Сушильное устройство

Устройство предназначено для сушки обуви, перчаток, головных уборов и других предметов одежды.
Из WO 9731565 известно устройство для сушки обуви, в котором обувь размещается на элементах в форме волнообразных трубок. Выступающие изгибы устанавливаются на ножках, параллельных друг другу, которые наклонены вверх. Нагревательные элементы кабели электрического сопротивления расположены в трубках.
В CN 202664781, CN 202664781 описаны устройства для сушки обуви, содержащие подставку, основание, U-образные полые трубки и электрический нагревательный элемент, расположенный в основании и U-образных трубках.
Известно сушильное устройство, содержащее базовый узел, используемый для размещения на опорной поверхности, U-образные полые трубки, свободными концами прикрепленные к базовому узлу и используемые для размещения на них подлежащих сушке предметов, а также электрический нагревательный элемент в виде электропровода, протянутого последовательно через полости U-образных полых трубок и связанного с источником электропитания нагревательного элемента (WO 97/31565, A47L 23/20, опубл. 04.09.1997 г.).
Данное решение принято в качестве прототипа для заявленного решения.
Недостаток данного решения заключается в недостаточной безопасности пользования, заключающейся в применении электронагревательных проводов резистивного типа, работающих на выделение тепла. Как известно, при протекании электрического тока через проводник с ненулевым сопротивлением выделяется тепло. Его количество пропорционально сопротивлению проводника и квадрату величины тока. Такой провод всегда работает на номинальной мощности. Уменьшить тепловыделение можно лишь снижением напряжения питания. А перехлест провода или наличие его прикосновения к металлу приводит к его перегреву (поскольку выделяющееся в одной точке количество тепла удваивается), что часто становится причиной разрушения изоляции и короткого замыкания. При этом длина такого провода определенным образом рассчитывается на оптимальное выделение тепла и его нельзя резать. Уменьшение длины проводника при неизменном напряжении питания приведет к уменьшению его полного сопротивления и пропорциональному росту текущего через него тока. Поскольку тепловыделение пропорционально квадрату тока, то перегрев укороченного провода гарантирован. Согласно принятым правилам для такого типа нагревательного (греющего) провода максимальной температурой считается температура в 40°C.
Процесс сушки серьезно влияет на качество материала высушенного изделия. При равномерном распределении тепла структура материала изделия не подвергается местной деструкции. Если в каких-то точках имеет место перегрев, то это приводит к изменению структуры высушенного изделия в точках близко расположенных к точкам перегрева из-за того, что именно в этих точках материал высушивается быстрее, чем в остальных. Неравномерность высушивания приводит к преждевременному разрушению материала в зонах пересушки.
В известном решении электронагревательный провод резистивного типа протянут через полости U-образных полых трубок, но при этом этот провод имеет множественные прикосновения к стенкам трубок. Из-за этого на трубках возникают локальные зоны перегрева, то появляются точки повышенного выделения тепла и перегрева провода. Чтобы исключить перегрев, диаметр трубки выбирается существенно больше диаметра провода (для обеспечения воздухообмена), но это не решает проблемы с соприкосновением провода и стенки трубки, так как провод при любой форме укладки все равно касается местами стенки трубки.
Кроме того, известное решение предназначено для вертикального крепления на стене. Такое крепление позволяет использовать поднимающийся вверх поток тепла для дополнительного обогрева (сушки) изделий, размещенных на верхних трубках. Но не всегда такое размещение базового узла удобно и для этого есть место. Закрепить, например, в горизонтальном направлении в зоне пола такое устройство нельзя, так как U-образные полые трубки имеют наклон, при котором не получится разместить на этих трубках изделие. При вертикальном расположении U-образных полых трубок конвекционный поток поднимается вверх, проходя через все верхне-расположенные изделия. А так как этот поток несет в себе влагу, то она оседает на этих изделиях, увеличивая время их сушки.
Таким образом, известное решение, хотя и производит сушку изделий, но процесс сушки не несет равномерно распределенное тепло, при котором изделия не повреждались при частом высушивании. Кроме того, такие устройства из-за проблем с локальными перегревами не могут долго служить. При этом ограничены возможности навески известного устройства, так как оно требует только вертикального прикрепления, что не всегда возможно и не во всех условиях.
Настоящая полезная модель направлена на достижение технического результата, заключающегося в улучшении качества просушки предметов одежды при вертикальном и горизонтальном закреплении устройства.
Указанный технический результат достигается тем, что в сушильном устройстве, содержащем базовый узел, используемый для размещения на опорной поверхности, U-образные полые трубки, свободными концами прикрепленные к базовому узлу и используемые для размещения на них подлежащих сушке предметов, а так же электрический нагревательный элемент в виде электропровода, протянутого последовательно через полости U-образных полых трубок и связанного с источником электропитания нагревательного элемента, нагревательный элемент выполнен в виде электропровода инфракрасного излучения, связанного через самовосстанавливающийся термостат с источником электропитания, а базовый узел выполнен в виде отрезка металлического профиля с поперечным сечением в виде уголка, на одной полке которого выполнены элементы прикрепления к опорной поверхности, при этом угловая зона с внутренней стороны указанного профиля закрыта прикрепленной к полкам профиля плоской пластиной, под которой сформирована полость для размещения нагревательного элемента в виде электропровода и на которой закреплены U-образные полые трубки под углом к полке профиля, выполненной с элементами прикрепления к опорной поверхности.
Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.
Настоящая полезная модель поясняется конкретным примером исполнения, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения требуемого технического результата.
На фиг. 1 - схема сушильного устройства;
фиг. 2 - сушильное устройство, вид в аксонометрии;
фиг. 3 - поперечное сечение корпуса.
Согласно настоящей полезной модели рассматривается конструкция сушильного устройства, которое может прикрепляться как на стене, так и к горизонтальной поверхности, например, к полу при сохранении возможности расположения высушиваемого изделия под наклоном к любой поверхности.
В общем случае, сушильное устройство содержит базовый узел 1, используемый для размещения на опорной поверхности, U-образные полые трубки 2 (их количество может быть любым), свободными концами прикрепленные к базовому узлу 1 и используемые для размещения на них подлежащих сушке предметов, а так же электрический нагревательный элемент в виде электропровода 2, протянутого последовательно через полости U-образных полых трубок и связанного с источником электропитания нагревательного элемента. U-образные полые трубки 2 образуют сушильные петли.
Особенностью заявленного устройства является использование в качестве нагревательного элемента электропровода 3 инфракрасного излучения, связанного через самовосстанавливающийся термостат с источником электропитания. Инфракрасный нагревательный элемент представляет собой гибкий провод, состоящий из углеродистого волокна, покрытого силиконовой термостойкой изоляцией. Нагревательный элемент инфракрасного излучения представляет собой двухжильный кабель, который не производит электромагнитного излучения (например, кабель производства ООО «Компания РИМ», https://r-i-m.ru/o-kompanii/, или кабеля из карбонового волокна STEM Energy 12.5-4, http://stem-energy.ru/corp-blog/karbonovyiy-kabel-naznachenie-opisanie-osobennosti/, или несгораемый кабель на инфракрасной основе RIM Gold, https://tp09.ru/shop/product/rim-gold).
Инфракрасное излучение является одной из составных частей солнечного спектра. ИК лучи находятся в самой низкочастотной зоне солнечного света. Именно они несут на Землю тепло. При этом инфракрасные лучи беспрепятственно проходят сквозь воздух, не нагревая его. Нагревается земная поверхность, и все, что встречается на пути солнечных лучей. И только потом, от теплых предметов согревается воздух. В точности также работают инфракрасные нагреватели. Спектр ИК нагревателей не столь широк, как у солнечного света, и находится в длинноволновой области ИК диапазона с длиной волны λ=50-2000 мкм. Причем, чем меньше температура нагретого тела, тем больше длина волны. Вообще, диапазон ИК излучения намного шире и делится на три поддиапазона:
коротковолновая область: λ=0,74-2,5 мкм,
средневолновая область: λ=2,5-50 мкм,
длинноволновая область: λ=50-2000 мкм,
но инфракрасные нагревательные элементы работают только в длинноволновой части ИК спектра. Поскольку тепло от инфракрасных нагревательных элементов передается в основном теплоизлучением, то их часто называют инфракрасными излучателями.
Применение в качестве нагревательного элемента электропровода инфракрасного излучения позволяет исключить локальные перегревы как провода, так и на поверхности трубок, в которых этот провод проложен. Кроме того, само излучение безвредно, но при этом обеспечивает равномерное нагревание трубок, что положительно сказывается на процессе сушки предметов, обеспечивая постепенное и одинаковое по всему изделию испарение влаги.
Электропровод инфракрасного излучения используется на участках, проходящих через U-образные полые трубки, а концы этого провода через термопаечные трубки 4 (например, герметичный термоусаживаемый разъем ASC-SR для соединения пайкой или термоусаживаемые припоечные соединительные гильзы CWT - SolderSleeve One-Step (CWT-9001, 9002, 9003, 9004, 9005) соединены с обычным электропроводом 5, несущим, например, вилку 6 для подключения к сети централизованного электропитания. В этом случае, нагревательный элемент будет запитываться от сети 220 V.
Для регулирования температуры нагревательного элемента и исключения (защиты) перегрева (защиты от перегрева) провода можно использовать термодатчик или термореле, который устанавливается рядом с нагревательным проводом, термодатчик будет отключать нагревательный элемент при достижении отметки температуры в +45°C. В качестве такого термодатчика может использоваться самовосстанавливающийся термостат 7. Такой биметаллический термостат встраивается в электрическую цепь. Известен широкий ассортимент таких термостатов. Например, могут использоваться биметаллические термостаты KSD-301, KSDI (KSD-9700) - электромеханические терморегулирующие устройства с автоматическим типом срабатывания. Рассчитаны на напряжение до 250 V и ток 5А. Принцип работы термостатов KSD-301 и KSDI основывается на характерных способностях биметаллических (латунно-стальных) термочувствительных элементов, которые при достижении определенной температуры срабатывания (45°C-180°C) изменяют свою форму, размыкая или замыкая электрическую цепь. Охлаждение термостата до температуры сброса (35°C-140°C) восстанавливает его первоначальные характеристики (https://asenergi.com/catalog/ustrojstva-zaschity/termostaty-ksd-301-ksdi.html). Так же в качестве термодатчика можно использовать термореле (термореле с регулировкой температуры).
В заявленном устройстве базовый узел выполнен в виде отрезка металлического профиля с поперечным сечением в виде уголка 8, на одной полке которого выполнены элементы прикрепления 9 к опорной поверхности.
Угловая зона в таком профиле с внутренней стороны указанного профиля закрыта прикрепленной к полкам профиля плоской пластиной 10, на которой закреплены U-образные полые трубки 2 под углом к полке профиля с элементами прикрепления 9 к опорной поверхности и под которой сформирована полость для размещения нагревательного элемента в виде электропровода 3. U-образные полые трубки могут располагаться параллельно и/или быть прикреплены к полке профиля, противоположной полке выполненной с элементами прикрепления к опорной поверхности. При таком исполнении базового элемента независимо от места его прикрепления к опорной поверхности (вертикальной или горизонтальной) U-образные полые трубки 2 всегда будут расположены направленными вверх. При таком положении сушильных петель тепловые лучи расходятся от петель на 120°, что позволяет перекрыть тепловыми лучами большую площадь поверхности предметов для сушки.
Такие устройства удобны в применении в модульных мобильных конструкциях, типа бытовок, когда мало места, а нужно высушить большой объем обуви и предметов одежды. Такие конструкции целесообразнее применять, например, для строителей и работников РЖД. Быстро собираются и быстро разбираются. Степень защиты сушильных петель по IP54 пожаробезопасные, так как нагрев сушильных петель не более 60 С° при мощности каждой сушильной петли не более 30 ватт.
Полые трубки 2 изготавливаются по ГОСТ 8734-75, наружный диаметр используемой трубки может начинаться от 6 мм до 10 мм. Трубка изогнута в виде петли, в которую в дальнейшем будет уложен нагревательный провод (инфракрасный нагревательный элемент 3). Марка металла, из которого изготавливаются трубы, соответствует ГОСТ 8733.
Так как предлагаемая конструкция состоит из полых труб и уголка (возможно так же использование защитного короба) различного размера, то сборка проводится помощью сварочного или болтового соединения и крепежных элементов. Данная конструкция может быть, как сборно-разборной, так и сварной.
Настоящая полезная модель промышленно применима и может быть изготовлена по технологиям, используемым при производстве бытовых нагревательных приборов. Заявленное устройство позволяет в щадящем режиме просушивать предметы одежды и обуви, не подвергая перегреву материал этих изделий. Устройство безопасно в эксплуатации.