Гелиосушилка Советский патент 1993 года по МПК F26B3/28 

СО

С

Использование: для сушки сыпучих и волокнистых материалов в частности для первичной обработки хлопка сырца. Сущность изобретения: гелиосушилка состоит из перфорированной камеры с перфорированным шнеком на перфорированной трубе. Камера помещена в корпус из линзы, зеркал, и сообщена с вытяжной трубой, выполненной определенным образом. Труба сообщена с солнечными коллекторами, которые выполнены в виде теплообменников, размещенных в фокальном пространстве линз, зеркал, сообщенных с ветронагнета- тельными трубами, изготовленными определенным образом. 6 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к текстильной промышленности и гелиотехники и может быть использовано для сушки волокнистых и сыпучих материалов, в частности, для первичной обработки хлопка-сырца.

Цель изобретения - экономия энергии путем использования ветрового напора.

На фиг. 1 изображена схема гелиосу- шилки, продольный разрез; на фиг. 2 - схема соединения трубы шнека с устройством для подогрева и подачи воздуха; на фиг. 3 - схема солнечного коллектора устройства для подачи и подогрева воздуха, поперечный разрез; на фиг. 4 - разрез вытяжного ветрового поворотного патрубка; на фиг. 5 - вытяжная труба с солнечным коллектором и увлажнителем; на фиг. 6 - поперечный разрез солнечного цилиндрического коллектора вытяжной и ветронадувной трубы.

Гелиосушилка состоит из цилиндрической камеры 1 с отверстиями 2. которая помещена в корпус, выполненный в виде солнечного коллектора, который состоит из цилиндрического зеркала 3, размещенного под камерой 1, и прозрачной цилиндрической оболочки, выполненной в виде линзы 4 (см. фиг. 1-3).

Камера 1 размещена в фокальном пространстве зеркала 2 и линзы 3, которые образуют трубчатый замкнутый солнечный коллектор, по торцам зеркала 3 и линзы 4 установлены дисковые зеркала 5 и 6.

Полость солнечного коллектора, обра зованного зеркалами 3, 5, 6 и линзой 4 через отверстия 2, сообщена с полостью камеры 1, а также с вытяжной трубой 7, которая закреплена на камере 1 и сообщена с ее полостью через окна 8 на нижнем торце отверстия 2 и через полость солнечного коллектора. Камера 1 установлена неподвижно.

Внутри по центру камеры 1 установлен перфорированный шнек 9, ось которого вы00

о

о ю XI

ю

полнена в виде перфорированной трубы 10, полость которой сообщена с устройством для нагрева и подачи агента сушки. Камера 1 снабжена загрузочным и выгружным устройствами 11 и 12. Для улучшения процесса сушки и усиления тяги загрузочное устройство 11 и вытяжная труба 7 размещены на конце камеры 1, расположенном противоположно концу трубы 10 шнека 9, в который подается агент сушки. Выгружное же устройство 12 размещено противоположно за- гружному устройству 11.

Труба 10 шнек со шнеком 9 установлена с возможностью вращения и соединена с приводом, который выполнен в виде электромотора 13 с колесом 14, кинематически связанным трубой 10 через посредство колеса, выполненного в виде кольцевого элемента 15, установленного коаксиально на трубе 10.

Для обеспечения вращения трубы 13 соединение ее с устройством для подачи воды и нагрева воздуха сообщено с помощью муфты 16, оснащенной манжетой 17 (см. фиг. 1 и 2).

Устройство для нагрева и подачи воздуха выполнено в виде параллельно соединен- ных солнечных коллекторов, каждый из которых образован дисковыми торцевыми зеркалами 18 и 19, верхней цилиндрической линзой 20, закрепленной на нижнем цилиндрическом жестком зеркале 21,которое размещено на остове 22 с возможностью поворота, для чего последний снабжен роликами 23 и поворотным механизмом, выполненным в виде фрикционного колеса 24 с рукояткой, на которое опирается зеркало 21, последнее может быть выполнено в виде полимерной светоотражающей пленки, наклеенной на внутреннюю сторону жесткого полуцилиндра.

В фокальном пространстве линзы 20 и зеркала 21 размещен теплообменник, который выполнен в виде трубы 25, внутри которой размещены неподвижные шнекообразные элементы 26 и 27, выполненные с чередованием правой и левой навивки плоской спиралевидной ленты, закрепленной на центральном штоке 28. Полость трубы каждого теплообменника сообщена с вертикальной трубой 29.

Муфта 16 снабжена патрубками 30, которые соединены с помощью гибких рукавов 31 с трубами 25 теплообменников.

Для усиления потока воздуха в камере 1 вытяжная труба 7 снабжена поворотным вытяжным патрубком 32 с флюгером 34, направляющим патрубок 32 выходом в сторону, противоположную от ветра. При этом ветронадувная труба 29 оснащена ветронагнетательным поворотным патрубком 34 с флюгером 35, направляющим патрубок 34 навстречу ветру.

Для усиления тяги за счет использования ветра в ветронадувном патрубке 32 с тыльной стороны напротив выхода выполнено отверстие 36 (см. фиг. 1).

Ветронадувная и вытяжная трубы 7 и 8 размещены в фокальном пространстве солнечных коллекторов, которые выполнены в виде прозрачных оболочек, образованных цилиндрическими собирательными пинза- ми 36 и 37, 38 и 39, установленными на полусферические зеркала 40 и 41 и закрытыми сверху сферическими прозрачными собирательными линзами 42 и 43.

Для улучшения тяги и повышения ее стабильности в фокальном пространстве линзы 42 на в ытяжной трубе 7 установлен теплонакопитель 44.

На уровне теплонакопителя 44 размещен увлажнитель воздуха, выполненный в виде емкости 45 в теплонакопителе 44 и капиллярной ткани 46, размещенной внутри

трубы 7. Емкость 45 сообщена с сосудом 47. который гидравлически через трубку 48 сообщен с подкачивающим насосом 49. Емкость 45 сообщена с капиллярной тканью 46 через отверстия (см. фмг. I и 5).

Для того, чтобы обеспечить полный сбор сорных включений и семян, выделяющихся из сырья, например, из хлопка-сырца, предотвратить их улетучивание через вытяжную трубу 7, на ее патрубке 32 коэксиально закреплен сосуд 50, при этом нижняя часть выходного раструба патрубка 32 размещена в сосуде. Сосуд 32 заполнен частично водой или в нем размещен влажный пористый материал. Все патрубки 32, 40.

трубы 7 и 29, 25, камера 1 окрашены в черный цвет.

Для улучшения теплообмена труба 10 шнека 9 заглушена заглушкой 51 и снабжена на конце перегородкой 52, которые образуют глухую камеру 53, причем перегородка 53 выполнена из теплоизоляционного материала.

Работает гелиосушилка следующим об- разом.

Ветер поворачивает флюгер 33 с вытяжным патрубком 32 от потока воздуха, в результате на конце раструба патрубка 32 создается разрежение, которое создает тягу в трубе 7, последняя увеличивается за счет повышения скорости потока в патрубке 32 обусловленного наличием отверстия 36 в которое задувается ветер.

Тяга обеспечивает засасывание воздуха в сушилку.

Одновременно при этом благодаря наличию флюгера 35 ветронагнетательный патрубок 34 устанавливается навстречу ветру. Воздушный поток нагнетает в патрубок 34, проходит через теплообменник 25 через муфту 16 в трубу 10, откуда через отверстия поступает в камеру 1, проходя через сырье, выходит через отверстие 2 в камере 1, поступает через окна 8 в вытянутую трубу 7.

В устройстве имеется два ветронагнета- тельных патрубка 32, которые соединены па раллельно, т.е. это повышает скорость и плотность потока входящего в трубу 10 и сушильную камеру 1. Кроме того, увеличению скорости способствует то, что ветронагнетательный узел, образованный патрубками 34, сообщен с ветровытяжным патрубком 32 последовательно. Этому же способствует и то, что ветронадувные трубы 29 с патрубками 34 никогда не могут располагаться при любом ветре в створе трубой 7, что обусловлено конструкцией соединения теплообменников 25 с трубой 10 и выполнением устройства для подачи воздуха в виде параллельно соединенных солнечных коллекторов.

Тяга в трубе 7 резко усиливается благодаря тому, что последняя нагревается, так как она зачернена и помещена в фокальном пространстве линз 36 и 37, фокусирующим солнечную энергию на ее поверхность. Кроме того, этот эффект увеличивается благода- ря уменьшению теплообмена за счет выполнения сферического зеркала 40 в основании оболочки, образованной линзами 36, 37 и 42, причем верхний конец трубы 7 нагревается сильнее, что также улучшает тягу.

Сферическая линза 42 фокусирует солнечные лучи на гел ион а копите ль 44, нагревая его и воду в нем, что также способствует усилению тяги, При этом тяга резко увеличивается за счет того, что воздух, проходящий через трубу 7, увлажняется на ее конце, благодаря наличию увлажнителя в виде капиллярной ткани 46, к которой влага поступает из емкости 45.° Обогащение воздуха парами воды усиливает восходящий поток, так как пары воды в 1,6 раза легче сухого .воздуха. Емкость 45 пополняется водой с помощью насоса 49.

Сферическая линза 42 и цилиндрические линзы 36 и 37 обеспечивают фокусиро- вание солнечной энергии на трубу 7 при любом положении светила.

Влажное сырье движется навстречу потоку агента сушки воздуха мз трубы 10 и в камере 1, что улучшает сушку. Поскольку самое влажное сырье располагается под вытяжной трубой 7, то усиливается тяга последней, что также ускоряет сушку.

Сырье перемешивается шнеком .9, контактирует то с теплой поверхностью шнека

9, трубы 10 и камеры 1, при этом сырье хорошо продувается сухим теплым воздухом, благодаря наличию отверстий 2 в шнеке 9, трубе 10 и камере 1.

Камера 1 нагревается благодаря тому.

что она располагается в фокусе линзы 4 и зеркала 3, при этом наличие торцевых зеркал 5 и 6 снижает теплообмен воздуха и поверхности камеры 1. Влага из сырья удаляется через отверстия 2 в камере 1.

Сушка сырья за счет использования солнечной энергии улучшается. Благодаря тому, что в трубу 10 поступает подогретый воздух, а ее теплообмен уменьшен благодаря наличию перегородки 52, которая совместно с заглушкой 51 образует теплоизоляционную камеру 53.

Шнек 9 с трубой 10 вращаются с помощью электромотора 13.

Воздух, поступающий в камеру 1 из трубы 10, также предварительно подогревается,благодаря тому, что ветронагнетательные трубы 29 располагаются в прозрачной оболочке, установленной на собирательном зеркале 41 и вылолненной из сферической и цилиндрических собирательных линз 43, 38 и 39.

Воздух из труб 29 поступает в теплообменники 25, которые нагреваются солнечными лучами, за счет линзы 20 и

уменьшения теплообмена благодаря наличию зеркал 21, 18 и 19. В теплообменнике 25 происходит тщательное перемешивание потока воздуха и интенсивная отдача тепла от стенок теплообменника 25 и от плоских

спиралевидных элементов 26 и 27. Этот процесс улучшается, поскольку происходит чередование вращения потока воздуха с правого на левое и обратно.

Подогретый воздух поступает через рукава 31, патрубки 30 в муфту 16, а из последней в трубу 10 шнека 9.

Благодаря наличию муфты 16с манжетой 17 исключаются заклинивание трубы 10 и потери воздуха.

Использование солнечной и ветровой

энергии улучшается благодаря тому, что устройство выполнено в виде параллельно соединенных солнечных коллекторов, что позволяет увеличить площадь поглощения солнечной энергии.

При необходимости линзы 20 и зеркала 21с помощью колеса 24 и роликов 23 можно повернуть к потоку солнечных лучей или на-- оборот.

Высушенное сырье выгружаемся шнеком 10 в выгружное устройство 12.

Следует отметить, что даже при повреждении линз 4 и 20 зеркала 3 и 21 обеспечивают достаточно хорошее улавливание солнечной энергии, так как они фокусируют лучи на камеру 1 и теплообменники 25.

При необходимости трубу 10 можно подсоединить к вентилятору с электрокалорифером.

Сор и семена, выделяющиеся из сырья, попадают в полость, образованную зеркалом 3 и линзой 4, откуда они воздушным потоком выносятся в трубу 7, на выходе они попадают в емкость 50, где они увлажняясь, прилипают друг к другу. Это уменьшает запыленность линз 42, 37, 20, 43, 33 и 39, что способствует лучшему использованию солнечной энергии.

Формула изобретения

теплонакопитель, снабженный увлажнителем воздуха, сообщенным с водяным насосом, вытяжная труба снабжена сосудом для увлажнения и сбора выносимых частиц сырья, нижняя часть поворотного патрубка

вытяжной трубы установлена в сосуде, а в его верхней части напротив выходного раструба выполнено отверстие.

(Риг. 6