一种基于温湿度反馈控风的循环式花药烘干箱及烘干方法与流程

本发明涉及农业花粉加工机械，具体涉及一种基于温湿度反馈控风的循环式花药烘干箱及烘干方法。

背景技术：

1、在果树种植及杂交育种中，人工辅助授粉是提高坐果率、改良果实品质的重要措施。花药采集后需经烘干促使花药开裂释放花粉。花粉活性与干燥温度密切相关，对于猕猴桃等对温度敏感的果树花粉，烘干温度须严格控制在21~28℃，一旦超过28℃花粉活性将迅速丧失，温度过低则干燥时间延长。因此，精确的低温恒温控制是花药烘干的核心技术要求。

2、现有花药烘干设备多采用静态层架结构，例如申请号为201520435179.3 的中国专利文献所公开的方案，花药盘放置在固定层架上静止烘干。由于热空气自然上升，箱内易形成垂直温差和水平温差，导致上层花药过热、底层烘干不足，各花药盘干燥程度不一致，部分花粉因过热而活性降低甚至失活。在温控方面，现有设备通常仅采用单个温度传感器以开关方式控制加热，并维持恒定热风风量，单点采集的数据难以准确反映整体温场，箱内温度难以精确控制在28℃以下；且恒定风量下，先爆粉的花药盘中已释放的花粉易被大风量吹走，造成花粉损失和浪费。

3、针对静态烘干受热不均的问题，已有改进方案例如cn208765387u号中国实用新型专利采用“滑块+导杆+柔性绳”实现多层置物台升降，但置物台升降到位后仍处于静止状态，其本质仍为静态分层烘干，无法从根本上消除温度分布不均的影响，也未能解决精确控温和爆粉期风量自适应调节的问题。此外，静态烘干换热效率较低，难以满足大规模生产需求。

4、综上所述，现有技术中至少存在以下有待解决的技术问题：1）、静态层架烘干导致箱内温度分布不均，各花药盘受热不一致；2）、单一温度传感器和开关式控制，箱内温度难以精确控制在28℃以下；3）、烘干全过程风量恒定，爆粉后花粉被吹走，造成损失和浪费；4）、已有升降式改进方案本质仍为静态烘干，未能实现烘干全过程中的持续动态运动；5）、静态烘干换热效率较低，难以满足大规模花粉生产需求。

5、因此，亟需一种能够同时实现花药盘动态均匀受热、精确低温恒温控制及风量自适应调节的果树花药烘干箱及烘干方法。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的不足之处，本发明提供了一种基于温湿度反馈控风的循环式花药烘干箱及烘干方法。

2、本发明公开了一种基于温湿度反馈控风的循环式花药烘干箱，包括烘干箱体，所述烘干箱体内通过隔板依次划分为加热室、烘干室及排气室，所述加热室与烘干室之间的隔板下部设置有第一通风部，所述烘干室与排气室之间的隔板上部设置有第二通风部，形成热风下进、湿气上排的风道结构；

3、所述烘干室内设置循环运动机构及多组温度检测单元，所述循环运动机构包括驱动装置、传动组件及花药盘承载组件，所述驱动装置通过所述传动组件驱动所述花药盘承载组件做上下循环运动，所述花药盘承载组件通过可转动连接件悬挂设置，使承载的花药盘在循环运动过程中在重力作用下保持水平；多组所述温度检测单元用于采集烘干室内的多点温度数据；

4、所述加热室设置加热装置，用于产生烘干室烘干所需热量；

5、所述排气室设置排气装置及湿度检测单元，所述排气装置用于将烘干室内的湿气排出，所述湿度检测单元用于检测排气湿度；

6、所述加热装置、排气装置、多组温度检测单元及湿度检测单元分别与控制模块电连接；所述控制模块用于根据多组温度检测单元的温度信号调节加热装置的功率，根据湿度检测单元的湿度信号调节排气装置的排风量。

7、作为本发明的进一步改进，所述循环运动机构还包括稳定支架，所述稳定支架包括底座及竖直固定于底座上的四根支撑立柱，四根所述支撑立柱呈矩阵式分布；所述驱动装置、传动组件及花药盘承载组件均安装于所述稳定支架上。

8、作为本发明的进一步改进，所述传动组件包括链轮、传动链条及传动轴；四个所述链轮分别两两对称设置在所述稳定支架的相对的两列支撑立柱上；位于同一侧的两个所述链轮上下间隔分布，且通过所述传动链条同步传动连接；位于上部或下部的两个链轮之间通过所述传动轴同步传动连接，至少一个链轮连接所述驱动装置。

9、作为本发明的进一步改进，所述花药盘承载组件包括多组花药盘承载部，多组所述花药盘承载部沿所述传动链条间隔分布；

10、每组所述花药盘承载部均包括至少一层花药盘支架、转动连接件、连接轴及半环形连接件；所述花药盘支架用于承载花药盘，所述花药盘支架的两端分别设置有一个所述转动连接件，所述连接轴的两端分别贯穿对应侧的所述转动连接件，所述转动连接件可绕所述连接轴转动，所述连接轴的两端分别与对应的所述半环形连接件固定连接，所述半环形连接件与所述传动链条固定连接。

11、作为本发明的进一步改进，当所述花药盘承载部中的花药盘支架为多层时，相邻两层所述花药盘支架的两端分别通过连接支架间隔固定连接。

12、作为本发明的进一步改进，多组所述温度检测单元分别设置于所述烘干室内的上部、中部及下部。

13、作为本发明的进一步改进，所述烘干箱体底部设有带刹车的万向轮；所述烘干箱体还包括箱门，所述箱门上设有透明观察窗及温湿度控制箱，所述温湿度控制箱与所述控制模块电连接，用于设定烘干参数及显示箱内温湿度。

14、本发明还公开了一种基于温湿度反馈控风的循环式花药烘干方法，采用权利要求1至8任一项所述的基于温湿度反馈控风的循环式花药烘干箱，包括：

15、将待烘干的花药平铺于花药盘中，放置于花药盘承载组件的花药盘承载部的花药盘支架上；

16、启动驱动装置，通过传动组件驱动多组所述花药盘承载部带动花药盘做上下循环运动，花药盘在循环运动过程中在重力作用下保持水平；

17、启动加热装置产生热量，热风经第一通风部进入烘干室，流经循环运动中的花药盘后经第二通风部进入排气室；

18、通过多组温度检测单元采集烘干室内的多点温度数据，控制模块根据温度信号调节加热装置的功率，使烘干室内温度维持在设定温度范围内；

19、通过湿度检测单元检测排气湿度，控制模块根据湿度信号调节排气装置的排风量；

20、烘干完成后，取出花药盘收集花粉。

21、作为本发明的进一步改进，所述控制模块获取烘干室内上部、中部及下部的多点温度检测数据，闭环调节加热装置的输出功率，使烘干室内温度稳定维持在21~28℃。

22、作为本发明的进一步改进，所述控制模块按排气湿度分档调节所述排气装置的排风量，使排风量与排气湿度呈正相关：

23、当排气湿度高于第一湿度阈值时，控制排气装置以额定风量运行；

24、当排气湿度介于第一湿度阈值与第二湿度阈值之间时，控制排风量随排气湿度的降低线性减小；

25、当排气湿度低于第二湿度阈值时，控制排气装置以最小风量运行。

26、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

27、本发明通过在烘干室内设置循环运动机构，驱动花药盘承载组件带动花药盘做上下循环运动，使每盘花药在烘干过程中轮流经过烘干室的不同温区，从根本上消除了传统静态烘干因热空气上升导致的上下温差和受热不均问题，确保各盘花药干燥程度一致，避免部分花粉因过热而活性降低甚至失活，显著提升了花粉的品质和活性保持率；同时配合加热室、烘干室、排气室三室划分及下进上出的风道设计，使热风从烘干室下部进入、上部排出，与循环运动的花药盘形成动态对流，强化了换热效果，提高了烘干效率。

28、本发明通过在烘干室内设置多组温度检测单元采集多点温度数据，由控制模块根据多点温度信号调节加热装置的功率，克服了传统单点测温代表性差、箱内温度难以精确控制的缺陷，使烘干室内温度能够精准控制在28℃以下，避免了温度超限导致的花粉活性迅速丧失；同时通过在排气室设置湿度检测单元检测排气湿度，由控制模块根据湿度信号调节排气装置的排风量，使排风量随花药湿度的降低而不断变小，在烘干初期保持大风量强化排湿，在花药爆粉阶段自动切换为小风量，有效防止了已释放的花粉被大风量吹走，减少了表层花粉的损失和浪费。

29、本发明通过循环运动机构实现花药盘的动态循环烘干，配合多组花药盘承载部沿传动链条间隔分布的大容量设计，显著提升了单机烘干能力和换热效率，解决了传统静态烘干效率低、难以满足大规模花粉生产需求的问题，极大提高了花粉生产企业的生产效率和产量；整体方案结构可靠、运行稳定，花药盘承载组件通过可转动连接件悬挂设置，在重力作用下始终保持水平，不会随链条翻转，确保了烘干过程的安全可靠。