Установка для сушки сельскохозяйственной продукции

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТАНОВКА ДЛЯ СУШКИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ПРОДУКЦИИ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт тепло- и массообмена им. А.В. Лыкова Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Конев Сергей Владимирович Домород Леонид Семенович Болдак Иосиф Матвеевич Корсеко Аркадий Леонидович(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт теплои массообмена им. А.В. Лыкова Национальной академии наук Беларуси(57) 1. Установка для сушки сельскохозяйственной продукции, включающая сушильную камеру, теплогенератор, связанный с емкостью для нагрева теплоносителя системой циркуляционных труб, циркуляционный насос, вентилятор, воздуховод и пульт управления,отличающаяся тем, что теплогенератор выполнен в виде гелиоколлекторов и связан с одной стороны с емкостью для теплоносителя, выполненной в виде бака-аккумулятора тепла, с другой через бак-аккумулятор тепла - с дополнительно введенным жидкостным калорифером, причем установка оснащена прибором для регулирования движения теплоносителя и теплого воздуха, поступающего в сушильную камеру. 2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что гелиоколлекторы выполнены в виде пластин с каналами для прохода теплоносителя, причем пластины установлены в герметичном корпусе. 3. Установка по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что жидкостный калорифер выполнен в виде ряда параллельно установленных оребренных металлических труб, имеющих разделительную доску, коллекторы для входа и выхода теплоносителя и корпус с раструбами для ввода и вывода воздуха.(56) 1. Суметов В.А. Сушка и увлажнение сельскохозяйственных материалов. - М. Легкая индустрия, 1980. - С. 174. 2. В. Мальтри, Э. Петке, Б. Шнайдер. Сушильные установки сельскохозяйственного назначения. -Машиностроение, 1979. - С. 274. Полезная модель относится к теплотехнике, в частности к сушильным установкам,предназначенным для сушки сельскохозяйственной продукции, и может найти применение в основном для сушки семян овощных, лекарственных и пряных растений. Известна сушильная установка камерного типа, содержащая сушильную камеру, топочное устройство (теплогенератор) на жидком, твердом или газообразном топливе, камеру дожигания и осадочную камеру с циклоном-искрогасителем при сжигании твердого топлива (Суметов В.А. Сушка и увлажнение сельскохозяйственных материалов. - Москва Легкая индустрия, 1980. - С. 174). В камере сжигания к топочным газам подмешивается циркуляционный отработанный газ и наружный воздух для создания рабочей смеси. Рабочая смесь подается в сушильную камеру вентилятором или дымососом. Пройдя через сушильную камеру, отработанный газ выбрасывается наружу. К недостаткам такой установки можно отнести высокую пожароопасность, взрывоопасность, загрязнение окружающей среды и продукта сушки продуктами сгорания, так как при неполном сгорании топлива возможно проникновение в корпус сушилки окиси углерода, частиц несгоревшего топлива и других химических элементов, что недопустимо при сушке сельскохозяйственной продукции, особенно семян лекарственных и пряных растений. К недостаткам можно отнести также трудности в обеспечении мягкого температурного режима сушки и его стабилизации. Наиболее близкой к предлагаемому техническому решению (прототип) является сушильная установка, содержащая корпус и сушильную камеру, размещенную внутри корпуса (В. Мальтри, Э. Петке, Б. Шнайдер. Сушильные установки сельскохозяйственного назначения. -Машиностроение, 1979. - С. 274). Пространство между одной из стенок сушильной камеры и корпусом служит камерой для нагрева воздуха. Вверху камеры нагрева установлен вентилятор, а внизу установлена главная нагревательная батарея. Внутри сушильной камеры размещена промежуточная батарея для нагрева воздуха. В нижней части сушильной камеры расположено окно для ввода в камеру теплого воздуха, а вверху воздухопровод для выброса отработанных газов наружу. Теплогенератор установки имеет горелку, работающую на жидком топливе, и емкость для нагрева теплоносителя. Емкость трубопроводами соединена с главной и промежуточной батареями и имеет насос для осуществления циркуляции теплоносителя. При работе сушильной установки наружный воздух засасывается в камеру нагрева и, пройдя через главную батарею, нагретым поступает в нижнюю часть сушильной камеры. Затем воздух, прошедший через высушиваемый продукт, размещенный в нижней части камеры, проходит через промежуточную батарею и поступает в верхнюю камеру. К недостаткам такой установки можно отнести сложность, энергоемкость, применение жидкого топлива, возможность возгорания, взрывоопасность, а также загрязнение окружающей среды дымовыми газами при неполном сгорании жидкого топлива. К недостаткам можно отнести также трудности в поддержании заданного температурного режима сушки и возможность перегрева продукта сушки, находящегося в зоне промежуточной батареи, в случае сбоя в работе вентилятора. Задачей предлагаемого технического решения является снижение энергоемкости, упрощение конструкции, обеспечение безопасности работы и экологической чистоты как воздуха, так и самого материала сушки, а также, что очень важно при сушке семян лекар 2 30572006.10.30 ственных и пряных растений, - обеспечение мягкого температурного режима сушки, исключающего резкий температурный перепад и перегрев семян. Задача решается следующим образом. Известная сушильная установка содержит сушильную камеру, теплогенератор, связанный с емкостью для нагрева теплоносителя системой циркуляционных труб, циркуляционный насос, вентилятор, воздуховод и пульт управления. Согласно предлагаемому техническому решению теплогенератор выполнен в виде гелиоколлекторов и связан с одной стороны с емкостью для теплоносителя, выполненной в виде бака-аккумулятора тепла, получаемого теплоносителем за счет солнечной энергии при прохождении его через гелиоколлекторы, с другой стороны через бакаккумулятор тепла - с дополнительно введенным жидкостным калорифером. Установка также снабжена прибором, позволяющим регулировать движение теплоносителя через гелиоколлекторы, бак-аккумулятор тепла и жидкостный калорифер в зависимости от солнечной активности и движение теплого воздуха, поступающего в сушильную камеру, и тем самым поддерживать заданный температурный режим в процессе сушки. Кроме того, гелиоколлекторы выполнены в виде пластин с каналами для прохода теплоносителя, причем пластины установлены в герметичном корпусе. Жидкостный калорифер выполнен в виде ряда параллельно установленных оребренных металлических труб с межтрубной разделительной доской, объединенных коллекторами для ввода и вывода теплоносителя, причем трубы помещены в корпус с раструбами для входа и выхода воздуха. На рисунке изображена схема предполагаемой полезной модели сушильной установки. Установка состоит из теплогенератора 1, включающего порядка 20 гелиоколлекторов,выполненных из пластин 2 с каналами 3 для прохода по ним теплоносителя, бакааккумулятора тепла 4, связанного с теплогенератором 1 циркуляционными трубами 5 и 6,которые снабжены циркуляционным насосом 7. Жидкостный калорифер 8 связан с бакомаккумулятором тепла 4 циркуляционными трубами 9 и 10 и снабжен вентилятором 11, а сушильная камера 12 связана с жидкостным калорифером 8 воздуховодом 13. Установка снабжена прибором 14, управляющим циркуляцией теплоносителя и регулирующим его прохождение в зависимости от солнечной активности, а также регулирующим температуру нагреваемого воздуха в процессе сушки, установленным на пульте 15. Жидкостный калорифер 8 представляет собой корпус 16 с раструбами 17 и 18. Внутри корпуса размещены металлические оребренные трубы 19, разделенные межтрубной доской 20. Трубы объединены общими коллекторами 21 и 22, соединенными с циркуляционными трубами 9 и 10. Для осуществления выхода воздуха из калорифера 8 в процессе заполнения его теплоносителем имеется заглушка 23. Бак-аккумулятор тепла 4 представляет собой герметичную металлическую емкость, рассчитанную на избыточное давление до 2105 Па и снабжен внутренним антикоррозионным покрытием и наружной теплоизоляцией. Заглушка 24 предназначена для удаления воздуха из бака-аккумулятора тепла 4. Заполнение установки теплоносителем производится через вентиль 25 по трубопроводу 26. Вентили 27,28, 29 служат для изменения направления движения теплоносителя в системе, а трубопровод 30 - для визуального контроля заполнения системы теплоносителем. Установка работает следующим образом. Перед началом работы установка заполняется теплоносителем. Для этого необходимо открыть вентили 27, 28 и 29, после чего подсоединить трубопровод 26 к водопроводу и открыть вентиль 25, после появления воды из трубопровода 30 вентиль 25 закрывается. Установка работает по двум режимам. На первом режиме работы установки осуществляется накопление (аккумулирование) тепловой энергии в баке-аккумуляторе тепла 4 за счет циркуляции теплоносителя с помощью циркуляционных труб 5 и 6 по контуру бакаккумулятор тепла 4 - теплогенератор 1 - бак-аккумулятор тепла 4. При этом происходит разогрев жидкостного калорифера 8 за счет естественной циркуляции нагретого теплоно 3 30572006.10.30 сителя из бака-аккумулятора тепла 4 в жидкостный калорифер 8 по циркуляционным трубам 9 и 10, связанным с теплогенератором 1. При работе установки на первом режиме вентили 28 и 29 закрыты, а вентиль 27 открыт, после чего включается циркуляционный насос 7, и теплоноситель из бака-аккумулятора 4 по трубопроводу 5 поступает в теплогенератор 1, выполненный в виде гелиоколлекторов, где он, проходя по каналам 3 пластин 2, нагревается за счет солнечной энергии и возвращается по трубопроводу 6 в бакаккумулятор тепла 4. При таком движении происходит постепенное повышение температуры теплоносителя и аккумулирование тепловой энергии в баке-аккумуляторе 4. В процессе сушки вентиль 28 необходимо открыть, тогда нагретый теплоноситель по циркуляционной трубе 10 поступает в жидкостный калорифер 8 и, проходя через оребренные трубы 19, возвращается по трубопроводу 9 в бак-аккумулятор тепла 4. Когда температура теплоносителя на выходе из теплогенератора 1 достигает необходимой величины, оператор включает вентилятор 11. При работе вентилятора 11 воздух поступает в жидкостный калорифер 8 через раструб 18 и после обдува оребренных труб 19 через раструб 17 по воздуховоду 13 нагретым поступает в сушильную камеру 12. После окончания сушки вентилятор 11 выключается, и установка может продолжать работу в режиме накопления тепловой энергии, при этом вентили 28 и 29 должны быть закрыты. На втором режиме работы установки происходит прямой разогрев жидкостного калорифера 8 за счет циркуляции теплоносителя по контуру жидкостный калорифер 8 - теплогенератор 1 - жидкостный калорифер 8. При работе на втором режиме вентили 27 и 28 должны быть закрытыми, а вентиль 29 должен быть открытым. При включении насоса 7 теплоноситель из жидкостного калорифера 8, минуя бак-аккумулятор тепла 4, поступает в теплогенератор 1 по циркуляционным трубам 9 и 5 и, пройдя по каналам 3 пластин 2 гелиоколлекторов, возвращается в жидкостный калорифер 8. Совершая движение по замкнутому контуру жидкостный калорифер 8 - теплогенератор 1 - жидкостный калорифер 8,теплоноситель с каждым витком разогревается все больше и больше, отчего разогрев жидкостного калорифера 8 до необходимой температуры происходит быстрее, чем при работе на первом режиме. Во втором режиме работы вентилятор 11 включается также после достижения необходимой температуры теплоносителем на выходе из теплогенератора 1. По окончании сушки установка приводится в режим накопления тепловой энергии,для чего вентили 28 и 29 закрываются, а вентиль 27 открывается. Таким образом, первый режим работы используется в основном для накопления тепловой энергии в баке-аккумуляторе тепла 4 для возможности проведения сушки продукции в ночное время или при недостаточной активности солнца в дневное время. Второй режим работы используется для проведения ускоренной сушки продукции и может быть реализован также при недостаточной активности солнечного излучения за счет быстрого накопления тепловой энергии в небольшом объеме, т.е. в объеме жидкостного калорифера 8. Для обеспечения накопления тепловой энергии в баке-аккумуляторе тепла 4 при работе на первом режиме или достаточного разогрева жидкостного калорифера 8 при работе на втором режиме необходимо, чтобы температура на выходе теплоносителя из теплогенератора 1 при его движении была выше, чем на его входе, т.е. необходимо, чтобы солнечная активность была достаточной, чтобы нагреть теплоноситель, проходящий через теплогенератор 1. Если температура на выходе будет меньше или равной температуре на входе теплоносителя в теплогенераторе 1, то накопления тепловой энергии не произойдет. Управление процессом сушки может производиться вручную или автоматически и не зависит, по какому контуру происходит движение теплоносителя. При ручном управлении оператор включает циркуляционный насос 7 и вентилятор 11 и, наблюдая за процессом сушки, решение принимает самостоятельно. В автоматическом режиме работы установки за процессом сушки следит прибор 14, который по сигналу от термопар 31 и 32, установ 4 30572006.10.30 ленных на входе и выходе теплоносителя из теплогенератора 1, и термопары 33, установленной в воздуховоде 13, дает команду на включение циркуляционного насоса 7 и вентилятора 11. Включение циркуляционного насоса 7 происходит тогда, когда температура теплоносителя на выходе из теплогенератора 1 больше, чем на их входе, (Т 32 Т 31), а вентилятор 11 включается, когда температура теплоносителя на выходе теплогенератора 1 достигает установленную на приборе 14 величину и работает в процессе сушки до тех пор, пока температура воздуха, поступающего в сушильную камеру 12, не превышает допустимую. Таким образом, предлагаемая установка позволяет производить сушку сельскохозяйственной продукции, используя энергию солнечного излучения, причем за счет применения бака-аккумулятора тепла и накопления в нем тепловой энергии сушка может производиться в любое время суток. При этом за счет применения жидкостного калорифера обеспечивается экологическая чистота сушки, исключается загрязнение воздуха и материала сушки продуктами сгорания. Использование в установке прибора управления, регулирующего циркуляцию теплоносителя в зависимости от солнечной активности и температуру нагреваемого воздуха,обеспечивает аккумулирование тепловой энергии в баке-аккумуляторе, мягкий температурный режим сушки, его стабилизацию, что особенно необходимо при сушке семян лекарственных и пряных растений. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 5