基于温度控制的地铁雨伞烘干器设计

2019.13科学技术创新-157-基于温度控制的地铁雨伞烘干器设计汪山颖李昕光*杨晓东狄星雨于晓婷(东北林业大学交通学院，黑龙江哈尔滨150040)摘要：针对下雨天湿雨伞污染地铁环境，造成乘客的安全隐患的现象，制作了可控温的电热吹风烘干装置，以期达到快速 烘干雨伞，方便乘客的目的。

考虑到雨伞的耐热性和地铁乘客的乘车实际，装置采用温控器精确调温，并用防水绝缘材料对装置 内电线进行安全防护。

测试实验结果表明，基于温度控制的地铁雨伞烘干器能够快速烘干雨伞，改善下雨天地铁环境，切实提高 了乘客的乘车体验，方便交通出行。

关键词：地铁交通；雨伞；烘干器；温度控制Abstract: According to the phenomenon that wet umbrella pollutes subway environment on rainy day and causes hidden dan ­ger to passengers, an electric heating drying and blowing device with controllable temperature is made in order to dry the um ­brella quickly and make it convenient for passengers. Considering the heat resistance of umbrellas and the actual situation of pas ­sengers, temperature controllers and voltage regulators are used to accurately adjust temperature, and waterproof insulating materi ­als are used to protect the wires in the device. A large number of experiments show that the umbrella dryer based on tempera ­ture control improves the subway environment and the passenger experience.Key words ：Subway traffic ;Umbrella;Dryer;Temperature control中图分类号:TM925.34 文献标识码:A 文章编号:2096-4390( 2019) 13-0157-02改革开放以来，我国的地铁建设十分迅速。

虽然地铁轨道交通有运量大、污染少等优点,但地铁建设空间封闭，洒扫不便,可能会造成安全隐患，目前，针对地铁环境与安全建设的研究有,提高地铁车站服务水平叫基于改进灰色马尔科夫模型的地铁客流预测眄地铁特殊事件成因及人群疏散影响因素分析已绝大多数的地铁交通研究停留在运营方式和建筑构造等方面，而很少产生可以改善地铁环境的科技产品。

在雨雪天气中，大家经常使用的雨伞上会携带大量雨水进入地铁站。

这不仅污染地铁环境，而且会威胁乘车乘客的人身安全。

目前，国内对加热烘干的研究逐渐深入，比如旋转式雨伞烘干机的研究叭空气源热泵烘干除湿技术的应用研究与发展展望叫基于 PLC 的烘干温度控制系统©、热电热泵烘干装置的性能研究嘩，但上述烘干原理存在成本高、装置复杂、产生较高的热量损失以及不适合地铁使用等问题。

本文的研究是在地铁环境安全建设的理念上,基于温度控制对雨伞进行热风烘干,以45T 为最低温的温度控制器、220v,400w 加热管为装置核心对雨伞进行加热，通过温度感应器控制装置温度,继而实验得出装置适用的温度和烘干时间，从而高效地对湿雨伞进行烘干。

1装置设计1.1装置总体设计。

该雨伞烘干器设置是由加热升温装置、吹风装置、感温装置(控温装置)等组成。

装置的系统总体设计如图1所Zj^o 1.2装置结构设计。

图2是雨伞烘干器的装置结构示意图。

装置 由一个耐高温塑胶箱为载体，主要分为箱顶和箱体两个部分。

所述 烘干器箱顶内部为石英加热管1 .可快速升温,所述雨伞烘干器箱 体侧面中心是放伞铁丝网2,所述雨伞烘干器内侧是具有两个吹风 装置3,所述雨伞烘干器本体内侧底部中心由耐温绝缘胶布固定的 防水温度探头9,可检测箱体温度,调温器16固定于箱顶外侧，图 中虚线表示，通过外部电线与所述加热升温装置相连测温,所述放图1系统总体设计'—11.M图2装置结构设计图伞铁丝网下方为不锈钢防漏水薄片&排水管穿过上述不锈钢片, 连接出水口,完成多余雨水回收。

1.3加热模块。

为使温度快速升高并方便调节,采用了 400W 通 电石英管快速升温加热，乳白石英玻璃管配合电阻合材料作为发 热子,工作温度高,本装置使用的石英管最高发热温度可达300T , 生热快，热性能好，使用寿命长，绝缘强度高，无污染,安装十分方基金项目：东北林业大学校级大学生创新训练项目201610225443。

作者简介：汪山颖(1998-),女,在校本科生；杨晓东(1997-),男，在校本科生;狄星雨(1998-),女,在校本科生。

通讯作者：李昕光(1978-),女，副教授。

-158-科学技术创新2019.13便，是理想的烘干器材料。

1.4吹风模块。

为使桶内热空气流动，保持温度，加速烘干雨伞,使用两个长宽均为180mm,厚度为60mm,功率为65W,能产生风量255m%的插电式滚珠轴流风机吹风，耗电少，重量轻，便于拆换,风量大。

用螺丝和螺栓，将小风扇固定在箱体内侧，如图2所示。

将其电线伸出装置外并连接220v的电源插口,风扇开关和调速开关在箱外，方便安全。

1.5温度控制模块。

温控器可测温范围为-9t―9七,额定电压和功率分别为220v,1500w o温控器的主要是根据装置内温度来控制加热管的启动和停止。

使用者自设启动和停止温度（一般设置相差不超过It）,将温控器的防水绝缘探头用胶布固定于箱底，时刻检测装置温度，保证装置内温度始终处于设置值之间，可达到控制温度的目的。

温控器操作简单方便，精确度达到±0.1,表面覆有良好的阻燃绝缘材料，使用安全。

1.6排水模块。

为防止雨水漏到装置内部,造成用电安全隐患，在铁丝网远离石英管的一端覆上厚0.05mm的不锈钢片，划岀与水管口相应大小的圆形洞，安装304不锈钢材料的水管,直径大小为40mm,耐高温，使用寿命长。

用打孔机打孔,通过螺栓和螺钉对水管进行固定,并用防水绝缘胶布进行密封,使残留雨水从排水口排出桶外。

2烘干装置实验21试验装置。

家庭常备伞有双层伞和单层伞两种.烘干温度应控制在100T以下，否则容易使雨伞面料受损以及造成人员安全潜在威胁。

因此，该实验主要选取了上述分类方式下的两种天堂牌雨伞作为实验雨伞。

主要实验器件为400W石英管加热管、220v,可控温度范围-9T-99七的温控器、雨伞放置铁丝柱网以及两个65w的风机等。

22试验方案。

a•利用温控器使装置内温度始终处于实验规定温度内，实验温度跨度为45T到701,以每5七为间隔温度。

b.在初 始质量（雨伞和水的质量总和）相同的情况下，使用220V电压，通过温度控制器测试箱内温度，打开两个风机,接通加热管的电路，观察在3分钟时间内两种雨伞的烘干情况，记录雨伞烘干后的质量（雨伞和残留水）。

c.确定3分钟时的最佳烘干温度，在此温度基础上，改变烘干时间,记录在1分钟、1.5分钟、2分钟、2.5分钟、3、5分钟、4分钟时的烘干后质量（雨伞和残留水）。

考虑到过长时间对于乘坐乘客出行造成不便,因此不再延长实验时间。

＜1整理实验结果并画图。

2.3试验结果与分析。

本文定义雨伞湿度为：（湿雨伞质量-干雨伞质量）干雨伞质量100%。

据测量，单层干雨伞质量为331g,双层干雨伞质量为393g o测试时保证两种伞的实验初始湿度为10% l%o图3为两种伞烘干3分钟时，在45t、50T、55t、60七、65七以及70T时分别的烘干情况,用烘干前后的湿度差来表示。

从图3可以看出，单层伞55七烘干时,与更高烘干温度相比,湿度变化不大,因此55七就是单层伞最佳烘干温度。

同理，双层伞的最佳烘干温度为50咒。

另外还可看岀，本装置对单层伞的烘干效果明显好于双层伞,且随着温度变化烘干效果差异更加明显。

图4为单层伞在本实验的最佳烘干温度（55P）下,在1分.1分半,2分,2分半，以及3分半和4分钟的不同烘干情况。

从图4中可看出,从两分半到三分钟,烘干效果随时间变化较明显,但三分钟之后，烘干效果随时间变化不明显，因此三分钟是最佳的烘干时间,另外在两分钟时即可达到较好的烘干效果，可供时间不充裕的g 4.0I g3.53,05.0初始温度CC）图3不同温度两种雨伞湿度变化图乘客选择。

MfMagsrc-'图4单层伞在55匕下不同时间的湿度变化图图5为单层伞在本实验的最佳烘干温度（50T）下.相同的烘干时间间隔的湿度变化图。

从图5中可看出，从两分半到三分钟，烘干效果随时间变化较明显,但三分钟之后，烘干效果随时间变化有小幅度起伏,因此三分钟是最佳的烘干时间,另外在两分半钟时即可达到较好的烘干效果，可供时间不充裕的乘客选择。

时间旳甸图5双层伞在50乜下不同时间的湿度变化图3结论本烘干装置采用石英加热管作为发热装置，温控器为调温装置，流风机为吹风装置，设计方案具有结构简单、适应性强、成本低、电路连接容易、发热快以及可进行温度控制等特点,可快速达到烘干效果，适合地铁乘客使用。

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