一种空气源热泵的烟草烘干系统装置的制作方法

1.本实用新型属于烟草烘干技术领域，涉及一种空气源热泵的烟草烘干系统装置。


背景技术：

2.烟叶烘烤是一个与物理变化相伴随的复杂的生理生化过程。其中物理变化是指烟叶内的水分不断地汽化排出组织，使烟叶逐渐干燥；生理生化变化则是最基本、最重要的变化,而且是极其复杂的，它包括新鲜烟叶组织细胞在呼吸酶类、水解酶类、氧化-还原酶类等的作用下，使烟叶内含物质分解、转化和消耗的全过程。烘烤原理就是要研究这个过程的基本规律，从而制定人为调控措施,使烟叶的各种变化向着最有利于工业可用性的方向发展，即达到烤熟、烤黄、烤香。而要反映特定条件下形成的烤烟的品质特征，必须有相应的烘烤工艺和烘烤设备，而且烘烤设备要满足和服务于烘烤工艺要求，两者都要科学实用。
3.世界上最早的烟叶烘烤设备十分简陋，随着科技和能源的不断开发探索，多种能源和形式的密集烤房普遍得到发展，烘烤工艺也随之简化，都将烟叶烘烤全过程划分为变黄、定色、干筋三个阶段，并根据各阶段烟叶变化要求，规定温湿度指标，进行适当的供热和通风，实现了温湿度程序化自动控制,烟叶品质得到有效保证,而且显著地节省烘烤环节用工量。现代烤烟的烤制加热方式均使用热交换器，烟叶以无燃烧物烟气成分的热空气为介质实现干制，和烟熏烟及明火烤烟有着本质的差异。
4.目前，世界各国对烟叶质量的要求越来越髙，为提髙烤烟质量，降低劳动生产率，国外已普遍推广燃油、燃气、燃煤密集烘烤技术，并正向电脑程序化控制方向发展。
5.cn110285648a公开了一种烟草行业用烘干装置，包括工作箱体、活动门、加热装置、烘干架，所述工作箱体上设有活动门，活动门上设有把手，活动门与工作箱体之间通过合页进行铰接，所述加热装置设置于工作箱体内部上方，所述烘干架设置于加热装置下方。
6.cn204599308u公开了一种能耗低、烘干效果好的烟草烘干装置，包括机架、喂料管、第一加热管、第二加热管和冷却管，喂料管包括第一喂料管、第二喂料管；第一加热管、第二加热管和第一喂料管管内均设有红外加热管，还包括风机，第二喂料管设有第一排气管，第一排气管一端与第二喂料管的管壁连接，第一排气管另一端与风机的进风口连接，冷却管设有第二排气管，第二排气管一端与冷却管相通，第二排气管另一端与风机的进风口连接。
7.cn210538859u公开了一种烟草生产用烘干装置，包括烘干箱体，所述烘干箱体内部安装有烟草传输部件，所述烘干箱体的侧壁上安装有用于向其内部输送热气的第一烘干装置和第二烘干装置；所述烟草传输部件包括从上至下分布的进料传输带和出料传输带，所述进料传输带和所述出料传输带之间按照间隔排列的方式设置有若干个第一传输带和第二传输带，所述第一传输带和所述第二传输带之间设置有左右位置差，通过进料传输带、第一传输带、第二传输带和出料传输带等配合可以对烟草进行连续烘干加工，传输带之间传输过程中可以对烟草进行翻转，从而配合第一烘干装置和第二烘干装置加快对烟草的烘干效率，且烘干效果好。
8.现有的烟草烘干装置大多功能单一，在实际烘干过程中容易产生烟草堆积的现象，烟草的受热不均匀，造成烘干不均匀的问题，给实际加工带来了不便，降低了生产效率。


技术实现要素：

9.针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种空气源热泵的烟草烘干系统装置，本实用新型提供的烟草烘干系统装置通过空气源热泵实现了高温高压气体对烟草的烘干以及余热气体的回收利用，通过设置转轴带动烘干托盘旋转，有效解决了烟草受热不均匀，加热效果不稳定的缺陷。
10.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
11.第一方面，本实用新型提供了一种空气源热泵的烟草烘干系统装置，所述的烟草烘干系统装置包括烘干箱，所述的烘干箱外接空气循环管路，所述的空气循环管路上沿空气流向依次设置有蒸发器和换热器，所述的蒸发器和换热器之间通过介质循环管路循环连接；所述的烘干箱包括箱体，所述箱体内竖直设置有转轴，所述转轴的一端连接电机，所述转轴上固定有至少一个烘干托盘。
12.本实用新型提供的烟草烘干系统装置通过空气源热泵实现了高温高压气体对烟草的烘干以及余热气体的回收利用，具体而言，蒸发器产生的气态制冷剂进入换热器内冷凝放热，对空气进行加热，加热后形成的高温高压气体进入箱体对烟草进行烘干；冷凝后得到的液态制冷剂返回蒸发器与箱体内排出的余热空气接触换热，再次形成气态制冷剂进入换热器，实现了一个热量循环；同时，本实用新型通过设置转轴带动烘干托盘旋转，有效解决了烟草受热不均匀，加热效果不稳定的缺陷。
13.作为本实用新型一种优选的技术方案，所述蒸发器的介质出口与换热器介质入口之间的介质循环管路上设置有压缩机，蒸发器排出的气态制冷剂经压缩机压缩后进入换热器，高压的气态制冷剂在换热器内与空气接触冷凝放热。
14.所述蒸发器的介质入口与换热器的介质出口之间的介质循环管路上设置有膨胀阀；气态制冷剂换热升温后得到液态制冷剂，经膨胀阀进入蒸发器，再次蒸发得到气态制冷剂。
15.在本实用新型中，压缩机的出口端与换热器的进口端连接，压缩机的进口端与蒸发器的出口端连接，压缩机用于将制冷剂压缩，使制冷剂变为气态制冷剂并送入换热器中，气态制冷剂在换热器内发生冷凝放热，并与空气进行热量交换，使得换热器内的空气变为高温高压气体，高温高压气体通入箱体内对烟草进行烘干。
16.膨胀阀的进口端与换热器的出口端连接，膨胀阀的出口端与蒸发器的进口端连接，换热器将换热后的气态制冷剂排出，膨胀阀将气态制冷剂变成液态制冷剂，并将液态制冷剂送入蒸发器内，同时箱体内的余热空气也被抽入蒸发器，液态制冷剂和余热空气在蒸发器内进行热量交换。
17.本实用新型利用逆卡诺原理，在换热器释放出热量的气态制冷剂经过膨胀阀变成液态制冷剂，液态制冷剂再进入蒸发器当中不断地吸收位于蒸发器壳体内余热空气当中的热量，吸收了一定能量的制冷剂再回到压缩机中被再次压缩，如此反复循环。这样就可以通过压缩机做工，将空气当中的热量源源不断地搬运到箱体内对烟草进行加热烘干。
18.作为本实用新型一种优选的技术方案，所述的烘干托盘包括底盘和沿底盘外缘设
置的侧壁，所述的侧壁合拢，使得底盘与侧壁围成一端开口的梯台形空腔结构。
19.所述的底板和侧壁上遍布通孔。
20.本实用新型将烘干托盘设计成梯台形空腔结构的目的在于，防止烘干托盘旋转时烟草会在惯性作用下飞出烘干托盘。在底板和侧壁上遍布通孔，有利于水分蒸发，加快烘干速度。
21.作为本实用新型一种优选的技术方案，所述的烘干托盘在竖直方向上并排分布，所述的转轴依次贯穿各个烘干托盘的中心，所述的烘干托盘在转轴的带动下以竖直轴线为旋转轴自转。
22.作为本实用新型一种优选的技术方案，所述的烘干托盘的边缘固定于转轴上，沿转轴长度方向，所述的烘干托板依次错位并按螺旋阶梯状排布方式固定于转轴上。
23.需要说明的是，本实用新型提供了烘干托盘两种不同的布置方式，其一是烘干托盘在竖直方向上同轴布置，转轴依次贯穿各个烘干托盘的中心，每一个托盘在转轴的带动下以转轴为旋转轴自转，在这种布置方式之下，为了加快烟草中的水分蒸发，各个烘干托盘的中轴线共线但尺寸大小不同，可选地，相邻两个烘干托盘的大小不同，但间隔一个烘干托盘的两个烘干托盘的大小相同。其二是沿转轴长度方向，烘干托板依次错位并按螺旋阶梯状排布方式固定于转轴上，采用螺旋阶梯状排布可以保证每个烘干托盘上方都有足够的空气热量对烟草进行加热烘干，而不会被相邻的烘干托盘遮挡阻隔。
24.作为本实用新型一种优选的技术方案，所述的箱体内壁铺设有保温层。
25.在本实用新型中，箱体内壁铺设有保温层，可以有效防止其中流动的热空气热量散发；进一步地，可以在空气循环管路外壁包裹保温层。
26.作为本实用新型一种优选的技术方案，所述的箱体内壁设置有温度传感器，所述的箱体侧壁上设置有显示屏，所述的温度传感器电性连接所述的显示屏。
27.作为本实用新型一种优选的技术方案，所述的空气循环管路的空气进口端沿空气流向还依次设置有气泵和干燥器，箱体内的湿空气经气泵抽入干燥器，干燥后进入蒸发器。
28.在本实用新型中，温度传感器优选设置在烘干箱的进气口位置，用于检测高温高压气体进入烘干箱内的气体温度，显示屏可以实时显示烘干箱内的气体温度。可选地，温度传感器还电性连接控制模块，所述的控制模块反馈控制气泵，控制模块根据实时显示的温度，调节气泵的转速，使烘干箱中的热空气流动速度合适，起到最佳的烘干效果，如显示温度低于标准烘干温度值，减慢气泵转速，使热空气在烘干箱中流速减慢，停留较长时间，充分烘干物料。本实用新型设置的温度传感器配合相应的控制模块能够实现本实用新型的自动化、智能化控制，可以24小时连续烘干作业。
29.此外，控制模块还可以电性连接驱动电机旋转的电机，根据实时显示的气体温度，不仅可以调节气泵的转速，还可以调节转轴的转速。
30.作为本实用新型一种优选的技术方案，所述的干燥器包括壳体，所述壳体内壁交错设置有至少两个折流隔板，所述的折流隔板将壳体内部空间分割为蛇形通道，所述的蛇形通道内装填有干燥剂颗粒。
31.在本实用新型中，通过设置的干燥器可以去除湿空气中的水分，防止湿空气随空气循环管路再次回到烘干箱内，特别地，本实用新型采用折流结构的干燥器，延长了湿空气在壳体内的停留时间，确保湿空气被完全干燥。
32.作为本实用新型一种优选的技术方案，所述的箱体一侧安装有箱门，所述箱门一边与箱体活动铰接。
33.示例性地，本实用新型提供的烟草烘干装置的工作原理为：
34.(1)将待烘干的烟草均匀铺满各层烘干托盘上，开启电机，电机驱动转轴并带动烘干托盘旋转；
35.(2)开启压缩机，对制冷剂进行压缩，使制冷剂变为气态制冷剂并送入换热器中，气态制冷剂在换热器内发生冷凝放热，并与空气进行热量交换，使得换热器内的空气变为高温高压气体，高温高压气体通入箱体内对烟草进行烘干；
36.(3)换热器内释放了热量的气态制冷剂进入膨胀阀，将气态制冷剂变成液态制冷剂，随后将液态制冷剂送入蒸发器内，同时箱体内的余热空气也被抽入蒸发器，液态制冷剂和余热空气在蒸发器内进行热量交换；
37.(4)温度传感器实时检测高温高压气体进入烘干箱内的气体温度，显示屏实时显示烘干箱内的气体温度。温度传感器将气体温度数据传输至控制模块，控制模块根据实时气体温度调节气泵的转速，如显示温度低于标准烘干温度值，减慢气泵转速，使热空气在烘干箱中流速减慢，反之，则提高气泵转速。
38.所述系统是指设备系统、装置系统或生产装置。
39.与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
40.本实用新型提供的烟草烘干系统装置通过空气源热泵实现了高温高压气体对烟草的烘干以及余热气体的回收利用，具体而言，蒸发器产生的气态制冷剂进入换热器内冷凝放热，对空气进行加热，加热后形成的高温高压气体进入箱体对烟草进行烘干；冷凝后得到的液态制冷剂返回蒸发器与箱体内排出的余热空气接触换热，再次形成气态制冷剂进入换热器，实现了一个热量循环；同时，本实用新型通过设置转轴带动烘干托盘旋转，有效解决了烟草受热不均匀，加热效果不稳定的缺陷。
附图说明
41.图1为本实用新型一个具体实施方式提供烟草烘干装置的结构示意图。
42.其中，1-保温层；2-转轴；3-电机；4-烘干托盘；5-空气循环管路；6-箱体；7-温度传感器；8-气泵；9-干燥器；10-折流挡板；11-干燥剂；12-蒸发器；13-介质循环管路；14-压缩机；15-膨胀阀；16-换热器。
具体实施方式
43.需要理解的是，在本实用新型的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
44.需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
45.本领域技术人员理应了解的是，本实用新型中必然包括用于实现工艺完整的必要管线、常规阀门和通用泵设备，但以上内容不属于本实用新型的主要实用新型点，本领域技术人员可以基于工艺流程和设备结构选型进可以自行增设布局，本实用新型对此不做特殊要求和具体限定。
46.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
47.在一个具体实施方式中，本实用新型提供了一种空气源热泵的烟草烘干系统装置，所述的烟草烘干系统装置如图1所示，包括烘干箱，烘干箱外接空气循环管路5，空气循环管路5上沿空气流向依次设置有蒸发器12和换热器16，蒸发器12和换热器16之间通过介质循环管路13循环连接；烘干箱包括箱体6，箱体6内竖直设置有转轴2，转轴2的一端连接电机3，转轴2上固定有至少一个烘干托盘4。
48.本实用新型提供的烟草烘干系统装置通过空气源热泵实现了高温高压气体对烟草的烘干以及余热气体的回收利用，具体而言，蒸发器12产生的气态制冷剂进入换热器16内冷凝放热，对空气进行加热，加热后形成的高温高压气体进入箱体6对烟草进行烘干；冷凝后得到的液态制冷剂返回蒸发器12与箱体6内排出的余热空气接触换热，再次形成气态制冷剂进入换热器16，实现了一个热量循环；同时，本实用新型通过设置转轴2带动烘干托盘4旋转，有效解决了烟草受热不均匀，加热效果不稳定的缺陷。
49.进一步地，蒸发器12的介质出口与换热器16介质入口之间的介质循环管路13上设置有压缩机14，蒸发器12排出的气态制冷剂经压缩机14压缩后进入换热器16，高压的气态制冷剂在换热器16内与空气接触冷凝放热。
50.蒸发器12的介质入口与换热器16的介质出口之间的介质循环管路13上设置有膨胀阀15；气态制冷剂换热升温后得到液态制冷剂，经膨胀阀15进入蒸发器12，再次蒸发得到气态制冷剂。
51.在本实用新型中，压缩机14的出口端与换热器16的进口端连接，压缩机14的进口端与蒸发器12的出口端连接，压缩机14用于将制冷剂压缩，使制冷剂变为气态制冷剂并送入换热器16中，气态制冷剂在换热器16内发生冷凝放热，并与空气进行热量交换，使得换热器16内的空气变为高温高压气体，高温高压气体通入箱体6内对烟草进行烘干。
52.膨胀阀15的进口端与换热器16的出口端连接，膨胀阀15的出口端与蒸发器12的进口端连接，换热器16将换热后的气态制冷剂排出，膨胀阀15将气态制冷剂变成液态制冷剂，并将液态制冷剂送入蒸发器12内，同时箱体6内的余热空气也被抽入蒸发器12，液态制冷剂和余热空气在蒸发器12内进行热量交换。
53.本实用新型利用逆卡诺原理，在换热器16释放出热量的气态制冷剂经过膨胀阀15变成液态制冷剂，液态制冷剂再进入蒸发器12当中不断地吸收位于蒸发器12壳体内余热空气当中的热量，吸收了一定能量的制冷剂再回到压缩机14中被再次压缩，如此反复循环。这样就可以通过压缩机14做工，将空气当中的热量源源不断地搬运到箱体6内对烟草进行加
热烘干。
54.进一步地，烘干托盘4包括底盘和沿底盘外缘设置的侧壁，侧壁合拢，使得底盘与侧壁围成一端开口的梯台形空腔结构；
55.底板和侧壁上遍布通孔。
56.本实用新型将烘干托盘4设计成梯台形空腔结构的目的在于，防止烘干托盘4旋转时烟草会在惯性作用下飞出烘干托盘4。在底板和侧壁上遍布通孔，有利于水分蒸发，加快烘干速度。
57.进一步地，烘干托盘4在竖直方向上并排分布，转轴2依次贯穿各个烘干托盘4的中心，烘干托盘4在转轴2的带动下以竖直轴线为旋转轴2自转。
58.进一步地，烘干托盘4的边缘固定于转轴2上，沿转轴2长度方向，烘干托板依次错位并按螺旋阶梯状排布方式固定于转轴2上。
59.本实用新型提供了烘干托盘4两种不同的布置方式，其一是烘干托盘4在竖直方向上同轴布置，转轴2依次贯穿各个烘干托盘4的中心，每一个托盘在转轴2的带动下以转轴2为旋转轴2自转，在这种布置方式之下，为了加快烟草中的水分蒸发，各个烘干托盘4的中轴线共线但尺寸大小不同，可选地，相邻两个烘干托盘4的大小不同，但间隔一个烘干托盘4的两个烘干托盘4的大小相同。其二是沿转轴2长度方向，烘干托板依次错位并按螺旋阶梯状排布方式固定于转轴2上，采用螺旋阶梯状排布可以保证每个烘干托盘4上方都有足够的空气热量对烟草进行加热烘干，而不会被相邻的烘干托盘4遮挡阻隔。
60.需要说明的是，烘干托盘4与转轴2之间可以采用可拆卸的连接方式也可以直接焊接固定。
61.进一步地，箱体6内壁铺设有保温层1。
62.在本实用新型中，箱体6内壁铺设有保温层1，可以有效防止其中流动的热空气热量散发；进一步地，可以在空气循环管路5外壁包裹保温层1。
63.进一步地，箱体6内壁设置有温度传感器7，箱体6侧壁上设置有显示屏，所述的温度传感器7电性连接显示屏。
64.进一步地，空气循环管路5的空气进口端沿空气流向还依次设置有气泵8和干燥器9，箱体6内的湿空气经气泵8抽入干燥器9，干燥后进入蒸发器12。
65.在本实用新型中，温度传感器7优选设置在烘干箱的进气口位置，用于检测高温高压气体进入烘干箱内的气体温度，显示屏可以实时显示烘干箱内的气体温度。可选地，温度传感器7还电性连接控制模块，控制模块反馈控制气泵8，控制模块根据实时显示的温度，调节气泵8的转速，使烘干箱中的热空气流动速度合适，起到最佳的烘干效果，如显示温度低于标准烘干温度值，减慢气泵8转速，使热空气在烘干箱中流速减慢，停留较长时间，充分烘干物料。本实用新型设置的温度传感器7配合相应的控制模块能够实现本实用新型的自动化、智能化控制，可以24小时连续烘干作业。
66.此外，控制模块还可以电性连接驱动电机3旋转的电机3，根据实时显示的气体温度，不仅可以调节气泵8的转速，还可以调节转轴2的转速。
67.进一步地，干燥器9包括壳体，壳体内壁交错设置有至少两个折流隔板10，折流隔板10将壳体内部空间分割为蛇形通道，蛇形通道内装填有干燥剂颗粒11。
68.在本实用新型中，通过设置的干燥器9可以去除湿空气中的水分，防止湿空气随空
气循环管路5再次回到烘干箱内，特别地，本实用新型采用折流结构的干燥器9，延长了湿空气在壳体内的停留时间，确保湿空气被完全干燥。
69.进一步地，箱体6一侧安装有箱门，箱门一边与箱体6活动铰接。
70.在另一个具体实施方式中，本实用新型提供了一种上述烟草烘干系统装置的使用方法，所述的使用方法具体包括如下步骤：
71.(1)将待烘干的烟草均匀铺满各层烘干托盘4上，开启电机3，电机3驱动转轴2并带动烘干托盘4旋转；
72.(2)开启压缩机14，对制冷剂进行压缩，使制冷剂变为气态制冷剂并送入换热器16中，气态制冷剂在换热器16内发生冷凝放热，并与空气进行热量交换，使得换热器16内的空气变为高温高压气体，高温高压气体通入箱体6内对烟草进行烘干；
73.(3)换热器16内释放了热量的气态制冷剂进入膨胀阀15，将气态制冷剂变成液态制冷剂，随后将液态制冷剂送入蒸发器12内，同时箱体6内的余热空气也被抽入蒸发器12，液态制冷剂和余热空气在蒸发器12内进行热量交换；
74.(4)温度传感器7实时检测高温高压气体进入烘干箱内的气体温度，显示屏实时显示烘干箱内的气体温度。温度传感器7将气体温度数据传输至控制模块，控制模块根据实时气体温度调节气泵8的转速，如显示温度低于标准烘干温度值，减慢气泵8转速，使热空气在烘干箱中流速减慢，反之，则提高气泵8转速。
75.申请人声明，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。