Гелиосушилка

(5 ТЕНТНО ГОСУДАРСТВЕННО ВЕДОМСТВО ССС (ГОСПАТЕНТ СССР БРЕТЕНИ льскохозяиственная акирязеваи Г, Парпиевии М 30915, кл. 82 а. и) етельство СССВ 3/28, 1986. к текстил нике и м волокни ости для ца. Пневм состои(54) ГЕЛИОСУШИЛ (57) Изобретение промышленности быть использован и сыпучих материа вичной обработки ханическая гели КАотноситсяи геолиотехдля сушкилов, в частнлапка-сыросушил ка ьнои ожет стых пер- омет из ВТОРСКОчУ СВИДЕТЕЛЬ(56) Патент Герман1985,Авторское свидч; 1268912, кл. Р 2 камеры 1 с отверстием 31, коническими теплоулавливателями 28, 29, 30, крышкой 11, дном 10, линзой 15, вытяжной трубой 16 с солнечными коллекторами 17 и вытяжным патрубком 18. Кроме того, камера снабжена решетками 2, 3, 4, окнами 20, муфтой 21 с приточным каналом 23, оснащенным ветронадувным патрубком 22, зеркалом 25 и линзой 24, По центру камеры с возможностью вращения установлена ось с граблями 7 и кольцом 34 с вырезом. Сушилка снабжена боковым загрузочным устройством, решета 2.3,4 - . секторными вырезами 7 и нижним транспортером 38 и перфорированным желобом 39. Камера 1 установлена на плиту 9.на которой размещены привод оси 6 и цилиндрическое зеркало 40, оснащенное каркасом 41 и колесами 42. 5 з. п. ф-лы, 8 ил, щная труба 16. Для повышения тяги труба 16 окрашена в черный цвет, снабжена солнечными концентраторами в виде сферических линз 17 и поворотным ветровым вытяжным патрубком 18, Вытяжная труба 16 закреплена неподвижно на крышке 11 и помещена в отверстие, выполненное в линзе 15, т. е. последняя расположена коаксиально трубе 55 Изобретение относится к области текстильной промышленности и гелиотехники и может быть использовано для сушки волокнистых и сыпучих материалов, в частности, для первичной хлопка сырца 5Цель изобретения - экономия. энергии . путем использования ветрового напора.На фиг. 1 представлена общая схема гелиосушилки (вертикальный разрез), на фиг,2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - схема 10 действия конических теплоулавливателей; на фиг, 4- схема крепления вытяжной трубы с солнечными коллекторами; на фиг. 5 - схема приточного канала с собирательной линзой и зеркальным элементом попереч ный разрез); на фиг, 6 - схема цилиндрического зеркала (вид сверху); на фиг, 7- схема крепления на оси кольца с разрезом; на фиг.8 - схема крепления конических теплоулавливателей, граблей, решет и схема располо жения в них вырезов, а также конструкция улиндрического зеркала.Гелиосушилка состоит из вертикальной камеры 1, внутри которой по высоте неподвижно закреплены решета 2, 3, 4, выполнен ные в виде дисков с отверстиями 5, По центру камеры с возможностью вращения установлена ось 6, на которой закреплены грабли 7 и которая кинематически связана с приводом, выполненным в виде электродви гателя 8.Для повышения надежности сушилка установлена на плиту 9.Камера 1 снабжена дном 10 и крышкой 11. 35Дно 10 выполнено из теплоизоляционного материала оргалита, дерева, пластика), К дну 10 снизу прикреплена зеркальная пленка 12.Крышка 11 изготовлена из теплопро водного материала и помещена в теплоиэоляционную окантовку 13. В крышке 11 выполнены отверстия 14.Над крышкой 11 размещен концентратор солнечной энергии. выполненный в ви де собирательной сферической линзы 15, в фокальном пространстве которого расположен центральный участок первой (фиг. 1, 2. 4).Линза 15 может быть отлита целиком, а 50 может быть собрана из отдельных фрагментов. По центру линзы 15 установлена вытяж 16. В этом случае основание трубы 16 расположено в фокальном пространстве линзы 15. Для обеспечения выхода воздуха наторце трубы 16 выполнены отверстия 19(фиг. 1, 4),Для уменьшения теплообмена трубы 16с окружающим пространством сферическиелинзы 17 размещены друг над другом, причем каждая нижняя из них частично разме- .щена в полости верхней.В нижней части камеры 1 выполненыотверстия в аиде окон 20, и установлена свозможностью вращения полая муфта 21,расположенная коаксиально на камере 1, Кмуфте 21 подсоединено устройство для подачи агента сушки - воздуха, которое выполнено в виде ветронадувного патрубка 22 иприточного канала 23. который помещен в.прозрачную оболочку, выполненную в видецилиндрической линзы 24, и под которымрасположен зеркальный элемент 25 изпленки, Муфта 21 и приточный канал 23 дляобеспечения поворота вокруг камеры 1снабжены опорными колесами 26 и 27 (фиг.1 и 5).На камере 1 коаксиально закрепленыконические теплоулавливатели 28, 29, 30, впазухах которых в камере 1 выполнены отверстияГ31. При этом конусность теплоулавливателей28, 29, 30 уменьшается сверху вниз, т. е. угола, образованный вертикальный осью и поверхностью верхнего конического теплоулавливателя 28, больше. чем угол Рнижерасположенного теплоулавливателя29 и т, д., т. е. а ) фу, Для уменьшенияудельной поверхности теплообмена, т, е.для снижения соотношения поверхности кобъему, обрамляемому этой поверхностью,угол конусности верхнего теплоулавливателя 28 равен или меньше 45 О,Для улучшения поглощения солнечнойэнергии труба 16, корпус камеры 1, егокрышка 11, теплоулавливателя 28, 29 и 30 снаружной стороны, патрубки, 18 и 22, приточный канал 23 окрашены в черный цвет, авнутренняя поверхность теплоулавливателей 28, 29 и 30 выполнена зеркальной.Для повышения надежности, а такжедля того, чтобы привод в виде электромотора 8 не затенял камеру 1, ее крышку 11 илидругие элементы, он расположен под камерой 1 на плите 9, а кинематическая связь егос осью 6 осуществлена через червячную передачу, выполненную в виде червячного вала 31, приводимого электромотором 8, ичервячной шестерни 32, закрепленной нанижнем конце оси 6.Камера 1 снабжена загрузочным устройством, состоящим из транспортера 33 и5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 приемного бункера 34 и дозатора (не обозначено). Для уменьшения затенения линзы 15 и теплоулавливателей 28, 29 и 30 приемный бункер 34 и транспортер 33 размещены на боковой теневой стороне камеры 1 (фиг, 1, 2 и 7).Для уменьшения затенения и повышения надежности дозатор загрузочного устройства выполнен в виде кольца 35 с разрезом, зафиксированного с помощью пластин 36 на центральной оси 6, на кото, рой закреплены и грабли 7. Кромки выреза кольца 35 заточены для того, чтобы обеспечить отрезание порции хлопка-сырца или другого сырья (фиг. 1 и 7).Для облегчения обслуживания сушилки и выгрузки высушенного сырья в нижней части камеры 1 выполнено окно 37 с шибером (не обозначено), а выгружной узел в виде транспортера 38 размещен под нижним решетом 4 в окне (не обозначено), выполненном в дне камеры 10. Это необходимо для обеспечения поворота раструба 22 и муфты 21. Под решетом 4 в камере 1 закреплен перфорированный желоб 39, который необходим для подачи высушенного сырья на транспортер 38, а отверстия в нем необходимы для пропуска воздуха,- Для улучшения использования солнечной энергии на плите 9 с возможностью перемещения вокруг камеры 1 установлено собирательное цилиндрическое зеркало 40, закрепленное на каркасе 41 с колесами 42 (фиг, 1, 2, 6 и 8),Для повышения надежности и с целью быстрого уменьшения парусности зеркала 40 при большом ветре оно выполнено из пленочных полотнищ 43, а каркас 41 зеркала 40 выполнен в виде решетки с горизонтальными дугами 44, при этом одной кромкой полотнище закреплено на каркасе 41 с помощью эластичных элементов 45, а другой на катушке 46, которая установлена на каркасе.Дисковые решета 2, 3. 4 зафиксированы в камере 1 неподвижно и снабжены секторными вырезами 47, при этом грабли 7 и вырезы 45 нижележащих решет 3 смещены относительно верхних на угол а, т. е. на угол сектора, в направлении, противоположном вращению оси 6 и граблей 7 (фиг, 7, 8). При этом выход бункера 35 загрузочного устройства расположен не над вырезом 47 верхнего решета 2, а над его перфорированной поверхностью, Кроме того, в положении верхних граблей 7 эа вырезом 47 верхнего решета 2 острая кромка выреза кольца 35 дозатора закрывает боковое окно в камере 1, с помощью которого последняя сообщается с бункером 35. Работает гелиосушилка следующим образом. Вытяжной патрубок 18 благодаря наличию флюгера устанавливается по ветру, т. е. в направлении от ветра, что создает усиленную тягу. Этому же способствует наличие ветронадувного патрубка 22, который благодаря наличию плиты 9, колес 26, 27 и муфты 21. оснащенной манжетами, легко устанавливается против ветра. В результате образуется два своеобразных воздушныхнасоса. соединенных последовательно: один напорный, а другой эжекторный (вакуумный), что усиливает воздушный поток.в камере 1, проходящий через отверстия 5 в желобе 39 решет 4, 3, 2 и сырье, Кроме того, благодаря наличию конусных теплоулавливателей 28, 29, 30 улучшается использование энергии ветра, так как воздушный поток, отражаясь от верхней поверхности нижерасположенного теплоулавливателя30 попадает в пазуху вышерасположенного теплоулавливателя 29 и направляется в отверстия 31, выполненные в камере 1. Так же действуют и вышерасположенные теплоулавливатели 29 и 28,Воздушный поток выходит через отверстия 14 крышки 11 в погость линзы 15, откуда через вырезы 19 посупает в вытяжнуюу ".6,,да -, вь,", ваегся ветром благодаря налчию по.:тн. го патрубка18.Воздушный поток резко усиливается . благодаря тому, что вытяжная труба 16 зачернена и размещена внутри сферическихлинз 17, которые способствуют ее нагреванию и уменьшают теплообмен, так как оничастично размещены друг в друге.Сферические линзы 17 фокусируют тепловые лучи на трубу 16 при любом положении солнца, Точно так жедействует и линза15, которая фокусирует солнечную энергию восновании трубы 16, что резко усиливает еетягу, Одновременно линза 15 способствуетнагреванию крышки 11, что также усиливаеттягу в камере 1. Кроме того, наличие сфери,ческой линзы 15, а также теплоизоляционной окантовки 13 предотвращает теплообмен крышки 11 с окружающим пространством и линзой 15.Одновременно воздушная тяга усиливается благодаря наличию конических теплоулавливателей 28, 29 и 30, так как нагреваемый в их пазухах воздух стремится вверх в отверстия камеры 1,Конические теплоулавливатели 28, 29 и30 кроме того уменьшают теплообмен камеры 1 с окружающим пространством, так как внутренняя их сторона выполнена зеркальной, т. е, камера 1 расположена в своеобразном термосе.5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Кроме того, благодаря наличию теплоулавливэтелей 28, 29 и 30 и выполнению их с конусностью меньше 45 О, снижается соотношение поверхности теплообмена к объеМуОдновременно твплоулавливатели 28, 29 и 30 создают ловушку солнечной энергии, так как их конусность уменьшается сверху вниз. Благодаря последнему солнечные лучи, особенно в утреннее и вечернее время, падают на наружную поверхность нижнего теплоулавливателя 30 и хорошо поглощаются им, тепло передается камере 1 и воздуху, расположенному в пазухе вышерасположенного теплоулавливателя 29 Часть поглощенных лучей попадает на зеркальную внутреннюю поверхность вышерасположенного теплоулавливателя 29 и 28 и отражается на черную поверхность камеры 1. Камера 1 нагревается, тепло, исходящее от нее, отражается внутренними зеркальными гфверхностями теплоулавливателей 28, 29 и 30. Все это обеспечивает хорошее использование солнечной энергии,В течение дня солнца как бы "переходит" от нижнего теплоулавливателя 30 на верхний 28, что также улучшает использование солнечной энергии. Так как в утренние часы нагревается большая проективная поверхность, а в дневное время - меньшая, но зато более интенсивно. то обеспечивается относительно высокая стабильность сушки (фиг. 1, 3, 8).Сушка улучшается благодаря тому, что солнечная энергия собирается на приточный канал 23 линзой 24, при этом расположенное внизу зеркало 25 уменьшает теплопотери. Последнему способствует и то, что дно 10 камеры 1 выполнено из тепло- изоляционного материала и снабжено зеркальной оболочкой 12. В результате в камеру 1 поступает подогретый поток воздуха.Благодаря расположению электромотора 8, червячного вала 31 и шестерни 32 достигается не только высокая надежность и удобства в обслуживании, но и предотвращается затенение теплоулавливателей 28, 29, 30, линз 24 и 15, Этому же способствует и установка транспортера 33 и бункера 34 на боковой теневой стороне камеры, а также выполнение дозатора в виде разрезного кольца 35 внутри камеры 1.С теневой стороны камеры 1 располагается зеркало 40, которое перемещается на колесах, по мере изменения направления на солнце. Зеркало 40 направляет солнечные лучи на затемненную поверхность конусовидных теплоулэвливателей 28, 29 и 30 и камеры 1. Кроме того, оно способствует уменьшению теплообменэ - сушилки с окружающей средой. Все это обеспечивает наиболее полное использование солнечнойэнергии и ветра,При сильном ветре зеркальные пленочные полотнища 43 зеркало 40 наматываются на катушки 46, что резко снижаетпарусность, При отсутствии сильного ветракатушка 46 освобождается и под действиемэластичных элементов 45 полотнища 43 натягиваются на решетчатый каркас 41, таккак они размещены по наружной сторонедуг 44 (фиг. 6, 8),Сырье поступает сверху вниз, т, е, первоначально на верхнее решето 2, затем нанижние решета 3, 4, и потом на желоб 39 итранспортер 38.Навстречу сырью движется сухой воз- .дух, т, е. чем выше расположено сырье, тем влажнее оно. Это очень важно для усиления тяги, так влажный и подогретый воздух нэмного легче сухого, так как молекулярная масса сухого воздуха равна 29, а водяного пара 18. При такой подаче воздуха и сырья в камеру 1 резко усиливается воздушный поток, что ускоряет процесс сушки,Сырье перемещается в камере следующим образом. Ось 6 с граблями 7 и кольцо 34 вращается электромотором 8, крутящий момент от которого передается через червячную передачу, т. е. скорость вращения резко уменьшена. Как только вырез в кольце 34 совместится с окном в камере 1, то иэ бункера 35 сырье начнет поступать нэ верхнее решето 2. Вращаясь вместе с осью 6, кольцо 34 постепенно закроет доступ сырья на решето 2 и отрежет острой кромкой порцию, например, хлопка-сырца, В дальнейшем грабли 7 перемещают сырье по решету 2 к вырезу 47 в нем. Сырье через указанный вырез 47 падает с верхнего решета 2 на досушку на нижерасположенное решето 3 и так до нижнего решета 4. После того как решето 2 освободится от сырья, через некоторое время нэ него поступит новая порция влажного сырья (фиг. 1, 7, 8).Поскольку влажное сырье располагается сверху, а внизу сухое, то последнее не увлажняется, т, е. идет процесс досушивания сверху вниз. Расположение вверху влажного сырья резка ускоряет процесс сушки эа счет улучшения тяги, так как воздух, насыщенный парами воды, стремится вверх и вытесняется сухим воздухом, поступающим из приточного клапана 23 и пазух конических теплоулавливателей 28, 29 и 30через отверстия 31 в камере 1 фиг. 1, 7, 8),Формула и зоб ре те н и я1, Гелиосушилка, содержащая вертикальную камеру с крышкой и элементамидля размещения сырья, приточный и вытяжной каналы, узлы для загрузки и разгрузки сырья, концентраторы, расположенные над крышкой, и отражатель солнечного излучения на теплоулавливатель, расположенный снаружи камеры, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью экономии энергии путем использования ветрового напора, в крышке камеры выполнены отверстия, вытяжной канал выполнен в виде вытяжной трубы с ветровым поворотным устройством, установленной на крышке камеры и имеющей в нижней части отверстия, концентраторы выполнены в виде сферических линз, одна из которых нижним торцом закреплена на теплоизоляционной окантовке. расположенной на кромке крышки, выполненной из теплопроводного материала, и фокус этой линзы расположен на крышке, а фокусы других линз - на вытяжной трубе, в нижней части камеры установлена с возможностью вращения вокруг нее полая муфта, соединенная с приточным каналом, сообщенным с камерой через выполненные в ее нижней части отверстия, снабженным ветронадувным раструбом и установленными соответственно над и под каналом цилиндрической линзой и зеркальным элементом, а теплоулавливатель выполнен в виде ряда установленных одна над другой конических насадок с конусностью, уменьшающейся сверху вниз, при этом стенки камеры между насадками перфорированы, а стенки насадки с наружной стороны выполнены эачерненными, с внутренней - зеркальными,2. Гелиосушилка по и. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что приточный канал, муфта иотражатель, выполненный в виде цилиндрического собирательного зеркала, снабжены5 опорными колесами.3, Гелиосушилка по и. 1. о т л и ч а ющ а я с я тем, что дно камеры выполнено иэтеплоизоляционного материала и покрытозеркальной пленкой,10 4. Гелиосушилка по и. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что элементы для размещениясырья выполнены в виде закрепленных ккамере по ее высоте решет, по центру камеры установлена с возможностью вращения15 вертикальная ось с прикрепленными к нейграблями, расположенными над каждым решетом, узел для загрузки сырья выполнен ввиде бункера, размещенного снаружи в верхней части камеры и дозатора, выполненно 20 го в виде кольца с вырезом, закрепленногожестко на оси с помощью пластин, а узелразгрузки расположен над нижним решетом и снабжен перфорированным желобом,5. Гелиосушилка по пп, 1 и 2, о т л и ч а 25 ю щ а я с я тем, что цилиндрическое собирательное зеркало выполнено в виде полотнищ пленки, закрепленных одной сторонойк цилиндрическому сетчатому каркасу с помощью эластичных элементов, а другой сто 30 роной - к катушке, установленной накаркасе.6, Гелиосушилка по и. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что сферические линзы сфокусом на вытяжной трубе расположены35 одна над другой, причем каждая нижняя частично размещена в полости верхней.1832173 иг ректор Л, Ливринц едактор С. Кулаков Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина аз 2606 ВНИИП Составитель И. Кобо Техред М.Моргентал Тираж Подписноесударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб 415