СУШИЛКА
DRYER

Изобретение относится к оборудованию для сушки сыпучих продуктов и может быть использовано для производства сушеных фруктов и овощей.
7
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту является сушилка [Пат. №2352882, МПК А23G 9/08. Сушилка / Остриков А.Н., Концов В.В., Синюков Д.А.; заявитель и патентообладатель Воронежская государственная технологическая академия. - №2007146094/06. Заявл. 11.12.2007. Опубл. 20.04.2009, Бюл. №11], включающая корпус, транспортер с гибкой перфорированной лентой, устройство для подвода и отвода теплоносителя, загрузочное устройство и выгрузочный лоток. Механизм образования «бегущей волны» состоит из двух последовательно установленных и многократно чередующихся устройств: первое из них представляет собой раму с четырьмя ползунами, в центральной части рамы жестко закреплен пневмоцилиндр. В верхней части штока пневмоцилиндра установлена горизонтальная ось с несколькими подшипниками, которые контактируют с гибкой перфорированной лентой. В двух боковых стенках корпуса сушилки выполнены два параллельных горизонтальных паза, в которые входят ползуны с пластинами с возможностью возвратно-поступательного движения. Второе устройство представляет собой две соосно установленные серповидные направляющие, которые контактирует с краем гибкой перфорированной ленты. В центральной части серповидных направляющих имеются оси с ползунами и пластинами. Над и под гибкой перфорированной лентой установлены гибкие перегородки, образуя секции для перекрестного движения теплоносителя.
Данная сушилка имеет следующие недостатки: низкая эксплуатационная надежность из-за многочисленных циклов деформации и значительного истирания перфорированной ленты; высокие энергозатраты на осуществление процесса сушки из-за необходимости постоянного механического перемешивания, сложная переналадка данной конструкции сушилки для продуктов, отличающихся физико-механическими свойствами (углом естественного откоса, гранулометрическим составом, адгезией и др.).
Техническая задача заключается в повышении эксплуатационной надежности перфорированной ленты, универсализации конструкции сушилки и адаптации ее для сушки различных продуктов, отличающихся физико-механическими свойствами (углом естественного откоса, гранулометрическим составом, адгезией и др.), снижении высоких энергозатрат на осуществление постоянного механического перемешивания.
Поставленная техническая задача изобретения достигается тем, что в сушилке, содержащей секционированный корпус с расположенным внутри транспортером с гибкой перфорированной лентой, механизмом образования «бегущей волны», устройствами для подвода и отвода теплоносителя, загрузочное устройство и выгрузочный лоток, новым является то, что механизм образования «бегущей волны» состоит из двух последовательно установленных и многократно чередующихся устройств: первое устройство представляет собой ось, на концах которой закреплены ползуны, установленные в швелерообразных направляющих с возможностью возвратно-поступательного движения в горизонтальной плоскости за счет пневмоцилиндров для регулирования шага «бегущей волны» гибкой перфорированной ленты, на оси расположены подшипники, которые контактируют с нижней поверхностью гибкой перфорированной ленты, второе устройство представляет собой раму с четырьмя вертикальными шпильками, на нижних концах которых жестко закреплены шестерни, на которые надет зубчатый ремень, контактирующий внешней стороной с приводным червяком, на шпильках попарно расположены две балки, с внутренней стороны которых соосно установлены звездочки, контактирующие с цепью транспортера, таким образом, второе устройство имеет возможность перемещения в вертикальной плоскости для регулировки амплитуды «бегущей волны» гибкой перфорированной ленты, причем устройство для подвода теплоносителя в первую секцию соединено рециркуляционным трубопроводом с устройством для отвода отработанного теплоносителя из последней секции.
На фиг.1 представлено объемное изображение конструкции сушилки, на фиг.2 - плоскостное изображение конструкции сушилки, на фиг.3 - объемное изображение механизма образования «бегущей волны».
Сушилка (фиг.1 и 2) включает корпус 1, загрузочный бункер 2, регулятор высоты слоя 3, патрубки 4 для подвода теплоносителя, патрубок 5 для отвода отработанного теплоносителя, выгрузочный лоток 6 для выгрузки высушенного продукта из сушилки.
Внутри корпуса 1 сушилки установлен цепной транспортер 7 с гибкой перфорированной лентой 8, приводной 9 и натяжной 10 барабаны. К звеньям цепи транспортера 7 крепится гибкая перфорированная лента 8. Натяжной барабан 10 выполнен с возможностью горизонтального перемещения вдоль направляющих 11. По обеим сторонам гибкой перфорированной ленты 8 установлены вертикальные пластины 31, которые предотвращают просыпание сыпучего продукта с ленты 8 и попадание его под зубья звездочек 23.
Механизм образования «бегущей волны» состоит из двух последовательно установленных и многократно чередующихся устройств. Первое устройство включает в себя горизонтальную ось 12, на концах которой закреплены ползуны 13, установленные в швелерообразных направляющих 14. Ползуны 13 жестко соединены со штоком пневмоцилиндров 15, которые также установлены в швелерообразных направляющих 14. Пневмоцилиндры 15 обеспечивают возвратно-поступательное движение ползунов 13 в горизонтальной плоскости, регулируя при этом шаг «бегущей волны» гибкой перфорированной ленты 8 (фиг.3). На оси 12 расположены подшипники 16, которые контактируют с нижней поверхностью гибкой перфорированной ленты 8, образуя верхний выступ «бегущей волны». В боковых стенках швелерообразных направляющих 14 выполнены продольные прорези, в которые входят концы оси 12.
Второе устройство представляет собой раму 17 с четырьмя вертикальными шпильками 18, на нижних концах которых жестко закреплены шестерни 19. Верхние концы шпилек 18 шарнирно (с возможностью вращения) закреплены на углах рамы 17. На шестерни 19 надет зубчатый ремень 20, контактирующий внешней стороной с приводным червяком 21.
На шпильках 18 попарно расположены две балки 22, с внутренней стороны которых соосно установлены звездочки 23, контактирующие с цепью транспортера 7, образуя впадину «бегущей волны». Таким образом, при вращении приводного червяка 21, а следовательно, и шпилек 18 балки 22 имеют возможность перемещаться в вертикальной плоскости. При этом звездочки 23, перемещаясь в вертикальной плоскости, регулируют амплитуды «бегущей волны» гибкой перфорированной ленты 8 (фиг.3).
Устройство для подвода теплоносителя 4 в первую секцию соединено рециркуляционным трубопроводом 24 с устройством 25 для отвода отработанного теплоносителя из последней секции.
Гибкая перфорированная лента 8 приводится в движение регулируемым приводом 26, который установлен на приводном барабане 9. Лента 8 огибает натяжной барабан 10 и приводной барабан 9, который, в свою очередь, соединен с приводом 26. Натяжной барабан 10 имеет возможность перемещения в горизонтальной плоскости вдоль направляющих 11 для компенсации изменения длины ленты 8 при установке заданного профиля ленты за счет перемещения в вертикальной плоскости балок 22 и возвратно-поступательного движения в горизонтальной плоскости оси 12 с помощью ползунов 13 в направляющих 14.
Рабочая верхняя ветвь ленты 8, контактируя с подшипниками 16 на осях 12 и звездочками 23 на балках 22, образует «бегущую волну» (фиг.3).
Патрубок 5 для выхода отработанного теплоносителя расположен над лентой 8 в первой и второй секциях сушилки. Под второй секцией корпуса 1 сушилки расположен вентилятор 27 и калорифер 28, а под третьей секцией - вентилятор 29 и калорифер 30.
Сушилка (фиг.1) работает следующим образом.
Перед началом работы сушилки с помощью механизма образования «бегущей волны» формируется заданный профиль «бегущей волны» ленты 8. С этой целью вначале с помощью пневмоцилиндров 15 устанавливается заданный шаг «бегущей волны». При этом под действием штоков пневмоцилиндров 15 ползуны 13, двигаясь по направляющим 14 в горизонтальной плоскости, синхронно перемещают оси 12 с подшипниками 16, которые контактируют с гибкой перфорированной лентой 8, устанавливая заданный шаг «бегущей волны» (фиг.3).
Затем с помощью приводного червяка 21 и зубчатого ремня 20 приводятся во вращение шестерни 19 и четыре вертикальные шпильки 18. При этом попарно расположенные балки 22 вместе с расположенными на них звездочками 23 перемещаются в вертикальной плоскости. Таким образом, звездочки 23, контактируя с цепью, к которой крепится гибкая перфорированная лента 8, перемещаются в вертикальной плоскости, образуя впадины «бегущей волны» с заданной амплитудой «бегущей волны» (фиг.3). В результате рабочая верхняя ветвь ленты 8, контактируя с первыми и вторыми устройствами механизма образования «бегущей волны», приобретает форму, близкую к форме «бегущей волны».
Величина вертикального перемещения балок 22 определяет величину амплитуды «бегущей волны» ленты 8, а величина перемещения ползунов 13 в направляющих 14 определяет величину шаг «бегущей волны» ленты 8. При этом величина шага и амплитуды «бегущей волны» ленты 8 формируется в зависимости от физико-механических свойств высушиваемого продукта (угла естественного откоса, адгезии, состояния поверхности, гранулометрического состава и т.д.). По мере высушивания обрабатываемого продукта будут меняться его физико-механические свойства (угол естественного откоса, адгезия, гранулометрический состав и т.д.). Для обеспечения его равномерного пересыпания необходимо установить заданные параметры (шаг и амплитуду) «бегущей волны», которые определяются углом естественного откоса. После установки требуемых параметров «бегущей волны» ленты 8 положение ползунов 13, а также балок 22 жестко фиксируются, обеспечивая при этом достаточное натяжение ленты 8. Одновременно натяжной барабан 10 перемещается в горизонтальной плоскости вдоль направляющих 11 для компенсации изменения длины ленты 8.
После этого в загрузочный бункер 2 подают влажный продукт. Влажный продукт поступает в сушилку на поверхность гибкой перфорированной ленты 8. Одновременно перемещая регулятор 3 в вертикальной плоскости, устанавливают заданную высоту слоя продукта на ленте 8.
Одновременно включается регулируемый привод 26, который с помощью приводного барабана 9 приводит в движение ленту 8. Режим работы приводного барабана 9 может меняться в зависимости от требуемого режима сушки. При этом влажный продукт, находящийся на поверхности ленты 8, начинает вместе с ней перемещаться. При этом гибкая перфорированная лента 8 начинает совершать волнообразные движения, заставляя продукт пересыпаться (фиг.2). Одновременно через патрубок 4 в последней секции сушилки, расположенный под лентой 8, вентилятором 29 подается теплоноситель, который, проходя через калорифер 30, приобретает заданную температуру. Теплоноситель поступает под ленту 8, пронизывает снизу верх в вертикальном направлении перфорированную ленту 8 и слой высушиваемого продукта на ней. Затем отработанный теплоноситель из устройства 25 последней секции с помощью рециркуляционного трубопровода 24 подается через устройство для подвода теплоносителя 4 в первую секцию сушилки. Это обусловлено тем, что влажность отработанного теплоносителя из последней секции низкая, а температура достаточна высока.
Одновременно вентилятор 27 нагнетает теплоноситель в калорифер 28, где он нагревается до заданной температуры. Теплоноситель пронизывает слой высушиваемого продукта на ленте 8. По завершению сушки отработанный теплоноситель подается в патрубок 5 и удаляется из сушилки.
Вначале влажный сыпучий продукт подается на движущуюся гибкую перфорированную ленту 8 и с помощью регулятора 3 распределяется по ней ровным одинаковым по толщине слоем. Гидродинамический режим перемещения высушиваемого продукта в сочетании с заданными параметрами теплоносителя, подаваемого в каждую секцию сушилки, позволяет выбрать рациональный режим сушки с учетом изменения влагосодержания продукта.
Таким образом, обрабатываемый продукт, равномерно пересыпаясь и перемешиваясь на ленте 8, постепенно высушивается. Адаптированный в соответствии с основными кинетическими закономерностями процесса сушки подвод теплоносителя под соответствующие участки ленты 8 и находящегося на ее поверхности продукта позволяет выбрать рациональные режимы сушки с учетом изменения влагосодержания продукта по длине сушилки.
Выгрузка высушенного продукта из сушилки происходит через выгрузочный лоток 6.
Предлагаемая сушилка дает возможность:
- достижения равномерной сушки продукта вследствие использования мягких, щадящих режимов пересыпания при максимальном сохранении частиц обрабатываемого продукта;
- повышения качества готового продукта за счет использования пересыпающегося слоя, снижающего комкование высушиваемого продукта и предотвращающего образование агломератов дисперсного продукта;
- интенсифицирования процесса сушки вследствие ведения его в соответствии с основными кинетическими закономерностями за счет использования комбинированных гидродинамических режимов слоя продукта.