УЛОВИТЕЛЬ ВОРСИНОК ДЛЯ БАРАБАННОЙ СУШИЛКИ
TRAP OF FIBERS FOR THE DRUM DRYER

Область техники
Изобретение относится к устройству для улавливания ворсинок для барабанной сушилки (в частности, сушильной или стирально-сушильной машины), причем устройство для улавливания ворсинок содержит устройство для осаждения ворсинок. Кроме того, изобретение относится к барабанной сушилке, содержащей барабан для белья и конденсатор технологического воздуха, соединенные каналом для технологического воздуха, а также устройство для осаждения ворсинок, расположенное в канале для технологического воздуха за барабаном для белья и перед конденсатором (по направлению движения потока).
Уровень техники
Ворсинки, как правило, отделяются в процессе сушки от сушащегося белья в окружающий воздух и содержат волокна, образующиеся, например, во время стирки или сушки. Если не удалить ворсинки из технологического воздуха, то они смогут оседать на конденсаторе технологического воздуха, на котором обычно охлаждается и, тем самым, теряет конденсирующуюся влагу теплый и влажный технологический воздух, выходящий из барабана. Осаждение ворсинок снижает эффективность конденсатора технологического воздуха. Очистка конденсатора технологического воздуха от осевших ворсинок сложна и может выполняться, как правило, только специалистами сервисной службы.
Чтобы предотвратить оседание ворсинок в конденсаторе технологического воздуха, в уровне техники применяют устройство для осаждения ворсинок в виде сетчатого фильтра, устанавливаемое в канале технологического воздуха между барабаном для белья и конденсатором технологического воздуха (по направлению движения потока). Вследствие, по существу, малого размера ворсинок, чаще всего не превышающего одного микрометра, ворсинки, как правило, могут проходить через большинство сетчатых фильтров, имеющих, как правило, больший размер ячеек. Сетчатые фильтры с меньшим размером ячеек имеют недостаток - высокое сопротивление потоку проходящего технологического воздуха. Кроме того, сетчатые фильтры необходимо периодически очищать от (больших) ворсинок и т.п. Эта операция выполняется вручную пользователем и связана с большими затратами.
В патентной заявке ЕР 1380683 А2 и DE 19739378 А1 раскрыто использование устройства для осаждения ворсинок в виде циклонного сепаратора. Недостаток этого решения заключается в сравнительно невысокой эффективности сепарации, так как фактическая плотность ворсинок, находящихся в потоке технологического воздуха, близка к плотности воздуха.
В патентной заявке ЕР 0535348 А1 раскрыто устройство для осаждения ворсинок в виде мойки технологического воздуха, которое предусматривает орошение технологического воздуха конденсатом и выпадение захваченных конденсатной завесой ворсинок из технологического воздуха. Однако такое устройство для осаждения ворсинок отличается сравнительно малой эффективностью и конструктивной сложностью.
Раскрытие изобретения
Задачей настоящего изобретения является, по меньшей мере, частичное преодоление недостатков, присущих уровню техники, и, в частности, улучшение осаждения ворсинок из технологического воздуха в барабанной сушилке.
Эта задача решена устройством для улавливания ворсинок и барабанной сушилкой с признаками, раскрываемыми в соответствующих независимых пунктах формулы изобретения. Предпочтительные варианты исполнения раскрыты, в частности, в зависимых пунктах формулы, а также в последующем описании и на прилагаемых фигурах. При этом предпочтительные варианты исполнения устройства для улавливания ворсинок соответствуют предпочтительным вариантам исполнения барабанной сушилки и наоборот, если в данном документе явно не указано иное.
Таким образом, задача решена устройством для улавливания ворсинок для барабанной сушилки, содержащим устройство для осаждения ворсинок (для сепарации или отделения ворсинок из технологического воздуха), причем перед устройством для осаждения ворсинок установлено устройство для увлажнения (смачивания) ворсинок. Путем увлажнения ворсинок перед устройством для осаждения ворсинок по направлению потока обеспечивают формирование агломератов из ворсинок и воды. Уже поэтому эти агломераты можно удалять из технологического воздуха проще и эффективнее, чем отдельные ворсинки, так как размеры агломератов больше, чем размеры отдельных ворсинок. Кроме того, вода, содержащаяся в агломератах, повышает адгезию к устройству для осаждения ворсинок, в результате чего улучшается улавливание. По существу, можно эффективно и сравнительно легко улавливать даже мелкие ворсинки, в частности, даже с помощью обычных устройств для осаждения ворсинок.
В предпочтительном варианте исполнения устройство для увлажнения ворсинок содержит, по меньшей мере, один парогенератор и/или, по меньшей мере, один распылитель. С помощью этих устройств можно вводить пар и/или мелкие частицы воды («частицы тумана») высокой плотности в нагруженный ворсинками поток технологического воздуха, что позволяет достичь высокой степени смачивания или увлажнения ворсинок и, тем самым, эффективно улавливать или отделять ворсинки.
Парогенератор может представлять собой, в частности, генератор горячего пара или генератор влажного пара.
Распылитель может представлять собой, в частности, разбрызгиватель, пульверизатор, в частности пульверизатор с пьезоэлектрическим приводом, или центрифугу, в частности, для формирования аэрозоля.
При смачивании или увлажнении пар и/или туман поглощается поверхностью ворсинок. Поверхностное натяжение воды позволяет соприкасающимся агломератам или ворсинкам соединяться друг с другом. По той же причине сцепление или адгезия агломератов наблюдается практически в любом месте, в котором агломераты соприкасаются друг с другом или в котором сухие ворсинки попадают на увлажненное место.
В предпочтительном варианте осуществления устройство для осаждения ворсинок содержит фильтровальный мешок, предназначенный для улавливания увлажненных ворсинок. Этот вариант отличается экономичностью, большой вместимостью и простотой очистки. Кроме того, продольное расположение позволяет в течение достаточно длительного времени эффективно формировать агломераты даже при введении пара и/или тумана непосредственно перед отверстием фильтровального мешка. При улавливании агломератов размер пор может быть сравнительно большим, то есть он не будет существенно препятствовать прохождению потока технологического воздуха.
В следующем предпочтительном варианте осуществления устройство для осаждения ворсинок содержит плоскую сетку для улавливания увлажненных ворсинок. Плоскую сетку легко чистить. Сетка может представлять собой, в частности, металлическую сетку, ткань или нетканый материал.
В следующем предпочтительном варианте осуществления устройство для увлажнения ворсинок выполнено с возможностью создания, по меньшей мере, одного турбулентного потока пара и/или частиц тумана. Это способствует образованию агломератов. Для создания завихрений устройство для увлажнения ворсинок может быть оснащено, например, одной или, по меньшей мере, одной свободноструйной форсункой или устройством для возбуждения вихревой дорожки Кармана.
В следующем предпочтительном варианте осуществления устройство для осаждения ворсинок содержит циклонный сепаратор, предназначенный для отделения увлажненных ворсинок. Агломераты, в отличие от отдельных ворсинок, настолько тяжелы, что их можно сравнительно легко отделить от технологического воздуха. Кроме того, агломераты за счет адгезии воды хорошо прилипают к стенкам циклонного сепаратора, с которыми они соприкасаются, что также способствует эффективному осаждению или улавливанию. Использование циклонного сепаратора выгодно тем, что его не требуется очищать, так как он может автоматически отводить ворсинки в виде смеси ворсинок и воды (что реализуется, например, путем спуска агломератов по стенкам циклонного сепаратора). Таким образом, можно либо отказаться от очистки, например от удаления отделенных циклонным сепаратором и в дальнейшем накопленных ворсинок, либо значительно сократить ее длительность.
В следующем предпочтительном варианте осуществления стенку циклонного сепаратора, которая может соприкасаться с ворсинками, целенаправленно смачивают. Это улучшает адгезию агломератов и несвязанных ворсинок (пока еще находящихся в таком состоянии), а также спуск ворсинок с целью их выведения из циклонного сепаратора.
В следующем предпочтительном варианте исполнения, отличающемся облегченным спуском, стенку циклонного сепаратора, которая может соприкасаться с ворсинками, покрывают антифрикционным слоем. В состав антифрикционного слоя может входить, в частности, политетрафторэтилен, наноструктуры или наночастицы, используемые, например, для воспроизводства эффекта лотоса.
В следующем предпочтительном варианте исполнения циклонный сепаратор содержит впуск для технологического воздуха и расположенный под углом к нему впуск для сжатого воздуха, благодаря чему сжатый воздух, поступающий через впуск для сжатого воздуха, закручивает технологический воздух, нагруженный ворсинками и поступающий через вход для технологического воздуха. При этом обеспечивается особенно сильное вращение и, тем самым, сепарирующее действие.
В следующем предпочтительном варианте исполнения пар и/или частицы тумана поступают или могут подаваться через впуск для сжатого воздуха в устройство для осаждения ворсинок, что обеспечивает особенно качественное перемешивание с нагруженным ворсинками технологическим воздухом. Выпуск устройства для увлажнения ворсинок может выходить, в частности, в канал сжатого воздуха, ведущий к впуску для сжатого воздуха. В альтернативном варианте пар и/или частицы тумана можно вводить через впуск для технологического воздуха в устройство для осаждения ворсинок.
В альтернативном варианте сам технологический воздух может обеспечивать вращение, например, за счет соответствующим образом изогнутого канала для технологического воздуха в циклонном сепараторе.
Кроме того, задача решена барабанной сушилкой, содержащей барабан для белья и конденсатор технологического воздуха, соединенные каналом для технологического воздуха, а также устройство для осаждения ворсинок, расположенное в канале для технологического воздуха за барабаном для белья и перед конденсатором по направлению движения потока, причем за барабаном для белья и перед устройством для осаждения ворсинок по направлению движения потока расположено устройство для увлажнения ворсинок.
Барабанная сушилка, описываемая изобретением, имеет те же преимущества и возможности конфигурирования, что и устройство для улавливания ворсинок.
Барабанная сушилка может представлять собой, в частности, сушильную или стирально-сушильную машину.
Конденсатор технологического воздуха может представлять собой, например, конденсатор охлаждающей жидкости или испаритель теплового насоса.
Краткое описание чертежей
На прилагаемых фигурах схематично изображены предпочтительные варианты осуществления изобретения. В дальнейшем эти варианты осуществления будут описаны более подробно. При этом, ради наглядности, одинаковые или имеющие одинаковое назначение элементы имеют одинаковые ссылочные обозначения. На фигурах в разрезе сбоку изображено:
Фигура 1: схема сушильной машины.
Фигура 2: устройство для осаждения ворсинок в соответствии с первым вариантом осуществления.
Фигура 3: устройство для осаждения ворсинок в соответствии со вторым вариантом исполнения.
Осуществление изобретения
На фигуре 1 в разрезе сбоку изображена схема барабанной сушилки, выполненной в виде циркуляционной сушильной машины W. Сушильная машина W содержит барабан 11 для белья, предназначенный для укладки сушащегося белья (верх. рис.). К барабану 11 для белья подсоединен замкнутый канал 12 для технологического воздуха. В частности, теплый и влажный технологический воздух Р может поступать из барабана 11 для белья в канал 12 для технологического воздуха и далее на конденсатор 13 технологического воздуха, охлаждающий технологический воздух Р и позволяющий сконденсироваться содержащейся в нем влаге, то есть, после конденсатора 13 технологического воздуха технологический воздух Р станет охлажденным и сухим. Этот холодный и сухой технологический воздух Р поступает на нагреватель 14, в котором он подогревается для того, чтобы в виде горячего и сухого технологического воздуха Р войти обратно в барабан 11 для белья. Горячий и сухой технологический воздух Р очень хорошо подходит для удаления влаги из белья. Движение технологического воздуха Р в канале 12 для технологического воздуха обеспечивают воздуходувным устройством 15, которое в данном случае устанавливают в канале 12 для технологического воздуха между конденсатором 13 технологического воздуха и нагревателем 14.
Между барабаном 11 для белья и конденсатором 13 технологического воздуха находится устройство 16 для осаждения ворсинок, предназначенное для сепарации или отделения ворсинок от технологического воздуха Р. Ворсинки обычно увлекаются технологическим воздухом Р, проходящим через белье в барабане 11 для белья. Устройство 16 для осаждения ворсинок предназначено для того, чтобы исключить попадание ворсинок на конденсатор 13 технологического воздуха и образование на нем теплоизолирующего слоя.
Сушильная машина W содержит устройство 17 для увлажнения ворсинок, гидравлически соединенное с каналом 12 для технологического воздуха перед устройством для осаждения ворсинок. Устройство 17 для увлажнения ворсинок позволяет вводить водяной пар и/или частицы тумана в канал Р технологического воздуха перед устройством 16 для осаждения ворсинок с целью формирования агломератов из воды и ворсинок. Агломераты задерживаются устройством 16 для осаждения ворсинок значительно лучше, чем отдельные (сухие) ворсинки. В одном из вариантов устройство 16 для осаждения ворсинок и устройство 17 для увлажнения ворсинок можно интегрировать в общий узел.
Устройство 17 для увлажнения ворсинок может содержать, например, парогенератор и/или распылитель (например, аэрозольный генератор с пьезоэлектрическим приводом).
На фигуре 2 в разрезе сбоку изображена возможная конфигурация устройства 16 для осаждения ворсинок согласно первому варианту осуществления. Устройство 16 для осаждения ворсинок в данном случае содержит фильтровальный мешок 20, предназначенный для улавливания увлажненных ворсинок. Перед фильтровальным мешком 20 по направлению потока в канал 12 для технологического воздуха выходят, по меньшей мере, две распылительные головки 21 устройства 17 для увлажнения ворсинок, при помощи которых под действием сжатого воздуха в канал 12 для технологического воздуха вводят пар и/или частицы D тумана с целью смешивания с нагруженным ворсинками технологическим воздухом Р и образования агломератов.
За распылительными головками 21 по направлению потока и, тем самым, в канале 12 для технологического воздуха находится соответствующее тело 22, вокруг которого может проходить пар и/или частицы D тумана. При обтекании за телом образуется так называемая вихревая дорожка Кармана со встречными завихрениями. Завихрения способствуют смешиванию технологического воздуха Р с паром и/или частицами D тумана и, следовательно, образованию агломератов. Вследствие продольного расположения фильтрующего мешка 20 по направлению потока технологического воздуха Р образуется участок, достаточно длинный для особенно эффективного смешивания.
На фигуре 3 в разрезе сбоку изображено другое возможное устройство 16 для осаждения ворсинок, описываемое вторым вариантом исполнения изобретения и содержащее циклонный сепаратор 31. Этот циклонный сепаратор 31 может иметь, например, конструкцию, аналогичную циклонному сепаратору, раскрытому в патентной заявке US 6,270,558 В1. В циклонном сепараторе 31 входящий технологический воздух Р приводится во вращение с помощью входящей сбоку струи А сжатого воздуха, причем технологический воздух Р в циклонном сепараторе 31 движется по расширяющейся в форме усеченного конуса спиральной траектории благодаря наличию имеющей форму усеченного конуса наружной стенки 32 и расположенного на ней тела 33, имеющего форму усеченного конуса. Тело 33 способствует поддержанию постоянно высокой скорости и вращательной энергии технологического воздуха Р. Благодаря вращательной составляющей технологического воздуха Р более тяжелые частицы прижимаются к стенке 32 и, таким образом, могут быть отделены в пространстве от более легкого (чистого) технологического воздуха Р.
В изображенном циклонном сепараторе 31 пар и/или частицы D тумана, образованные в устройстве 17 для увлажнения ворсинок, вводят с потоком А сжатого воздуха. Образующиеся в результате агломераты, обладающие более высокой массой, эффективно отбрасываются к стенке 32 вращательным движением (центробежной силой), прилипают к стенке за счет высокой адгезии воды и остаются налипшими до накопления достаточного объема воды. После этого вода вместе с соединенными с ней ворсинками может стекать вниз, например, в виде капель Т воды. Капли Т воды можно собирать, например, в поддон 34. Технологический воздух Р, выходящий из циклонного сепаратора 31, в высокой степени чист от ворсинок. Кроме того, циклонный сепаратор 31 служит для дополнительной сушки технологического воздуха Р, так как влага, поглощенная из белья, также может оседать на стенке и впоследствии стекать вниз.
Для упрощения сбора капель Т воды, по меньшей мере, верхняя сторона стенки 32, которая может увлажняться агломератами, может быть покрыта антифрикционным слоем, состоящим, например, из политетрафторэтилена, наноструктур или наночастиц, используемых, например, для воспроизводства эффекта лотоса.
Разумеется, настоящее изобретение не ограничивается изображенными вариантами исполнения. Например, в циклонном сепараторе 31 может отсутствовать тело 33. Кроме того, циклонный сепаратор может иметь целенаправленно увлажняемую стенку, для чего, например, можно использовать, например, систему орошения. По существу, устройство для увлажнения ворсинок может питаться конденсатом, оседающим на конденсаторе технологического воздуха.
СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
11
барабан для белья
12
канал для технологического воздуха
13
конденсатор технологического воздуха
14
нагреватель
15
воздуходувное устройство
16
устройство для осаждения ворсинок
17
устройство для увлажнения ворсинок
20
фильтровальный мешок
21
распылительная головка
22
обтекаемое тело
31
циклонный сепаратор
32
стенка
33
тело в форме усеченного конуса
34
поддон
А
струя сжатого воздуха
D
пар и/или частицы тумана
K
вихревая дорожка Кармана
Р
технологический воздух
Т
капли воды
W
сушильная машина