Піддон апарата для термовакуумного сушіння

1. Піддон апарата для термовакуумного сушіння, який має основу для розміщення висушуваного матеріалу і жорстко зв'язану з цією основою рамку, що складається з протилежних опорних бортів і щонайменше однієї перемички між ними, який відрізняється тим, що основа піддона виконана з такого листа струмопровідного матеріалу, у якого одна сторона щонайменше частково відігнута з утворенням опорного борту, який служить частиною рамки, а практично плоска частина щонайменше частково перфорована, при цьому ІНШІ частини рамки виготовлені з діелектричного матеріалу, опорні борти рамки мають практично однакову висоту, а щонайменше одна з перемичок щонайменше частково має висоту, меншу від висоти опорних бортів. 2. Піддон за п.1, який відрізняється тим, що його рамка має дві основні перемички, які з'єднують кінці протилежних опорних бортів, а між цими перемичками встановлена щонайменше одна проміжна перемичка з діелектричного матеріалу, висота якої практично дорівнює висоті основних перемичок. 3. Піддон за п.1, який відрізняється тим, що опорні борти рамки оснащені фіксаторами для механічного зчеплення з рамкою щонайменше одного суміжного піддона. 4. Піддон за п.З, який відрізняється тим, що зазначені фіксатори виконані у вигляді пар елемен тів, вибраних із групи, що складається з засобів штифт-отвір, шпунт-гребінь, пружний упорзащіпка. 5. Піддон за п.1, який відрізняється тим, що перфораційні отвори в струмопровідних основах ПІДДОНІВ вибрані з групи, що складається з круглих отворів, прямих щілин, криволінійних щілин та їх комбінацій. Корисна модель відноситься до конструкції електронагрівних ПІДДОНІВ ДЛЯ апаратів термовакуумного сушіння дисперсних переважно рослинних матеріалів типу здрібнених фруктів і овочів і насінь довільних рослин. Тут і далі стосовно до корисної моделі позначені: - терміном "термовакуумне сушіння' - така обробка вологої сировини, під час якої її нагрівання супроводжується відсмоктуванням водяної пари з робочої порожнини апарата до досягнення заданої величини залишкової вологості продукту; - терміном "піддон" - така частина апарата для термовакуумного сушіння, що має струмопровідну перфоровану основу для розміщення вологої сировини і засіб підключення до джерела електроенергії для нагрівання цієї сировини; - терміном "апарат для термовакуумного сушіння" - пристрій з замкнутою в газонепроникному кожусі робочою порожниною, усередині якої встановлений штабель із щільно укладених один на іншій щонайменше двох ПІДДОНІВ І яка підключена до вакуум-насоса, придатного для відкачки водяної пари. Загальновідомо, що масова потреба в сушінні дисперсних рослинних матеріалів виникає періодично в сезони масового дозрівання овочів і фруктів або збирання зернових культур, що істотна частина їх загального врожаю приходиться на дрібні підсобні господарства і ферми і що навіть під час перевезення зерна, не кажучи вже про сирі овочі і фрукти, до місць їх централізованої переробки неминучі тим більші втрати, чим довше плече підвозу і чим більше період часу між збором врожаю і його переробкою. Тому апарати для сушіння таких матеріалів повинні одночасно задовольняти кільком важко сумісним вимогам, а саме. - бути якомога простішими за конструкцією і, відповідно, більш надійними, простими і зручними у виготовленні й обслуговуванні, - забезпечувати якомога вищу продуктивність ю CM 2545 при мінімальній питомій витраті енергії, - бути придатними для перевезення і швидкого розгортання в робоче положення і - забезпечувати якомога стабільніші, не залежні від уміння обслуговуючого персоналу режими сушіння для одержання стандартних за якістю продуктів на відокремлених одна від одної точках переробки врожаю Для виконання цих умов найпридатніші апарати для термовакуумного сушіння (див. Горяев А.А Вакуум но-диэлектрическая сушка древесины (обзор) - М.: ВНИПИЗИлеспром, 1977). їх головна перевага полягає в тому, що волога може випаровуватися з висушуваного матеріалу при температурі, яка істотно нижче температури пароутворення при атмосферному тиску. Це суттєво зменшує можливість перегріву сировини і псування продукту Однак конструкція таких апаратів повинна виключати блокування вакуум-насосів рідким конденсатом і локальні недогріви сировини внаслідок нерівномірності температурного поля в масі висушуваного матеріалу. Згідно з RU 346 U1 (1993р.) в апаратах для термовакуумного сушіння обводнених матеріалів були застосовані водокільцеві вакуум-насоси, які здатні абсорбувати не тільки конденсат, але й водяну пару. Це удосконалення виявилося ефективним при сушінні практично будь-яких вологих матеріалів. Однак питання про вирівнювання температурного поля в масі висушуваного матеріалу доводиться вирішувати з урахуванням розмірів, форми І фізико-хімічних властивостей висушуваних об'єктів. Оскільки більшість об'єктів зазвичай висушують порціями, які укладають на окремі піддони, остільки рівномірність температурного поля залежить переважно від конструкції піддонів. З опису апарату для термовакуумного сушіння згідно з RU 2047 U1, що був призначений як основа вакуумно-просочувальної установки для виготовлення кабельної продукції, вже відомий піддон, найближчий за конструкцією до пропонованого далі піддону Такий (не нагрівальний) піддон має основу для розміщення висушуваного матеріалу і жорстко зв'язану з цією основою рамку, що складається з опорних бортів і щонайменше однієї перемички між ними, причому всі ці деталі однакові за висотою. У складі відомого апарату для термовакуум ного сушіння кожен такий піддон служить простою опорою для вологої сировини (зокрема, мотка кабелю), а тепло, що потрібне для її сушки, підводять від зовнішнього джерела. На жаль, при сушці рослинних матеріалів на таких піддонах завжди є небезпека нерівномірного нагрівання окремих скупчень дисперсних частинок Зокрема, особливо помітний локальний недогрів дисперсної сировини в центральних частинах ПІДДОНІВ. Тому для вирівнювання вологості у всій масі продукту сировину приходиться довго витримувати усередині газонепроникного кожуха з відповідним зниженням продуктивності апарата і збільшенням питомих витрат енергії. В основу корисної моделі покладена задача зміною матеріалу и удосконаленням геометричної форми і взаємозв'язку частин створити такий піддон апарату для термовакуумного сушіння, що забезпечував би вирівнювання температурного поля усередині газонепроникного кожуха при сушінні дисперсних рослинних матеріалів і, тим самим, знижував би імовірність локальних недогрівів висушуваного матеріалу І потребу в тривалій витримці сировини усередині апарата для вирівнювання вологості продукту. Поставлена задача вирішена тим, що в піддоні апарату для термовакуумного сушіння, який має основу для розміщення висушуваного матеріалу і жорстко зв'язану з цією основою рамку, що складається з протилежних опорних бортів і щонайменше однієї перемички між ними, згідно з винахідницьким задумом основа виконана з такого листа струм оп ров ід ного матеріалу, у якого одна сторона щонайменше частково відігнута з утворенням опорного борта, що служить частиною рамки, а практично плоска частина щонайменше частково перфорована, при цьому інші частини рамки виготовлені з діелектричного матеріалу, опорні борти рамки мають практично однакову висоту, а щонайменше одна з перемичок щонайменше частково має висоту менше висоти протилежних опорних бортів. Піддони такої конструкції легко можна збирати в штабелі довільної висоти без зазорів між опорними бортами, чергуючи положення струмопровідних опорних бортів так, щоб усі піддони штабеля були послідовно включені в загальний ланцюг електроживлення. При цьому джерелами тепла служать перфоровані плоскі частини основ піддонів практично по всій площі їх контакту з шарами висушуваного дисперсного рослинного матеріалу. Фахівцю зрозуміло, що, задаючи форму, розміри і взаєморозташування перфораційних отворів, можна ефективно регулювати виділення тепла по площі основи піддона і тим самим вирівнювати температурне поле з заздалегідь заданою точністю. Перша додаткова відмінність полягає в тому, що рамка піддона має дві основні перемички, які з'єднують кінці протилежних опорних бортів, а між цими перемичками встановлена щонайменше одна проміжна перемичка з діелектричного матеріалу, висота якої практично дорівнює висоті основних перемичок Це дозволяє підвищити жорсткість піддонів та їх стійкість до термомеханічних деформацій навіть при дуже високій частці сумарної площі перфораційних отворів у загальній площі струмопровідних основ піддонів. Друга додаткова відмінність полягає в тому, що опорні борти рамки піддона оснащені фіксаторами для механічного зчеплення з рамкою щонайменше одного суміжного підцона. Це дозволяє підвищити жорсткість і стійкість штабелів, які складають з піддонів, при мінімальній жорсткості зовнішнього каркаса і навіть при його повній відсутності. Третя додаткова відмінність полягає в тому, що зазначені фіксатори виконані у вигляді пар елементів, обраних із групи, що складається з засобів «штифт-отвір», «шпунт-гребінь», «пружний упор-защіпка». З них з урахуванням конкретних 2545 значень маси і жорсткості окремих піддонів і вимог до стійкості штабеля легко вибрати найзручніші фіксатори. Четверта додаткова відмінність полягає в тому, що перфораційні отвори в струмопровідних основах піддонів обрані з групи, що складається з круглих отворів, прямих щілин, криволінійних щілин та їх комбінацій. Це дозволяє вибирати найефективнішу перфорацію з одночасним урахуванням мінімальних розмірів частинок висушеного дисперсного матеріалу (що легко визначити експериментальне сушінням зразків обраної сировини до постійної маси) і вимог до рівномірності температурного поля усередині рамок піддонів. Природно, що при виборі конкретних варіантів практичного здійснення корисної моделі можливі довільні комбінації зазначених додаткових відмінностей з основним винахідницьким задумом, що цей задум у межах, визначених формулою корисної моделі, може бути доповнений і/або уточнений з використанням звичайних знань фахівців і що описані далі кращі приклади втілення винахідницького задуму ніяким чином не обмежують обсяг прав на основі корисної моделі. Далі суть корисної моделі пояснюється докладним описом конструкції й особливостей роботи піддонів апаратів для термовакуумного сушіння з посиланнями на додані креслення, де зображені на: фіг.1 - піддон для апаратів термовакуумного сушіння; фіг.2 - те ж, що на фіг.1, із проміжними перемичками іншої орієнтації; фіг.З - струм опро від на частина піддона; фіг.4 - схема фіксації піддонів у штабелі; фіг.5 - приклад апарату для термовакуумного сушіння дисперсних матеріалів (варіант із внутрішньою фіксацією ПІДДОНІВ у штабелі) - для практичної ілюстрації ефективності корисної моделі. Запропонований піддон (див. фіг.1) має: - основу 1 для розміщення висушуваного матеріалу, яку виготовлено з листа струмопровідного матеріалу, наприклад нержавіючої стали, і в який одна сторона щонайменше частково відігнута з утворенням одного опорного борта 2, і - жорстко зв'язану з основою 1 рамку, що включає зазначений перший струмопровідний опорний борт 2 і виготовлені з придатного діелектрика (зокрема, з повітряно-сухоі деревини) протилежний першому другий опорний борт 3 і щонайменше одну перемичку 4 (а звичайно кілька таких перемичок) між бортами 2 і 3. Опорні борти 2 і 3 рамки мають практично однакову висоту. Щонайменше одна з перемичок 4 (а звичайно усі вони) щонайменше частково мають висоту менше висоти опорних бортів 2 і 3. Звичайно рамка має дві основні перемички 4, що з'єднують кінці опорних бортів 2 і 3, а між цими перемичками встановлена щонайменше одна проміжна перемичка 4, яка також виготовлена з діелектричного матеріалу і практично дорівнює по висоті основним перемичкам 4, Оскільки В апаратах для термовакуумного сушіння для розміщення висушуваного матеріалу звичайно використовують щонайменше два піддони, остільки в комплекті повинні бути піддони двох типів. Відповідно, проміжні перемички 4 можуть служити додатковими скріпленнями або між опорними бортами 2 і 3, як показано на фіг.1, або між основними перемичками 4, як показано на фіг.2. Практично плоска частина струм опровідної основи 1 кожного піддона щонайменше частково перфорована. При цьому форма не позначених особливо перфораційних отворів у основах 1 може бути обрана з групи, що складається з круглих отворів (див. фігури 1, 2 і 3), прямих щілин (див. фіг.З), не показаних особливо ламаних або криволінійних щілин і їх довільних комбінацій. Зокрема, на фіг.З показана одна з можливих комбінацій круглих і розбіжних прямих щілинних перфораційних отворів. Конкретні форми і варіанти взаєморозташування цих отворів фахівці з теплотехніки можуть вибрати шляхом розрахунків електричних ланцюгів і процесів теплообміну між основами 1 і висушуваним матеріалом по відомих алгоритмах. Не виключений (як граничний випадок) і такий не показаний особливо на кресленнях варіант, коли щонайменше один, а переважно два щілинних перфораційних отвори розділяють основи 1 щонайменше деяких включених у комплект піддонів на всій відстані від одного (струмопровідного) опорного борта 2 до другого (діелектричного) опорного борта 3. У таких випадках усі частини такої основи 1 механічно утримуються на одному рівні тільки бортами 2 і 3 і перемичками 4. Опорні борти 2 і 3 рамок окремих піддонів можуть бути оснащені такими фіксаторами для механічного з'єднання з рамками суміжних {нижче або вище розташовуваних) піддонів, які обрані з групи, що складається з добре відомих у механіці пар «штифт-отвір», «шпунт-гребінь», чи «пружний упор-защіпка». Приклад одного з таких фіксаторів типу «штифт 5 - отвір 6» явно показаний на фіг.4. Апарат для термовакуумного сушіння дисперсних матеріалів з використанням корисної моделі, як мінімум, включає: - щонайменше два описаних вище і не позначених особливо піддони, які зібрані в щільний штабель таким чином, що їх струмо про Відні опорні борти 2 і тонкі торці основ 1 по черзі розташовані по протилежних сторонах штабеля, введені в електричний контакт між собою і послідовно включені через не позначений особливо засіб рознімання в загальний ланцюг живлення від обраного зовнішнього джерела електричного струму, яке не показано тут у силу очевидності для фахівців; - опору 7 для послідовної установки піддонів один на іншому та їх фіксації в робочому положенні, доповнену, за бажанням, не показаним особливо каркасом (звичайно у вигляді щонайменше двох направляючих стійок або не суцільних по висоті стінок, висота яких відповідає сумарній висоті обраної кількості ПІДДОНІВ і між якими фіксують штабель); - газонепроникний кожух 8 (звичайно у вигляді знімного чохла із гнучкого полімерного матеріалу) для відділення заповненого піддонами об'єму від атмосфери, який охоплює штабель з щонайменше однобічним зазором щодо периметра рамок під 2545 донів; - щонайменше один водокільцевий вакуумнасос 9 з ежектором для відсмоктування з кожуха 8 водяної пари, що виділяється при нагріванні висушуваного матеріалу, і - щонайменше один патрубок 10 для підключення вакуум-насоса 9 до порожнини газонепроникного кожуха 8. На практиці описаний апарат може бути додатково оснащений такими очевидними для фахівців частинами, як: - рама 11, що служить підставкою для апарата в зібраному для роботи положенні; - кришка 12, розташовувана під верхньою частиною газонепроникного кожуха 8 і призначена для безпосереднього (або через прокладку 13) притискування штабеля піддонів своею вагою після зборки апарата і додатково атмосферним тиском після включення вакуум-насоса 9; - щонайменше один датчик 14 температури і не показаний особливо термометр; - щонайменше один манометр-вакуумметр 15 для контролю залишкового тиску (розрідження) у процесі сушіння; - щонайменше один запірно-регулюючий елемент (кран або вентиль) 16 на кожному з патрубків 10 між вакуум-насосом 9 і порожниною газонепроникного кожуха 8; - не показаний і не позначений особливо регулятор напруги або струму в ланцюзі живлення струмопровідних частин піддонів. Термовакуумне сушіння дисперсних матеріалів з використанням описаних піддонів проводять у періодичному режимі в такий спосіб. Під час підготовки до початку кожного чергового технологічного циклу на основи 1 піддонів тон Фиг. і 8 кими шарами укладають вологу сировину. Потім при відкритому і (звичайно опущеному до рівня опори 7) газонепроникному кожусі 8 збирають штабель з обраної кількості піддонів І накривають його кришкою 12. Далі фіксують у робочому положенні газонепроникний кожух 8, відкривають запірно-регулюючий елемент 16 на патрубку 10, включають водокільцевий вакуум-насос 9, підключають струмо провідні частини (основи 1 І опорні борти 2) піддонів до джерела електроенергії і встановлюють максимально припустиму температуру нагрівання сировини. В міру висушування сировини контролюють температуру і залишковий тиск у газонепроникному кожусі 8, стабілізація яких протягом визначеного (звичайно експериментальне обираного) періоду свідчить про завершення сушіння. Після ЦЬОГО виключають електроживлення і вакуум-насос 8, доводять тиск усередині газонепроникного кожуха 8 до атмосферного, видаляють цей кожух 8, розбирають штабель, звільняють піддони від висушеного до заданої залишкової вологості цільового продукту і цикл повторюють, як описано вище Піддони (і апарати для термовакуумного сушіння з їх використанням) легко виготовити з загальнодоступних матеріалів і застосовувати для рівномірного сушіння різноманітних дисперсних переважно рослинних матеріалів, зокрема, розрізаних на придатні за формою і розмірами частинки фруктів і овочів, або насінь, як правило, злакових рослин. Апарат з використанням описаних піддонів легко переводити з транспортного в робоче положення І назад і зручно перевозити до місць використання за призначенням. Фиг. 2 2545 10 12 CTftM Фаг З ФигА Фиг. 5 Комп'ютерна верстка Н Лисенко Підписне Тираж 38 прим Міністерство освгти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності. Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул 1 Кудрі, 29, м Киів-42, МСП 01601