УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСКУССТВЕННОЙ СУШКИ ТОРФА В РАССТИЛЕ Российский патент 2005 года по МПК E21C49/00 C01F5/02 

Изобретение относится к сушильной технике и может быть использовано при производстве фрезерного торфа, а также сушки волокнистых зернистых и сыпучих материалов.

Известно устройство для сушки материалов, состоящее из камеры обогрева, в полости которой жестко установлен распределитель горячих газов, трубы которого имеют в стенках отверстия и на котором закреплена горелка, причем камера обогрева образована подошвой, боковыми стенками и крышкой (Проспект фирмы А В С "Титан 355", с.3, п.3, 1982).

Недостатком указанного устройства для сушки материала является неравномерный и длительный нагрев подошвы из-за конструктивного выполнения подошвы и элементов подвода тепла.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для полевой сушки торфа в расстиле, включающее подошву с двумя кронштейнами на каждом торце, в отверстие которых вставлен стержень с рукояткой и со скобой, на ось которой помещен поворотный опорной каток с гладкой беговой поверхностью, а на стержень между упомянутыми кронштейном и скобой надета пружина, причем на поверхности подошвы выполнены три продольных паза, в которых на одинаковом расстоянии друг от друга помещены нагреватели (электрические или газовые) (Патент РФ №2117027, кл. C 10 F 5/02, 1998).

К недостаткам устройства относится снижение производительности из-за конструктивного выполнения формы пазов и беговой поверхности катков. Кроме того, одним из недостатков являются невысокие эксплуатационные свойства.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков.

Технический результат - увеличение производительности за счет сокращения длительности сушки торфа в расстиле путем интенсификации нагрева торфа, повышения проходимости путем улучшения сцепления беговой поверхности катков с грунтом и за счет изменения объема камеры нагрева путем вертикального перемещения подошвы.

Технический результат достигается тем, что устройство для искусственной сушки торфа в расстиле, включающее раму с передними и задними поворотными опорными катками, подошву с пазом на поверхности и размещенными в нем нагревателями, согласно изобретению снабжено механизмом вертикального перемещения подошвы, расположенным между торцами рамы и подошвы, на беговой поверхности катков размещены в шахматном порядке шарообразные выступы, при этом механизм вертикального перемещения подошвы выполнен в виде направляющей со стойкой, закрепленной на середине каждого торца рамы, и из помещенного в отверстие направляющей нее винта, имеющего две гайки, на поверхности подошвы паз выполнен по форме общей синусоидной кривой в виде последовательно расположенных друг за другом вдоль и симметрично относительно продольной оси подошвы равновеликих участков, причем одна гайка насажена на винт над упомянутой направляющей и выполнена в виде ступицы и расположенного над ней колеса, жестко связанных между собой стержнями, а другая гайка насажена на винт под направляющей, размер шарообразных выступов определен выражением:

д=(1/10... 1/8 )· Д,

где д - диаметр шарообразного выступа,

Д - диаметр катка;

длина подошвы определена выражением:

где Л - длина подошвы;

ω - частота кривой общей синусоиды;

а - размер отрезка подошвы между торцем и серединой ширины паза (принимают конструктивно);

н – количество участков кривой общей синусоиды (принимают конструктивно),

ширину подошвы определяют выражением:

Ш=2А+2б,

где Ш - ширина подошвы;

А - амплитуда кривой общей синусоиды;

б - размер отрезка подошвы между боковой кромкой и экстремумом кривой общей синусов (принимают конструктивно).

Предлагаемое устройство для искусственной сушки торфа в расстиле поясняется чертежами, где:

на фиг.1 - устройство для искусственной сушки торфа в расстиле,

вид сбоку, продольный разрез;

на фиг.2 - тоже, вид сверху по А на фиг.1;

на фиг.3 - показано расположение паза на подошве;

на фиг.4 - изображен каток: а - вид спереди, б - вид сбоку;

на фиг.5 - показан шарообразный выступ;

на фиг.6 - изображен механизм вертикального перемещения подошвы, вид по Б на фиг.1;

на фиг.7 - показано положение осей координат на подошве и пересечение функции общей синусоиды с осью ОХ (точки точки в_-1, в₁, в₂, в₃, в₄, в₅;

на фиг.8 - изображена колесообразная гайка: а - вид сбоку, б - вид сверху;

на фиг.9 показана технологическая схема производства фрезерного торфа с получением укрупненной фракции: а - тягач, б - фрезер с валковым формователем, в – лента сформованных укрупненных частиц; г - сушилка, д - высушенные торфяные частицы.

Лучший вариант осуществления устройства

Устройство для искусственной сушки торфа в расстиле включает раму 1 с поворотными катками 2 на каждом торце. На беговой поверхности катков 2 в шахматном порядке расположим шарообразные выступы 3, имеющие размер по осям, определяемый выражением Д=1/10... 1/8 )Д, где д - диаметр шарообразного выступа, Д - диаметр катка.

Внутри рамы 1 свободно помещена подошва 4 с кронштейном 5 на середине каждого торца.

Между торцами рамы 1 и подошвы 4 размещен механизм вертикального перемещения подошвы 4. Он состоит из направляющей 6 со стойкой, установленной на середине каждого торца рамы 1, винта 7, помещенного резьбовым участком в отверстие направляющей 6, колесообразной гайки 8, выполненной в виде ступицы "с", колеса "д", расположенного над ступицей, и стержней “е”, связывающих между собой ступицу с колесом, гайки 9, насаженной на винт 7 под направляющей 6.

Пальцы 10 шарнирно связывают между собой проушины кронштейна 5 подошвы 4 и проушину винта 7.

На поверхности подошвы 4 выполнен по форме кривой общей синусоиды паз 11 с образованием последовательно расположенных друг за другом вдоль и симметрично относительно продольной оси подошвы равновеликих участков "с".

В пазу 11 размещены на одинаковом расстоянии друг от друга нагреватели (электрические, газовые) 12, а может быть и один нагреватель.

На поверхности подошвы 4 установлена теплоизолирующая накладка 13. Крышка 14 наложена на накладку 13 и винтами 15 герметично прижата к подошве 4. К бокам и торцам подошвы 4 прикреплен фартук 16, выполненный из водогазонепроницаемого и жаростойкого материала.

Устройство для искусственной сушки торфа в расстиле работает следующим образом.

Выбирают технологическую схему производства фрезерного торфа, например, с получением укрупненной фракции, включающую следующие операции, фрезерование торфяной залежи с одновременным формированием ее в ленты заданного профиля и укладыванием сформованной ленты на поле сушки в один плотный ряд (а может быть, и в виде организованного расстила уплотненных сформованных частиц), искусственную сушку уплотненной ленты (или частиц), уборку высушенного торфа из расстила или валков.

После этого карту обрабатывают фрезером "б", буксируемым тягачом "а", например, трактором. При этом режущие элементы барабана, имеющие к движению тягача встречное вращение с окружной скоростью по режущим элементам 10... 12 м/с, фрезерную крошку с помощью направляющего щитка забрасывают в бункер на пару валков, которые встречно вращаясь формируют торфяную крошку в ленты или в укрупненные частицы заданного профиля, которые с помощью очистителей и направляющей плоскости (наклонного лотка) укладываются на поле сушки в плотный организованный ряд. После этого устройство для искусственной сушки торфа в расстиле "г" (одно или несколько) затаскивают на расстил ленты (частиц) "в" (например, механической или мускульной силой). Затем электрический ток (а может быть, подводят газовый тепловой агент) подводят к нагревателям 12, которые нагреваются. Разогретые нагреватели 12 нагревают воздух, находящийся под подошвой 4 и в пазу 11, до 180-170° С, который передает тепло подошве 4. Излучаемое подошвой 4 тепло, имеющее температуру 150-170° С, воздействует на сформированный торф влажностью до 87% и подсушивает его (укрупненные частицы или ленты). Фартук 16 препятствует утечке тепла из полости, находящейся под подошвой 4. При достижении требуемой влажности, например 50-30% сушку торфа заканчивают. При этом потери влаги и остаточную влагу определяют по уравнению W_o=W_н-W_п, где W_o - остаточная массовая доля влаги в пробе после подсушивания, %; W_п - потеря массовой доли влаги в пробе после подсушивания, %; W_н - массовая доля влаги в пробе до подсушивания, %.

Здесь W_п=(m_н-m_п)m_н·_{100%, где mн - масса пробы до подсушивания, г; mп - масса пробы после подсушивания, г.}

По окончании сушки расстила торфа, продолжительность которого составляет до 30 мин и более, устройство “г” перемещают на следующий участок с сырыми укрупненными частицами "в" (или ленты).

Переместив устройство "г" на следующий участок поля расстила укрупненных торфяных частиц (уплотненной торфяной ленты) "в", сушку ведут в указанной выше последовательности до достижения требуемой влажности.

После высушивания торфяных укрупненных частиц "в" первой полосы участка устройство "г" переводят на следующую полосу с торфяными частицами "в". Для этого катки 2 поочередно (а можно и одновременно) поворачивают на 90° , т.е. располагают поворотные опорные катки 2 перпендикулярно продольной оси подошвы 4 (не показано). Затем устройство "г" перемещают поперек поля на следующую полосу с формированным торфом "в" и ведут сушку.

При перемещении рамы 1 (устройства "г") шарообразные выступ 3 заглубляются в поверхности торфяной залежи. За счет повышения коэффициента трения увеличивается коэффициент сцепления и катки 2 перемещаются без скольжения. Благодаря чему исключают скопление торфа перед катками 2, тем самым уменьшают время, затрачиваемое на перемещение устройства "г", что способствует увеличению производительности по производству товарного торфа.

Источником питания нагревателей 12 могут быть: для электронагревателей - сеть участка, ЛЭП, дизель-генератор как смонтированный на раме 1, так и стационарно установленный; для газовых нагревателей разогревание воздуха может быть произведено огневым нагревом, для этого устройство оборудуется горелкой, установленной на раме 1.

Уборка высушенного торфа (укрупненных частиц или ленты) может быть произведена из расстила или из валков как вручную, так и посредством уборочных машин.

Выполнение паза на поверхности подошвы по форме кривой общей синусоиды обеспечивает более равномерный разогрев подошвы. Благодаря чему улучшают условия сутки материала, в частности торфа, в виде укрупненных частиц, уплотненной ленты.

Размещение на беговой поверхности катков шарообразных выступов и расположение их в шахматном порядке улучшает условие перемещения устройства.

Использование устройства для искусственной сушки торфа в расстиле на месте фрезерования залежи повышает коэффициент использования фрезеруемой площади за счет сокращения длительности сушки.

Выполнение гайки в виде ступицы с колесом и размещение его над ней облегчает проведение наладочных работ и обслуживание.

Вид графика общей синусоиды имеет вид y=Asin(ω x+ϕ _o), фиг.7. В сравнении с обыкновенной синусоидой y=sinx, при A=ω =1 и ϕ _o=0, общая синусоида вытянута вдоль оси X в |A| раз, сжата вдоль оси Х в ω раз и сдвинута влево на отрезок ϕ _o/ω . Период , пересечение с осью X: B₁, B₂... _###экстремумы С₁, С₂... В этих уравнениях: ϕ _o - начальная фаза; ω - частота: A - амплитуда; Y, X, К - координаты искомых точек.

Введение механизма вертикального перемещения подошвы позволяет изменять объем камеры обогрева в зависимости от влажности торфа и температуры теплового агента (электрического, газового), а значит, интенсифицировать сушку.

Так при влажности торфа 87% и более объем камеры обогрева уменьшают путем подвода подошвы 4 до минимального расстояния по отношению к сушимой поверхности. Для этого оператор(ы) вращает(ют) поочередно (или одновременно) каждое колесо "д", например, против часовой стрелки. При этом под действием силы тяжести винт 7 поступательно по отверстию направляющей 6 опускается вместе с подошвой 4 на требуемую величину. После этого гайку 9 подводят до упора в нижний торец направляющей 6. Благодаря чему создают оптимальные условия сушки торфа в расстиле. При сушке торфа влажностью 60% и меньше объем камеры обогрева увеличивает путем удаления подошвы 4 от поверхности торфа на требуемое расстояние. Для этого гайку 9 отводят от нижнего торца направляющей 6. Затем вращают гайку 8, например, по часовой стрелке. При этом винт 7 поступательно движется в отверстии направляющей 6 вверх. Вместе с винтом 7 вверх перемещается и подошва 4. После этого при необходимости гайки 8 и 9 подводят до упора в соответствующие торцы направляющей 6, благодаря чему исключают подгорание торфа.

В обоих случаях вращения гайки 8 стержни “е” обеспечивают жесткую связь колеса "д" со ступицей "с".

Устройство может быть использовано в торфяной промышленности, сельском хозяйстве и строительстве.

Изобретение относится к сушильной технике и может быть использовано при производстве фрезерного торфа, а также сушке волокнистых, зернистых и сыпучих материалов. Техническим результатом является увеличение производительности и повышения проходимости. Для этого устройство включает раму с передними и задними поворотными опорными катками, подошву с пазом на поверхности и расположенными в нем нагревателями. Устройство снабжено механизмом вертикального перемещения подошвы, расположенным между торцами рамы и подошвы, на беговой поверхности катков размещены в шахматном порядке шарообразные выступы. При этом механизм вертикального перемещения выполнен из направляющей со стойкой, закрепленной на середине каждого торца рамы, и из помещенного в отверстие направляющей винта, имеющего две гайки, на поверхности подошвы паз выполнен по форме общей синусоидной кривой в виде последовательно расположенных друг за другом вдоль и симметрично относительно продольной оси подошвы равновеликих участков. Причем одна гайка насажена на винт над упомянутой направляющей и выполнена в виде ступицы и расположенного над ней колеса, жестко связанных между собой стержнями, а другая гайка насажена на винт под направляющей. Размер шарообразных выступов, длина и ширина подошвы определяются математическими выражениями. 9 ил.

Устройство для искусственной сушки торфа в расстиле, включающее раму с передними и задними поворотными опорными катками, подошву с пазом на поверхности и расположенными в нем нагревателями, отличающееся тем, что оно снабжено механизмом вертикального перемещения подошвы, расположенным между торцами рамы и подошвы, на беговой поверхности катков размещены в шахматном порядке шарообразные выступы, при этом механизм вертикального перемещения выполнен из направляющей со стойкой, закрепленной на середине каждого торца рамы, и из помещенного в отверстие направляющей винта, имеющего две гайки, на поверхности подошвы паз выполнен по форме общей синусоидной кривой в виде последовательно расположенных друг за другом вдоль и симметрично относительно продольной оси подошвы равновеликих участков, причем одна гайка насажена на винт над упомянутой направляющей и выполнена в виде ступицы и расположенного над ней колеса, жестко связанных между собой стержнями, а другая гайка насажена на винт под направляющей, размер шарообразных выступов определен выражением:

д=(1/10...1/8)Д,

где д - диаметр шарообразного выступа;

Д - диаметр катка;

длина подошвы определена выражением:

где Л - длина подошвы;

ω - частота кривой общей синусоиды;

а - размер отрезка подошвы между торцом и серединой ширины паза;

н - количество участков кривой общей синусоиды,

ширина подошвы определена выражением:

Ш=2А+2б,

где Ш - ширина подошвы;

А - амплитуда кривой общей синусоиды;

б - размер отрезка подошвы между боковой кромкой и экстремумом кривой общей синусоиды.