Вакуумная сушильная камера с инфракрасным нагревом Российский патент 2019 года по МПК F26B9/06 

Изобретение относится к авиационно-ракетной технике, а именно к устройствам сушки баковых отсеков с системой забора топлива (удаление несливаемого остатка воды из его внутренних полостей).

При изготовлении баковых отсеков с системой забора топлива, внутри бакового отсека остаются остатки загрязнений (стружка, ворс и т.д.). После промывки внутренних полостей отсека бака от загрязнений чистота сливаемой из бака воды, должна быть не хуже 8 класса чистоты по ГОСТ 17216-2001. В результате промывки бака у некоторых конструкций бакового отсека остается несливаемый остаток воды во внутренних полостях бакового отсека. Несливаемый остаток воды может располагаться в различных зонах по длине бакового отсекав в зависимости от конструкции и исчисляться в литрах.

Баковые отсеки авиационно-ракетной техники могут изготавливаться из алюминиевого сплава, поэтому температура сушки для таких баков ограничена предельной температурой (не более 110°С).

Удаление воды может производиться одним из следующих методов сушки: конвективным, температурным, односторонним вакуумированием, общим вакуумированием, вакуумно-температурным.

При выборе метода сушки необходимо учитывать особенности изделия и требования, предъявляемые к нему, а также допустимые режимы нагрева материала изделия.

Известны вакуумные сушильные камеры с обеспечением определенного вакуума и температуры изделия для сушки вакуумно-температурным методом. При сушке данным методом сначала необходимо включить нагревательное устройство, а после достижения требуемой температуры сушки включить вакуумный насос и обеспечить необходимый вакуум. Ближайшие аналоги: по учебнику "Научные основы вакуумной техники", Дэшман С. М., 2004. с. 715;

При наличии большого количества воды, приведенные выше сушильные установки имеют следующие недостатки:

- длительный процесс удаления несливаемого остатка воды из бакового отсека;

- большие энергозатраты на удаления воды из бакового отсека.

Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение является:

- сокращение продолжительности сушки по удалению несливаемого остатка воды из внутренних полостей бакового отсека;

- снижение энергоемкости и трудоемкости процесса сушки.

Вакуумная сушильная камера с инфракрасным нагревом для удаления несливаемого остатка воды из внутренних полостей бакового отсека с системой забора топлива содержит вакуумную камеру с инфракрасными нагревателями, термопары, закрепленные с помощью съемных прижимных хомутов, которые могут перемещаться для выбора зоны с несливаемым остатком воды в баковом отсеке, и управляющие температурные контролеры поддержания температуры по этим зонам бака, а также измеритель температуры и влажности для контроля внутри вакуумной камеры.

Для достижения названного технического результата инфракрасные нагреватели располагаются непосредственно под днищем бакового отсека.

Инфракрасные нагреватели разбиваются на управляемые зоны с баковым отсеком где могут находиться несливаемые остатки воды.

Управление и контроль нагревом ведется автономно по зонам в баковом отсеке в которых предполагается вода.

Задание температурного режима сушки в каждой зоне осуществляется через термопару подсоединенному к цифровому контроллеру, на котором устанавливается предельная температура нагрева.

Термопары установлены на съемные прижимные хомуты и крепятся с их помощью к дну бакового отсека по зонам где находится вода.

От заброса повышения заданной температуры на днище бакового отсека, высота установки бакового отсека относительно нагревателей регулируется стойками с ложементами под баковый отсек.

При нагреве с понижением давления происходит охлаждение днища бака с термопарой где находится вода, т.е. понижение температуры показывает наличие воды в зонах над термопарами. По завершению испарения воды в одной из зон, температура резко возрастает до заданной и отключаются нагреватели в этой зоне и нагрев происходит по тем зонам где остался несливаемый остаток воды.

Данное техническое решение значительно сокращает длительность, энергоемкость и трудоемкость процесса сушки по сравнению с другими устройствами.

Вакуумная сушильная установка с инфракрасным нагревом для сушки баковых отсеков представлена на фиг. 1 и 2.

Сушильная установка работает циклами нагрева-ваккумирования следующим образом:

Разгерметизированный баковый отсек 1, с установленными по зонам нагрева термопарами 2 на съемных прижимных хомутах (показаны 4 зоны), размещают на камерную тележку с регулирующими по высоте ложементами 3 и закатывают по рельсам 4 в камеру сушильной установки 5. Термопары на съемных хомутах должны находится под днищем бакового отсека. Устанавливается предельная заданная температура на шкафу управления 6 с помощью цифровых контроллеров на панели 7 по зонам нагрева бакового отсека.

Включают все инфракрасные нагреватели с отражающим экраном 8. Для алюминиевого бакового отсека температуру задают не более 110°С.

После термостатирования контроль по контроллерам 7 производится цикл нагрева-вакуумирования бакового отсека 1. Включается вакуумный насос 9 и медленно понижается давление в камере до минимально возможного. В процессе понижения давления происходит кипение воды в несливаемых остатках с удалением пара из камеры вакуумным насосом 9. Контроль давления в камере осуществляется по вакуумметру 10. Если температура в зонах установки термопар 3 в процессе нагрева понижается, то это означает наличие воды в этой зоне нагрева. После достижения предельного пониженного значения давления, вакуумный насос выключается, давление в камере доводится до нормального и цикл нагрева-вакуумирования повторяется.

Сушка проводится до тех пор, пока не будет происходить снижение температуры при понижении давления и установится заданная предельная температура во всех зонах бакового отсека 1 по показаниям контроллеров 7.

Окончательный контроль сухости осуществляется по замерам датчика 11 прибора регистрации температуры и влажности 12. После завершения контроля сухости производится вакуумирование до минимально возможного пониженного давления в камере и для выравнивания давления до атмосферного, запускается сухой азот с точкой росы не выше минус 50°С.

Изобретение относится к авиационно-ракетной технике, а именно к устройствам сушки баковых отсеков с системой забора топлива (удаление несливаемого остатка воды из его внутренних полостей). Баковые отсеки авиационно-ракетной техники могут изготавливаться из алюминиевого сплава, поэтому температура сушки для таких баков ограничена предельной температурой (не более 110°С). Заявленная вакуумная сушильная камера с инфракрасным нагревом для удаления несливаемого остатка воды из внутренних полостей бакового отсека с системой забора топлива содержит вакуумную камеру с инфракрасными нагревателями, термопары, закрепленные с помощью съемных прижимных хомутов, которые могут перемещаться для выбора зоны с несливаемым остатком воды в баковом отсеке, и управляющие температурные контролеры поддержания температуры по этим зонам бака. Также сушильная камера содержит измеритель температуры и влажности для контроля внутри вакуумной камеры. Технический результат, достигаемый заявленным изобретением, заключается в сокращении продолжительности сушки, а также в снижении энергоёмкости и трудоёмкости данного процесса. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Вакуумная сушильная камера с инфракрасным нагревом для удаления несливаемого остатка воды из внутренних полостей бакового отсека с системой забора топлива, содержащая вакуумную камеру с инфракрасными нагревателями, термопары, закрепленные с помощью съемных прижимных хомутов, которые могут перемещаться для выбора зоны с несливаемым остатком воды в баковом отсеке, и управляющие температурные контролеры поддержания температуры по этим зонам бака, а также измеритель температуры и влажности для контроля внутри вакуумной камеры.

2. Вакуумная сушильная камера по п. 1, характеризующаяся тем, что инфракрасные нагреватели располагаются под баковым отсеком с термопарами и разбиваются на зоны с отдельным управлением нагревом, с помощью управляющих температурных контроллеров в каждой зоне по длине бакового отсека в которых находится несливаемый остаток с водой.

3. Вакуумная сушильная камера по п. 1, характеризующаяся тем, что с целью экономии энергии, после удаления несливаемого остатка воды из одной зоны, инфракрасные нагреватели этой зоны отключаются и удаление воды ведется по оставшимся зонам.

4. Вакуумная сушильная камера по п. 1, характеризующаяся тем, что от заброса заданной температуры от инфракрасных нагревателей по днищу бакового отсека, кроме управляющих температурных контроллеров, дополнительно регулируется расстояние между баковым отсеком и инфракрасными нагревателями с помощью стоек с ложементами под баковый отсек.