СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ БАРАБАННОЙ СУШИЛЬНОЙ МАШИНОЙ ДЛЯ СУШКИ БЕЛЬЯ ИЗ ШЕРСТИ
METHOD OF CONTROL DRUM DRYING MACHINE FOR DRYING CLOTHES MADE OF WOOL

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к способу управления барабанной сушильной машиной для белья из шерсти.
Уровень техники
Сушка шерстяных изделий представляет серьезную трудность, так как шерстяные изделия склонны к сваливанию и их необратимому повреждению. Сваливание шерстяных изделий происходит из-за чрезмерного нагрева шерсти, а также из-за трения шерстяных изделий о внутреннюю поверхность барабана или о другие шерстяные изделия.
Сваливание шерстяных изделий из-за чрезмерного нагрева можно предотвратить путем простого уменьшения и точного регулирования нагрева шерстяных изделий во время процесса сушки.
Для предотвращения сваливания шерстяных изделий в результате трения в большинстве барабанных сушильных машин используется дополнительный механический элемент (так называемая «корзина»), которая удерживает шерстяные изделия в неподвижном положении внутри барабана во время сушки. Другими словами, помещенные в корзину шерстяные изделия находятся в неподвижном положении внутри барабана, чтобы обдув поверхности шерсти потоком теплого воздуха происходил без механического перемещения шерстяных изделий. Примеры корзин для неподвижной сушки шерстяных изделий описаны в US 2006096120 А1 и US 2004118012 A1.
Однако при сушке шерстяных изделий в корзине просушивание происходит неравномерно, то есть по завершении процесса сушки шерстяные изделия оказываются полностью просушенными снаружи, но при этом остаются относительно влажными внутри. Кроме того, корзина продается отдельно и является громоздкой, следовательно, ее неудобно хранить, когда она не используется. Наконец, при использовании корзины невозможно измерить относительную влажность шерстяных изделий во время цикла сушки и прервать цикл сушки, когда влажность шерстяных изделий достигает определенного значения. В связи с этим цикл сушки с использованием корзины должен иметь постоянную заданную продолжительность, независимо от фактического веса и начальной влажности шерстяных изделий.
Раскрытие изобретения
Задачей изобретения является создание способа управления барабанной сушильной машиной для сушки шерстяных изделий, в котором устранены вышеуказанные недостатки, который является недорогим и простым в осуществлении и, в частности, позволяет быстро высушивать шерстяные изделия без сваливания шерсти.
Указанная задача решена в способе управления барабанной сушильной машиной для сушки белья из шерсти согласно прилагаемой формуле изобретения.
Краткое описание чертежей
Далее будет описан неограничивающий вариант осуществления изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи.
На фиг.1 показана барабанная сушильная машина для осуществления способа управления сушкой белья из шерсти согласно изобретению, вид сбоку;
на фиг.2 - график скорости вращения барабана сушильной машины, изображенной на фиг.1, во время цикла сушки белья из шерсти.
Осуществление изобретения
Как показано на фиг.1, сушильная машина 1 содержит корпус 2, установленный на полу на нескольких ножках. В корпусе 2 установлен вращающийся барабан 3 для белья, образующий сушильную камеру 4 для сушки белья 5. Вращающийся барабан 3 имеет возможность вращения вокруг горизонтальной оси 6 (в альтернативных вариантах осуществления изобретения, которые не показаны, ось 6 вращения может быть наклонной или вертикальной), причем в барабане 3 имеется фронтальное отверстие для загрузки белья, закрываемое дверцей 7, шарнирно установленной на передней стенке корпуса 2. Вращение барабана 3 осуществляется электромотором 8, а проходящий через барабан 3 поток сушильного воздуха подается центробежным вентилятором 9 и нагревается нагревательным устройством 10.
При работе сушильной машины вентилятор 9 создает поток сухого воздуха, который подается к нагревательному устройству 10 и далее в барабан через его перфорированную заднюю часть. После контакта с бельем 5 сушильный воздух выходит из барабана 3 в конденсатор 11, где он охлаждается для конденсации содержащейся в нем влаги. Для этого через конденсатор 11 проходит охлажденный воздух, забираемый снаружи барабанной сушильной машины 1, а сухой воздух забирается из конденсатора 11 вентилятором 9.
Следует отметить, что конденсатор 11 упоминается здесь исключительно в качестве примера для одного из вариантов осуществления изобретения, и он может отсутствовать в барабанной сушильной машине 1 вытяжного типа (в которой горячий сушильный воздух удаляется из барабана 3 непосредственно наружу).
Скорость вращения электромотора 8, вращающего барабан 3 вокруг оси 6, управляется электронным блоком 12 управления, получающим команды от пользователя барабанной сушильной машины 1. В частности, электронным блоком 12 управления задается режим сушки шерсти, специально предназначенный для сушки белья 5 из шерсти без сваливания.
Прежде всего, во время цикла сушки шерсти электронный блок 12 управления управляет нагревательным устройством 10 для уменьшения нагрева сушильного воздуха и, соответственно, установления температуры нагрева белья 5 из шерсти значительно ниже температуры сваливания шерсти.
2
2
Во время цикла сушки шерсти электронный блок 12 управления также управляет электромотором 8 для вращения барабана 3 относительно оси 6 вращения с переменной скоростью n вращения. А именно, при проектировании барабанной сушильной машины 1 определяется скорость n вращения, при которой центробежное ускорение внутренней поверхности барабана 3 равно ускорению свободного падения (т.е. 1g). Скорость nвращения легко рассчитывается по формулам:
n=60×ω/2π
а
2
=ω×r
где n - скорость вращения барабана 3, в об/мин;
ω - скорость вращения барабана 3, в рад/с;
а
- центробежное ускорение барабана 3;
r - радиус барабана 3.
1
2
1
Во время сушки шерсти барабан 3 вращается с постоянной скоростью n вращения, большей, чем скорость n вращения, при которой центробежное ускорение внутренней поверхности барабана 3 равно ускорению свободного падения, поэтому белье 5 из шерсти прижимается центробежной силой к внутренней поверхности барабана 3 и не падает внутрь барабана. Кроме того, во время сушки шерстяных изделий барабан 3 периодически останавливается путем сведения к нулю скорости n вращения, а затем барабан 3 повторно ускоряется до скорости n вращения для перераспределения белья 5 из шерсти внутри барабана 3. Другими словами, за счет прижимания белья 5 из шерсти к внутренней поверхности барабана 3 центробежным ускорением, большим ускорения свободного падения (т.е. центробежным усилием, большим силы тяжести), предотвращается (или, по меньшей мере, значительно уменьшается) механическое усилие на белье 5 из шерсти, возникающее при его падении и переворачивании внутри вращающегося барабана 3. При этом для предотвращения неравномерного высушивания белья 5 из шерсти оно периодически перераспределяется внутри барабана 3 за счет периодической остановки барабана 3 примерно на 2 секунды (обычно примерно от 1 до 3 секунд).
Для эффективного перераспределения белья 5 из шерсти во время сушки, а значит и обеспечения его равномерного просушивания, одновременно предотвращая излишнее механическое усилие на шерсть, вращение барабана 3 следует периодически останавливать каждые 5-15 минут, предпочтительно примерно каждые 10 минут.
1
1
2
1
2
В предпочтительном варианте осуществления изобретения для барабана 3 с диаметром 575 мм скорость n вращения составляет примерно 70 об/мин, обычно примерно от 65 до 75 об/мин. Важно отметить, что для обеспечения допустимых отклонений от установленных значений и, в частности, для предотвращения излишнего перемещения белья 5 из шерсти при вращении барабана 3 скорость n вращения не должна слишком приближаться к скорости n вращения. С другой стороны, скорость n вращения не должна слишком отличаться от скорости n вращения в целях предотвращения излишнего механического усилия на белье 5 из шерсти при сильном центробежном ускорении.
2
Предпочтительно при каждой периодической остановке вращения барабана 3 скорость n вращения барабана 3 уменьшается/увеличивается при изменении ускорения примерно на 20-35 об/с (т.е. барабану 3 требуется примерно 2-3 секунды для замедления/ускорения с 70/0 об/мин до 0/70 об/мин). Подобные значения замедления/ускорения барабана 3 важны для существенного уменьшения трения (и таким образом, предотвращения сваливания) белья 5 из шерсти во время замедления/ускорения барабана 3.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения электронный блок 12 управления определяет положение белья 5 из шерсти внутри барабана 3 и останавливает барабан 3 таким образом, чтобы при остановленном барабане 3 белье 5 из шерсти лежало на дне барабана 3. Это предотвращает падение белья 5 из шерсти внутрь барабана 3 при остановке барабана, а также дополнительно уменьшает механическое усилие на белье 5 из шерсти. Также барабан 3 содержит три ребра 15, каждое из которых оснащено датчиком 16 присутствия белья 5 из шерсти. При этом электронный блок 12 управления определяет положение ребра (ребер) 15, контактирующих с бельем 5 из шерсти, и останавливает барабан 3 таким образом, чтобы, когда барабан 3 остановлен, ребро (ребра) 15, контактирующее (контактирующие) с бельем 5 из шерсти, находилось (находились) в нижнем положении. Для этого, например, остановка барабана 3 начинается, когда ребро (ребра) 15, контактирующее (контактирующие) с бельем 5 из шерсти, смещено (смещены) на 120° вверх от своего крайнего нижнего положения.
1
2
На фиг.2 показана зависимость скорости n вращения вращающегося барабана 3 по времени во время цикла сушки белья из шерсти. Как показано на фиг.2, во время сушки белья скорость n вращения остается по существу постоянной, при этом скорость nвращения больше скорости вращения n, а барабан 3 периодически останавливается.
Электронный блок 12 управления соединен с датчиком 13 влажности, измеряющим относительную влажность белья 5 из шерсти во время цикла сушки. Датчик 13 влажности содержит пару электродов 14, контактирующих с бельем 5 из шерсти внутри барабана 3 для измерения сопротивления/проводимости белья 5 из шерсти, и использует сопротивление/проводимость белья 5 из шерсти для определения его влажности. Электронный блок 12 управления останавливает цикл сушки шерсти, когда электрическое сопротивление/проводимость между двумя электродами 14 становится выше/ниже заданного порога сопротивления/проводимости (т.е. когда влажность белья 5 из шерсти находится ниже заданного порога влажности). Предпочтительно для принятия решения об остановке цикла сушки шерсти сопротивление/проводимость, замеряемые между двумя электродами 14 сразу после периодической остановки вращения барабана 3, сравниваются с заданным порогом сопротивления/проводимости.
Важно отметить, что белье 5 из шерсти перераспределяется непосредственно перед периодической остановкой вращения барабана 3, поэтому после такой остановки замеряемое сопротивление/проводимость между двумя электродами 14 в целом лучше отражает фактическую влажность белья 5 из шерсти. Другими словами, фактическая влажность белья 5 из шерсти в целом лучше (т.е. более точно) определяется при замере сопротивления/проводимости между двумя электродами 14 сразу после периодической остановки вращения барабана 3.
Описанный выше цикл сушки шерсти обладает многочисленными преимуществами. Он является недорогим, легко осуществимым в обычной барабанной сушильной машине (нет необходимости в дополнительных компонентах, кроме тех, которые обычно присутствуют в современных барабанных сушильных машинах), а также обеспечивает бережную (т.е. без сваливания) и одновременно эффективную сушку белья из шерсти. В частности, за счет определения окончания цикла сушки на основе измерения влажности (т.е. электрического сопротивления/проводимости) высушиваемого белья вышеописанный цикл сушки шерсти позволяет свести к минимуму механическое усилие на белье из шерсти (т.е. исключить ненужное механическое усилие, вызываемое более длительной, чем необходимо, продолжительностью цикла сушки), является эффективным (т.е. по завершении цикла сушки белье из шерсти высушено так, как это требуется) и экономичным (т.е. предотвращается перерасход электроэнергии) независимо от разницы в весе и первоначальной влажности высушиваемого белья из шерсти.