СУШИЛЬНЫЙ ШКАФ Российский патент 2023 года по МПК F26B9/06 F26B3/04 

Изобретение относится к средствам тепловой обработки влагосодержащих продуктов и может быть использовано в пищевой промышленности или сельском хозяйстве для сушки овощей, фруктов, грибов, лекарственных трав и других продуктов.

Известна «Термоэлектрическая сушила» по патенту РФ на изобретение №2749682, содержащая корпус, в нижней части которого находится камера нагнетания, а в верхней части - сушильный шкаф со съемными поддонами для размещения продукта, электровентилятор, блок управления, при этом она снабжена компактным термоэлектрическим насосом, выполненным по схеме «воздух - воздух», представляющим собой термоэлектрическую сборку с воздушными радиаторами холодного контура и горячего контура и термоэлектрическим модулем Пельтье, расположенным между контурами, термоэлектрическая сборка установлена в камере нагнетания, в сушильном шкафу с образованием воздуховода равномерной подачи осушенного воздуха и воздуховода равномерного всасывания отработанного воздуха выполнены внутренние противоположные боковые стенки с отверстиями для входа осушенного и выхода отработанного воздуха, на которых установлены и закреплены съемные поддоны, при этом между камерой нагнетания и сушильным шкафом находится промежуточный воздуховод, который одной стороной соединен с воздушной горячей полостью камеры нагнетания, а другой - с воздуховодом равномерной подачи осушенного воздуха, причем термоэлектрическая сборка разделяет камеру нагнетания на холодную и горячую воздушные полости в соответствии с размещенными в них радиаторами холодного и горячего контура термоэлектрической сборки, электровентилятор, установленный в камере нагнетания, расположен нагнетающей стороной к холодной воздушной полости камеры нагнетания, а всасывающей стороной к воздуховоду равномерного всасывания отработанного воздуха, на боковой поверхности корпуса напротив электровентилятора находится воздушная заслонка для подачи наружного воздуха, датчик влажности воздуха расположен в холодной воздушной полости камеры нагнетания на выходе из воздушного радиатора холодного контура, датчик температуры воздуха в сушилке установлен в воздуховоде равномерной подачи осушенного воздуха, при этом термоэлектрический модуль, электровентилятор, датчик влажности, датчик температуры, воздушная заслонка соединены с блоком управления.

Недостатком известного устройства по патенту РФ на изобретение №2749682 является неравномерное высушивание влагосодержащей продукции, расположенной на съемных поддонах, установленных в сушильном шкафу на внутренних противоположных боковых стенках с отверстиями для входа осушенного и выхода отработанного воздуха, так как температура и влажность ламинарного потока воздуха, обтекающего съемные поддоны с влагосодержащей продукцией, существенно изменяется в направлении его движения.

Известно «Устройство для осуществления способа сушки влагосодержащих продуктов» по патенту РФ на изобретение №2534829, принятое в качестве ближайшего аналога, содержащее корпус с расположенными в нем поддонами, теплогенератор, обеспечивающий обдув поддонов нагретым теплогенератором воздухом, при этом теплогенератор расположен под корпусом с поддонами, поддоны изолированы друг от друга с исключением попадания нагретого обдуваемого воздуха данного поддона в смежно расположенные поддоны, дополнительно содержит входные патрубки по количеству, равному количеству поддонов для подачи нагретого воздуха на поддоны, а также выходные патрубки по количеству, равному количеству поддонов для вывода отработанного воздуха от поддонов, при этом каждый входной патрубок соединен отдельным воздуховодом с теплогенератором.

Недостатком известного устройства по патенту РФ на изобретение №2534829 является неравномерное высушивание влагосодержащих продуктов, расположенных на изолированных друг от друга поддонах с исключением попадания нагретого обдуваемого воздуха данного поддона в смежно расположенные поддоны, так как температура и влажность ламинарного потока воздуха, обтекающего смежно расположенные поддоны с влагосодержащими продуктами, существенно изменяется в направлении его движения.

Перед заявляемым изобретением поставлена задача повышения равномерности высушивания влагосодержащих продуктов, расположенных в лотках сушильного шкафа, за счет турбулизации обтекающего их воздушного потока, приводящей к выравниванию температуры и влажности воздушного потока в направлении его движения.

Поставленная задача в заявляемом изобретении решается за счет того, что сушильный шкаф содержит корпус с сушильной камерой, имеющей герметичную дверь, в сушильной камере на направляющих плотно установлены между герметичной дверью и задней стенкой заполненные влагосодержащими продуктами горизонтальные ряды съемных цельнометаллических лотков, с одной стороны сушильная камера сообщается с коллектором высокого давления через отверстия подачи воздуха диаметром d, с противоположной стороны сушильная камера сообщается с коллектором низкого давления через отверстия отвода воздуха диаметром d, отверстия подвода воздуха и отверстия отвода воздуха расположены между горизонтальными рядами съемных цельнометаллических лотков, коллектор высокого давления сообщается с подающим воздуховодом, оснащенным осушителем воздуха, нагнетающим вентилятором, нагревателем воздуха, датчиком температуры нагретого воздуха, датчиком давления нагретого воздуха, коллектор низкого давления сообщается с отводящим воздуховодом, оснащенным вытяжным вентилятором, датчиком температуры холодного воздуха, датчиком давления холодного воздуха, установленный на корпусе блок управления информационно связан с осушителем воздуха, нагнетающим вентилятором, нагревателем воздуха, датчиком температуры нагретого воздуха, датчиком давления нагретого воздуха, вытяжным вентилятором, датчиком температуры холодного воздуха, датчиком давления холодного воздуха, при этом в каждом горизонтальном ряду плотно установлены друг к другу два или более съемных цельнометаллических лотка высотой h, горизонтальные ряды съемных цельнометаллических лотков расположены по высоте сушильной камеры с шагом H=h+(1…10)⋅d, для турбулизации воздушного потока между горизонтальными рядами съемных цельнометаллических лотков в направлении движения воздушного потока каждый последующий съемный цельнометаллический лоток горизонтального ряда выступает над предыдущим съемным цельнометаллическим лотком на высоту (0,2…1,0)⋅h.

Заявленное изобретение отличается от известного технического решения по патенту РФ №2534829 тем, что в каждом горизонтальном ряду плотно установлены друг к другу два или более съемных цельнометаллических лотка высотой h, горизонтальные ряды съемных цельнометаллических лотков расположены по высоте сушильной камеры с шагом H=h+(1…10)⋅d, для турбулизации воздушного потока между горизонтальными рядами съемных цельнометаллических лотков в направлении движения воздушного потока каждый последующий съемный цельнометаллический лоток горизонтального ряда выступает над предыдущим съемным цельнометаллическим лотком на высоту (0,2…1,0)⋅h.

Указанное отличие позволило получить технический результат, а именно, обеспечило повышение равномерности высушивания влагосодержащих продуктов, расположенных в лотках сушильного шкафа, за счет турбулизации обтекающего их воздушного потока, приводящей к выравниванию температуры и влажности воздушного потока в направлении его движения.

На фиг. 1 схематично представлен вид спереди на сушильный шкаф, герметичная дверь сушильной камеры не показана.

На фиг. 2. представлен разрез А-А (фиг. 1) сушильного шкафа.

На фиг. 3 представлено аксонометрическое изображение горизонтального ряда съемных цельнометаллических лотков, установленных на направляющие.

Сушильный шкаф (фиг. 1, 2, 3) содержит корпус 1 с сушильной камерой 2, имеющей герметичную дверь 3, в сушильной камере 2 на направляющих 4 плотно установлены между герметичной дверью 3 и задней стенкой 5 заполненные влагосодержащими продуктами 6 горизонтальные ряды 7 съемных цельнометаллических лотков 8, с одной стороны сушильная камера 2 сообщается с коллектором 9 высокого давления через отверстия 10 подачи воздуха диаметром d, с противоположной стороны сушильная камера 2 сообщается с коллектором И низкого давления через отверстия 12 отвода воздуха диаметром d, отверстия 10 подвода воздуха и отверстия 12 отвода воздуха расположены между горизонтальными рядами 7 съемных цельнометаллических лотков 8, коллектор 9 высокого давления сообщается с подающим воздуховодом 13, оснащенным осушителем 14 воздуха, нагнетающим вентилятором 15, нагревателем 16 воздуха, датчиком 17 температуры нагретого воздуха, датчиком 18 давления нагретого воздуха, коллектор 11 низкого давления сообщается с отводящим воздуховодом 19, оснащенным вытяжным вентилятором 20, датчиком 21 температуры холодного воздуха, датчиком 22 давления холодного воздуха, установленный на корпусе 1 блок 23 управления информационно связан с осушителем 14 воздуха, нагнетающим вентилятором 15, нагревателем 16 воздуха, датчиком 17 температуры нагретого воздуха, датчиком 18 давления нагретого воздуха, вытяжным вентилятором 20, датчиком 21 температуры холодного воздуха, датчиком 22 давления холодного воздуха, при этом в каждом горизонтальном ряду 7 плотно установлены друг к другу два или более съемных цельнометаллических лотка 8 высотой h, горизонтальные ряды 7 съемных цельнометаллических лотков 8 расположены по высоте сушильной камеры 2 с шагом H=h+(1…10)d, для турбулизации воздушного потока между горизонтальными рядами 7 съемных цельнометаллических лотков 8 в направлении движения воздушного потока каждый последующий съемный цельнометаллический лоток 8 горизонтального ряда 7 выступает над предыдущим съемным цельнометаллическим лотком 8 на высоту (0,2…1,0)⋅h.

Сушильный шкаф работает следующим образом (фиг. 1, 2).

Подготовленные к сушке влагосодержащие продукты 6 укладывают в съемные цельнометаллические лотки 8, которые по направляющим 4 устанавливают в сушильную камеру 2 корпуса 1 и закрывают герметичную дверь 3. Съемные цельнометаллические лотки 8 высотой h устанавливают, например, в три горизонтальных ряда 7, состоящих из трех лотков 8. Съемные цельнометаллические лотки 8 в каждом горизонтальном ряду 7 плотно установлены друг к другу, к герметичной двери 3 и к задней стенке 5 сушильной камеры 2, что исключает возникновение воздушных потоков по высоте сушильной камеры 2, между горизонтальными рядами 7. С одной стороны сушильная камера 2 сообщается с коллектором 9 высокого давления через отверстия 10 подачи воздуха диаметром d. С противоположной стороны сушильная камера 2 сообщается с коллектором 11 низкого давления через отверстия 12 отвода воздуха диаметром d. Например, восемь отверстий 10 подвода воздуха и восемь отверстий 12 отвода воздуха расположены между соседними горизонтальными рядами 7 съемных цельнометаллических лотков 8. Горизонтальные ряды 7 съемных цельнометаллических лотков 8 расположены по высоте сушильной камеры 2 с шагом, например, H=h+4d. В направлении движения воздушного потока каждый последующий съемный цельнометаллический лоток 8 горизонтального ряда 7 выступает над предыдущим съемным цельнометаллическим лотком 8 на высоту, например, (1,0⋅h).

Режим сушки влагосодержащих продуктов 6 задают с помощью установленного на корпусе 1 блока 23 управления, который информационно связан с осушителем 14 воздуха, нагнетающим вентилятором 15, нагревателем 16 воздуха, датчиком 17 температуры нагретого воздуха, датчиком 18 давления нагретого воздуха, вытяжным вентилятором 20, датчиком 21 температуры холодного воздуха, датчиком 22 давления холодного воздуха.

По команде от блока 23 управления включаются осушитель 14 воздуха, нагнетающий вентилятор 15, нагреватель 16 воздуха и вытяжной вентилятор 20. Двигаясь по подающему воздуховоду 13, воздух осушается, из него удаляется влага, создается избыточное давление, например, 50…60 Па, и температура, например, 70…75°С. Осушенный и нагретый воздух под давлением из подающего воздуховода 14 направляется в коллектор 9 высокого давления. Давление и температуру воздуха на входе в коллектор 9 высокого давления контролируют с помощью датчика 17 температуры нагретого воздуха и датчика 18 давления нагретого воздуха. В коллекторе 9 высокого давления происходит выравнивание давления и температуры воздуха по его объему. Из коллектора 9 высокого давления через отверстия 10 подачи воздуха осушенный и нагретый воздух истекает в сушильную камеру 2 на влагосодержащие продукты 6, расположенные на съемных цельнометаллических лотках 8. Так как каждый последующий съемный цельнометаллический лоток 8 горизонтального ряда 7 выступает над предыдущим съемным цельнометаллическим лотком 8 на высоту, например, (1,0⋅h), то ламинарный воздушный поток меняет направление своего движения, что приводит к возникновению завихрений и его турбулизации. Турбулентность приводит к интенсивному тепло- и массообмену в воздушном потоке, что обуславливает равномерное распределение температуры и влажности воздушного потока в направлении его движения. Например, в сушильной камере 2 избыточное давление воздуха составляет, например, 35…45 Па, а его температура равна, например, 60…65°С. Равномерное распределение температуры и влажности воздуха в сушильной камере 2 обеспечивает одинаковые условия сушки влагосодержащих продуктов 6. Воздух, насыщенный извлеченной из продуктов 6 влагой, поступает из сушильной камеры 2 в коллектор 11 низкого давления через отверстия 12 отвода воздуха. В коллекторе 11 низкого давления происходит выравнивание давления и температуры воздуха по его объему. Коллектор 11 низкого давления сообщается с отводящим воздуховодом 19, оснащенным вытяжным вентилятором 20. Воздух на выходе из коллектора 11 низкого давления имеет избыточное давление, например, 15…25 Па, и температуру, например, 30…35°С. Давление и температуру воздуха на выходе из коллектора 11 низкого давления контролируют с помощью датчика 21 температуры холодного воздуха и датчика 22 давления холодного воздуха. По истечении времени сушки влагосодержащих продуктов 6 по команде от блока 23 управления выключаются осушитель 14 воздуха, нагнетающий вентилятор 15, нагреватель 16 воздуха и вытяжной вентилятор 20. Открывают герметичную дверь 3 и из сушильной камеры 2 извлекают съемные цельнометаллические лотки 8 с одинаково высушенными продуктами 6.

Заявленное изобретение позволило получить технический результат, а именно обеспечило повышение равномерности высушивания влагосодержащих продуктов, расположенных в лотках сушильного шкафа, за счет турбулизации обтекающего их воздушного потока, приводящей к выравниванию температуры и влажности воздушного потока в направлении его движения.

Изобретение относится к средствам тепловой обработки влагосодержащих продуктов и может быть использовано в пищевой промышленности или сельском хозяйстве для сушки овощей, фруктов, грибов, лекарственных трав и других продуктов. Сушильный шкаф содержит корпус с сушильной камерой, в которой на направляющих плотно установлены между герметичной дверью и задней стенкой заполненные влагосодержащими продуктами горизонтальные ряды съемных цельнометаллических лотков. Имеются отверстия подачи воздуха и отверстия отвода воздуха диаметром d, расположенные между горизонтальными рядами съемных цельнометаллических лотков, осушитель воздуха, нагнетающий вентилятор, нагреватель воздуха, датчик температуры нагретого воздуха, датчик давления нагретого воздуха. Коллектор низкого давления сообщается с отводящим воздуховодом, оснащенным вытяжным вентилятором, датчиком температуры холодного воздуха, датчиком давления холодного воздуха. При этом в каждом горизонтальном ряду плотно установлены друг к другу два или более съемных цельнометаллических лотка высотой h. Горизонтальные ряды съемных цельнометаллических лотков расположены по высоте сушильной камеры с шагом H=h+(1…N)⋅d. Для турбулизации воздушного каждый последующий съемный цельнометаллический лоток горизонтального ряда выступает над предыдущим съемным цельнометаллическим лотком на высоту (0,2…1,0)⋅h. Изобретение позволит обеспечить повышение равномерности высушивания влагосодержащих продуктов за счет турбулизации обтекающего их воздушного потока, приводящей к выравниванию температуры и влажности воздушного потока в направлении его движения. 3 ил.

Сушильный шкаф, содержащий корпус с сушильной камерой, имеющей герметичную дверь, в сушильной камере на направляющих плотно установлены между герметичной дверью и задней стенкой заполненные влагосодержащими продуктами горизонтальные ряды съемных цельнометаллических лотков, с одной стороны сушильная камера сообщается с коллектором высокого давления через отверстия подачи воздуха диаметром d, с противоположной стороны сушильная камера сообщается с коллектором низкого давления через отверстия отвода воздуха диаметром d, отверстия подвода воздуха и отверстия отвода воздуха расположены между горизонтальными рядами съемных цельнометаллических лотков, коллектор высокого давления сообщается с подающим воздуховодом, оснащенным осушителем воздуха, нагнетающим вентилятором, нагревателем воздуха, датчиком температуры нагретого воздуха, датчиком давления нагретого воздуха, коллектор низкого давления сообщается с отводящим воздуховодом, оснащенным вытяжным вентилятором, датчиком температуры холодного воздуха, датчиком давления холодного воздуха, установленный на корпусе блок управления информационно связан с осушителем воздуха, нагнетающим вентилятором, нагревателем воздуха, датчиком температуры нагретого воздуха, датчиком давления нагретого воздуха, вытяжным вентилятором, датчиком температуры холодного воздуха, датчиком давления холодного воздуха, отличающийся тем, что в каждом горизонтальном ряду плотно установлены друг к другу два или более съемных цельнометаллических лотка высотой h, горизонтальные ряды съемных цельнометаллических лотков расположены по высоте сушильной камеры с шагом H=h+(1…10)⋅d, для турбулизации воздушного потока между горизонтальными рядами съемных цельнометаллических лотков в направлении движения воздушного потока каждый последующий съемный цельнометаллический лоток горизонтального ряда выступает над предыдущим съемным цельнометаллическим лотком на высоту (0,2…1,0)⋅h.