СУШИЛКА Советский патент 1941 года по МПК F26B9/06 

Сушилки многократного насыщения с естественным движением воздуха должны удовлетворять следующим требованиям:

1) удалять из сушилки часть непрерывно опускающегося к поду камеры увлажненного воздуха;

2) в то же самое время взамен удаляемого влажного воздуха вводить в сушилку такой же объем наружного воздуха;

3) вводимый в сушилку наружный воздух тесно перемешивать с остающейся в сушилке частью отработавшего влажного воздуха;

4) получаемую таким образом паровоздушную смесь подогревать до установленной режимом сушки начальной температуры, с которой воздух должен вступать в штабель с материалом;

5) полученную, согласно предыдущему пункту, подогретую паровоздушную смесь направлять в верхнюю часть сушилки.

Все перечисленные пять операций в сушилке должны выполняться в одно и то же время, ни в какой мере не задерживая одна другую.

Для выполнения всех этих операций, обусловливающих желаемый результат сушки, обычно применяется оборудование, состоящее из:

а) одной вытяжной трубы, а иногда из нескольких вертикальных вытяжных каналов в стенах сушильной камеры,

б) нагревательных приборов, обычно в виде обогреваемых паром или горячей водой труб, гладких или ребристых, обыкновенно располагаемых близ пола камеры,

в) отводящих отверстий для отработавшего влажного воздуха, часто с отводящим каналом, присоединенным к устью вытяжной трубы и, наконец,

г) приточных отверстий для ввода наружного воздуха, обычно с приточным каналом, располагаемым на полу (или под полом) сушильной камеры.

Кроме того, в сушилках для дерева предусматриваются еще так называемые пропарные трубы, служащие для впуска в сушилку свежего пара.

То или иное расположение в сушилке нагревательных приборов, вытяжной трубы, приточных и вытяжных отверстий бывает различно в зависимости от предусматриваемой схемы движения воздуха в сушилке. При этом предполагается, что удаление из сушилки отработавшего влажного воздуха и приток в нее наружного воздуха будут производиться за счет работы вытяжной трубы, вытяжных и приточных отверстий, а подогрев паровоздушной смеси будет осуществляться с помощью нагревательных приборов.

Для перемешивания поступающего в сушилку наружного воздуха с отработавшим влажным, а также для перемещения нагретой смеси в верхнюю часть сушилки, никаких особых устройств ни в одной из существующих сушилок с естественной циркуляцией не предусматривается, так как подразумевается, что перемешивание воздуха в сушилке произойдет само собой, а передвижение нагретой смеси в верхнюю часть сушилки явится результатом уменьшения удельного веса, ее при нагревании.

Перемешивание наружного воздуха с отработавшим влажным воздухом в сушилке, если оно само по себе и происходит, то протекает настолько медленно, что сколько-нибудь успешный (Процесс сушки и управление сушилкой оказываются невозможными.

Нагревательные приборы составляют необходимую принадлежность сушилки, а их расположение внизу камеры сбоку от высушиваемого материала, как в сушилках В.Е. Грум-Гржимайло, при известных условиях будет обеспечивать перемещение воздушных масс из нижней части сушилки в верхнюю.

Отводящие отверстия с отводящим каналом, или без него, также необходимы, а самое расположение их под высушиваемым материалом, где скопляется отработавший влажный воздух, вполне целесообразно.

Вытяжная труба принадлежит к числу устройств, использующих естественное движение воздуха, возникающее вследствие разности удельных весов последнего, и ее роль вполне аналогична роли дымовой трубы у печей. Обычно она используется в сушилке не только для удаления из нее отработавшего влажного воздуха, но также и, для (введения в нее наружного воздуха. Вместе с тем, в применении к сушилкам вытяжная труба может для своей работы использовать лишь сравнительно ничтожную разность удельных весов воздуха.

Действительно, в то время как у дымовых труб разность между температурой заполняющих их газов и температурой наружного воздуха в течение круглого года редко опускается ниже 200-250°, а иногда достигает 500° и выше, у вытяжных труб при сушилках разность температур воздуха внутри трубы и воздуха атмосферного лишь в зимнее время может достигать примерно 60-80°, летом - всего 10-20°, а в отдельных случаях может оказаться равной 0 и даже величиной отрицательной. Всецело завися от изменчивого состояния атмосферы,, вытяжная труба в сушилке является устройством малонадежным.

С другой стороны, возлагая на вытяжную трубу работу по введению в сушилку наружного воздуха, тем самым внутри сушилки создается пониженное, против атмосферного, давление воздуха и создается приток в нее помимо приточных отверстий большого количества воздуха, главным образом, через неплотности дверей. Количество такого паразитного воздуха не поддается никакой регулировке и, как показывает опыт, может быть достаточно значительным, чтобы сильно вредить работе сушилки.

На основании вышеизложенного, вытяжная труба не может быть использована в сушилке, как устройство ненадежное и не обеспечивающее точной дозировки приточного воздуха, имеющей столь важное значение для установления правильного режима сушки. Следовательно возникает задача, как организовать эффективный обмен воздуха в сушилке без помощи вытяжной трубы.

В тесной связи с этой задачей находится вопрос о способе введения в сушилку наружного воздуха в о немедленном перемешивании его с отработавшим влажным воздухом, покидающим высушиваемый материал.

Кроме того, это перемешивание воздуха внутри сушилки может не только предотвратить отслаивание на полу камеры холодного приточного воздуха, но ввести этот воздух в поток циркуляции, образующийся над нагревательными приборами, и с этим потоком переместить его в верхнюю часть камеры.

Такое перемешивание воздуха внутри сушилки, одновременно повышая температуру приточного наружного воздуха и обогащая его влагой (то и другое за счет отработавшего влажного воздуха), наиболее экономичным образом приводит к той же самой цели, как и впуск в сушилку свежего пара.

В сушилке с естественной циркуляцией перемешивание приточного воздуха с отработавшим влажным воздухом должно быть произведено за счет разности удельных весов наружного холодного воздуха и влажного теплого воздуха, заполняющего сушилку. Под влиянием этой разности наружный воздух, где бы он ни вступил в сушильную камеру, начинает двигаться книзу и, достигая пода, располагается на последнем.

Следовательно, надо ввести наружный воздух под потолком камеры, заставить его падать книзу и при этом использовать энергию падающих струй этого воздуха для перемешивания его с воздухом, наполняющим сушилку.

Настоящим изобретением предлагается одна из возможных конструкций сушилки многократного насыщения с естественной циркуляцией и принудительной вентиляцией. Для создания поперечной круговой циркуляции внутри сушилки отверстия для подачи воздуха расположены в верхней части камеры с одной стороны высушиваемого материала, а нагревательные приборы расположены внизу непосредственно над подом камеры, - с другой стороны высушиваемого материала.

Для удаления из камеры отработавшего воздуха отверстия отводящих каналов расположены под материалом, подлежащим сушке.

На чертеже фиг. 1 изображает общий вид предлагаемой сушилки в поперечном разрезе; фиг. 2 и 3 - в двух проекциях распределительный канал для подвода наружного воздуха в сушилку.

Наружный воздух с помощью вентилятора подается в верхнюю часть сушилки по трубе 1 (фиг. 1). Этот воздух сначала поступает в расположенный на потолке камеры распределительный канал (жолоб) 2, из которого через отверстия 3 холодный воздух, как имеющий больший удельный вес по сравнению с воздухом, находящимся внутри сушилки, поступает вниз между наклонно расположенными щитками 4.

Проходя через эту систему щитков сверху вниз, холодные струи воздуха будут увлекать за собой постепенно новые в новые порции теплого и влажного воздуха, окружающего щитки 4 и притекающего из рядом расположенного штабеля с высушиваемым материалом 5. В нижнюю часть камеры порции свежего наружного воздуха придут уже перемешанными с большим количеством теплого и влажного воздуха, наполняющего сушилку. Образовавшаяся таким образом паровоздушная смесь, очевидно, будет иметь несколько меньшую температуру и меньшее влагосодержание, чем отработавший покидающий материал влажный воздух, и поэтому она - будет тяжелее последнего. Поэтому, выйдя из щитков, смешанный воздух будет располагаться на самом полу сушилки, заполняя часть пространства под штабелем с материалом и здесь, он придет в сферу действия нагревательных приборов (труб) 6.

Нагретые около этих труб 6 струи воздуха образуют поток циркуляции, поднимающийся над нагревательными трубами в пространстве между штабелем и продольной стеной камеры. Этот восходящий поток снабжает нагретым воздухом верхнюю часть сушилки с находящимся здесь высушиваемым материалом 5. В материал 5 нагретый воздух может проникать и сбоку и сверху, как указано на схеме стрелками.

В самом штабеле остывающие струи воздуха получают стремление падать книзу, но так как одновременно часть воздуха из штабеля отсасывается системой щитков, то будет происходить также и некоторое перемещение воздуха в горизонтальном направлений, поперек штабеля.

Скопляющийся под штабелем наиболее влажный воздух частично может примешиваться к восходящему потоку циркуляции, а частично Вытесняться в атмосферу - через патрубки 7 и канал 8, сообщающийся с атмосферой. Удаление из сушилки влажного воздуха достигается за счет повышенного давления, создаваемого вентилятором внутри камеры, но никак не посредством вытяжной трубы, которая в сушилке совершенно отсутствует.

Как было указано выше, при впуске в камеру: наружного холодного воздуха, последний, благодаря своему удельному весу, имеет стремление отслаиваться в нижней части камеры, растекаясь по всему поду ее более или менее ровным слоем. Но, если все количество наружного воздуха разбить на ряд одинаковых струй, падающих от потолка камеры на равных друг от друга расстояниях по всей длине камеры, то таким способом будет достигнуто достаточно равномерное распределение этого воздуха по всему объему сушилки.

В качестве устройства, подходящего для указанной цели, предлагается распределительный канал (жолоб) 2 (фиг. 2 и 3).

Закрытый жолоб 2, идущий вдоль всей сушилки под самым потолком 9 ее, снабжен рядом равномерно распределенных и расположенных на одном горизонте отверстий 3, проделанных в продольной стенке жолоба.

По трубе 1 поступает холодный наружный воздух, подаваемый с небольшой скоростью (порядка не более 0,5 м/сек). Скорость течения воздуха в самом жолобе должна быть еще меньше - не более, как 0,2-0,3 м/сек.

Холодный воздух, подобно тяжелой жидкости, вступая в жолоб, ровным слоем течет по нему и, поднимаясь выше нижней кромки отверстий 3, равномерно переливается через них в виде маленьких «водосливов».

Наружный воздух в распределительный канал 2 подается вентилятором в количестве, отвечающем требованиям процесса сушки в каждый данный момент.

Действительно, роль вентилятора ограничивается тем, что он проталкивает воздух через входное отверстие распределительного жолоба; движение же воздуха по самому жолобу, образование газосливов в отверстиях 3 и дальнейшее падение тяжелых струй воздуха в сушилке - все это происходит за счет разности удельных весов холодного и нагретого воздуха.

Вместе с тем, наличие вентилятора, подающего в сушилку наружный воздух, представляет существенные выгоды.

Во-первых, под действием вентилятора внутри сушилки во всей ее внутренней полости возможно установить давление воздуха выше атмосферного, что устраняет всякий присос наружного воздуха через неплотности дверей и стен сушилки.

Во-вторых, при наличии в камере повышенного давления каждая порция доставляемого вентилятором наружного воздуха вытесняет соответствующий объем отработавшего воздуха, который таким образом может быть удален через отводящие отверстия и отводящий канал без всякого содействия вытяжной трубы. Следовательно, вентилятор позволяет устранить из конструкции сушилки вытяжную трубу вместе с ее вредным действием на работу сушилки.

1. Сушилка многократного насыщения с естественной, циркуляцией и принудительной вентиляцией, отличающаяся тем, что, с целью создания поперечной круговой циркуляции внутри сушилки, отверстия для подачи воздуха располагаются в верхней части камеры с одной стороны высушиваемого материала, а нагревательные приборы расположены внизу непосредственно над подом камеры с другой стороны высушиваемого материала (фиг. 1).

2. Форма выполнения сушилки по п. 1, отличающаяся тем, что для удаления из камеры отработавшего воздуха отверстия отводящих каналов расположены под материалом, подлежащим сушке.

3. В сушилке по п. 1 применение устройства для смешения опускающегося сверху вниз холодного воздуха с влажным теплым отработавшим воздухом, предназначенного использовать энергию падения холодного воздуха для целей смешения.

4. В сушилке по п. 1 применение вентилятора, подающего, наружный воздух, для создания внутри сушилки повышенного, против атмосферного давления, с целью получения возможности удаления отработавшего воздуха без помощи вытяжной трубы.