MD1097Z

MD1097Z - Dispozitiv pentru obţinerea aerului cald pentru uscătorii

Info

Publication number: MD1097Z
Application number: MDS20160072A
Authority: MD
Inventors: Ион ХЭБЭШЕСКУ; Валериан ЧЕРЕМПЕЙ; Юрий МОЛОТКОВ
Original assignee: Институт Сельскохозяйственной Техники "Mecagro"
Priority date: 2016-06-03
Filing date: 2016-06-03
Publication date: 2017-12-31
Also published as: MD1097Y

Abstract

Invenţia se referă la dispozitive pentru obţinerea aerului cald şi poate fi utilizată pentru reglarea temperaturii aerului fierbinte, de exemplu, a gazelor de ardere, în uscătorii pentru uscarea, de exemplu, a materiei prime vegetale, resturilor producţiei agricole la prepararea combustibilului solid, şi anume a peletelor şi brichetelor combustibile.Dispozitivul pentru obţinerea aerului cald pentru uscătorii conţine o conductă de admisie (1) a aerului fierbinte şi o conductă de evacuare (2) a aerului cald cu site parascântei (14). Pe conducta de admisie (1) este fixat cu posibilitatea deplasării şi fixării de-a lungul ei un disc (4), iar în conductă (1) este montată o clapetă de reglare (6), dotată cu un mâner. Clapeta (6) este unită printr-o transmisie mecanică cu un motor electric (7), conectat la ieşirea unui sistem automat de comandă (15), intrarea căruia este conectată la un senzor de temperatură (13), instalat în conducta de evacuare (2), pe care este fixată, cu un interstiţiu (δ) faţă de disc (4), o manta (3) tronconică, care împreună formează camera de amestecare a aerului fierbinte cu cel atmosferic, aspirat prin interstiţiul menţionat.

Description

Invenţia se referă la dispozitive pentru obţinerea aerului cald şi poate fi utilizată pentru reglarea temperaturii aerului fierbinte, de exemplu, a gazelor de ardere, în uscătorii pentru uscarea, de exemplu, a materiei prime vegetale, resturilor producţiei agricole la prepararea combustibilului solid, şi anume a peletelor şi brichetelor combustibile.

Se cunoaşte un dispozitiv pentru amestecarea aerului atmosferic şi fierbinte, care conţine un canal de admisie a aerului primar, care reprezintă conducta de intrare, coaxială cu conducta de ieşire, între care se află camera de amestecare, unită cu canalul de admisie a aerului secundar, în conducta de ieşire a canalului aerului primar fiind montat un senzor de temperatură. În camera de amestecare este amplasat un corp perforat, prin orificiile căruia pătrunde aerul secundar [1].

Dezavantajele acestei soluţii constau în reducerea unei mari părţi din secţiunea de trecere a conductei de aer primar, majorând rezistenţa aerodinamică şi mărind, prin urmare, sarcina pe sistemul de ventilare, care asigură transportarea aerului primar. În plus, dispozitivul cunoscut nu poate fi utilizat pentru uscarea unor produse în flux, deoarece raportul dintre secţiunile canalelor de aer primar şi secundar este destul de mare şi nu poate fi ajustat operativ. Secţiunea canalului de aer primar depăşeşte de multe ori suma secţiunilor orificiilor corpului perforat, amplasat în camera de amestecare, iar rata aerului secundar poate fi ajustată numai prin modificarea productivităţii pompei de alimentare cu aerul dat. În cazul unei diferenţe mari dintre temperatura aerului primar şi a celui secundar, nu se poate obţine un aer cald cu temperatura apropiată de cea medie.

Se cunoaşte, de asemenea, un dispozitiv pentru obţinerea aerului cald pentru uscătorii, care conţine o conductă de admisie a aerului fierbinte, coaxială cu o conductă de evacuare a aerului cald, între care se află camera de amestecare, formată dintr-un disc, fixat pe conducta de admisie cu posibilitatea deplasării şi fixării de-a lungul ei, şi o manta tronconică, fixată pe conducta de evacuare cu un interstiţiu faţă de disc. În conducta de evacuare este instalat un senzor de temperatură, iar în interiorul ambelor conducte este fixată câte o sită parascântei [2].

Dezavantajele acestei soluţii constau în faptul că în procesul de funcţionare parvin unele incomodităţi, legate de menţinerea temperaturii constante a amestecului de gaze la ieşirea conductei de admisie. Acest dezavantaj se manifestă îndeosebi atunci, când în calitate de sursă de gaze de combustie se utilizează camera de ardere alimentată periodic cu combustibil, de exemplu, lemne, cărbune, brichete etc. La fiecare încărcare cu combustibil temperatura gazelor de combustie se schimbă brusc, de aceea este necesară corectarea urgentă a interstiţiului dintre disc şi mantaua tronconică. Aceleaşi manipulări sunt necesare şi pe măsura arderii combustibilului încărcat. În plus, o modificare neesenţială a interstiţiului, în timpul schimbării poziţiei dispozitivului, poate conduce la schimbări considerabile ale cantităţii aerului atmosferic în amestecul de gaze obţinut. Aceasta duce la erori în menţinerea temperaturii la ieşirea din dispozitiv.

Problema tehnică pe care o rezolvă invenţia este asigurarea unei precizii înalte de menţinere a temperaturii amestecului de gaze la ieşirea din dispozitiv şi schimbarea operativă a raportului de aer primar şi secundar.

Dispozitivul pentru obţinerea aerului cald pentru uscătorii, conform invenţiei, înlătură dezavantajele menţionate mai sus prin aceea că conţine o conductă de admisie a aerului fierbinte, unită rigid prin tije cu o conductă de evacuare a aerului cald, în interiorul conductelor fiind fixată câte o sită parascântei. Pe conducta de admisie este fixat cu posibilitatea deplasării şi fixării de-a lungul ei un disc. Pe conducta de evacuare este fixată, cu un interstiţiu faţă de disc, o manta tronconică, care împreună formează camera de amestecare a aerului fierbinte cu cel atmosferic, aspirat prin interstiţiu. În conducta de evacuare este instalat un senzor de temperatură. În conducta de admisie este montată o clapetă de reglare, dotată cu un mâner, clapeta fiind unită printr-o transmisie mecanică cu un motor electric, conectat la ieşirea unui sistem automat de comandă, intrarea căruia este conectată la senzorul de temperatură.

Clapeta poate fi executată cu posibilitatea deplasării şi fixării ei în mod automat sau manual.

Particularităţile invenţiei asigură posibilitatea de a schimba intensitatea fluxului primar (gazelor de combustie) datorită clapetei de reglare şi, prin urmare, menţinând mărimea constantă a interstiţiului dintre disc şi mantaua tronconică, poate fi reglată temperatura la ieşirea din dispozitiv. Din cauza că diametrul conductelor de aer primar este mai mic decât diametrul mantalei tronconice, pentru modificarea secţiunii lor de trecere este necesară o deplasare mai mare a clapetei de reglare comparativ cu schimbarea suprafeţei interstiţiului dintre disc şi manta. Datorită acestui fapt, se poate majora precizia de menţinere a temperaturii amestecului de gaze la ieşirea din dispozitiv.

Unirea clapetei de reglare prin transmisia mecanică cu motorul electric, asigură posibilitatea de a utiliza mijloacele de automatizare pentru dirijarea poziţionării ei şi, prin urmare, schimbarea operativă a raportului de aer primar şi secundar în amestecul de gaze la menţinerea temperaturii lui. Interacţiunea clapetei de reglare cu sistemul automat de comandă, intrarea căruia este conectată la senzorul de temperatură, permite formarea unui sistem de reglare cu legătură inversă, care funcţionează stabil şi asigură o precizie înaltă de menţinere a temperaturii amestecului de gaze la ieşirea din dispozitivul propus.

Executarea clapetei de reglare cu posibilitatea deplasării şi fixării ei, atât în mod automat, cât şi manual, exclude abaterile mari de temperatură ale amestecului de gaze la ieşirea din dispozitiv în cazul unei eventuale defecţiuni a sistemului automat de comandă sau a motorului electric. În asemenea situaţii poziţia clapetei de reglare se schimbă manual, controlând temperatura efectivă a amestecului de gaze cu termometrul (nu este inclus în componenţa dispozitivului) sau după panoul indicator al sistemului automat de comandă, dacă el rămâne în funcţiune.

Invenţia se explică prin desenele din fig. 1-3, care reprezintă:

- fig. 1, vederea generală în axonometrie a dispozitivului din partea conductei de evacuare a aerului primar şi din partea conductei de admisie a aerului primar;

- fig. 2, vederea generală a dispozitivului cu sistemul automat de comandă;

- fig. 3, schema principiului de funcţionare a dispozitivului.

Dispozitivul pentru obţinerea aerului cald pentru uscătorii (fig.1) conţine conducta de admisie 1 a aerului primar (fierbinte), unită rigid prin tije cu conducta de evacuare 2 a aerului cald, între care este amplasată camera de amestecare, care reprezintă decalajul dintre conductele 1 şi 2. Canalul de alimentare cu aer secundar (atmosferic) formează interstiţiul δ între mantaua tronconică 3, fixată pe conducta 2, şi discul 4, fixat cu posibilitatea deplasării şi fixării de-a lungul conductei 1. Discul 4 poate fi fixat în poziţia selectată cu ajutorul mânerului filetat 5. În conducta 1 este montată clapeta de reglare 6, care, deplasându-se, schimbă secţiunea de trecere b a conductei 1. Clapeta 6 este unită prin transmisia mecanică, de exemplu, tip „şurub-piuliţă”, cu motorul electric 7. Piuliţa 8 a transmisiei mecanice, fixată pe clapeta 6, este executată cu posibilitatea de a ieşi din ansamblul cu şurubul 9, după care clapeta 6 poate fi deplasată cu mânerul 10 în orice poziţie de-a lungul directoarelor 11. Mânerul 12 este fixat pe discul 4 şi este destinat pentru deplasarea manuală a discului 4 de-a lungul conductei 1. Senzorul de temperatură 13 este montat în conducta 2 şi este destinat pentru măsurarea temperaturii curente a amestecului de gaze, formate în camera de amestecare. Sitele parascântei 14 (fig. 3) sunt fixate în interiorul conductelor 1 şi 2, aderente la camera de amestecare, şi protejează contra pătrunderii unor eventuale scântei de la generatorul de căldură în dispozitivul propus. Sistemul automat de comandă, la intrarea căruia este conectat senzorul de temperatură 13, iar la ieşire - motorul electric 7, este executat în formă de bloc separat 15 (fig. 2), care poate fi instalat în orice loc comod la exploatare.

Dispozitivul pentru obţinerea aerului cald pentru uscătorii funcţionează în modul următor.

Dispozitivul se montează în ruptura conductei de aer, care uneşte generatorul de căldură cu uscătoria, şi anume conducta de admisie 1 se uneşte la ieşirea generatorului (în fig. 3 nu este arătat), iar conducta de evacuare 2 - la uscătorie (în fig. 3 nu este arătat). Poziţia discului 4 în raport cu mantaua 3 se determină pe cale experimentală, astfel încât în conducta 2, la o temperatură proximă cu cea selectată, clapeta 6 să acopere aproximativ jumătate din diametrul conductei 1. Discul 4 se fixează în poziţia găsită cu mânerul filetat 5 în raport cu conducta 1 şi nu se mai deplasează. În aşa mod, dispozitivul propus se adaptează la parametrii efectivi ai celorlalte utilaje participante la procesul de uscare, şi anume la debitul ventilatorului de fum, la puterea generatorului de căldură, la calitatea combustibilului etc. Operaţiile pregătitoare descrise se efectuează o singură dată în cadrul lucrărilor de lansare-ajustare şi se repetă doar în cazul în care are loc substituirea unui utilaj din componenţa uscătoriei, schimbarea tipului de combustibil în generatorul de căldură sau schimbarea considerabilă a temperaturii selectate a uscătoriei. După executarea lucrărilor pregătitoare, dispozitivul este gata pentru exploatare.

Ventilatorul de fum (în fig. 3 nu este arătat), unit la conducta 2, creează o descărcare în camera de amestecare, care reprezintă un decalaj între conductele 1 şi 2 ale canalului de alimentare cu aer primar. Datorită descărcării obţinute, prin conducta 1 se absorb gazele de combustie de la generatorul de căldură (în fig. 3 nu este arătat) şi se amestecă cu aerul atmosferic, absorbit prin interstiţiul δ dintre discul 4 şi mantaua 3. Raportul dintre cantitatea de gaze de combustie şi aer depinde de poziţia clapetei 6, care acoperă parţial secţiunea de trecere a conductei 1, şi de mărimea interstiţiului δ dintre discul 4 şi mantaua 3. Amestecul de gaze obţinut se îndreaptă prin conducta 2 în uscătorie, iar temperatura lui curentă tout este controlată de senzorul 13. Sistemul automat de comandă 15 compară mărimea temperaturii curente a amestecului de gaze tout cu valoarea selectată tset şi în urma comparării formează semnalul de comandă cu motorul electric 7, unit prin transmisia mecanică cu clapeta 6. Dacă valoarea curentă a temperaturii amestecului de gaze tout este mai mare decât valoarea selectată tset, motorul electric 7 deplasează clapeta 6 în aşa mod, încât secţiunea de trecere b a conductei 1 să se micşoreze. În acest caz, cantitatea de gaze de combustie în amestec se reduce, iar temperatura se micşorează. Când temperatura tout la ieşirea din conducta 2 devine egală cu temperatura selectată tset, sistemul de comandă 15 deconectează motorul 7 şi deplasarea clapetei 6 încetează, totodată se întrerupe şi micşorarea temperaturii tout. În cazul în care temperatura tout este mai mică decât tset, sistemul de comandă 15 va deconecta repetat motorul electric 7, reversând direcţia lui de rotaţie, şi clapeta 6 se va deplasa în direcţie inversă, majorând secţiunea de trecere b a conductei 1. În aşa mod se menţine temperatura tout la nivelul selectat tset, ceea ce este necesar pentru uscarea calitativă a materiei prime.

În cea mai apropiată soluţie, ajustarea temperaturii are loc numai datorită schimbării cantităţii de aer atmosferic absorbit prin interstiţiul δ (fig. 3) dintre discul 4 şi mantaua 3, dar în dispozitivul propus s-a adăugat suplimentar clapeta 6. Aceasta a fost introdusă pentru a uşura poziţionarea elementelor de reglare şi, prin urmare, creşterea preciziei de menţinere a temperaturii selectate. Scopul poate fi explicat printr-un exemplu. Să admitem că D = 2d (vezi fig. 3), ce corespunde variantei construcţiei reale a dispozitivului, unde D este diametrul mantalei 3, iar d este diametrul conductei 1. Secţiunea deschisă integral a conductei 1 va fi egală cu πd2/4, secţiunea interstiţiului δ dintre discul 4 şi mantaua 3 va fi egală cu πd2/4 = πDδ = 2πdδ. De aici, lăţimea interstiţiului δ poate fi exprimată prin formula δ = d/8. Iar acum vom determina, ce manipulaţii vor fi necesare pentru a schimba secţiunile descrise, de exemplu, de două ori. Evident că, pentru a schimba secţiunea conductei 1 de două ori, este necesar să deplasăm clapeta 6 la o distanţă egală cu jumătate de diametru al conductei 1, adică cu d/2, iar pentru a schimba secţiunea interstiţiului δ de două ori este necesar de a reduce mărimea interstiţiului δ de două ori, adică de a deplasa discul 4 faţă de mantaua 3 la o distanţă de d/16. Exemplul demonstrează că, la o schimbare egală a secţiunii de trecere b, deplasarea liniară a clapetei 6 depăşeşte de câteva ori (în exemplul nostru de 8 ori) deplasarea liniară a discului 4. De aceea, cerinţele faţă de precizia acţionării mecanice a clapetei 6, privind poziţionarea ei, sunt cu mult mai mici decât cerinţele analogice în cazul dirijării automate a poziţiei discului 4. Astfel, pentru dispozitivul propus a fost realizată dirijarea temperaturii cu două elemente de reglare. Prin poziţia iniţială a discului 4 temperatura se stabileşte manual şi aproximativ, iar cu ajutorul clapetei 6 în mod automat şi precis.

1. RU 2428245 C2 2011.09.10

2. MD 906 Y 2015.05.31

Claims

1. Dispozitiv pentru obţinerea aerului cald pentru uscătorii, care conţine o conductă de admisie (1) a aerului fierbinte, unită rigid prin tije cu o conductă de evacuare (2) a aerului cald, în interiorul conductelor fiind fixate câte o sită parascântei (14); pe conducta de admisie (1) este fixat cu posibilitatea deplasării şi fixării de-a lungul ei un disc (4), totodată pe conducta de evacuare (2) este fixată, cu un interstiţiu (δ) faţă de disc (4), o manta (3) tronconică, care împreună formează camera de amestecare a aerului fierbinte cu cel atmosferic, aspirat prin interstiţiu (δ); în conducta de evacuare (2) este instalat un senzor de temperatură (13), caracterizat prin aceea că în conducta de admisie (1) este montată o clapetă de reglare (6), dotată cu un mâner (10), clapeta (6) fiind unită printr-o transmisie mecanică cu un motor electric (7), conectat la ieşirea unui sistem automat de comandă (15), intrarea căruia este conectată la senzorul de temperatură (13).

2. Dispozitiv pentru obţinerea aerului cald pentru uscătorii, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că clapeta (6) este executată cu posibilitatea deplasării şi fixării ei în mod automat sau manual.