即印品由前向后行進，烘干氣流由后向前流動。逆向烘干的優(yōu) 勢在于熱能可以得到充分利用，可以降低廢氣溫度。烘干氣體中溶劑蒸汽的濃度在 流動過程中由低向高改變，高溫烘干時溶劑蒸汽的濃度很低，可以采用較小的換氣 量，減少高品位熱能的消耗量。
2) 所述烘箱蓋按前后順序設有低溫段、中溫段、高溫段、冷卻段；低溫段包括 送風單元，中溫段包括加熱裝置和至少二個送風單元，高溫段包括新風板、進風風 門、加熱裝置和至少二個送風單元，冷卻段包括送風單元；冷卻段與中溫段之間設 新風通道。
在低溫段，印品上溶劑暴露面積大，蒸發(fā)速度快，利用余熱烘千可以避免出現(xiàn) 印品出現(xiàn)表干現(xiàn)象，同時降低排放廢氣溫度達到節(jié)能目標或降低廢氣處理的難度， 所以可以不加裝加熱裝置；在中溫段，同時要提供溶劑蒸發(fā)與印品升溫所需熱量， 熱能消耗量最大，可以采用低品位的熱源加熱，如利用熱泵采集空氣中的熱能。在 高溫段要將殘余的溶劑徹底蒸發(fā)掉，需要用高品位的高溫熱源加熱以接近或超過溶 劑的沸點，但由于換氣量小，所以熱能消耗量不大。在冷卻段，用進入的低溫氣體 吸收印品上的熱量，同時達到回收余熱及冷卻印品的雙重目的，既節(jié)能又改善了烘 干性能。
本實施例提供一種實現(xiàn)變溫變流烘干工藝的烘箱蓋，其進步之處在于提供了一 種完善的烘干工藝方案及裝置，實現(xiàn)了高性能、低能耗的目的，并為進一步處理利 用廢氣，實現(xiàn)環(huán)保節(jié)能目標奠定了基礎。實現(xiàn)本發(fā)明第二目的的一種實施方案是
1) 所述加熱裝置包括熱泵冷凝器；
2) 所述加熱裝置可采用兩種或更多種不同品位的熱源來滿足加熱的需求，如用 電加熱器來滿足高溫需求，熱泵可以用蒸發(fā)器從空氣或水中吸取熱量，再經(jīng)冷凝器 釋放熱量。用熱泵以很高的能效比提供中低品位的熱能滿足中低溫加熱需求，獲得 更佳的節(jié)能效果。
根據(jù)不同的烘干需求，可配置不同的熱泵系統(tǒng)，包括單級壓縮熱泵、雙級壓縮 熱泵、復疊式熱泵、多級復疊式熱泵。
本實施例提供一種帶有熱泵裝置的烘箱蓋，其進步之處在于提供了利用低品位 熱能實現(xiàn)節(jié)能的技術方案。
實現(xiàn)本發(fā)明第二目的的一種實施方案是所述加熱裝置包括熱泵冷卻器、熱泵 冷凝器、熱泵過冷器；熱泵裝置由依次相連的熱泵壓縮機、熱泵冷卻器、熱泵冷凝 器、熱泵過冷器、熱泵節(jié)流閥、制冷蒸發(fā)器、熱泵壓縮機組成。熱泵過冷器、熱泵 冷卻器、熱泵冷凝器、制冷蒸發(fā)器均可采用銅管套鋁翅片的熱交換器。
熱泵壓縮機排出壓縮氣體中包含顯熱和潛熱，顯熱體現(xiàn)為排氣溫度高于冷凝溫 度，顯熱的熱值小但品位高，顯熱在熱泵系統(tǒng)中通常占總制熱量的20% 35%，排氣 溫度可高達130°C。采用熱泵冷卻器的目的在于區(qū)別使用顯熱與潛熱，可以在不提 高冷凝溫度的情況下，獲得介于冷凝溫度與排氣溫度之間的最高烘干溫度。印刷機 需求的最高烘干溫度一般高于80'C，而熱泵經(jīng)濟可靠運行時的冷凝溫度一般不超過 65°C，采用熱泵冷卻器配合風量的控制既可滿足最高烘干溫度的需求，而不必犧牲 運行的經(jīng)濟性或壓縮機壽命。
本實施例提供一種帶有熱泵裝置的烘箱蓋。
實現(xiàn)本發(fā)明第二目的的一種實施方案是所述烘箱蓋還包括制冷蒸發(fā)器，制冷 蒸發(fā)器安裝在排氣腔中。
制冷蒸發(fā)器用于回收廢氣中的熱能，獲得節(jié)能的效果。制冷蒸發(fā)器熱泵冷凝器 88與配合使用。
提供一種帶有廢熱回收裝置的烘箱蓋，其進步之處在于提供了利用低品位熱能 實現(xiàn)節(jié)能的完整技術方案。
參見圖ll:變溫變流節(jié)能烘干方法示意圖。
本發(fā)明具有如下突出的有益效果
1、 本發(fā)明首先將原來外置的風機、加熱裝置和風道全部或部分化整為零，將全 部功能部件內(nèi)置于烘箱蓋中，通過內(nèi)部靈巧的風道替代原來結構復雜且功能單一的 風道，取得結構緊湊、節(jié)省空間和減少材料耗用的效果；在改良結構的基礎上，采 用變溫變流烘干方法，通過氣流流向、加熱量、氣流量的分級配置，獲得精細的烘 干工藝適應能力，達到提高烘千質(zhì)量和降低能耗的目標；再進一步改變加熱方式， 利用熱泵獲得更好的節(jié)能效果，產(chǎn)生顯著的社會效益與經(jīng)濟效益。
2、 本發(fā)明所提供的烘箱蓋不但結構較傳統(tǒng)設備大大簡化，設備占地面積大幅減 少，制造成本與安裝運輸費用顯著下降，而且烘干性能顯著提升，印品免受環(huán)境中 粉塵污染，還能實現(xiàn)節(jié)能30%以上。具有結構緊湊、高效節(jié)能、靈活多變的特點， 較全面地解決了現(xiàn)行設備存在的問題，其社會效益與經(jīng)濟效益十分顯著。
3、 通過本發(fā)明的啟發(fā)并以此為基礎，本領域技術人員能對現(xiàn)行產(chǎn)品的設計進行 各種改良。


8圖1為本發(fā)明具體實施例1的烘箱蓋及配合底座剖面示意圖。 圖2為本發(fā)明具體實施例1的烘箱蓋主體結構剖面示意圖。 圖3為本發(fā)明具體實施例1的烘箱蓋送風系統(tǒng)剖面示意圖。 圖4為本發(fā)明具體實施例1的烘箱蓋加熱系統(tǒng)剖面示意圖。 圖5為本發(fā)明具體實施例1的烘箱蓋右側(cè)視圖。 圖6為本發(fā)明具體實施例1的烘箱蓋未裝配外罩部件主視圖。 圖7為本發(fā)明具體實施例1的烘箱蓋左側(cè)視圖。 圖8為本發(fā)明具體實施例2的烘箱蓋剖面示意圖。 圖9為現(xiàn)行印刷機烘干設備烘箱結構示意圖。
圖io為現(xiàn)行印刷機烘干設備熱風裝置結構示意圖。
圖11為變溫變流節(jié)能烘干方法示意圖
具體實施例方式
具體實施例1:
圖1至圖7和圖11構成本發(fā)明的具體實施例1。 本實施例適用于溶劑型印刷機的全熱泵加熱烘干設備。
圖1至圖7提供了本實施例所述烘箱蓋的詳細結構，圖11為本實施例采用的變 溫變流節(jié)能烘干方法示意圖。
各附圖中部件名稱與附圖標記的對應關系如表1所示。
表l:部件名稱與附圖標記對應表 _
回收裝置 集液器
件件件 體 置
蓋部部部梁梁板板板孔殼輥裝
箱罩板架橫橫墻墻風風座座承制
烘外隔框前后左右新通底底支控
0123456789012 o
2222222222555 7
o 3
9 9
腔腔腔段段段段
箱氣氣干溫溫溫卻
烘進排烘低中高冷
o 1 2 3 6 7
置元
裝單管
風環(huán)氣
熱循吸
風風
進排
箱
口 口機器
風風機熱
回送風加
§告
置箱冷卻
裝機過冷
架凍凍i眉
機熱熱熱執(zhí)〖
01234567890123
44444444448888
器
□ □ □ 口濾
入出入出過
品風氣品品氣
印新廢印印空
o 1 2 3 4 7
o o o o o o
輪
葉
機帶
電皮板板.
機流流流嘴機動
風導穩(wěn)貫噴風傳
4
3
元道道道
單通通通
風風風風
送送新進
o 11 2 3
6 6 6 6如圖1所示，烘干裝置包括烘箱蓋和與其配套使用的烘箱底座50，設有印品入 口 03、印品出口04;烘箱蓋包括九個送風單元60A 60I、 1個循環(huán)單元41，烘箱 底座50包括底座殼體51和支承輥52。印品00從印品入口 03進入，在支承輥支撐 下接受送風單元60的風力吹掃，烘干后由印品出口 04離開烘干裝置。如圖2所示，烘箱蓋包括外罩部件21、隔板部件22、框架部件23，設有烘干腔 13、排氣腔12;烘干腔13由隔板部件22、框架部件23與烘箱底座50圍成，排氣 腔12由隔板部件22、框架部件23與外罩部件21圍成，烘干腔13與排氣腔12在 前橫梁24端相互連通。如圖3所示，送風單元60包括風機30，設有進風通道63、排風通道64、出風 通道68，送風單元60安裝在烘干腔13中；風機30是貫流風機，包括導流板31、 穩(wěn)流板32、貫流葉輪33。烘箱蓋還包括安裝在烘干腔13中的循環(huán)單元41，循環(huán)單 元41包括風機30和回風風門67，循環(huán)單元41能克服風阻保證新風量，能避免烘 干氣體從印品入口 03外泄，能根據(jù)烘干需求調(diào)整回風風門67改變新風量。九個送風單元60沿印品入口 03向印品出口 04方向前后順序排列，前一送風單 元60的進風通道63與后一送風單元60的排風通道64相連，如圖中所示64E與63F 相連。采用橫向送風的貫流風機，使送風單元60內(nèi)置于烘干裝置10中，突破了現(xiàn)行 設備的限制，使結構變得簡單緊湊，烘干工藝得到完善，烘干效果得到顯著提高。本實施例中熱泵裝置80由依次相連的熱泵壓縮機89、熱泵冷卻器83、熱泵冷 凝器88、熱泵過冷器82、熱泵節(jié)流閥87、制冷蒸發(fā)器96、熱泵壓縮機89組成。熱 泵壓縮機89采用渦旋壓縮機，蒸發(fā)溫度為1(TC，冷凝溫度為65'C。熱泵過冷器82、熱泵冷卻器83、熱泵冷凝器88、制冷蒸發(fā)器96均為銅管套鋁 翅片的熱交換器。熱泵冷凝器88、熱泵冷卻器83、熱泵過冷器82安裝在烘干腔13中，制冷蒸發(fā) 器96安裝在排氣腔12中，在制冷蒸發(fā)器96的下方設有集液器93收集冷凝水，通 過管路排到設備外。熱泵壓縮機89排出壓縮氣體中包含顯熱和潛熱，顯熱體現(xiàn)為排氣溫度高于冷凝 溫度，顯熱的熱值小但品位高，顯熱在熱泵系統(tǒng)中通常占總制熱量的20% 35%，排 氣溫度可高達130°C。采用熱泵冷卻器83的目的在于區(qū)別使用顯熱與潛熱，可以在 不提高冷凝溫度的情況下，獲得介于冷凝溫度與排氣溫度之間的最高烘干溫度。印 刷機需求的最高烘干溫度一般高于8(TC,而熱泵經(jīng)濟可靠運行時的冷凝溫度一般不 超過65'C，采用熱泵冷卻器83配合風量的控制既可滿足最高烘干溫度的需求，而 不必犧牲運行的經(jīng)濟性或壓縮機壽命。如圖4所示，烘箱IO沿印品入口 03向印品出口 04方向設有低溫段16、中溫段 17、高溫段18、冷卻段19。低溫段16包括送風單元60H、 601和熱泵過冷器器82H、 821。中溫段17包括送 風單元60E、 60F、 60G和熱泵冷凝器88E、 88F、 88G,高溫段18包括送風單元60B、 60C、 60D和熱泵冷卻器83B、 83C、 83D，冷卻段19包括送風單元60A。系統(tǒng)采用逆向送風烘干方式分段烘干，利用熱泵冷凝器88、熱泵冷卻器83、熱 泵過冷器82實現(xiàn)不同烘干溫度，按完善的烘干工藝需求配置了烘箱10內(nèi)的烘干加 熱器，采用冷卻段回收熱量實現(xiàn)了進一步的節(jié)能與工藝完善。蓉蜀§導fe-導衫發(fā)流凝縮蒸節(jié)冷壓^^w" 1^^" 1f^^ >^^"6 7 8 98 8 8 00道門門道道通風風通通風風風風風排進回出回4 6 7 8 96 6 6 6 6高溫段18設有新風板28和進風風門66,冷卻段19與中溫段17之間設新風通 道62，所述新風通道62由新風板28與隔板部件22圍成。進風風門66與熱泵冷卻 器83配合可以獲得烘干工藝所需的最高烘干溫度。新風通道62的設立改善了熱泵 冷凝器88的換熱效率，使熱泵裝置80能獲得更高的能效比。如圖5 圖7所示，烘箱蓋20還包括風機電機38和傳動皮帶39，風機電機38 安裝在排氣腔12中，通過傳動皮帶39帶動所有風機30。風機電機38安裝在排氣 腔12中能降低風機電機38的工作溫度并利用其散發(fā)的熱量?？蚣懿考?3包括前橫梁24、后橫梁25、左墻板26、右墻板27。左墻板26、右墻板27設有裝配孔，隔板部件22、新風板28、導流板31、穩(wěn)流 板32、貫流葉輪33、進風風門66、回風風門67、熱泵冷卻器83、熱泵冷凝器88 均通過彎角件裝配在左墻板26和右墻板27上，這是一種簡潔的標準化裝配結構方案。左墻板26、右墻板27設有通風孔29，每側(cè)包括與新風通道62相通的2個大孔， 供溫度較低的新風流出；還包括與中低溫段送風單元進風通道63相通的5個小孔， 供新風流入。新風在左右墻板與外罩部件之間形成的氣流通道流動，既起到防止烘 箱10對外散熱，又避免軸承等轉(zhuǎn)動部件溫度過高。如圖6中33J所示，貫流葉輪33左側(cè)葉輪邊緣距左墻板26距離與右側(cè)葉輪邊 緣距右墻板27距離的差值為33毫米，貫流葉輪33的非對稱設置實現(xiàn)底座50內(nèi)氣 體流動，提高了印品OO與烘干氣體的換熱系數(shù)。熱泵裝置80還包括熱泵機箱81和控制裝置70，熱泵壓縮機89、控制裝置70 安裝在熱泵機組箱81中。熱泵節(jié)流閥87就近安裝在烘箱蓋20中，熱泵裝置80的 各部件通過銅管連接。本實施例中，熱泵節(jié)流閥87是電磁膨脹閥，熱泵壓縮機89是變頻渦旋壓縮機； 進風風門66、回風風門67均為步進電機驅(qū)動的電動風門；控制裝置70包含溫度傳 感器和溶劑濃度傳感器，傳感器均安裝在烘箱蓋20中；熱泵節(jié)流閥87、進風風門 66、回風風門67均受控制裝置70的控制。本實施例所提供烘干設備能自動適應烘 干需求變化。沿印品OO行進方向的烘干過程如下 .印品OO從印品入口 03進入，在支承輥支撐下接受送風單元的風力吹掃。進入 烘箱10后，首先接受送風單元60I與循環(huán)單元41形成的推挽氣流吹掃，氣體在溫 度35。C左右，其中溶劑蒸汽濃度較高，印品00上部分溶劑蒸發(fā)混入氣體中，飽含 溶劑蒸汽的氣體被循環(huán)單元41送入排氣腔12，經(jīng)制冷蒸發(fā)器96吸收熱量后由廢氣 出口 02排出；印品00依次經(jīng)過送風單元60H、 60G、 60F、 60E，烘干氣體溫度分別為45°C、 50°C、 55°C、 60'C左右，在此期間，印品上80%以上的溶劑蒸發(fā)，印品00的溫度上 升。印品00進入送風單元60D、 60C、 60B接受高溫吹掃，各單元烘干氣體溫度大約 為70。C、 75。C、 80°C。高溫吹掃使殘留的溶劑完全蒸發(fā)，印品00的溫度繼續(xù)上升。印品OO進入送風單元60A接受大約由新風入口 01進入的新風吹掃，新風與印 品00的溫差較大，換熱強度相對較高，換熱后新風溫度上升大約5'C，印品00被 冷卻降溫后從印品出口 04離開烘箱10，完成烘干過程。沿烘干氣體流動方向的工作過程如下環(huán)境中空氣經(jīng)新風入口 01和空氣過濾器07進入送風單元60A，經(jīng)循環(huán)吹掃印品 00后升溫5'C左右，溶劑蒸汽濃度基本上為零。11經(jīng)進風風門66分配，氣體分兩路分別進入高溫段18和中溫段17。進入高溫段的新風流量很小，其中部分流入送風單元60B被熱泵冷卻器83加熱 到8(TC或更高。被60B加熱后的部分氣體與未流進60B的新風混合后流經(jīng)60C,部 分被60C吸入并加熱到75'C左右，同樣，被60C加熱后的部分氣體與未流進60C的 混合氣體再混合后流進60D，經(jīng)60D循環(huán)加熱升溫到70'C左右，部分排出與新風通 道62中的氣體混合進入中溫段17。由于在高溫段烘干蒸發(fā)的溶劑不多，混合新風 后氣體中溶劑蒸汽的濃度只是略有提高。進入中溫段的氣體在熱泵冷凝器88的加熱下，溫度在55 60'C間，在此期間溶 劑大量蒸發(fā)，氣體中溶劑蒸汽濃度上升，溶劑蒸發(fā)及印品OO溫度上升吸收了熱泵冷 凝器88施放的熱量，使氣體進入低溫段后的溫度下降到45。C左右，在低溫段，雖 然溫度較低，印品OO上溶劑暴露的面積大，所以蒸發(fā)速度也很快，熱泵過冷器釋放 熱量減緩溫度的下降。氣體中溶劑蒸汽濃度上升到最高。經(jīng)循環(huán)單元41送入排氣腔12的氣體溫度大約在35'C左右，進入制冷蒸發(fā)器96 后被吸熱降溫。制冷蒸發(fā)器96的蒸發(fā)溫度為l(TC，末段有低于5t:的過熱度。氣體 在制冷蒸發(fā)器96中逆向換熱，最后降溫到15'C左右，其中部分水蒸汽會在此溫度 下冷凝成液體經(jīng)集液器93收集后排出。最后，氣體經(jīng)廢氣出口 02離開排氣腔12 進入排氣管道完成烘干氣體的流動過程。由于氣體加熱的顯熱被回收利用，本實施例所提供烘干設備io壓縮機和風機消 耗的功率，應接近于設備對環(huán)境散熱、溶劑蒸發(fā)吸收的潛熱及印品00升溫所消耗的 熱能。由于烘箱蓋20采用低溫新風環(huán)繞的保溫措施，大多數(shù)情況下不但不會向環(huán)境 散熱，還會從環(huán)境中吸收熱量，底座50若采取簡單的保溫隔熱措施，烘干設備與環(huán) 境之間應基本上達成熱平衡，吸收熱量的主體是溶劑與印品00。由于增加了冷卻段 回收印品OO的熱量，且受換熱系數(shù)、換熱面積及換熱時間的限制，印品OO吸收的 熱量非常有限，在工作環(huán)境溫度低至15t:的情況下，1.3米寬度的印刷單元使用本 實施例所提供烘箱所需烘干電力不到8kw，與現(xiàn)行烘干設備相比節(jié)能超過66%。具體實施例2:本實施例是適用于水性油墨印刷機的電加熱烘干設備圖8為本發(fā)明實施例2的結構示意圖。體現(xiàn)本實施例與第一實施例不同之處在 于加熱器48采用PTC電加熱器，使用加熱器48可以產(chǎn)生超過IOO'C的熱風，滿 足水性油墨印刷機的需求。由于未采用熱泵，廢氣中的顯熱不能得到回收利用，所以低溫段16未安裝加熱 裝置48，利用中溫段17的余熱烘干，盡量降低廢氣溫度。在本實施例中，在工作環(huán)境溫度15'C的情況下，廢氣溫度控制在3(TC左右，1.3 米寬度的印刷單元使用本實施例所提供烘箱所需烘干電力12kw左右，與現(xiàn)行烘干設 備相比節(jié)能50%左右。其余各組成部分及工作過程與第一實施例相同或相似，在此不再贅述。本發(fā)明最顯著的進步之處在于靈活性高、適應性強。應對各種需求，均能獲得 烘干性能好、零廢氣排放、全溶劑回收、低能源消耗、低噪聲污染、小占地面積、 易運輸安裝的效果，能帶來較大的社會效益與經(jīng)濟效益。
權利要求
1、一種節(jié)能烘干方法，其特征是1)包括冷卻步驟、分流步驟、高溫步驟、中溫步驟、低溫步驟；2)冷卻步驟是用進入烘干裝置的氣體吹掃來自高溫步驟的印品表面；分流步驟是將經(jīng)冷卻步驟的氣體分成兩路，分別進入高溫步驟和中溫步驟；高溫步驟是用高溫熱源將來自分流步驟的氣體加熱到所需最高烘干溫度吹掃來自中低溫步驟的印品；中溫步驟是用中溫熱源將來自分流步驟和高溫步驟的氣體混合加熱后吹掃印品，中溫熱源的表面溫度比高溫熱源的溫度至少低10％；低溫步驟是用來自中溫步驟的氣體吹掃印品，在低溫步驟對氣體加熱或不對氣體加熱。
2、 根據(jù)權利要求1所述的一種節(jié)能烘干方法，其特征是冷卻步驟是用進 入烘干裝置的新鮮空氣或經(jīng)過回收處理的低溫廢氣吹掃來自高溫步驟的印品表 面，冷卻印品并回收熱量提高氣體溫度；分流步驟是實現(xiàn)高溫小氣流、低溫大氣 流的變流變溫烘干工藝，區(qū)別利用高低品位熱源，在保證烘干質(zhì)量的前提下進一 步節(jié)能；高溫步驟的高溫熱源是電加熱器、油加熱器或熱泵的冷卻器高品位熱源， 將氣體加熱到8(TC以上；中溫步驟的中溫熱源是利用熱泵產(chǎn)生或利用其他來源 的廢熱，加熱氣體的溫度等于或低于80'C;低溫步驟是利用氣體中的余熱使印 品上大面積暴露的溶劑快速蒸發(fā)，進一步降低排放廢氣的溫度，在低溫步驟用如 熱泵的過冷器低溫熱源對氣體加熱彌補溶劑蒸發(fā)吸收的熱量，同時提升熱泵性 能，或者完全利用余熱，不對氣體加熱。
3、 一種節(jié)能型烘箱蓋，包括蓋體，在蓋體上設有新風入口 (01)、廢氣出口 (02)，其特征是[1) 在蓋體內(nèi)設置加熱裝置(48)和至少三個送風單元(60);[2) 所述加熱裝置(48)安裝在送風單元(60)中，用于產(chǎn)生熱風吹掃印品 (00);加熱裝置(48)是電加熱器、油加熱器、蒸汽加熱器、熱泵冷凝器中的一種或任二種以上組合；[3) 所述送風單元(60)包括風機(30)，設有進風通道(63)、排風通道(64)、 出風通道(68)，前一送風單元(60)的進風通道(63)與后一送風單元(60) 的排風通道(64)相連，構成逆向送風烘干系統(tǒng)；[4) 所述風機(30)為貫流風機，包括導流板(31)、穩(wěn)流板(32)、貫流葉 輪(33)。
4、 根據(jù)權利要求3所述的一種節(jié)能型烘箱蓋，其特征是[1) 在所述蓋體上設置外罩部件(21)、隔板部件(22)、框架部件(23)，所 述框架部件(23)包括左墻板(26)、右墻板(27)，所述外罩部件(21)安裝在 框架部件(23)上，將框架部件(23)的一面及左墻板(26)和右墻板(27)罩 入其中，形成烘箱蓋的主體結構；[2) 所述外罩部件(21)是一塊簡單的面板，或者是由多個零部件組成的能 將框架部件(23)的前、后、左、右、上五個面包容其中的罩體；外罩部件(21) 先組裝好后再安裝在框架部件(23)上，或者分別安裝在框架部件(23)上；框 架部件(23)是整體鑄造的單一零件，或者由包括前橫梁(24)、后橫梁(25)、 左墻板(26)、右墻板(27)在內(nèi)的多個零部件組裝而成；前橫梁(24)、后橫梁(25)、左墻板(26)、右墻板(27)是單一零件，或者由多個零部件組裝而成；3) 所述隔板部件(22)的左右兩側(cè)分別裝配在左墻板(26)和右墻板(27) 上，隔板部件(22)將框架部件(23)內(nèi)的空間分排氣腔(12)及烘干腔(13)， 其中靠外罩部件(21) —側(cè)為排氣腔(12)，排氣腔(12)與烘干腔(13)在靠 近前橫梁(24)端相通；隔板部件(22)是單一零件，或者由多個零部件組裝而 成；4) 所述送風單元(60)安裝在烘干腔(13)中；所述廢氣出口 (02)設在 排氣腔(12)中，所述新風入口 (01)設在烘干腔(13)中。
5、 根據(jù)權利要求3所述的一種節(jié)能型烘箱蓋，其特征是在蓋體上設置新 風板28，新風板28安裝在送風單元60與隔板部件21之間，新風板28與隔板 部件22圍出新風通道62。
6、 根據(jù)權利要求3所述的一種節(jié)能型烘箱蓋，其特征是在蓋體上設置進 風風門(66)、回風風門(67);進風風門(66)與新風板(28)配合，調(diào)節(jié)進入 高溫烘干部分的氣流，回風風門(67)安裝在任意一臺風機(30)的回風通道上， 用于調(diào)節(jié)循環(huán)風量。
7、 根據(jù)權利要求3所述的一種節(jié)能型烘箱蓋，其特征是所述新風板(28)、 導流板(31)、穩(wěn)流板(32)、貫流葉輪(33)、進風風門(66)、回風風門(67) 的兩端分別裝配在左墻板(26)和右墻板(27)上，所述貫流葉輪(33)包括扇 葉(33a)、轉(zhuǎn)軸(33b)，所述扇葉(33a)左側(cè)邊緣至左墻板(26)距離與右側(cè) 邊緣至右墻板(27)距離之差大于(30)毫米。
8、 根據(jù)權利要求3所述的一種節(jié)能型烘箱蓋，其特征是1) 所述烘箱蓋包括至少六個送風單元(60)，所述送風單元(60)前后順序 排列，前一送風單元(60)的進風通道(63)與后一送風單元(60)的排風通道(64)相連，形成與印品(00)行進方向相反的逆向烘干氣流；2) 所述烘箱蓋按前后順序設有低溫段(16)、中溫段(17)、高溫段(18)、 冷卻段(19);低溫段(16)包括送風單元(60)，中溫段(17)包括加熱裝置(48) 和至少二個送風單元(60)，高溫段(18)包括新風板(28)、進風風門(66)、 加熱裝置(48)和至少二個送風單元(60)，冷卻段(19)包括送風單元(60); 冷卻段(19)與中溫段(17)之間設新風通道(62)。
9、 根據(jù)權利要求3所述的一種節(jié)能型烘箱蓋，其特征是1) 所述加熱裝置(48)包括熱泵冷凝器(88);2) 或者所述加熱裝置(48)采用兩種或兩種以上熱源供熱。
10、 根據(jù)權利要求9所述的一種節(jié)能型烘箱蓋，其特征是所述加熱裝置(48) 包括熱泵冷卻器(83)、熱泵冷凝器(88)、熱泵過冷器(82);熱泵裝置(80) 由依次相連的熱泵壓縮機(89)、熱泵冷卻器(83)、熱泵冷凝器(88)、熱泵過 冷器(82)、熱泵節(jié)流閥(87)、制冷蒸發(fā)器(96)、熱泵壓縮機(89)組成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種節(jié)能烘干方法及節(jié)能型烘箱蓋，方法特征是包括冷卻步驟、分流步驟、高溫步驟、中溫步驟、低溫步驟。結構特征是包括蓋體，蓋體上設新風入口(01)、廢氣出口(02)、加熱裝置(48)和若干個送風單元(60)；加熱裝置(48)設在送風單元(60)中；加熱裝置(48)是電加熱器、油加熱器、蒸汽加熱器、熱泵冷凝器中的一種或任二種以上組合；送風單元(60)包括風機(30)，設有進風通道(63)、排風通道(64)、出風通道(68)；風機(30)為貫流風機，包括導流板(31)、穩(wěn)流板(32)、貫流葉輪(33)。本發(fā)明適用于各薄帶狀物體加工設備中。具有結構緊湊、高效節(jié)能、靈活多變的特點，社會效益與經(jīng)濟效益十分顯著。
文檔編號B05D3/00GK101648178SQ20091019222
公開日2010年2月17日 申請日期2009年9月10日 優(yōu)先權日2009年9月10日
發(fā)明者甦 簡 申請人:簡 甦;廣東華南家電研究院