本实用新型专利技术公开了一种用于密闭腔体的空气干燥装置，属于防潮设备技术领域。利用两组或以上干燥组件循环对密闭空间进行持续干燥，并采用电机、电磁铁等驱动的主动式切换机构，可以快速实现干燥盒连接状态的切换，使得在切换过程中扩散进腔内的水分几乎可以忽略，从而实现将密闭腔体内的水分控制在极低的水平。该方案将目前防潮箱的干燥能力提升了一个数量级以上，满足了诸如3D打印耗材存放等需要严格控制水分的应用需求。
【技术实现步骤摘要】
用于密闭腔体的空气干燥装置
本技术属于防潮设备
，具体涉及一种用于密封腔体的空气干燥装置。
技术介绍
在3D打印行业，塑料耗材熔融前需要先让其处于干燥状态。未经干燥的塑料原料直接用于打印会出现气泡孔，部分塑料甚至会产生分解，导致机械性能下降，严重影响成型的效果。对于多数塑料材料来说，要确保塑料原料中的含水量在可接受的范围，一般至少需要环境湿度保持700PPM以下，并最好能将湿度控制在100PPM以内（100PPM对应25℃环境温度下相对湿度约为0.41%）。而目前普通防潮箱内的干燥装置均不具备这样的干燥能力。在3D打印行业，为保证耗材在运输过程中不会受潮，厂商会将耗材干燥后，密封保存，并在其中置入干燥剂。但目前多数打印机均不具备除湿能力，当打印耗材拆封并安装到料架上后，其就一直曝露在潮湿的空气之中，加之3D打印成型时间较长，因此打印耗材会在数小时内就吸湿受潮。为解决耗材在打印过程中易受潮的问题，Polymaker公司推出了小型打印耗材干燥存储箱PolyBox，该存储箱提供一个密封腔体，存放打印耗材，并在密封腔体内置入干燥剂袋。使其保持干燥。这种干燥箱结构简单、成本低，但需要定期手工更换干燥剂，使用麻烦。而且其产品资料介绍仅能将相对湿度控制在15%以下，打印耗材在该湿度下长时间存放同样会受潮。在工业3D打印机方面，美国Stratasys公司推出的Fortus系列3D打印机则装备有内设干燥剂的全密封耗材盒以及采用无热再生干燥原理的干燥机向耗材管中持续输送湿度不超过120PPM的干燥气体，以确保打印耗材全程处于干燥状态。其在公告号为CN1216726C的专利技术专利《丝料盒及装载系统》中公布了详细的技术方案。该方案解决了耗材受潮的问题。但由于其耗材盒中干燥剂为一次性使用，耗材盒无法让其再生，因此其存放时长取决于盒体的密封效果，存在干燥有效期问题，当耗材用尽重新装填耗材后，也需要同时更换干燥剂；同时，无热再生原理的干燥机也必须依赖于压缩气源。而当前多数3D打印机均不配置有压缩机，因此不便于采用该方案。现有技术中，常规用于密闭腔体的空气干燥装置大致分为两大类，一类是冷冻式除湿机，利用压缩机或者半导体制冷片降低空气温度，使其中的水分冷凝并排出。申请号为CN200620058956.8的技术专利《电子防潮箱》就是采用这种方式，冷凝方式除湿一般只能将空气干燥至露点温度0℃左右（对应25℃环境温度下相对湿度约为24%）。另一类是通过可再生式干燥剂吸湿，后通过加热的方式进行再生。申请号为CN201220293780.X的技术专利《可实现快速开关门的防潮箱用除湿主机》即采用这种方式，按该专利文档中的描述，其通过让干燥剂交替工作在吸湿与再生状态，实现将防潮箱内的水分排出箱外。通过具有温度特性的记忆合金来切换干燥剂与防潮箱内部或外部连接。这种方式的缺点在于：首先，记忆合金的动作与温度相关，动作具有较大的滞后性，不能及时打开或关闭，这就导致刚开始再生时会有少量水分排入防潮箱内部，完成再生后干燥剂也会因温度降低吸收少量外界的水分；其次，干燥剂的吸湿过程是间断的，从而造成防潮箱内的湿度波动。市面上采用这两类技术方案的防潮箱能够实现的最低湿度通常在20%RH左右。这两类技术方案均无法达到3D打印耗材存储要求的湿度范围。现有技术中，还有另一类干燥装置，可以持续向外界提供经充分干燥的空气。这一类干燥装置从再生原理上可分为两大类，一是通过加热再生，二是通过压力差实现再生（通常也叫无热再生）。两种技术均能提供湿度在100PPM至10PPM的干燥空气，实现较为理想的干燥效果。这两类干燥器均通过气泵或鼓风机作为气源，干燥装置能提供的最大气流量与其自身体积成正比，如果需要能快速使腔体空间内充满干燥气体，就需要干燥装置能提供比较大的气流量。这导致干燥装置的体积要数倍甚至数十倍于腔体空间。因此这类结构并不适用于对密闭腔体进行干燥。从以上分析可以看出，当前3D打印行业亟需一种能够将耗材存储空间中水分控制在极低水平，且便于使用的空气干燥装置。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本技术提出了一种用于密闭腔体的空气干燥装置，通过采用多组干燥组件交替循环对密闭腔体内的空气进行干燥，干燥盒吸湿一定时间后切换到腔外空间加热再生，使腔体内空气中含水量控制在极低水平，从而使得放置于腔体内的物品不会吸水受潮。为了达到上述目的，本技术采用了如下技术方案：提出一种用于密闭腔体的空气干燥装置，包括至少两组干燥组件，并且各组干燥组件之间相互独立。每组所述干燥组件中均包含装有干燥剂的干燥盒，用于加热干燥盒的加热装置，以及可以切换干燥盒连接腔外空间或是腔内空间的切换机构。这里所述的干燥剂是可以通过加热使其再生的干燥剂。通过至少两组干燥组件交替对腔内空间进行干燥，使得密闭腔体内部能够被持续地干燥。所述切换机构需要能够快速切换干燥盒的连接状态，以防止在切换过程中腔体外部的潮湿空气进入到腔体内部。切换机构的动力源可以为电机、电磁铁或者气压缸、液压缸等，由于气压缸、液压缸需要有气泵、油泵支持才能正常工作，采用电机或电磁铁驱动切换机构为优选方案，而电磁铁动作行程短，因此采用电机特别是具有大扭矩的减速电机或步进电机为最优选择。其次切换机构还需要保证干燥盒与腔内空间或腔外空间断开连接时两者之间密封良好，切换机构中可设有密封条或密封圈之类的密封部件，增强密封效果。在一些简化应用中，加热装置可以选用具有正温度系数的PTC陶瓷加热片。依靠其自身电阻随温度升高而增加的特性，可以在不依赖于其他反馈元件的条件下，使加热的目标温度维持在大致的温度区间内。不过无反馈加热时能达到的最高温度以及升温所需的时间受外部环境因素变化影响较大，并且后半段加热升温慢，易导致干燥盒内干燥剂再生不充分。此外，没有温度反馈也无法精确判断出冷却过程是否已经结束。因此优选在所述干燥装置中设有可检测干燥盒内部温度的温度传感器，以使得可以精确控制干燥器内部的温度，提高干燥剂的再生效果。优选地，当需要干燥的空间较小时，可以采用单开口的干燥盒，吸湿时，切换机构将干燥盒与腔内空间连接，干燥盒静置于腔体内，经过一段时间腔内空间中的水分就会被干燥盒吸收。因为干燥盒仅具有单侧开口，切换机构只需要切换一个开口的连接状态，因此干燥组件结构简单。但单侧开口结构无法形成贯穿干燥盒的气流通道，因此干燥效率不高，只适用于较小的腔体空间。当需要干燥的空间较大，或者需要对腔体内空间进行迅速干燥时，可将干燥盒设计为双侧开口，并在其中一侧开口对应的通道上设置风扇，强制使气流大量并快速地从一侧开口流入并贯穿干燥盒，并从另一侧开口流出，从而使得腔体内整体的干燥速度加快。常见的风扇有轴流式风扇和离心式风扇两种，轴流式风扇结构紧凑，方便安装，但其能产生的风压要明显小于离心式风扇，而要使气流快速贯穿干燥盒，风压则是越大越好，因此本技术中优选采用离心式风扇。需要说明的是，这里理论上也可以采用气泵进行强制换气，同时气泵能够产生的气压也较离心风扇要高出本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.用于密闭腔体的空气干燥装置，其特征在于，包括：/n至少两组干燥组件，各组干燥组件之间相互独立；/n每组所述干燥组件中均包含：/n装有干燥剂的干燥盒，/n用于加热干燥盒的加热装置，以及/n用于切换干燥盒连接腔外空间或腔内空间的切换机构。/n
【技术特征摘要】
1.用于密闭腔体的空气干燥装置，其特征在于，包括：
至少两组干燥组件，各组干燥组件之间相互独立；
每组所述干燥组件中均包含：
装有干燥剂的干燥盒，
用于加热干燥盒的加热装置，以及
用于切换干燥盒连接腔外空间或腔内空间的切换机构。
2.如权利要求1所述的空气干燥装置，其特征在于，所述切换机构采用电机或电磁铁驱动。
3.如权利要求2所述的空气干燥装置，其特征在于，所述切换机构采用电机驱动。
4.如权利要求2所述的空气干燥装置，其特征在于，所述干燥组件中设有可检测干燥盒温度的温度传感器。
【专利技术属性】
技术研发人员：严铜，
申请(专利权)人：严铜，
类型：新型
国别省市：江苏;32
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