Сушарка

Пристрій відноситься до області сушіння і може бути використаний для сушіння фруктів, овочів, плодів, лікарських рослин та інших продуктів сільського та лісового господарства в побутових і виробничих умовах. Відома сушарка для сушіння сільськогосподарських і лісових продуктів містить сушильну камеру, джерело теплової енергії, повітрозабірний патрубок, вентилятор, а також джерело теплової енергії, виконаний у вигляді геліонагрівача повітря, який складається із корпусу у вигляді ящика, шарнірнo закріпленого у верхній частині сушильної камери з можливістю змінювання його кута нахилу, причому геліонагрівач має подвійне днище повітрозабірного каналу, один кінець якого з'єднаний з повітрозабірним патрубком, а другий – за допомогою повітропроводу – з вентилятором, а сушильна камера обладнана повітровідвідним каналом, установленим під днищем, що має з ним спільну стінку і вихідний патрубок, причому сушильна камера установлена на платформі з основою і має автоматичний пристрій для добового обертання платформи з годинниковим механізмом і пристроєм для його заводу, упорний підшипник, а корпус автоматичного пристрою має симетрично розміщені упори з самоустановними колесами, і платформа установлена своєю основою на автоматичному пристрої з можливістю обертання відносно вертикальної осі, що проходить через центри ваги сушарки, платформи з основою та автоматичного пристрою з упорами, причому верхня частина підшипника розміщена в основі платформи відповідно з його нижньою частиною, установленою у верхній частині корпусу автоматичного пристрою, і має автоматичний пристрій, виконаний аналогічно наявному, з редуктором, складеним із вала з муфтою і жорстко установленим на ньому ексцентриком; підп'ятником, установленим з можливістю обертання на осі, жорстко з'єднаній із стінкою геліонагрівача, паралельно їй, причому один кінець вала зв'язаний за допомогою муфти з виходом годинникового механізму додаткового автоматичного пристрою, а другий впирається в підп'ятник, при цьому поверхня ролика контактує з поверхнею ексцентрика, а додатковий автоматичний пристрій розміщений на опорі, жорстко з'єднаній з верхньою частиною корпусу сушарки [див. авторське свідоцтво СРСР №1762855, 1992р.]. Однак, недоліком відомої сушарки є неточна орієнтація геліонагрівача повітря по мірі опускання або піднімання сонця протягом сонячного дня над горизонтом з урахуванням літнього сонцестояння (21 - 22 червня). Установка ж геліонагрівача повітря під мінімальним постійним кутом (з урахуванням максимальної висоти сонцестояння) без відповідного коректування при змінному сонцестоянні призводить до дезорієнтації його відносно променів сонця, внаслідок чого знижуються експлуатаційні показники, виробність відомої сушарки і псується деяка частина урожаю. Таким чином, відома сушарка має низькі експлуатаційні показники і виробність. Тому в основу корисної моделі поставлено задачу підвищення експлуатаційних показників і виробність сушарки. Для розв'язання даної задачі відповідно до корисної моделі, суттєвими ознаками є те, що у відомій сушарці додатково установлюється другий автоматичний коректуючий пристрій орієнтації геліонагрівача повітря, виконаний у вигляді другого ексцентрика, закріпленого на валу на опорах корпусу першого автоматичного коректуючого пристрою змінювання кута нахилу геліонагрівача протягом доби, який обертається через привід і з'єднувальну муфту від його годинникового механізму. При цьому ексцентрик взаємодіє з другим установленим на опорі роликом, які приєднані до верхньої частини корпусу сушарки. Привід другого ексцентрика підбирається таким, щоб він здійснював за рік один цикл (оберт), в результаті якого у першому півріччі (до літнього сонцестояння) збільшується, а в другому (після літнього сонцестояння) – зменшується кут нахилу геліонагрівача повітря. Таке поєднання взаємодії першого коректуючого автоматичного пристрою змінювання кута нахилу геліонагрівача протягом доби з другим автоматичним коректуючим пристроєм змінювання його кута нахилу протягом півріччя дає можливість для будь-якого періоду сонцестояння реалізовувати оптимальну орієнтацію геліонагрівача із забезпеченням прямого попадання променів сонячної радіації на його поверхню, повністю вилучаючи будь-які коректування вручну і створюючи цим певні зручності та зменшуючи затрати часу і праці, пов'язані з експлуатацією сушарки. У випадку зупинки і простоювання годинникового механізму коректуючих автоматичних пристроїв змінювання кута нахилу геліонагрівача повітря протягом доби чи півріччя або при початковому запуску, настроювання на пряме попадання сонячних променів на геліонагрівач, здійснюється шляхом від'єднання за допомогою муфт валів обох ексцентриків від годинникового механізму і подальшого змінювання кута нахилу геліонагрівача вручну з наступним зворотним з'єднанням через муфти валів з виходом годинникового механізму у необхідному положенні. На представленому кресленні схематично показано загальний вигляд запропонованої сушарки в розрізі. Сушарка містить сушильну камеру 1, розміщену на опорних самоустановних колесах 2. Камера 1 покрита теплоізоляційним матеріалом 3 по всьому периметру, включаючи поверхню, що герметично закривається дверцятами 4, через яку можуть встановлюватись і вийматися розміщені поярусне на певних відстанях перфоровані лотки 5 з розміщеним на них висушуваним матеріалом 6. В нижній частині камери 1 розміщений напрямний кожух 7 з електричним джерелом 8 теплової енергії і вентилятором 9. Порожнина, утворена камерою 1 і кожухом 7 за допомогою повітропроводу 10 і гнучкого елемента 11, сполучається з нижнім кінцем повітрозабірного каналу 12, шарнірно закріпленого на верхній частині сушильної камери. Канал 12 прямокутного перерізу, верхня частина якого є днищем 13 джерела теплової енергії, виконаного у вигляді геліонагрівача 14, утвореного з декількох шарів віконного скла 15, зібраних на замазці в корпусі 16, герметично приєднаному до днища 13, виконаного із матеріалу високої теплопровідності і покритого чорною матовою фарбою. Нижня сторона 17 повітрозабірного каналу 12 є спільною з повітропровідним каналом 18, який нижньою частиною за допомогою гнучкого елемента 11 з можливістю повертатися приєднаний до сушильної камери 1. Для можливого змінювання кута нахилу геліонагрівача 14 протягом доби сушарка оснащена першим коректуючим автоматичним пристроєм 19, зв'язаним з верхньою частиною її корпусу з годинниковим механізмом, маховичком 21 заводу пружини і редуктором, вихід якого муфтою 22 з'єднаний з валом 23, який протилежним кінцем впирається в підп'ятник 24, шарнірно приєднаний, з можливістю повертатися, до верхньої частини корпусу сушарки. На середній частині вала 23 жорстко закріплений перший ексцентрик 25, спрофільований таким чином, що в нічний період доби забезпечується утримання геліонагрівача 14 в положенні найменшого кута нахилу, який далі при обертанні вала 23 у першій половині дня збільшується, а в другій половині – зменшується до попереднього значення, здійснюючи при цьому за один цикл (оберт) ексцентрика 25 його піднімання, утримування і опускання. Взаємодія ексцентрика 25 з геліонагрівачем 14 здійснюється через ролик 26, установлений з можливістю обертатися на осі, жорстко приєднаній до стінки геліонагрівача, яка паралельна їй. Для можливого змінювання кута нахилу геліонагрівача 14 і кращої його орієнтації в першому півріччі до літнього сонцестояння, і в другому півріччі після літнього сонцестояння, сушарка додатково оснащується другим автоматичним коректуючим пристроєм 27, виконаним у вигляді другого ексцентрика 28, жорстко установленого на валу 29, який зв'язаний з корпусом першого коректуючого автоматичного пристрою 19 та обертається від його вала 23 через привід 30 і з'єднувальну муфту 31. При цьому привід 30 виконується з таким передаточним числом, щоб другий ексцентрик 28, який від нього обертається, здійснював за рік один цикл (оберт), в результаті чого від його дії у першому півріччі до літнього сонцестояння кут нахилу геліонагрівача 14 збільшувався б, а в другому півріччі – зменшувався. Додаткові піднімання та опускання геліонагрівача 14 здійснюються шляхом взаємодії другого ексцентрика 28 коректуючого пристрою з другим роликом 32, установленим на вісі опор, жорстко з'єднаних з верхньою частиною корпусу сушарки. Для регулювання витрати повітря використовується заслінка 33, установлена у повітрозабірному каналі 12. Стояки 34 камери 1 з'єднані між собою та утворюють основу 35, в якій вздовж вертикальної осі, що проходить через спільний центр ваги установки, закріплена верхня частина упорного підшипника 36, а його нижня частина установлена в корпусі автоматичного пристрою 37 для повороту навколо її вертикальної осі. Пристрій 37 виконаний у вигляді годинникового механізму пружинного типу, вихідний вал якого через шліцьове з'єднання зв'язаний з основою 35, а вхід годинникового механізму – з веденою зубчастою шестернею 39, жорстко закріпленою на валу 40 з маховичком 41 заводу пружинигодинникового механізму. Корпус автоматичного пристрою 37 і вал 40 через напрямну 42 зв'язані з корпусом 43, розміщеним на опорних самоустановних колесах 2. Сушарка працює наступним чином. При ввімкненому електричному джерелі 8 теплової енергії у сушарці використовується лише тепло сонячної радіації. В цьому випадку геліонагрівач 14, завдяки першому коректуючому автоматичному пристрою 19 і другому коректуючому автоматичному пристрою 27 утримується під таким кутом, щоб промені сонця падали перпендикулярно днищу 13. Засмоктуване вентилятором 9 з атмосфери повітря проходить каналом 12, нагрівається та у вигляді сушильного агента передається через нижню частину в камеру 1, де проходить крізь отвори в лотках, нагріває розміщений на них висушуваний матеріал 6. В результаті наявна в ньому волога випаровується і разом з відпрацьованим сушильним агентом видаляється з сушильної камери через повітровідвідний канал 18 в атмосферу. Проте, при проходженні каналу 18 ще нагрітий сушильний агент нагріває нижній бік 17 повітрозабірного каналу 12, а разом з цим, всмоктуване в сушильну камеру повітря. Це сприяє ефективнішому використанню теплової енергії і підвищує коефіцієнт корисної дії сушарки. Оскільки з часом розміщення сонця по відношенню до нерухомо встановленої сушарки безперервно змінюється, промені сонячної енергії не можуть весь світловий день ефективно попадати на геліонагрівач 14, ізза чого сушарку необхідно безперервно повертати за ходом сонця, а для геліонагрівача змінювати його кут нахилу як протягом світлового дня; так і першого і другого півріччя. Для автоматичного повороту сушарки використовується автоматичний пристрій 37. Перед його пуском маховичком 41 через зубчасті колеса 38, 39 заводять пружину годинникового механізму і встановлюють геліонагрівач 14 в положення, при якому сонячні промені падають перпендикулярно на його поверхню. Після цього вмикають перший автоматичний пристрій 19 шляхом заведення маховичком 21 пружини його годинникового механізму 20. Далі, по мірі переміщення сонця, наприклад, у першій половині дня і в першому півріччі, пружина годинникового механізму автоматичного пристрою 37 обертає вихідний вал і, разом з ним, основу 35 і всю сушарку за ходом сонця, а пружина годинникового механізму першого коректую чого автоматичного пристрою 19 через муфту 22 і вал 23 обертає ексцентрик 25, який, взаємодіючи через ролик 26, збільшує кут нахилу геліонагрівача 14 відповідно до піднімання сонця в першій половині дня, а через муфту 22, вал 23, привід 30 і муфту 31 – ексцентрик 28 другого коректуючого автоматичного пристрою 27, який, взаємодіючи через ролик 32, додатково збільшує кут нахилу геліонагрівача 14 відповідно до висоти підйому сонця в період першого півріччя, забезпечуючи йому таку орієнтацію, при якій здійснюється пряме попадання на нього сонячних променів протягом першої половини дня в першому півріччі. В другій половині дня пристрій 37 буде обертати сушарку за ходом сонця, перший коректуючий автоматичний пристрій 19 і другий коректуючий автоматичний пристрій 27 будуть піднімати геліонагрівач 14, зменшуючи кут нахилу відповідно до положення сонця над горизонтом протягом другої половини дня в першому півріччі. Після заходу сонця і всю ніч годинниковий механізм пристрою 37 продовжуватиме повертати сушарку, обертаючи її навколо вертикальної осі з попередньою частотою, один оберт за добу, а годинниковий механізм 20 першого автоматичного коректую чого пристрою 19 продовжує обертати вал 23 з ексцентриком 25, робочий профіль якого в нічний час має найбільший і постійний радіус кулачка, і через привід 30 та з'єднувальну муфту 31 – ексцентрик 28, робочий профіль якого має радіус кулачка, що відповідає сонцестоянню в період першого півріччя, утримуючи геліонагрівач 14 в положенні найменшого кута його нахилу. Через те на ранок, коли вже почне підніматися сонце, геліонагрівач 14 як за ходом, так і за нахилом до горизонту буде зорієнтований і перебувати в положенні, при якому промені сонця будуть прямо на нього падати без ручного настроювання. Далі цикл буде повторюватися, забезпечуючи в будь-який час і при будь-якій тривалості дня оптимальну орієнтацію сушарки відносно сонця. Принцип роботи запропонованої сушарки в період другого півріччя, коли сонце піднімається, буде аналогічний, лише відрізнятиметься тим, що кут нахилу геліонагрівача 14 від дії ексцентрика 28 буде зменшуватися на величину, що відповідає куту зниження сонця до горизонту. Для забезпечення подальшого безперебійного обертання сушарки і змінювання кута нахилу геліонагрівача 14, необхідно періодично, за допомогою маховичків 21, 41 заводити пружини годинникових механізмів автоматичних пристроїв 19, 37. Таким чином, поєднання взаємодії першого коректуючого автоматичного пристрою 19 змінювання кута нахилу геліонагрівача 14 протягом доби з другим коректуючим автоматичним пристроєм 27 змінювання його кута нахилу протягом півріч дає можливість для будь-якої пори року реалізовувати оптимальну орієнтацію геліонагрівача 14 із забезпеченням прямого попадання променів сонячної радіації на його поверхню збирання теплової енергії. Однак в даному режимі сушарка може ефективно використовуватись лише в місцях із значною кількістю сонячних днів в рік, а в інших випадках її робота повинна здійснюватись від електричного джерела 8 теплової енергії. В цьому випадку принцип роботи даної сушарки буде відрізнятись від вище описаного тим, що повітря, поступаючи з атмосфери в сушильну камеру, буде нагріватися вже від ввімкненого в мережу електричного джерела 8 при як працюючих, так і непрацюючих автоматичних пристроях обертання сушарки, а також піднімання та опускання її електронагрівача 14. При цьому даний режим роботи сушарки доцільно використовувати в нічний час і в несонячні дні. У слабо сонячні дні сушарку необхідно настроювати на роботу з використанням теплової енергії, отримуваної як від геліонагрівача, так і від електронагрівача. Тривалість процесу сушки, а також продуктивність сушарки можна змінювати регулюванням положення заслінки 33. Використання запропонованої сушарки, у порівнянні з відомими, дасть можливість: - більш ефективно використовувати тепло променів сонячної радіації за рахунок забезпечення автоматичної безступеневої орієнтації геліонагрівача в оптимальні положення і, тим самим, підвищити експлуатаційні можливості сушарки, її продуктивність, а також зменшити втрати урожаю; - створити певні зручності обслуговуючому персоналу звільненням його від періодичного нагляду за сушаркою протягом сонячних днів і вилученням операцій періодичної ручної настройки кута нахилу геліонагрівача відносно падаючих на поверхню нагрівання сонячних променів.