RU200574U1

RU200574U1 - DRYING CABINET

Info

Publication number: RU200574U1
Application number: RU2020120868U
Authority: RU
Inventors: Елизавета Андреевна Дунаева; Виктор Федорович Попович; Федор Викторович Фролов; Ильяс Идрисович Калафатов
Priority date: 2020-06-18
Filing date: 2020-06-18
Publication date: 2020-10-29

Abstract

Полезная модель относится к сушильному оборудованию с естественной вентиляцией, в частности к устройству для высушивания образцов почвы путем удаления влаги в воздушной среде. Устройство может использоваться в сельском хозяйстве для сушки образцов почвы при определении ее влажности термостатно-весовым методом. Сушильный шкаф включает сушильную камеру, установленные в ней сетчатые лотки для продукта сушки, нагревательные элементы, расположенные в нижней части камеры и закрытые поддоном, отверстия, через которые теплый воздух от нагревательных элементов поступает к лоткам, отверстие для отвода испаренной влаги и блок управления. При этом согласно полезной модели сушильная камера имеет герметичную дверь и теплоизолированный корпус, в котором выполнено входное отверстие для притока наружного воздуха, отверстия для поступления теплого воздуха от нагревательных элементов расположены равномерно по всему периметру поддона, а отверстие для отвода испаренной влаги увеличено и снабжено регулируемой заслонкой. Техническим результатом полезной модели является повышение эффективности работы шкафа. 1 ил.The utility model relates to drying equipment with natural ventilation, in particular to a device for drying soil samples by removing moisture in the air. The device can be used in agriculture for drying soil samples when determining its moisture using a thermostatic-weight method. The drying cabinet includes a drying chamber, mesh trays for drying product installed in it, heating elements located in the lower part of the chamber and covered by a tray, openings through which warm air from the heating elements enters the trays, an opening for evaporated moisture removal and a control unit. At the same time, according to the utility model, the drying chamber has a sealed door and a heat-insulated body, in which an inlet for the flow of outside air is made, the openings for the flow of warm air from the heating elements are evenly located along the entire perimeter of the pallet, and the opening for removing the evaporated moisture is enlarged and equipped with an adjustable dam ... The technical result of the utility model is to increase the efficiency of the cabinet. 1 ill.

Description

Полезная модель относится к сушильному оборудованию с естественной вентиляцией, в частности к устройству для высушивания образцов почвы путем удаления влаги в воздушной среде. Устройство может использоваться в сельском хозяйстве для сушки образцов почвы при определении ее влажности термостатно-весовым методом.The utility model relates to drying equipment with natural ventilation, in particular to a device for drying soil samples by removing moisture in the air. The device can be used in agriculture for drying soil samples when determining its moisture by thermostatic-weight method.

Одним из основных требований, предъявляемым к устройствам сушки почвы, является равномерность распределения температуры внутри сушильной камеры. Согласно ГОСТ 28268-89 «Почвы. Методы определения влажности, максимальной гигроскопической влажности и влажности устойчивого завядания растений» правильно отрегулированный сушильный шкаф должен поддерживать заданную температуру с погрешностью не более 2°С во всех точках рабочей камеры. Кроме того, сушильный шкаф должен обеспечивать достаточную скорость удаления испаренной влаги, что особенно актуально при сушке высоковлажных образцов почвы.One of the main requirements for soil drying devices is the uniformity of temperature distribution inside the drying chamber. According to GOST 28268-89 “Soils. Methods for determining moisture content, maximum hygroscopic moisture content and the moisture content of stable wilting of plants "A properly adjusted drying cabinet must maintain the specified temperature with an error of no more than 2 ° C at all points of the working chamber. In addition, the drying cabinet must provide a sufficient rate of removal of evaporated moisture, which is especially important when drying high-moisture soil samples.

Известен сушильный шкаф производства компании BINDER, модель ED 115 (https://www.binder-world.com/ru/produkty/susilnye-skafy-i-nagrevatelnye-kamery/seria-ed-avantgardeline/ed-115#0). Сушильный шкаф имеет естественную конвекцию и электромеханическое управление вытяжным клапаном. Согласно документации производителя шкаф обладает высокой временной и пространственной точностью температуры, высокой энергоэффективностью и позволяет качественно проводить сушку образцов почвы. Однако, сушильный шкаф имеет высокую стоимость.Known drying oven manufactured by BINDER, model ED 115 (https://www.binder-world.com/ru/produkty/susilnye-skafy-i-nagrevatelnye-kamery/seria-ed-avantgardeline/ed-115#0). The drying oven has natural convection and an electromechanical exhaust valve control. According to the manufacturer's documentation, the cabinet has high temporal and spatial temperature accuracy, high energy efficiency and allows high-quality drying of soil samples. However, an oven is expensive.

Наиболее близким по технической сущности и принятым в качестве прототипа является сушильный шкаф ШМ-80-01 СПУ, применяемый для сушки, обработки и испытаний металлов, стекла, керамики, пищевых продуктов и других производственных материалов (http://www.sktb-spu.ru/katalog/shkafy-sushil-nye/do-200/shkaf-sushil-nyj -shs-80-01-spu-do-200/; https://aerotube.ru/product/view/240/1088.html).The closest in technical essence and adopted as a prototype is the ShM-80-01 SPU drying cabinet used for drying, processing and testing metals, glass, ceramics, food products and other production materials (http: //www.sktb-spu. ru / katalog / shkafy-sushil-nye / do-200 / shkaf-sushil-nyj -shs-80-01-spu-do-200 /; https://aerotube.ru/product/view/240/1088.html ).

Шкаф включает сушильную камеру из нержавеющей стали, сетчатые лотки (полки) для продукта, нагревательные элементы, блок управления. В верхней части шкафа предусмотрено технологическое отверстие, которое открывают при сушке влажных материалов для выпуска пара. Для закрытия отверстия имеется специальная заглушка. Нагревательные элементы расположены в нижней части сушильной камеры и отделены от лотков поддоном, который установлен с зазором относительно боковых и задней стенок камеры. Данный сушильный шкаф обладает рядом существенных преимуществ перед другими устройствами. Он имеет невысокую стоимость, компактен, эргономичен, прост в эксплуатации, работает от сети 220 V. Позволяет производить установку, регулирование и автоматический контроль температуры в сушильной камере. Однако, вследствие того, что в данном устройстве тепло от нагревательных элементов поступает к лоткам только с трех сторон - через отверстия (зазоры), расположенные вдоль стенок камеры, температура внутри камеры распределяется неравномерно и в передней части она заметно ниже. Кроме того, устройство не имеет притока воздуха извне, а отверстие для отвода влажного воздуха (пара) имеет недостаточные размеры, и при сушке высоковлажных материалов, в частности влажных образцов почвы, внутри камеры скапливается большое количество влаги, и требуется периодическое отключение устройства для ее удаления. Следствием указанных недостатков является длительность процесса сушки и низкое ее качество.The cabinet includes a stainless steel drying chamber, mesh trays (shelves) for the product, heating elements, and a control unit. A technological opening is provided in the upper part of the cabinet, which is opened when drying wet materials to release steam. There is a special plug to close the hole. Heating elements are located in the lower part of the drying chamber and are separated from the trays by a pallet, which is installed with a gap relative to the side and rear walls of the chamber. This drying cabinet has a number of significant advantages over other devices. It has a low cost, is compact, ergonomic, easy to operate, operates on a 220 V network. It allows for installation, regulation and automatic control of the temperature in the drying chamber. However, due to the fact that in this device the heat from the heating elements enters the trays only from three sides - through the holes (gaps) located along the walls of the chamber, the temperature inside the chamber is distributed unevenly and in the front part it is noticeably lower. In addition, the device does not have an air flow from the outside, and the opening for the removal of moist air (steam) has insufficient dimensions, and when drying high-moisture materials, in particular wet soil samples, a large amount of moisture accumulates inside the chamber, and a periodic shutdown of the device is required to remove it. ... The consequence of these disadvantages is the duration of the drying process and its low quality.

В основу полезной модели поставлена техническая задача усовершенствования конструкции известного сушильного устройства с целью уменьшения конденсации влаги внутри камеры за счет устройства естественной системы конвекции, соблюдения равномерного нагрева высушиваемых образцов и повышения эффективности работы устройства за счет сокращения длительности и количества циклов сушки.The basis of the utility model is the technical problem of improving the design of the known drying device in order to reduce moisture condensation inside the chamber due to the device of a natural convection system, maintaining uniform heating of the dried samples and increasing the efficiency of the device by reducing the duration and number of drying cycles.

Указанная задача решается тем, что в сушильном шкафу, включающем сушильную камеру, установленные в ней сетчатые лотки для продукта сушки, нагревательные элементы, расположенные в нижней части камеры и закрытые поддоном, отверстия, через которые теплый воздух от нагревательных элементов поступает к лоткам и отверстие для отвода испаренной влаги, а также блок управления согласно полезной модели сушильная камера имеет герметичную дверь и теплоизолированный корпус, в котором выполнено входное отверстие для притока наружного воздуха, при этом отверстия для поступления теплого воздуха от нагревательных элементов расположены равномерно по всему периметру поддона, а отверстие для отвода испаренной влаги увеличено и снабжено регулируемой заслонкой.This problem is solved by the fact that in a drying cabinet, which includes a drying chamber, mesh trays installed in it for the drying product, heating elements located in the lower part of the chamber and covered with a tray, holes through which warm air from the heating elements enters the trays and an opening for evaporated moisture removal, as well as a control unit according to the utility model, the drying chamber has a sealed door and a heat-insulated casing, in which an inlet for the inlet of outside air is made, while the openings for the supply of warm air from the heating elements are evenly located along the entire perimeter of the pallet, and the opening for the removal of evaporated moisture is increased and equipped with an adjustable damper.

Между совокупностью существенных признаков полезной модели и достигаемым техническим результатом существует следующая причинно-следственная связь.The following causal relationship exists between the set of essential features of a utility model and the achieved technical result.

Организация воздухообмена с внешней средой и улучшение циркуляции воздуха внутри камеры достигаются за счет снабжения сушильного шкафа входным отверстием для притока холодного воздуха, размер которого рассчитывается исходя из объема шкафа, что в совокупности с увеличением отверстия для отвода испаренной влаги и снабжением его регулируемой заслонкой, позволяет обеспечить естественную конвекцию без образования конденсата внутри камеры. Теплоизоляция корпуса и герметизация двери сушильной камеры также позволяют уменьшить конденсацию влаги, а также снизить потери тепла при сушке. Благодаря расположению отверстий равномерно по всему периметру поддона, закрывающего нагревательные элементы, достигается равномерный приток теплого воздуха и распределение температуры внутри сушильной камеры и обеспечивается одновременное высушивание образцов почвы без необходимости досушивания отдельных из них. Тем самым сокращаются длительность и количество циклов сушки и снижаются общие затраты энергии.Organization of air exchange with the external environment and improvement of air circulation inside the chamber are achieved by supplying the drying cabinet with an inlet for the flow of cold air, the size of which is calculated based on the volume of the cabinet, which, together with an increase in the opening for removing evaporated moisture and supplying it with an adjustable damper, allows natural convection without condensation inside the camera. Thermal insulation of the casing and sealing of the drying chamber door also helps to reduce moisture condensation, as well as reduce heat loss during drying. Due to the arrangement of the holes evenly around the entire perimeter of the pallet covering the heating elements, a uniform flow of warm air and temperature distribution inside the drying chamber is achieved and simultaneous drying of soil samples is ensured without the need for additional drying of individual ones. This shortens the duration and number of drying cycles and reduces the overall energy consumption.

Таким образом, совокупность существенных признаков полезной модели обеспечивает устранение недостатков прототипа и является необходимым и достаточным условием для достижения технического результата - уменьшения конденсации влаги внутри камеры, обеспечение равномерного нагрева высушиваемых образцов и повышения эффективности работы устройства.Thus, the combination of essential features of the utility model ensures the elimination of the shortcomings of the prototype and is a necessary and sufficient condition for achieving the technical result - reducing moisture condensation inside the chamber, ensuring uniform heating of the dried samples and increasing the efficiency of the device.

Сущность полезной модели поясняется чертежом (фиг. 1), где приведено аксонометрическое изображение сушильного шкафа с вырезом ближнего угла для лучшей видимости основных элементов.The essence of the utility model is illustrated by a drawing (Fig. 1), which shows an axonometric image of a drying cabinet with a cutout in the near corner for better visibility of the main elements.

Сушильный шкаф содержит сушильную камеру 1 с теплоизолированным корпусом и герметичной дверью 2. В камере ярусами установлены сетчатые лотки 3, служащие для размещения на них продукта сушки. В нижней части камеры закреплены нагревательные элементы (ТЭНы) 4, закрытые поддоном 5, по периметру которого расположены одинаковые отверстия 6 для равномерного поступления нагретого воздуха к лоткам. В корпусе камеры имеется входное отверстие 7 для притока наружного воздуха и выходное отверстие 8, через которое удаляется испаренная при сушке влага, снабженное регулируемой заслонкой 9. Сушильный шкаф также содержит блок управления 10.The drying cabinet contains a drying chamber 1 with a heat-insulated body and a sealed door 2. In the chamber, mesh trays 3 are installed in tiers, serving to place the drying product on them. In the lower part of the chamber, heating elements (heating elements) 4 are fixed, closed by a pallet 5, along the perimeter of which there are identical holes 6 for uniform flow of heated air to the trays. The chamber housing has an inlet 7 for the flow of outside air and an outlet 8 through which moisture evaporated during drying is removed, equipped with an adjustable damper 9. The drying cabinet also contains a control unit 10.

Сушильный шкаф работает следующим образом. Подготовленные к сушке алюминиевые бюксы с образцами грунта открывают, надевают крышки на нижнюю часть бюкс и в таком положении устанавливают бюксы на сетчатые лотки 3 в сушильной камере 1. Загрузка возможна как полная, так и частичная. Закрывают герметичную дверь 2 и открывают вентиляционную заслонку 9 на выходном отверстии 8. Размер отверстия устанавливают с помощью градуировки в зависимости от влажности образцов почвы. Сушильный шкаф включают в электросеть 220V и при помощи блока управления 10 задают нужную температуру. Почву высушивают до постоянной массы при температуре 105±2°С. Процесс испарения влаги из образца начинается сразу же после включения сушильного шкафа в электросеть. Пробу высушивают до тех пор, пока потеря массы будет не более 5 вес. % за 24 ч. Сушку проводят 2-3 циклами по 6-8 ч. После каждого цикла заслонку сверху закрывают во избежание адсорбции влаги. Окончание сушки рассчитывают для каждой почвы индивидуально. После того как процесс сушки завершен, открывают дверь шкафа и вынимают образцы почвы, незамедлительно закрывают бюксы, чтобы влага из воздуха не адсорбировалась в почву, остужают 10-15 мин, взвешивают и определяют общую массу высушенной пробы.The drying cabinet works as follows. Prepared for drying, aluminum bottles with soil samples are opened, lids are put on the lower part of the bottles, and in this position the bottles are placed on mesh trays 3 in drying chamber 1. Loading is possible both full and partial. Close the sealed door 2 and open the ventilation flap 9 at the outlet 8. The size of the hole is set by graduation depending on the moisture content of the soil samples. The drying cabinet is connected to the 220V power supply and, using the control unit 10, the required temperature is set. The soil is dried to constant weight at a temperature of 105 ± 2 ° C. The process of evaporation of moisture from the sample begins immediately after the drying cabinet is connected to the power grid. The sample is dried until the weight loss is no more than 5 weight. % in 24 hours. Drying is carried out in 2-3 cycles of 6-8 hours. After each cycle, the shutter is closed from above to avoid moisture adsorption. The end of drying is calculated for each soil individually. After the drying process is completed, open the cabinet door and take out soil samples, immediately close the bottles so that moisture from the air does not adsorb into the soil, cool for 10-15 minutes, weigh and determine the total weight of the dried sample.

Claims

Drying cabinet, including a drying chamber, mesh trays installed in it for drying product, heating elements located in the lower part of the chamber and covered by a tray, openings through which warm air from the heating elements enters the trays and an opening for removing evaporated moisture, as well as a block control, characterized in that the drying chamber has a sealed door and a heat-insulated body, in which an inlet for the flow of outside air is made, while the holes for the flow of warm air from the heating elements are evenly located around the entire perimeter of the pallet, and the hole for the removal of evaporated moisture is increased and equipped with an adjustable damper.