PL173440B1 - Suszarka próżniowa do skór z układem do odprowadzania pary i wytwarzania próżni - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest suszarka próżniowa do skór z układem do odprowadzania pary i wytwarzania próżni.

Wiadomo, że próżniowy sposób suszenia skór jest korzystniejszy w porównaniu ze sposobami tradycyjnymi, z którymi wiąże się układanie skór na ramach umieszczonych w wentylowanych i odwilżanych pomieszczeniach lub ogrzewanych tunelach. Przy stosowaniu suszenia próżniowego skóra jest bardziej gładka i płaska, a także lepiej przystosowana do kolejnych operacji wykańczających. Ponadto umożliwia uzyskanie krótszych czasów suszenia rzędu minut zamiast godzin, oraz niższych kosztów robocizny. Nowoczesne suszarki zużywają mniej energii i zajmują znacznie mniej miejsca niż systemy o ciśnieniu atmosferycznym.

Jednakże suszarki próżniowe mają wadę w postaci wyższych kosztów początkowych i eksploatacyjnych, oraz niższej jakości końcowej skór, zwłaszcza dla skór cieńszych o lepszym licu, wskutek spornych naprężeń cieplnych w skórach, a także zmniejszenia ilości materiałów tłuszczowych zawartych w ich włóknach. W suszarkach próżniowych skóry układa się na łożach, które są ogrzewane do około 60°C - 80°C, tj. do temperatur znacznie wyższych od temperatury ciała zwierząt, z których zostały pozyskane, w celu możliwie najszybszego odparowania pozostałości wilgoci. Dla obniżenia temperatury parowania, łoża są hermetycznie zamykane szczelnymi pokrywami. Powstają w ten sposób szeregi komór wyparnych, które są podłączone do pompy próżniowej z zastosowaniem układu, w którym występuje co najmniej jeden skraplacz i/lub oddzielacz kondensatu. Z wykresu stanu pary jasno wynika, że im większa próżnia jest wytworzona w hermetycznych komorach, tym niższa będzie temperatura parowania.

173 440

W tym celu w układzie próżniowym wytwarzana jest wysoka próżnia za pomocą pomp próżniowych z pierścieniem cieczowym lub ze zmienną komorą cylindryczną, z zastosowaniem wody lub oleju jako cieczy roboczych. Pompy te mogą wytwarzać próżnię do 95% przy resztkowym ciśnieniu bezwzględnym mniejszym niż 3000 Pa.

W praktyce ciśnienie to jest stopniowo redukowane do próżni powyżej 90%, co odpowiada ciśnieniu bezwzględnemu około 8000 Pa, w temperaturze równowagi pary około 45°C. Stosownie do tego, łoża są ogrzewane do temperatury co najmniej 60-70°C co umożliwia odparowanie resztkowej wilgoci ze skór. Dla skrócenia czasu odparowaniajest możliwe podniesienie temperatury łoża do wartości powyżej 80°C, a tym samym zwiększenie przepływu ciepła do skór, lecz wiąże się to z ryzykiem uszkodzenia włókien skóry.

Ponadto, w tych warunkach i przy schłodzeniu skraplaczy wodą o temperaturze około 15°C możliwe jest suszenie skór do zawartości wilgoci resztkowej około 30%. Dla wprowadzenia bardziej intensywnego suszenia konieczne jest przedłużenie czasu pozostawania skór na łożach, co ujemnie wpływa zarówno na wydajność urządzenia, jak i najakość suszonego wyrobu. Celem wynalazku jest suszarka próżniowa do skór z układem do odprowadzania pary i wytwarzania próżni.

Suszarka próżniowa do skór z układem do odprowadzania pary i wytwarzania próżni, której każde łoże posiada grzejną część dolną, na której umieszczone są skóry przeznaczone do suszenia oraz pokrywę tworzącą hermetyczne zamknięcie, do którego jest podłączony co najmniej jeden kolektor pary, na którym umieszczony jest pierwszy skraplacz, zaś na wylocie pierwszego skraplacza umieszczony jest pierwszy oddzielacz kondensatu, zaś na końcu układu podłączona jest główna pompa próżniowa według wynalazku charakteryzuje się tym, że za pierwszym oddzielaczem kondensatu jest umieszczony połączony z nimi przewodem drugi skraplacz, za którym z kolei jest umieszczony drugi oddzielacz kondensatu, na którego przewodzie wylotowym jest umieszczona główna pompa próżniowa, przy czym przed główną pompą próżniową jest włączone drugie urządzenie zasysające podłączone do niej szeregowo, którego wlot i wylot są połączone w układzie bocznikującym ze sterowanym zaworem elektrycznym, z którym jest połączony czujnik ciśnienia umieszczony przed drugim urządzeniem zasysającym.

Korzystnie drugie urządzenie zasysające jest urządzeniem o dużej wydajności i niskim ciśnieniu.

Korzystnie drugie' urządzenie zasysające ma wydajność 300 do 1000 m³/h i przeciętne ciśnienie 3000 Pa do 10000 Pa.

Korzystnie urządzenie zasysające jest sprężarką wyporową typu Rootsa lub urządzeniem łopatkowym, bądź ejektorem gazowym lub parowym.

Korzystnie skraplacze końcowe są izolowane.

Dzięki rozwiązaniu według wynalazku uzyskano urządzenie o niższej temperaturze odparowania niż w konwencjonalnych typach urządzeń. Uzyskano ekstremalne zmniejszenie temperatury odparowania i konsekwentnie temperatury występującej w łożach, dla uniknięcia wszelkich uszkodzeń skór oraz nadania im maksymalnej miękkości lica, z oczywistymi zaletami z punktu widzenia jakości.

Dzięki układowi próżniowemu powyżej możliwe jest ekstremalne skrócenie czasów suszenia w stosunku do uzyskiwanych poprzednio, przy relatywnie niskich temperaturach odparowania.

Ponadto, możliwe jest wydatne zmniejszenie temperatury panującej w łożach, poprawiające końcową jakość skór bez ujemnego wpływu na czasy odparowania.

Może być również możliwe połączenie obu powyższych oddziaływań, zmniejszające zarówno czasy odparowania jak i temperatur panujących w łożach, z pozytywnymi rezultatami w zakresie wydajności i jakości suszonych skór.

Górna wartość ciśnienia bezwzględnego uzyskiwanego dzięki takiej pompie próżniowej w stanie stabilnym wynosi 4000 do 10000 Pa. Niższa wartość ciśnienia bezwzględnego uzyskanego w stanie stabilnym poprzez umieszczenie drugiego urządzenia zasysającego szeregowo z pompą główną może wynosić 100 Pa do 1500 Pa.

Przykład wykonania wynalazku przedstawiono na rysunku, na którym pokazano schematycznie blok 1, który oznacza konwencjonalną suszarką z wielopoziomowymi łożami 2, w

173 440 których występują szeregi sztaplowanych łóż 2 mogących przesuwać się wzdłuż pionowych prowadnic 3 w ramie zamocowanej do posadzki.

W każdym łożu 2 występuje część dolna 4 i pokrywa górna 6 z hermetycznym zamknięciem. Część dolna 4 służy do ogrzewania skór P za pomocą wężownic 5, przez które przepływa ciecz o temperaturze T_s wyższej od temperatury otoczenia.

Z każdym łożem 2 związany jest co najmniej jeden, a korzystnie dwa kolektory pary 7. W kolektorach pary 7 wstawione są skraplacze 8 utworzone z wężownicy, przez którą przepływa ciecz chłodząca o temperaturze T_r. Wilgoć i częściowo skroplone pary na wylocie skraplaczy 8 są odprowadzane głównym przewodem rurowym 9 w kierunku pierwszego oddzielacza kondensatu 10, np. typu odśrodkowego, z pierwszą tacą zbiorczą kondensatu 11.

Para opuszczająca oddzielacz kondensatu 10 jest odprowadzana przewodem 12 do drugiego skraplacza 13 i następnie do drugiego oddzielacza kondensatu 14 z drugą tacą zbiorczą 14’. Drugi oddzielacz kondensatu 14 umożliwia niemal całkowite wyeliminowanie pozostałości wilgoci występującej w układzie, w którym wypływa niemalże wyłącznie suche powietrze. Drugi oddzielacz kondensatu 14 jest połączony pizewodem rurowym 15 z główną pompą próżniową 16, np. jedno, lub dwustopniowej pompy z pierścieniem cieczowym. Główna pompa próżniowa 16 odprowadza ciecz do wylotu 17 i stopniowo zmniejsza ciśnienia bezwzględne cieczy do pierwszej górnej wartości P_s, która leży pomiędzy 4000 Pa, a 10000 Pa, np. jest równa 8000 Pa, co odpowiada pierwszej temperaturze równowagi pary T1 wynoszącej 45°C.

Elektryczny zawór odcinający 18 jest umieszczony na przewodzie 15 przed pompą główną 16.

Zgodnie z wynalazkiem przed pompą główną 16 jest zamontowane drugie urządzenie zasysające 19, które może pracować szeregowo z pompą główną 16 po uzyskaniu górnej wartości Ps ciśnienia bezwzględnego. W szczególności, urządzenie zasysające 19 może stanowić dmuchawa łopatkowa lub dmuchawa typu Rootsa o dużej wydajności około 300 do 1000 m³/h i pracującej przy niskim ciśnieniu, np. 8000 Pa do 10000 Pa.

Alternatywnie, można zastosować ejektor gazowy lub parowy, który nie jest pokazany na rysunku, i jest dostępny w tej branży technicznej.

Dmuchawa łopatkowa 19 jest połączona szeregowo z pompą główną 16, przez co jej przewód wlotowy 20 i jej przewód odprowadzający 21 są zawsze otwarte, a urządzenie pracuje w sposób ciągły. Przewód wlotowy 20 i przewód odprowadzający 21 są połączone w układzie bocznikującym poprzez normalnie otwarty zawór elektryczny 22. Zawór elektryczny 22 jest połączony z czujnikiem ciśnienia 24 umieszczonym na przewodzie 15 i czujnik ciśnienia 24 współpracuje z zaworem elektrycznym tak, że otwiera go przy wartości ciśnienia bezwzględnego powyżej Ps, które jest nastawione przykładowo na 8000 Pa i zamyka go gdy wartość ta zostanie osiągnięta. Dzięki szeregowemu układowi dmuchawy 19 i jej dużej wydajności, ciśnienie bezwzględne w układzie osiąga w ciągu kilku chwil dolną wartość P„ która jest zbliżona do bezwzględnej próżni. Przeprowadzone testy praktyczne dla tego układu wykazały, że mimo nieuniknionych strat w układzie i na pokrywach 6 łóż 2 ciśnienie to osiąga w czasie poniżej 10 sekund minimalną wartość 100 Pa do 1500 Pa, co odpowiada drugiej temperaturze równowagi T2 pary, która leży w zakresie od 2 do 7°C.

Stosownie do tego, łoża 2 mogą być ogrzewane wodą o temperaturze T_r wynoszącej od 15 do 30°C, która jest wyraźnie niższa niż dotychczas, oraz taką, przy której jakość lica skór pozostaje całkowicie niezmieniona. Ponadto, dzięki ekstremalnie krótkim czasom odparowania skóra nie traci swej zawartości tłuszczowej, która jest istotna dla uzyskania dobrej tekstury 1 dużej miękkości dotyku.

W tych samych odstępach czasowych jest również potrzebna znacznie niższa temperatura Tr wody, która chłodzi poszczególne skraplacze i oddzielacze kondensatu i jest utrzymywana w granicach około 0°C.

Aby uniknąć powtórnego odparowania w drugim skraplaczu pary 13 i drugim oddzielaczu 14 urządzenia te są odpowiednio izolowane.

Podczas pracy skóry są układane na dolnych częściach łóż 2, które z kolei są hermetycznie zamykane pokrywami 6. Łoża 4 są następnie ogrzewane wodą o temperaturze Ts, którajest niższa od 30°C. Następnie uruchamiana jest pompa 16 stopniowo zmniejszająca ciśnienie bezwzględne w ciągu kilku minut do wartości Ps pomiędzy 10000 Pa, a 4000 Pa, np. 8000 Pa, na które

173 440 ustawiony jest czujnik 24. Po osiągnięciu ciśnienia Ps czujnik ciśnienia uruchamia zawór elektryczny 22, zamykający układ bocznikujący urządzenia 19. Urządzenie to współpracuje z pompą próżniową 16, dalej zmniejszając ciśnienie aż do uzyskania stopnia próżni, która zbliżona jest do absolutnej, przy resztkowych ciśnieniach bezwzględnych około 500 do 1000 Pa. Przy tych ciśnieniach temperatura stanu równowagi pary T2 leży poniżej 10°C, wytwarzając w ten sposób gradient termiczny w łożach, co oznacza szybkie odparowanie wilgoci resztkowej ze skór. Pary są szybko skraplane dzięki temperaturze w która wynosi około 0°C, co ekstremalnie zmniejsza czas suszenia.

Jeśli zachodzi potrzeba wprowadzenia niskich temperatur w procesie w celu suszenia szczególnie delikatnych i cienkich skór, możliwe jest zmniejszenie temperatury ogrzewania T_r np. poniżej 20°C, zmniejszając nieco gradient termiczny i zwiększając czas suszenia. Przy pracy na tych parametrach możliwe jest zrównoważenie dwóch efektów, uzyskania optymalnej jakości przy znacznie krótszych czasach suszenia niż dotychczas.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 2,00 zł

Claims (5)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Suszarka próżniowa do skór z układem do odprowadzania pary i wytwarzania próżni, której każde łoże posiada grzejną część dolną, na której umieszczone są skóry przeznaczone do suszenia oraz pokrywę tworzącą hermetyczne zamknięcie, do którego jest podłączony co najmniej jeden kolektor pary, na którym umieszczony jest pierwszy skraplacz, zaś na wylocie pierwszego skraplacza umieszczony jest pierwszy oddzielacz kondensatu, zaś na końcu układu podłączona jest główna pompa próżniowa, znamienna tym, że za pierwszym oddzielaczem kondensatu (10) jest umieszczony połączony z nim przewodem (12) drugi skraplacz (13), za którym z kolei jest umieszczony drugi oddzielacz kondensatu (14), na którego przewodzie wylotowym (15) jest umieszczona główna pompa próżniowa (16), przy czym przed główną pompą próżniową (16) jest włączone drugie urządzenie zasysające (19) podłączone do niej szeregowo, którego wlot (20) i wylot (21) są połączone w układzie bocznikującym ze sterowanym zaworem elektrycznym (22), z którym jest połączony czujnik ciśnienia (24) umieszczony przed drugim urządzeniem zasysającym (19).
2. 2. Suszarka próżniowa według zastrz. 1, znamienna tym, że drugie urządzenie zasysające (19) jest urządzeniem o dużej wydajności i niskim ciśnieniu.
3. 3. Suszarka próżniowa według zastrz. 2, znamienna tym, że drugie urządzenie zasysające (19) ma wydajność 300 do 1000 m³/h i przeciętne ciśnienie 3000 Pa do 10000 Pa.
4. 4. Suszarka próżniowa według zastrz. 3, znamienna tym, że drugie urządzenie zasysające (19) jest sprężarką wyporową typu Rootsa lub urządzeniem łopatkowym, bądź ejektorem gazowym lub parowym.
5. 5. Suszarka próżniowa według zastrz. 1, znamienna tym, że skraplacze końcowe (13,14) są izolowane.