Камера комбинированного нагрева

Полезная модель относится к области сушки диэлектрических материалов и может быть использована в котельных при сжигании торфа, древесных отходов и т.п.
Известна сушилка для мелкозернистых семян, защищенная патентом на полезную модель №27688, опубл. 09.06. 2002 г.
Сушилка для мелкозернистых семян включает загрузочный бункер, нагнетатель агента сушки, предварительный нагреватель семян и пневмосушилку, которая содержит ситовую поверхность, состоящую из двух ярусов. Верхний ярус выполняет роль предварительного нагревателя отработанным агентом сушки, а нижний - зону окончательной сушки.
Недостатком известной сушилки является низкая эффективность сушки.
Известна установка периодического действия комбинированной сушки пиломатериалов, защищенная патентом №2105943, опубл. 27.02.1998 г.
Установка состоит из камеры, микроволнового узла, сканирующих механизмов и устройств ввода и вывода агента сушки. Микроволновая энергия с помощью отражателей формируется в два узких луча. Микроволновая энергия вызывает быстрый кратковременный нагрев внутренних слоев древесины и перемещает влагу из внутренних зон к поверхности. За счет удаления влаги с поверхности агентом сушки и увлажнения поверхности за счет воздействия микроволновой энергии процесс сушки идет с незначительными перепадами влажности по толщине пиломатериала, т.е. без возникновения больших внутренних напряжений.
Недостатком сушилки является низкая эффективность сушки.
Наиболее близкой по технической сущности и принятой за прототип является установка для сушки диэлектрических материалов с помощью обработки их микроволновой энергией, реализующей способ по патенту RU 2330225, опубл. 2008.07.27.
Сушка диэлектрических материалов осуществляется с помощью обработки их микроволновой энергией при перемещении в горизонтальной плоскости. Установка для сушки сыпучих диэлектрических материалов содержит рабочую камеру, привод, загрузочное устройство, регулирующий затвор, излучатели электромагнитной волны сверхвысокой частоты, пылеулавливающее устройство и вентилятор, при этом оно дополнительно снабжено ленточным конвейером с транспортерной лентой из диэлектрического материала, вентилятор установлен в начале транспортерной ленты конвейера после загрузочного устройства, а излучатели электромагнитной волны сверхвысокой частоты установлены над транспортерной лентой ленточного конвейера и выполнены в виде фазированной антенной решетки, представляющей собой последовательно расположенные с определенным шагом рупорные излучатели.
Недостатком устройства-прототипа является низкая эффективность сушки из-за необходимости подстройки оптимального распределения поля СВЧ в объеме сушильной камеры под заданную нагрузку в зависимости от влажности, размера фракций и диэлектрических свойств материала. Это приводит к усложнению установки. Кроме того, непрерывный характер работы ленточного конвеера и СВЧ-генераторов обуславливают необходимость утилизации излишков СВЧ-энергии и приводят к перерасходу энергетических ресурсов, в частности электроэнергии, потребляемой магнетронами и приводом ленточного конвейера.
Техническая проблема, решаемая предлагаемой полезной моделью - создание эффективного устройства для сушки диэлектрического материала за счет нагрева электромагниным полем СВЧ и дымовыми газами.
Технический результат от использования предлагаемой полезной модели заключается в повышении эффективности сушки диэлектрического материала за счет нагрева электромагнитным полем СВЧ и дымовыми газами.
Указанный технический результат достигается тем, что камера комбинированного нагрева для сушки сыпучего диэлектрического материала, содержащая рабочую камеру, привод, излучатель электромагнитной волны сверхвысокой частоты, разгрузочный бункер, устройство очистки сушильного агента, содержит вращающуюся рабочую камеру комбинированного нагрева с СВЧ-генерацией периодического действия.
Конструкция заявляемого технического решения приведена на чертеже.
На фиг. 1 изображена схема камеры комбинированного нагрева для сушки сыпучего диэлектрического материала, вид спереди.
На фиг. 2 изображена схема камеры комбинированного нагрева для сушки сыпучего диэлектрического материала, вид справа.
Камера комбинированного нагрева для сушки сыпучего диэлектрического материала содержит:
1. рабочая камера;
2. СВЧ-генератор;
3. подающий газоход;
4. дымосос;
5. привод рабочей камеры;
6. влагомер;
7. датчик температуры;
8. устройство очистки сушильного агента;
9. топливопровод;
10. разгрузочный бункер сухого материала;
11. верхние створки;
12. шнек-дозатор;
13. нижние створки;
14. датчик загрузки;
15. шибер подающего дымохода;
16. газоход - байпас.
Камера комбинированного нагрева для сушки сыпучего диэлектрического материала для прокачки сушильного агента имеет зазор между кожухом - не показана, и внутренней поверхностью рабочей камеры.
Работа камеры осуществляется в автоматическом цикле. Для этого она оснащена системой управления - не показана.
Для поддержания заданных режимов работы, устройства задвижки шиберов 15 оснащены регулируемым приводов их перемещения. Дымосос 4 оснащен устройством автоматического регулирования его тяги. Шнек-дозатор 12 оснащен частотно регулируемым приводом.
Работа камеры комбинированного нагрева для сушки сыпучего диэлектрического материала.
Предварительно измельченный до необходимой фракции, 30-125 мм, высушиваемый диэлектрический материал, после открытия верхних створок 11, подают в рабочую камеру 1, которая снабжена СВЧ-генератором 2. При достижении материалом определенного уровня, датчик загрузки 14 подает сигнал в систему управления, и загрузка автоматически прекращается, верхние створки 11 закрываются. В рабочую камеру 1 по подающему газоходу 3 через перфорированные стенки в нижней части под действием тяги дымососа 4 поступают дымовые газы, предварительно очищенные от твердых взвешенных частиц и имеющие температуру 240°С.
Регулировка температуры и напора дымовых газов осуществляется с помощью дымососа 4, газохода-байпаса 16 и шиберов 15, установленных в подающем газоходе 3 и газоходе-байпасе 16. Дымовые газы обеспечивают вынос влаги с поверхности материала и предварительный нагрев его наружных и внутренних слоев. При снижении влагосодержания и повышения температуры дымовых газов, на основании показаний влагомера 6 и датчика температуры 7, включается СВЧ-генератор 2 и далее - осуществляется комбинированный нагрев материала: одновременно с продолжающимся нагревом дымовыми газами происходит СВЧ-нагрев. При этом в целях обеспечения равномерного нагрева материала во время работы СВЧ-генератора 2, производят вращение камеры 1 посредством привода рабочей камеры 5.
В результате, происходит раскрытие пор и капилляров, образование новых внутренних и наружных трещин в материале и начинается интенсивный вынос влаги из его внутренних слоев. При достижении максимального влагосодержания дымовых газов, на основании показаний влагомера 6, происходит отключение СВЧ-генератора 2 и привода рабочей камеры 5, а дальнейшая досушка крупных кусков материала - до 125 мм осуществляется только воздействием дымовых газов.
В устройстве очистки сушильного агента 8, мелкие твердые частицы материала отделяют от дымовых газов и по топливопроводу 9 направляют в разгрузочный бункер сухого материала 10. После процесса сушки материала в рабочей камере 1, завершение которого контролируют влагомером 6 и датчиком температуры 7, система управления автоматически осуществляет выгрузку высушенного материала: открываются нижние створки 13 и под действием силы тяжести он опускается вниз - в разгрузочный бункер сухого материала 10, откуда, с помощью шнека-дозатора 12, выгружается для дальнейшего использования.
Дымосос, система газоходов - подводящий 3, газоход-байпас 16 и шиберы 15 позволяют гибко регулировать количество и температуру дымовых газов в рабочей камере 1. После освобождения разгрузочного бункера сухого материала 10 датчик загрузки 14 подает сигнал в систему управления, автоматически закрываются нижние створки 13, открываются верхние створки 11 и начинается загрузка рабочей камеры 1 материалом для сушки. С помощью газохода-байпаса 16 осуществляют регулировку температуры и напора дымовых газов.
Таким образом, предлагаемая камера комбинированного нагрева для сушки сыпучего диэлектрического материала обеспечивает повышение эффективности сушки диэлектрического материала за счет нагрева электромагнитным полем СВЧ длиной волны 0,1224 м, частотой 2,45 ГГц и дымовыми газами.
Повышение эффективности достигается тем, что значительно сокращается время подготовки твердого топлива к сжиганию за счет интенсификации процесса сушки в рабочей камере комбинированным нагревом - СВЧ и дымовыми газами, с максимальным поглощением электромагнитной энергии поля СВЧ, с высокой эффективностью используется тепло сушильного агента - дымовые газы температурой 240°С, обеспечивается снижение энергетических затрат - электроэнергии, потребляемой магнетроном и приводом рабочей камеры, за счет сокращения времени их работы.