СУШИЛЬНАЯ УСТАНОВКА

Полезная модель относится к теплотехнике, а именно к конструкции установок низкотемпературного электронагрева.
Известна сушильная установка конвективного типа и со встроенным электрокалорифером [1. Низкотемпературный электронагрев / Альтгаузен А.П., Гутман М.Б., Малышев С.А. и др. 2-е изд. перераб. и доп. М.: Энергия, 1978. - 208 с. См. стр.109-115], содержащая каркас, дверцы с механизмами их подъема, электронагревательные элементы и вентилятор.
Недостаток сушильной установки [1] заключается в конструктивных затруднениях, связанных с конструкцией самих электронагревательных элементов. Необходимость поддержания температуры электронагревательных элементов в диапазоне 300-400°С приводит к требованию достижения сравнительно высоких скоростей воздуха для поддержания заданной температуры элементов при недостаточной поверхности их конвективного теплообмена. В результате возрастают требования к мощности вентилятора.
Известна также сушильная установка с выносным составным калорифером [1], содержащая корпус, рабочую камеру, вентилятор, паровой калорифер, электрокалорифер, устройство для подачи горячего воздуха в рабочую камеру, устройство для отвода воздуха из камеры, ролики.
Недостаток сушильной установки с выносным составным калорифером [1] заключается в необходимости отдельного регулирования и контроля работы парового калорифера и электрокалорифера. Наличие трубопроводов для подвода пара и отбора конденсата затрудняют в случае необходимости, передвижение сушильной установки.
Отсутствие, по каким либо причинам пара, подаваемого в паровой калорифер, нарушает режим работы сушильной установки. Кроме этого, изготовление
электрокалорифера из ТЭН с алюминиевым оребрением приводит к сравнительно низкому сроку их эксплуатации по причине перегрева.
Заявляемая сушильная установка направлена на повышение надежности и эффективности ее работы.
Технический результат, получаемый при осуществлении заявляемой сушильной установки, заключается в повышении срока эксплуатации калорифера, уменьшении его габаритов и массы, а соответственно и массы всей сушильной установки, подаче воздуха с заданной температурой в рабочую камеру, уменьшении расхода времени и средств на ремонт калорифера.
Заявляемая сушильная установка характеризуется следующими существенными признаками.
Ограничительные признаки: корпус; рабочая камера; вентилятор; устройство для подачи горячего воздуха; устройство для отвода воздуха из камеры; ролики; калорифер.
Отличительные признаки: калорифер выполнен по принципу тепловой трубы - замкнутого испарительно-конденсационного контура; калорифер набирается из секций вертикально расположенных оребренных труб, установленных в коллекторе со встроенном электронагревателем; количество секций n=3-7; уровень рабочих температур оребренных труб секций возрастает по ходу воздуха на Δt=50-70°C; оребренные трубы в секциях расположены со смещением по ходу воздуха с образованием шахматного расположения в калорифере; электронагреватели снабжены автоматическими переключателями мощности; термопары на входе и выходе из калорифера и в рабочей камере установки; система автоматического управления работой калорифера и сушильной установки.
Причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков заявляемой сушильной установки и достигаемым техническим результатом заключается в следующем.
Выполнение калорифера по принципу тепловой трубы - замкнутого испарительно-конденсационного контура [2. Елисеев В.Б., Сергеев Д.И. Что
такое тепловая труба? М.: Энергия, 1971. - 134 с.] обеспечивает возможность поддержания строго заданной температуры воздуха на входе в рабочую камеру установки, исключает необходимость наличия составного калорифера (парового и электрокалорифера), повышает надежность его работы и срок службы.
Изготовление калорифера из секций вертикально расположенных оребренных труб, установленных в коллекторе со встроенным электронагревателем повышает эффективность нагрева воздуха до заданной температуры при изменении расхода воздуха в широких пределах. Установление в коллекторе электронагревателя исключает возможность его перегрева и обеспечивает высокую эффективность трансформации электроэнергии для нагревания вертикально расположенных оребренных труб.
Уменьшение количества набираемых секций в калорифере n<3 не обеспечивает возможности нагрева воздуха до заданной температуры.
Увеличение количества набираемых секций в калорифере n>7 приводит к нерациональному увеличению сопротивления движению нагреваемого воздуха, увеличению мощности электропривода вентилятора, увеличению габаритов и массы всей установки.
Уменьшение по ходу воздуха уровня возрастания рабочих температур оребренных труб секций Δt<50°C приводит к различной эффективности передачи тепла нагреваемому воздуху оребренными трубами всех секций.
Увеличение по ходу воздуха уровня возрастания рабочих температур оребренных труб секций Δt>70°C приводит к нерациональному увеличению электрической мощности встроенных электронагревателей, усложнению конструкции и увеличению ее габаритов.
Расположение оребренных труб в секциях со смещением по ходу воздуха с образованием шахматного расположения в калорифере повышает эффективность нагрева воздуха в результате увеличения коэффициента теплоотдачи оребренных труб и повышает эффективность работы всей установки.
Наличие в электронагревателях автоматических переключателей мощности позволяет регулировать рабочую температуру оребренных труб секций по ходу воздуха.
Наличие термопар на входе и выходе из калорифера и в рабочей камере установки позволяет получать сигналы, преобразуемые в температуру с целью оперативного управления работой сушильной установки.
Наличие системы автоматического управления работой калорифера и сушильной установки позволяет регулировать и контролировать температуру воздуха в калорифере и рабочей камере, повышает надежность работы сушильной установки.
На фиг.1 приведен внешний вид заявляемой сушильной установки, на фиг.2 и 3 - сечение А-А и В-В по фиг.1, на фиг.4 показано шахматное расположение оребренных труб по ходу воздуха в секциях калорифера.
Заявляемая сушильная установка на фиг.1-фиг.4 состоит из корпуса 1, рабочей камеры 2, устройства для подвода горячего воздуха 3, устройства, для отвода воздуха из камеры 4, роликов 5, калорифера 6 и вентилятора 7. Калорифер 6 состоит из секций 8 с вертикально расположенными оребренными трубами 9, заправленными теплоносителем и установленными в коллекторе 10 с электронагревателем 11 и автоматическим переключателем мощности, термопар 12 на выходе и входе из калорифера. В рабочей камере 2 устанавливается термопара 13.
Предварительно перед подачей в рабочую камеру 2 через ролики 5 высушиваемого материала производится ее разогрев до заданной температуры, контролируемой термопарой 13. Для этого последовательно включается вентилятор 7 и калорифер 6. За счет тепловой мощности, выделяемой электронагревателем 11, в коллекторе происходит нагрев и испарение теплоносителя с его конденсацией внутри вертикально расположенных оребренных труб 9 секции 8. Образующиеся пары теплоносителя в дальнейшем за счет тепла конденсации разогревают оребренные трубы 9, при взаимодействии с которыми происходит нагрев воздуха. Температура нагреваемого воздуха контролируется по сигналам,
поступаемым с термопар 12, в систему автоматического управления работой калорифера и сушильной установки. Нагретый воздух через устройство для подвода горячего воздуха 3 поступает в рабочую камеру 2 корпуса 1 сушильной установки и нагревает ее до заданной температуры, контролируемой по сигналам, поступающим с термопары 13. После этого через ролики 5 в рабочую камеру 2 подается высушиваемый материал. Остывший воздух вместе с парами жидкости, выделяемой из материала, удаляется через устройства для отвода воздуха 4 из рабочей камеры 2.
Достижение заданной температуры воздуха на выходе из калорифера 6 обеспечивается регулированием подводимой мощности к электронагревателям 11 с автоматическими переключателями мощности, подключенными в систему автоматического управления работой калорифера и сушильной установки.