一种中草药自动烘干设备

技术领域

本发明属于中草药烘干技术领域，具体是指一种中草药自动烘干设备。

背景技术

作为中药材之一的金线莲，其采摘后由于内部水分含量较高，需要对其进行及时的干燥烘干处理，但在烘干金线莲的过程中存在以下问题：

(1)金线莲内部的有效成分包括总黄酮、游离氨基酸和多糖等，上述有效成分对干燥气体温度以及湿度特别敏感，温度过高过低，湿度过高过低都会对金线莲内部的有效成分产生重大影响。

(2)由于金线莲属于热敏性材料，所以需要在干燥过程中保持低温，但传统低温干燥方式干燥效率低，制约了生产效率的发展。

(3)金线莲由于体积较小，在干燥过程中会堆积起来，导致金线莲在干燥过程中产生干燥不均匀不充分的问题。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种中草药自动烘干设备，通过电流体动力学干燥技术以及低温干燥技术设计了干燥层，不仅大大保留了金线莲干燥过程中内部的营养成分以及有效成分，同时也提升了金线莲的干燥效率，并且设计了一种压电振动干燥平台，有效解决了金线莲干燥过程中干燥不均匀不充分的问题。

本发明采取的技术方案如下：本发明提供的一种中草药自动烘干设备，包括外机体，外机体外壁转动设有机体门，机体门下方设有机体挡板，机体挡板固定设于外机体外壁，外机体上壁固定设有高压电源，外机体内部依次设有烘干层、干燥气体检测层、气体传输层、气体冷凝层和底部工作层，烘干层上壁固定设有高压电极单元，烘干层下壁固定设有压电振动平台，外机体外壁阵列固定设有干燥气体输送管，干燥气体输送管气体输入端贯通连接于干燥气体检测层，干燥气体输送管气体输出端贯通连接于烘干层，外机体另一侧壁固定设有干燥气体排出管，干燥气体排出管气体输入端贯通连接于烘干层，整体结构简单高效，方便使用。

进一步地，高压电极单元包括导线，导线输入端连接于高压电源输出端，导线输出端连接于高压电极针，高压电极针外壁固定设有绝缘层，通过上述结构，实现电流体干燥技术，帮助保留药用成分，保持药用价值。

进一步地，压电振动平台包括固定支撑座，固定支撑座固定设于烘干层下壁，固定支撑座侧壁对称阵列固定设有第二压电底座，第二压电底座侧壁固定设有第二弹簧，固定支撑座上壁固定设有滑轨，滑轨上壁滑动设有滑座，滑座上壁固定设有滑动底板，滑动底板底部侧壁配合紧固连接第二弹簧，滑动底板上壁阵列固定设有第一压电底座，第一压电底座上壁固定设有第一弹簧，第一压电底座滑动配合设有滑动支撑座，滑动支撑座内孔配合紧固连接第一弹簧，滑动支撑座上壁固定设有载物盘，载物盘接地，通过压电振动平台，保证金线莲干燥过程的均匀性，保证干燥质量。

进一步地，干燥气体检测层上壁固定设有温湿度传感器以及主控制器，温湿度传感器与主控制器电性连接，干燥气体检测层以及气体传输层之间固定设有干燥板。

进一步地，气体传输层以及气体冷凝层之间固定设有气体传输板，气体传输板表面贯穿阵列设有气体孔。

进一步地，气体冷凝层内部阵列固定设有冷凝管，冷凝管输入端连接设有冷凝水输送管，冷凝管输出端连接设有冷凝水排出管。

进一步地，底部工作层底壁固定设有水箱以及风机，水箱一侧壁通过冷凝水输送管连接设有水泵，水泵输出端连通于冷凝水输送管，水箱另一侧壁连接设有冷凝水排出管输出端，风机输出端设有传风管，传风管输出端贯穿连接于气体冷凝层。

进一步地，干燥板包括干燥板壳体，干燥板壳体固定设于干燥气体检测层以及气体传输层之间，干燥板壳体贯穿设有通气孔，干燥板内部填充设有干燥颗粒。

进一步地，干燥气体输送管靠近气体输入端管道内壁固定设有第一电机驱动阀门，干燥气体输送管远离气体输入端管道内壁固定设有第一单向阀，干燥气体排出管靠近气体排出端管道内壁固定设有第二单向阀，干燥气体回流管靠近气体输入端管道内壁固定设有第二电机驱动阀门，干燥气体回流管远离气体输入端管道内壁固定设有第五单向阀，第一电机驱动阀门以及第二电机驱动阀门与主控制器电性连接。

进一步地，冷凝水输送管靠近水流输入端管道内壁固定设有第三单向阀，冷凝水排出管靠近水流输入端管道内壁固定设有第四单向阀。

采用上述结构本发明取得的有益效果如下：

(1)本方案提供的一种中草药自动烘干设备，通过基于电流体动力学对金线莲进行干燥，电流体干燥通过离子风冲击金线莲进行干燥处理，能够最大程度的保证金线莲内部的药用成分价值，同时也加快干燥速率。

(2)本方案提供的一种中草药自动烘干设备，通过基于特定湿度及温度的干燥空气，结合电流体动力学干燥技术，快速的对金线莲药材进行干燥，从而既保证干燥质量，又保证干燥效率。

(3)本方案提供的一种中草药自动烘干设备，通过设计一种压电振动平台，通过压电振动平台多自由度振动方式，能够有效避免金线莲在干燥过程中产生堆积的问题，从而保证干燥过程的均匀性。

(4)本方案提供的一种中草药自动烘干设备，通过设置温湿度检测装置，能够有效定量控制干燥空气温度以及湿度，同时配合电机驱动阀门，有效控制干燥空气的流向，保证干燥空气的输送状态。

附图说明

图1为本发明提供的一种中草药自动烘干设备总体结构示意图；

图2为本发明提供的一种中草药自动烘干设备机体内部结构图；

图3为本发明提供的一种中草药自动烘干设备机体内部连接结构示意图；

图4为图3中A部分的局部放大图；

图5为本发明提供的一种中草药自动烘干设备压电振动平台总体结构示意图；

图6为本发明提供的一种中草药自动烘干设备干燥板内部结构示意图；

图7为本发明提供的一种中草药自动烘干设备干燥气体流向示意图；

图8为本发明提供的一种中草药自动烘干设备传感器及电机控制原理图。

其中，1、外机体，2、机体门，3、机体挡板，4、高压电源，5、干燥气体输送管，6、干燥气体排出管，7、冷凝水输送管，8、传风管，9、风机，10、水泵，11、水箱，12、冷凝水排出管，13、干燥气体回流管，14、压电振动平台，15、高压电极单元，16、温湿度传感器，17、主控制器，101、烘干层，102、干燥气体检测层，103、干燥板，104、气体传输层，105、气体传输板，106、气体冷凝层，107、冷凝管，108、底部工作层，501、第一单向阀，502、第一电机驱动阀门，601、第二单向阀，701、第三单向阀，1201、第四单向阀，1302、第五单向阀，1301、第二电机驱动阀门，1501、导线，1502、绝缘层，1503、高压电极针，1401、载物盘，1402、滑动支撑座，1403、第一弹簧，1404、第一压电底座，1405、滑动底板，1406、第二弹簧，1407、第二压电底座，1408、滑轨，1409、滑座，1410、固定支撑座，1031、通气孔，1032、干燥板壳体，1033、干燥颗粒。

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示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发明和简化描述，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发明的限制。

如图1-图3所示，本发明提供的一种中草药自动烘干设备，包括外机体1，外机体1外壁转动设有机体门2，机体门2下方设有机体挡板3，机体挡板3固定设于外机体1外壁，外机体1上壁固定设有高压电源4，外机体1内部依次设有烘干层101、干燥气体检测层102、气体传输层104、气体冷凝层106和底部工作层108，烘干层101上壁固定设有高压电极单元15，烘干层101下壁固定设有压电振动平台14，外机体1外壁阵列固定设有干燥气体输送管5，干燥气体输送管5气体输入端贯通连接于干燥气体检测层102，干燥气体输送管5气体输出端贯通连接于烘干层101，外机体1另一侧壁固定设有干燥气体排出管6，干燥气体排出管6气体输入端贯通连接于烘干层101。

如图2-图4所示，本发明提供的一种中草药自动烘干设备，高压电极单元15包括导线1501，导线1501输入端连接于高压电源4输出端，导线1501输出端连接设有高压电极针1503，高压电极针1503外壁固定设有绝缘层1502，具体电流体动力学干燥原理为高压电极针1503附近的电场强度正比于该处的电荷面密度，则产生离子风，其定量关系可表示为：

E＝σ/ε

其中，E为电场强度，σ为面电荷密度，ε为介电常量，由于高压电极针1503表面积小，其附近的电荷面密度极大，则其附近的电场强度大，则会使其周围的空气发生电离，针尖附近的极强电场就能够使周围的空气发生电离，从而产生放电现象，当发生放电时候，空气中散存的电子或离子等带电粒子将在强电场的作用下加速运动从而获得足够大的动能，就能使空气分子离解成离子和电子，这些离子和电子又会与空气分子碰撞产生新的带电粒子，这些带电粒子与高压电极针1503附近的电荷异号，将会飞向高压电极针1503，带电粒子与高压电极针1503附近的电荷同号，将会远离高压电极针1503，在带电粒子运动过程中带动其余空气分子定向运动形成一定速度的离子风，当被金线莲在被干燥过程中，受到离子风的冲击，表面水分速度蒸发加快，从而导致其干燥速率变快，最终完成电流体干燥。

如图2、图5所示，本发明提供的一种中草药自动烘干设备，压电振动平台14包括固定支撑座1410，固定支撑座1410固定设于烘干层101下壁，固定支撑座1410侧壁对称阵列固定设有第二压电底座1407，第二压电底座1407侧壁固定设有第二弹簧1406，固定支撑座1410上壁固定设有滑轨1408，滑轨1408上壁滑动设有滑座1409，滑座1409上壁固定设有滑动底板1405，滑动底板1405底部侧壁配合紧固连接第二弹簧1406，滑动底板1405上壁阵列固定设有第一压电底座1404，第一压电底座1404上壁固定设有第一弹簧1403，第一压电底座1404滑动配合设有滑动支撑座1402，滑动支撑座1402内孔配合紧固连接第一弹簧1403，滑动支撑座1402上壁固定设有载物盘1401，载物盘1401接地，通过给第一压电底座1404以及第二压电底座1407通以高频激励电源，第一压电底座1404以及第二压电底座1407在高频激励电源的作用下，膨胀压缩，进而带动整体载物盘1401高速振动。

如图3所示，本发明提供的一种中草药自动烘干设备，干燥气体检测层102上壁固定设有温湿度传感器16以及主控制器17，干燥气体检测层102以及气体传输层104之间固定设有干燥板103，温湿度传感器16动态检测干燥空气的温度以及湿度，并通过主控制器17进行相关控制。

如图3所示，本发明提供的一种中草药自动烘干设备，气体传输层104以及气体冷凝层106之间固定设有气体传输板105，气体传输板105表面贯穿阵列设有气体孔。

如图2、图3所示，本发明提供的一种中草药自动烘干设备，气体冷凝层106内部阵列固定设有冷凝管107，冷凝管107输入端连接设有冷凝水输送管7，冷凝管107输出端连接设有冷凝水排出管12。

如图2所示，本发明提供的一种中草药自动烘干设备，底部工作层108底壁固定设有水箱11以及风机9，水箱11一侧壁通过冷凝水输送管7连接设有水泵10，水泵10输出端连通于冷凝水输送管7，水箱11另一侧壁连接设有冷凝水排出管12输出端，风机9输出端设有传风管8，传风管8输出端贯穿连接于气体冷凝层106，具体气体输送线路如图7所示，通过风机9输送到气体冷凝层106，再经过干燥板103干燥，一部分未达到要求的干燥气体继续回到气体冷凝层106重复上述步骤，达到要求的干燥气体进入烘干层101，并将使用过的干燥气体排出烘干层101。

如图3、图6所示，本发明提供的一种中草药自动烘干设备，干燥板103包括干燥板壳体1032，干燥板壳体1032固定设于干燥气体检测层102以及气体传输层104之间，干燥板壳体1032贯穿设有通气孔1031，干燥板103内部填充设有干燥颗粒1033，通过填充干燥颗粒1033，对空气进行高效干燥。

如图3、图6所示，本发明提供的一种中草药自动烘干设备，干燥气体输送管5靠近气体输入端管道内壁固定设有第一电机驱动阀门502，干燥气体输送管5远离气体输入端管道内壁固定设有第一单向阀501，干燥气体排出管6靠近气体排出端管道内壁固定设有第二单向阀601，干燥气体回流管13靠近气体输入端管道内壁固定设有第二电机驱动阀门1301，干燥气体回流管13远离气体输入端管道内壁固定设有第五单向阀1302，第一电机驱动阀门502以及第二电机驱动阀门1301与主控制器17电性连接。

如图2、图3所示，本发明提供的一种中草药自动烘干设备，冷凝水输送管7靠近水流输入端管道内壁固定设有第三单向阀701，冷凝水排出管12靠近水流输入端管道内壁固定设有第四单向阀1201。

具体使用时，

首先打开机体门2，将需要干燥的金线莲铺设于载物盘1401上壁，准备开始对金线莲进行干燥。

当进行干燥过程中，进行以下步骤：

首先水泵10启动，水泵10开始抽取水箱11中的冷凝水，水箱11中的冷凝水在水泵10的作用下，开始流入冷凝水输送管7，冷凝水经过冷凝水上的第三单向阀701，第三单向阀701可有效防止冷凝水倒流，保证冷凝水的流向，冷凝水开始流入冷凝管107，冷凝管107中的冷凝水继续流入冷凝水排出管12，经冷凝水排出管12上的第四单向阀1201流入水箱11，从而使冷凝水能够循环使用。

风机9开始泵风，风机9产生的气体开始流入传风管8，传风管8向气体冷凝层106输送空气，空气流过气体冷凝层106内的冷凝管107表面，进而空气中的部分水分在冷凝管107的作用下被冷凝下来，同时在冷凝管107的作用下空气进一步降温。

在风机9风力驱动下，冷凝过的空气经过气体传输板105，开始进入气体传输层104，进而进入干燥板103上的通气孔1031，流经干燥板103内的干燥颗粒1033，被冷凝过的空气在干燥颗粒1033的作用下被进一步干燥，最终流出干燥板103，进入干燥气体检测层102。

气体检测干燥层上壁设有温湿度传感器16，如图8所示，温湿度传感器16型号为DHT11，以及主控制器17型号为STC89C51，DHT11为单总线通信，能够测量干燥空气的温度和湿度，温湿度传感器16的数据总线端DATA连接于STC89C51的P1.1端口，干燥气体在经温湿度传感器16检测后，主控制器17进行判断，如果干燥空气温湿度达到设定条件，则打开设于干燥气体输送管5上的第一电机驱动阀门502，干燥空气经过第一电机驱动阀门502，并经过第一单向阀501，流入烘干层101，如果干燥空气温湿度未达到设定条件，则打开设于干燥气体回流管13上的第二电机驱动阀门1301，干燥空气经过第二电机驱动阀门1301，并经过第五单向阀1302，流入气体冷凝层106，继续进行冷凝干燥，第一电机驱动阀门502上的电机驱动M1通过继电器控制电路连接于STC89C51的P1.4端口，第二电机驱动阀门1301上的电机驱动M2通过继电器控制电路连接于STC89C51的P1.6端口。

当干燥空气进入道烘干层101之后，干燥空气通过风机9风力的作用不断吹向载物盘1401，对金线莲进行干燥，并经过干燥气体排出管6排出烘干层101，同时设于干燥气体排出管6上的第二单向阀601可有效组织外部空气进入以及气体回流。

同时，高压电极针1503开始起作用，首先高压电源4打开，高压电源4通过导线1501向高压电极针1503输送高电压，其中载物盘1401接地，当金线莲在被干燥过程中，受到离子风的冲击，表面水分速度蒸发加快，从而导致其干燥速率变快，最终完成电流体干燥。

同时，在干燥过程中，压电振动平台14高频均匀振动，具体过程为：给第一压电底座1404通以激励高频电源，第一压电底座1404在高频激励电源的作用下，高频膨胀压缩，进而带动第一弹簧1403上下弹动，第一弹簧1403进而带动滑动支撑座1402沿着第一压电底座1404外壁往复滑动，滑动支撑座1402进而带动载物盘1401上下振动，同时给第二压电底座1407通以激励高频电源，第二压电底座1407在高频激励电源的作用下，高频膨胀压缩，进而带动第二弹簧1406左右弹动，在第二弹簧1406的作用下，滑动底板1405通过底壁上的滑座1409在滑轨1408上高频往复滑动，最终带动载物盘1401整体往复滑动，保证干燥过程中金线莲干燥的均匀性。

当干燥完成后，打开机体门2，拿出干燥完成的金线莲。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。