Комбинированная гелиосушилка Советский патент 1987 года по МПК F26B3/28 

Изобретение относится к сушильной технике, использующей солнечную энергию, в частности к комбинированным гелиосу- шилкам, осуществляющим сушку обрабатываемого материала конвективным, кон- дуктивным и радиационным способами одновременно или раздельно, и может найти применение в сельском хозяйстве для сущки различных сельскохозяйственных продуктов, в чайной промышленности для искусственного завяливания зеленого чайного листа при производстве черного байхового чая, термической обработки зеленого чайного листа (обжарки) при производстве зеленого байхового чая и подсушки или сушки чая (черного или зеленого), табачных листьев и овощей, у которых свободной частью являются листья (зелень, сельдерей, капуста белокачанная). Изобретение может быть использовано также в пищевой, химической, и других отраслях промышленности.

Целью изобретения является интенсификация процесса сушки и повышение качества.

На фиг. 1 изображена солнечная сушильная камера комбинированной гелио- сушилки с предварительным нагревом воздуха, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - узел I на фиг. 2 (три возможных варианта конструктивного выполнения перфорации); на фиг. 4 - солнечный нагреватель комбинированной гелиосушилки с предварительным нагревом воздуха, продольный разрез; на фиг. 5 - разрез Б-Б на фиг. 4; на фиг. б - узел II на фиг. 5.

Комбинированная гелиосушилка с предварительным нагревом воздуха состоит из загрузочного транспортера 1 для загрузки обрабатываемого материала в загрузочный бункер 2 с питателем 3, перфорированного транспортера 4 в виде теплопроводящей подвижной ленты для перемещения высушиваемого материала, охватывающей ведущий и ведомый валики 5 и 6, размещенные в солнечной сушильной камере 7 и расположенные в горизонтальной плоскости. При этом транспортер 4 разделен продольными вертикальными светоотражающими перегородками 8 на три зоны с различной формой перфорации: на среднюю перфорированную зону 9 и боковые зоны 10, которым с наружной стороны придана ячеистая структура (перфорация). На фиг. 3 показаны три возможных варианта конструктивного выполнения ячеистой структуры (узла I на фиг. 2). Здесь шипы 11, изготовленные из теплопро- водящего материала, вертикально закреплены на транспортере 4 и находятся с ним в достаточно плотном тепловом контакте. Этого можно достичь если, например, транспортер 4 проткнуть шипами 11, а закрепленные концы шипов 11 зачеканить и приварить

к ленте транспортера 4. На щипах 11 закреплены поперечные пластины 12, синусоидально гофрированные (волнистые) полоски 13 или попеременно поперечные и гофри- рованные пластины 14 и 15. Элементы 12- 15, образующие ячейки, рекомендуется выполнять из тонколистового теплопроводя- щего материала, например из металлической (алюминиевой, медной или латунной) фольги, и обеспечить хороший тепловой контакт между щипами И и элементами 12- 15 с помощью пайки или точечной сварки. При этом боковые зоны 10, которым с наружной стороны придана ячеистая структура, окрашены в черный цвет. Вертикально установленные светоотражающие перегородки 8 концами крепятся на корпусе 16 солнечной сушильной камеры 7 так, что нижние кромки перегородок 8 с лентой транспортера 4 образуют минимально допустимые зазоры (не показаны). Ниже солнечной сушильной камеры 7 установлен вентилятор 17, нагнетающая сторона которого сообщается с корпусом 16 через прямоугольный диффузор 18 и продольные прямоугольное отверстие (не показано), выполненное в

днище корпуса 16 прямо под перфорированной зоной 9 транспортера 4. В нижней части диффузора 18 размещены дублирующий нагреватель 19 и патрубок 20 для пневмоочист- ки, снабженный регулирующими шиберами 21. К днищу корпуса 16 у конца перфорированной зоны 9 подвещено разгрузочное приспособление 22, выполненное в виде рукава, например матерчатого, под которым установлен разгрузочный бункер 23 с опорожняющим механизмом 24. К верхней части корпуса 16 солнечной сушильной камеры

7 подсоединены патрубок 25 для выброса отработанного воздуха в атмосферу и патрубок 26 для частичной рециркуляции отработанного воздуха после его догрева в солнечном нагревателе 27. Патрубки 25

и 26 снабжены регулирующими заслонками 28 (фиг. 1-3).

Корпус солнечного нагревателя 27 сообщается с верхней частью солнечной сущиль- ной камеры 7 посредством гибкого воздуховода 29, соединяющего патрубок 26 для частичной рециркуляции отработанного в солнечной сушильной камере 7 воздуха с патрубком 30 для ввода части догреваемого отработанного воздуха в солнечный нагреватель 27. Всасывающая сторона вентилятора 17 сообщается с корпусом солнечного нагревателя 27 одним или двумя гибкими воздуховодами 31 в зависимости от того, какой применяется вентилятор 17 - одностороннего или двухстороннего всасывания.

Гибкие теплоизолируемые воздуховоды 29 и 31 образованы расположенными одна в другой эластичными оболочками 32 (фиг. 5), между которыми выполнены спиралеобраз

ные каналы, наполненные необходимой средой. С целью упрощения технологии изготовления воздуховодов 29. и 31 каналы рекомендуется заменить спирально навитым гибким iiiviaHroM 33. образующим между эластичными оболочками 32 один или несколько слоев спирали, а шаг между соседними витками шланга 33 поддерживать с помош.ью дистанционного приспособления в виде ниток 34, например синтетических (узел II на фиг. 6). Эластичные оболочки 32 могут быть образованы и пленочным материалом, обтягиваюш,им несущую арматуру в виде проволочного каркаса (не показан). Корпус нагревателя 27 С11абжен патрубком 35 для всасывания атмосферного воздуха. В патрубке 35 установлена регулирующая заслонка 28. Вну.ри корпуса солнечного нагревателя 27 размещена светопог.чо- щающая новеохность, выполненная в виде замкнутой перфорированной транспортерной ленты 36, изготовленной из эластичного тенлопроводящего материала. Лента 36 охватывает ведущий и ведомый валики 37 и 38, размещенные н корпусе нагревателя 27, с наружной поверхности снабжена поперечными выступами 39 и зачернена. При этом относительный таг между выступами 39 - S/5 12-14, где S - расстояние между выступами 39 по ходу движения нагреваемого воздуха; (5 - высота выступов 39, обеспечивает повышение теплоотдач в 3-4 раза. Кроме того, в ленте 36 выдавлена профилированная чешуеобразная перфорация 40, а .между ветвями ленты 36 размещены компактные тепловые аккумуляторы 41 фазового превращения (парафина, различных солей и т.н.). Корпус нагревателя 27 снабжен опорными стойками 42 и 43, выполненными в виде рам, посредством коюрых корпус нагревателя 27 смонтирован на платформе 44 с колесами 45. Причем стойки 43 снабжены механизмом 46 регулирования высоты - - поперечной планкой 47 для придания стойкам 43 дополнительной жесткости и устойчивости. На платформе 44 смонтирован электропривод 48 для передачи вращения ведущему валу 37 (фиг. 4 и 5).

Корпус 16 сушильной камеры и корпус нагревателя 27 с нижней и торповы.х сторо изолированы слоем тепловой изоляции (не показан), а сверху - прозрачным покрытием 49. При этом прозрачное покрытие 49 сушильной камеры 7 подпирается продольными вертикальными светоотражающими перегородками 8. По периметру корпуса солнечного нагревателя 27 шарнирно закреплены откидные плоские отражатели 50, покрытые с внутренней стороны слоем 51 теплоизоляции и снабженные приспособлениями 52 фиксирования отражателей 50 под любым углом наклона относительно потока солнечной радиации. Корпус 16 су0

шильной камеры и нагревателя снабжены защитными экранами, выполненными в виде сварачивающихся в рулон щторок 53, регулирующих приток радиационного тепла 5 солнца к лицевой теплопоглощающей поверхности ленты 36 и к отдельным зонам 9 и 10 транепортера 4. В корпусе 16 сушильной камеры 7 между верхней и нижней ветвями боковых зон 10, которым с наружной стороны придана ячеистая структура, вмонтированы источники теплового излучения с отражателями (не показаны), направленными к верхней ветви боковых зон 10.

Комбинированная гелиосушилка работает следующим образом.

5 Регулированием высоты стоек 43 с помощью механизма 46 и вращением платформы 44 на колесах 45 вокруг вертикальной оси корпус нагревателя 27 ориентируется на солнце. Откидные плоские отражатели 50 устанавливаются под таким углом наклона относительно прямой солнечной радиации, которой обеспечивает максимальную концентрацию радиационного потока солнечного тепла, падающего на транспортер 4 и 36, раз.мещенные соответственно в

5 корпусе 16 сушильной камеры 7 и в корпусе солнечного нагревателя 27. При необходимости с помощью шторок 53 до определенной степени уменьп1ается приток радиационного тепла co.iii ia к ленте 36 солнечного нагревателе 27, а также к средней и боко вым зонам 9 и 10 трянспортера 4 ,:|ьной камеры 7.

Атмосферный iio,i,. :i X r iiafouuiii в корпус солнечного нсгрор,пто,.я 27 через патрубок 35. ONibiBaei (ижюою. а затем верхнюю ветви транспорггриои. . leHTi) 36. на ретой за счет ног. о-цаемого ею радиационного Teii.ia co.i ina. Воздух, нагретый от транспортерной ленты 36 проходит через чешуеобразную перфорацию 40, со всех сторон обдувает тсгктовые пкк м- : ,;яторы 41,

0 тем самым нагревая их, и ;ioKn;i;:eT корпус нагревателя 27 через шт Г1еро. подсоединенные к вентилятору 17 i iviie,.crBOM гибких воздуховодов 31. Горяч и Боз. лх, всасываем biii вентилятором 17 нз корпуса нагре5

5

вателя 27, и.агнетается через днффузор 18 под среднюю перфорированную зону 9 тр; нспортера 4. продувается через перфо- раци:о нижнеГ и верхней ветвей средней зоны 9 транспортера 4 и ,--- -пает в солнечную сушильную камеру 7. (,. отметить,

0 что температура нагреваемого о; ,:олнца воздуха дополнительно повышается в основном за счет его трения с подвижно .снпрт- ной лентой 36, снабженной поперечны:-;, 1,ы- стунами 39.

Подача ,(го материала в

5 загрузочный 2 осуществляется загрузочным Tpaiiciu pTOpOM 1. Высушиваемый материал из б пкспй 2 равномерно посту- пг.ст в сушильную камеру 7 с помощью питателя 3 и образует слой одинаковой толщины, покрывающий среднюю перфорированную зону 9 транспортера 4. Горячим воздухом, проходящим сквозь слой высушиваемого материала, производится конвективная сушка. Отработанный же воздух частично или полностью выбрасывается в атмосферу через патрубок 25. Часть отработанного воздуха может быть направлена на рециркуляцию через патрубок 26, подсоединенный к патрубку 30 солнечного нагревателя 27 с помощью гибкого воздуховода 29. Кроме конвективной сушки производится и радиационная сушка обрабатываемого материала посредством прямой и отраженной от отражателей 50 и вертикальных светоотражающих перегородок 8 солнечной радиации, сконцентрированный поток которой поступает в сушильную камеру 7 через прозрачное покрытие 49 корпуса 16 сушильной камеры. Сконцентрированный поток тепла солнечной радиации нагревает и зачерненную лицевую поверхность боковых зон 10 с ячеистой структурой. Тепло, кондуктивно распространяющееся от боковых зон 10 к средней перфорированной зоне 9 транспортера 4, нагревает слой высушиваемого материала с нижней стороны, осуществляя таким образом, контактную сущку. Потенциал сушки регулируется соответствующим изменением количества и температуры су- шапито воздуха, толщины слоя высушиваемого материала и скорости движения транспортера 4 посредством вариатора скоростей - системы ступенчатых шкивов (не

показано). Количество тепла, подводимого к высушиваемому материалу, регулируется с 11омощ1)Ю изменения угла наклона корпуса солнечного нагревателя 27 и откидных плоских отражателей 50 относительно потока тепла солнечной радиации, а также с помощью защитных экранов 53, выполненных в виде сворачивсисщихся в рулон шторок. Высушенный матег. иал удаляется из солнечной су- 1инльной камеры 7 через разгрузочное приспособление 22, выполненное в виде рукава, и после заполнения разгрузочного бункера 23 опорожняюишм механизмом 24 выгружается в виде I о 1 ового нродукта или предварительно подсушенного материала, требующего оконч ателыюй досушки, в солнечной супдильной камере 7, что производится возвращением подсушонного материала обратно в загрузочный бункер 2, откуда недосушенный материал поступает в солнечную сушильную камеру 7, где повторно подвергается просушиванию.

В течение ночи или при отсутствии достаточно интенсивной прямой и рассеяной солнечной радиации гелиосушилка работает следующим образом.

Закрываются защитные шторы 53 и откидные плоские отражатели 50, покрытые

0

5

0

5

0

0

5

С внутренней стороны слоем о1 тепловой изоляции, что резко снижает конвективные и радиационные теплопотери. Включаются дублирующий нагреватель 19 и источники теплового излучения (не показаны), вмонтированные в корпусе 16 солнечной сушильной камеры 7 между верхней и нижней ветвями транспортера 4. В данном режиме работы конвективная сушка обрабатываемого материала происходит посредством суща- щего воздуха, нагретого за счет тепла, выделяемого дублирующим нагревателем 19 и тепловыми аккумуляторами 41 при изменении агрегатного состояния заполняющего их рабочего вещества (затвердения расплавленного парафина, различных солей и т.п.), контактная сушка - за счет радиационного тепла источников теплового излучения, а радиационная сушка не имеет места. С целью снижения тепловой инерции аккумуляторов 41 рекомендуется снабдить их ореб- рением и сквозными отверстиями (не показаны) для ,прохождения через них нагреваемого воздуха.

Интенсификация процессов тепло- и массообмена между сушащим воздухом и сыпучим высушиваемым материалом может быть достигнута сообщением транспортеру 4 вертикальных колебаний посредством ведущего и ведомого валиков 5 и 6, вследствие чего процесс сушки протекает в виброкипя- щем слое сыпучего высушиваемого материала. Для того, чтобы существенно увеличить производительнос гь предлагаемой гелиосу- шилки рекомендуетс51 использовать метод пневматического вороп;ения сыпучего высушиваемого материала, требуемый д:1я своего осуществления несложное нереобо- рудов | и- ланпого сушильного устройства, зак;.,,)и.сеся и следующем: под средней перфор1:р()ванн()й зоной 9 транспорп-ра 4 устанав., сопла (не показань;, разравнивающие поток горячего .yiiamero воздуха и совершающие нательное движение вдоль осуществить механичес:: сыпучего г ьюуш и на ом (), ,: мощью . показан), ycTaHoii.ii ir iJor o форированмой ;ionoii входе солиечкой ,;v:i;

B03B;., V , liOC rV3(;ii . : ,:i;;r liponje .: li :)емеп:енке fr:ep;ia. ia с no- вор01мителя (не ньд средней перTpai CiioDTppa 4 на

поп 7.

Предлагаемая г-елиос-. иилка с предварительным пагревол; ;о:;духг; в солнечном пагренателг, которому пг;идана возможность слежения за солнцем, обоспечявае аысоко- эффективное использов ;ине тег,;:й солнечной радиаиии длп псу|Цсств. е1-мя непрерывного и nf Te ;C4;1v.|ii:inoBaK -; ;ro процесса сушки. Кром;: т()Г(), каждый компонент процесса (копвекти:5 с и. р дчационная и кон- дуктивная сушка хчфаз. гяем (вручную или автоматически), -п о гк)31 оляет повысить качество продукции,

К достоинствам данной гелиосушилки следует отнести и возможность успешного использования средней зоны транспортера, нагреваемой от боковых зон, в качестве жаровни для осуществления китайского способа поджарки зеленого байхового чая, а также предварительная термическая обработка зеленого чайного листа китайским способом позволяет получить продукт высокого качества.

Формула изобретения

1. Комбинированная гелиосушилка с предварительным нагревом воздуха, содержащая солнечную сушильную камеру с транспортером внутри для перемещения высушиваемого материала от загрузочного бункера к разгрузочному и солнечный нагреватель со светопоглощающей поверхностью и прозрачным покрытием, отличающаяся тем, что, с целью интенсификации процесса сушки и повышения качества, транспортер выполнен перфорированным и трехзонным с различной формой перфорации в зонах, которые отделены одна от другой продоль16 12 №

V

СО

ными вертикальными светоотражающими перегородками, установленными с зазором над транспортером и в контакте с прозрачным покрытием нагревателя, светопогло- щающая поверхность которого выполнена в виде замкнутой перфорированной транспортерной ленты, а между ветвями последней дополнительно установлен тепловой аккумулятор.

2.Гелиосушилка по п. 1, отличающаяся тем, что нагреватель по периметру снабжен

шарнирно закрепленными плоскими отражателями, покрытыми с внутренней стороны слоем теплоизоляции.

3.Гелиосушилка по п. 1, отличающаяся тем, что нагреватель и каждая зона транспортера снабжены защитными экранами в виде сворачивающихся в рулон шторок.

4.Гелиосушилка по п. , отличающаяся тем, что между ветвями транспортера дополнительно установлены источники теплового излучения, снабженные отражателями и обращенные к верхней ветви транспортера.

5.Гелиосушилка по п. 1, отличающаяся тем, что нагреватель снабжен патрубком ввода рециркулята.

А-А

Изобретение относится к сушильной технике, осуществляющей сушку обрабатываемого материала конвективным, кон- дуктивным и радиационным способами одновременно или раздельно, и может найти применение в сельском хозяйстве для сушки различных сельскохозяйственных продуктов, в чайной, пищевой, химической и др. отраслях промышленности. Цель изобрете- ния - интенсификация процесса сушки и повышение качества. Транспортер 4 выпол29 52 50 « .. нен перфорированным и трехзонным с различной формой перфорации в зонах. Они отделены одна от другой продольными вертикальными светоотражающими перегородками 8, установленными с зазором над транспортером 4 и в контакте с прозрачным покрытием нагревателя 19. Его светопог- лощающая поверхность выполнена в виде замкнутой перфорированной транспортерной ленты, между ветвями которой установлен тепловой аккумулятор. Кол-во тепла, подводимого к высушиваемому материалу, регулируется с помощью изменения угла наклона корпуса нагревателя, снабженного по периметру шарнирно закрепленными плоскими отражателями 50, а также с помощью защитных экранов, выполненных в виде сворачивающихся в рулон шторок 53. Часть отработанного воздуха может быть направлена на рециркуляциию через патрубок 26, подсоединенный к патрубку солнечного нагревателя с помощью гибкого воздуходува 29. В ночное время шторы 53 и отражатели 50, покрытые с внутренней стороны слоем теплоизоляции, закрываются, что резко снижает конвективные и радиационные потери. Сушка осуществляется за счет тепла, выделяемого нагревателем 19 и тепловыми аккумуляторами. 4 з. п. ф-лы, 6 ИЛ . /и, Ф (Л tsD 00 00 NU 4ik

11

(Риг. 5

50

6- В

-3936 ,W / SO 33 зг

/ / /1 II, .

$$$$1$Ш$, g g$g- $$N-. 3S

32

Фиг.6

Составитель И. Комарова

Редактор А. ВоровичТехред.И. ВересКорректор М. Максимишинец

Заказ 7174/33Тираж 635Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4