一款簡易干燥器的設計

高嵩

摘 要：干燥技術的發展源自生產實踐的需要，干燥效果的好壞有時可以嚴重影響生產，甚至是制約一個行業的發展。自然干燥效果效率低下，而且效果也不明顯，所以這就使得干燥技術得以發展。由于國外對干燥技術研究較為成熟，而國內在這一領域的起步較晚，所以很多研究就顯得滯后。由于在大多數領域中，或者說在大多數生產環節中都需要對某些物質進行干燥，這就使得在這些成產過程中都需要用到干燥裝置，而干燥裝置在應用的過程中會產生許多問題，這些都是在所難免的事情。干燥裝置本身很簡單，其原理也不復雜，因此本文中的干燥裝置也較為簡單，同時干燥裝置的設計也力求實用，希望能以此給讀者在應用中一些啟示。

關鍵詞：干燥；裝置；操作方法

中圖分類號：TQ518 文獻標志碼：A

0 引言

干燥裝置中的一個重要器件就是加熱泵。在此裝置中，空氣的冷卻循環依次經過一個壓縮機，一個輻射體，一個節流閥裝置和一個蒸汽閥。在此過程中，被輻射體加熱的空氣被引入一個干燥的腔，而從干燥腔出來的空氣又被一個冷的裝置冷卻，被冷卻的氣體又被蒸汽閥去濕，最后去濕的氣體被輻射體重新加熱。整個過程的關鍵器件就是風機，因此對風機的選擇就是關鍵。

1 干燥技術在國內的發展與國外的對比研究

干燥技術在國內的發展總體來說還是處于剛剛起步階段，還沒有形成比較成熟的和完善的技術體系。在國內，此項技術還處于探索階段。由于很多企業，如化工企業和制藥企業等，這些企業對干燥技術的需求性和依賴性是其他技術不可替代的，所以國內的大多數設備還需進口。但隨著技術的不斷進步和成熟，國內的各個石油企業和制藥企業對該類設備的需求完全可以不依賴進口，實現設備的國產化。

而國外在這一技術較國內來說起步較早，此項技術的發展也更加成熟和完善。有很多的外國大公司在離心干燥機方面做得很好，這就使得干燥技術發展得以廣泛應用，而且隨著科學技術的快速發展，干燥設備將向著節能、高效、低成本的方向發展，并逐漸實現大生產能力和高使用壽命的要求。

2 干燥機部件與選型

2.1 對風機的選型

風量是風機類型的制約參數，該量的計算通常要參考外界因素，如泵體密閉是否良好等因素。在有些情況下，還需要考慮器件之間的連接情況，如器件之間存在密封不嚴等情況，甚至部件之間有時也會瞬間產生嚙合不嚴密等情況，這些都會影響風量的計算。鑒于這些因素，離心機一般為風機的首選機型。具體參數選擇參見表1。

2.2 離心式通風機的分類

離心機按壓力不同可以分為：

（1）低壓離心機，風壓在P980Pa，

（2）中壓離心通風機，風壓在980PaP2942Pa。

（3）高壓離心通風機風壓在2942PaP14710Pa。

這些參數可以幫助我們在現場進行選擇合適的風機。

2.3 離心通風機的傳動方式

傳動方式決定了風機的使用場合，不同的傳動適應不同的場合，對離心通風機進行選擇，其傳動形式通常有以下6種，如圖1所示。

A式—無軸承箱，以電動機直聯傳動；

B式—懸臂梁支承，皮帶傳動。皮帶輪在軸承之間；

C式—懸臂梁支承，皮帶傳動。皮帶輪在軸承外側；

D式—懸臂梁支承，以連軸器傳動；

E式—雙支承裝置，皮帶輪在外側；

F式—雙支承裝置，聯軸器傳動。

2.4 離心式通風機的旋轉方向

風機旋轉運動產生的效果，在實際應用中也是要考慮的因素：根據風機中的葉輪形式，順時針旋轉（即‘右）的葉輪會產生推動力把氣體送出去，其出風口的位置可以根據實際情況選擇是向上，還是向前。反之葉輪會產生吸附力，把氣體吸進來，即‘左。

2.5 風機出風口設計

出風口是顯現通風機作用的位置，其位置選擇的合適與否直接影響現場作業，甚至對后續器件的選擇都有重要影響。對于出風口的選擇，一般要根據具體的情況以及風機的風量允許值進行設定。由于從出風口附近的氣流都是運動氣流，通常來說，為保證出風口的穩定性一般把出風口進行固定處理。但有時在施工現場會需要不同方向的氣流，這就使得出風口要能移動與運轉，通常出風口自由運轉的角度有0°、45°、90°、135°、180°，如圖2所示。

3 散熱機構的設計

運動的部件、機構勢必產生大量熱量。熱量大量聚集在裝備內對裝置的部件是有損傷的，于是排除裝置內的熱量就是必要之舉。但是熱量的排除也造成了能量的損失，如果能把這種損失利用起來也是值得探究的。干燥裝置的干燥效果最簡單有效的方式就是通過熱能來實現，這也會產生大量的熱量，這些熱量的大量積累，也會對裝置部件造成損傷。但是為提高其干燥效率，同時為達到循環利用的目的，熱風循環利用是不錯的選擇，這樣既可以把多余的熱量排出，又可以把這些熱量再次利用，實現節能的功效。熱風的來源可以通過熱風機來實現，其工作原理是空氣被加熱后被熱風機推動，從而實現干燥功效。根據各個器件的高溫工作條件，一般以不超過溫度允許值（一般為60℃）為宜。軸承在高溫下會產生大量的內應力，為消除這些由熱量產生的內應力，同時又不增加運行成本，最簡易有效的方式就是采用冷卻水進行冷卻。為達到更好的冷卻效果，冷卻水要循環利用，為實現這一效果，運轉軸要制成空心形狀。由于熱量是可以傳遞的，為避免傳遞到其他重要部件，通常也采用冷卻葉輪或冷卻盤。其中簡圖如圖3所示。

結語

干燥裝置的設計從原理上看還是簡單易行的，但在實際應用中，會受到現場因素的制約，如實際地點的天氣、灰塵度等，這些都對干燥裝置有影響。但由于這些設備的簡易性以及通用性等特點，可以根據實際情況對干燥裝置進行必要的臨時改裝，以便達到或保證使用效果。同時，干燥裝置也可以與其他設備進行配合使用，避免復雜及重復勞作。

參考文獻

[1]國家醫藥官管理局上海醫藥設計院.化工工藝設計手冊[M].北京：化學工業出版社，1991.

[2]李鳳華.化工原理[M].大連：大連理工大學出版社，2004.

[3]黃茂林.機械原理[M].重慶：重慶大學出版社，2002.

[4]濮良貴.機械設計[M].北京：高等教育出版社，2001.

[5]宋京云等.機械基礎[M].北京：中國電力出版社，2005.

[6]《機械設計手冊》聯合編寫組編.機械設計手冊，上、中、下冊[M].北京：化學工業出版社，1987.endprint