RU2231955C2

RU2231955C2 - Radiation drying apparatus

Info

Publication number: RU2231955C2
Application number: RU2001110256/13A
Authority: RU
Inventors: А.Н. Шевцов (RU); А.Н. Шевцов; Б.А. Музыченко (RU); Б.А. Музыченко; Э.С. Гореньков (RU); Э.С. Гореньков
Priority date: 2001-04-16
Filing date: 2001-04-16
Publication date: 2004-07-10

Abstract

FIELD: agriculture, in particular, equipment for drying of grape and fruit by solar energy.

SUBSTANCE: drying apparatus is equipped with covering made in the form of two similar transparent pyramids executed from film and arranged one inside another. Netted trays filled with product are arranged in two tiers. Heating member is made in the form of thin blackened material and is arranged adjacent pyramid sides.

EFFECT: intensified drying process, improved quality of product and increased efficiency of drying apparatus.

1 dwg

Description

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к устройствам для сушки винограда и плодов с помощью солнечной энергии.The invention relates to the field of agriculture, in particular to devices for drying grapes and fruits using solar energy.

Известна “Радиационная сушилка” “Отечественный и зарубежный опыт сушки винограда”. АгроНИИТЭИПП, серия 18, выпуск 10, М., 1991, рис.7), которая представляет собой теплицу под стеклом, при этом стенка с северной стороны выполнена из асбестоцементных плит, теплица установлена над ямой, которая засыпана щебнем, являющимся аккумулятором тепловой энергии, а его поверхность может быть принята за нагревательный элемент от прямых солнечных лучей. В средней части сушилки установлен сетчатый поддон с продуктом, который обогревается как от прямых солнечных лучей, так и от воздушного потока, проходящего через щебенку или через отверстие, выполненное над поверхностью почвы.Known “Radiation dryer” “Domestic and foreign experience in drying grapes”. AgroNIITEIPP, series 18, issue 10, M., 1991, Fig. 7), which is a greenhouse under glass, while the wall on the north side is made of asbestos-cement slabs, the greenhouse is installed above the pit, which is covered with gravel, which is a thermal energy accumulator, and its surface can be mistaken for a heating element from direct sunlight. In the middle part of the dryer, a mesh tray with a product is installed, which is heated both from direct sunlight and from the air stream passing through the gravel or through an opening made above the soil surface.

Недостатком сушилки являются большие капитальные затраты, приходящиеся на единицу продукта, а также отсутствие эффективной сушки в утренние и вечерние часы, когда солнечные лучи проходят сквозь прозрачные покрытия, минуя нагревательный элемент (поверхность щебенки) и поверхность продукта, или же недостаточная эффективность сушки, когда солнечные лучи падают под косым углом к горизонтальной поверхности, в которой расположен продукт.The drawback of the dryer is the high capital costs per unit product, as well as the lack of effective drying in the morning and evening hours, when the sun's rays pass through transparent coatings, bypassing the heating element (gravel surface) and the product surface, or insufficient drying efficiency when the sun rays fall at an oblique angle to the horizontal surface in which the product is located.

Известна “Радиационная сушильная установка” (патент 2027963, М.кл. A 01 G 1/06 - прототип), включающая двухслойное прозрачное покрытие, сетчатые поддоны и нагревательный элемент в виде тонкого зачерненного материала.Known “Radiation drying installation” (patent 2027963, M. CL A 01 G 1/06 - prototype), including a two-layer transparent coating, mesh pallets and a heating element in the form of a thin blackened material.

Недостатком установки является то, что основание сушилки ориентируют на юг перпендикулярно солнечным лучам в околополуденное время, а в утренние и вечерние часы солнечные лучи направлены параллельно или под косым углом к основанию, поэтому эффективность сушки падает, и продолжительность ее увеличивается.The disadvantage of the installation is that the base of the dryer is oriented south perpendicular to the sun's rays at noon, and in the morning and evening hours the sun's rays are directed parallel to or at an oblique angle to the base, so the drying efficiency decreases and its duration increases.

Целью настоящего изобретения является ускорение процесса сушки, повышение качества продукта и производительности сушилки.The aim of the present invention is to accelerate the drying process, improving product quality and dryer performance.

Поставленная цель достигается тем, что в радиационной сушильной установке, включающей двухслойное, прозрачное пленочное покрытие, сетчатые поддоны и нагревательный элемент в виде тонкого зачерненного материала, покрытие выполнено в виде двух подобных, прозрачных, четырехугольных пирамид, установленных одна в другой с промежутком, сетчатые поддоны установлены в два яруса, а нагревательный элемент расположен по боковым граням пирамиды под нижним ярусом, при этом в верхней части пирамид расположено выходное отверстие для воздушного потока, а входное отверстие образовано щелью между нижними краями покрытий и почвой. При этом пленочные покрытия по одной из граней с северной стороны выполнены разъемными для загрузки и выгрузки продукта.This goal is achieved by the fact that in a radiation drying installation, including a two-layer, transparent film coating, mesh pallets and a heating element in the form of thin blackened material, the coating is made in the form of two similar, transparent, quadrangular pyramids, installed one into another with a gap, mesh pallets installed in two tiers, and the heating element is located on the side faces of the pyramid under the lower tier, while at the top of the pyramids there is an outlet for air flow ka, and the inlet is formed by a gap between the lower edges of the coatings and the soil. At the same time, film coatings along one of the faces on the north side are detachable for loading and unloading the product.

Новым в изобретении является то, что нагревательный элемент расположен по боковым граням четырехугольной пирамиды, что обеспечивает облучение его в течение всего светового дня.New in the invention is that the heating element is located on the lateral faces of the quadrangular pyramid, which ensures irradiation during the whole daylight hours.

Указанные отличия являются существенными, так как в утренние и вечерние часы продукт обогревается в основном за счет конвективного теплообмена от нагревателя, а в околополуденное время обогревается, кроме того, за счет тепла прямой солнечной радиации. При этом ускоряется процесс сушки, повышается качество, а так как продукт уложен в два яруса и увеличена площадь поддонов, то дополнительно возрастает и производительность сушилки.These differences are significant, because in the morning and evening hours the product is heated mainly due to convective heat exchange from the heater, and in the noon time it is heated, in addition, due to the heat of direct solar radiation. At the same time, the drying process is accelerated, the quality is improved, and since the product is laid in two tiers and the area of pallets is increased, the productivity of the dryer also increases.

На чертеже показано устройство сушильной установки в прямоугольной диаметрической проекции.The drawing shows the device of the drying unit in a rectangular diametrical projection.

Нa чертеже и в тексте приняты следующие обозначения:In the drawing and in the text, the following notation:

1 - рама;1 - frame;

2 - поддон нижнего яруса;2 - the pallet of the lower tier;

3 - стойка;3 - rack;

4 - крепежные отверстия в раме 1 и стойках 3;4 - mounting holes in the frame 1 and racks 3;

5 - пятка;5 - heel;

6 - поддон верхнего яруса;6 - pallet of the upper tier;

7 - прутковая крестовина;7 - rod cross;

8 - внутреннее пленочное покрытие;8 - inner film coating;

9 - внешнее пленочное покрытие;9 - external film coating;

10 - внутренний каркас;10 - inner frame;

11 - внешний каркас;11 - external frame;

12, 13 - воротники;12, 13 - collars;

14 - козырек;14 - peak;

15 - отрезки трубок;15 - pipe segments;

16, 17 - шплинты;16, 17 - cotter pins;

18 - пятка;18 - heel;

19, 20 - внутренний и внешний контуры;19, 20 - internal and external contours;

21 - крепежный элемент (завязки);21 - fastener (ties);

22 - нижний проволочный контур;22 - lower wire loop;

23 - нагревательный элемент;23 - heating element;

24 - верхний проволочный контур;24 - upper wire loop;

25 - отверстия на концах стоек 3.25 - holes at the ends of the racks 3.

Радиационная сушильная установка содержит раму 1, например, из металлического уголка без вертикального бортика с одной из сторон (согласно чертежу с северо-восточной стороны) для удобства загрузки и выгрузки 4-х сетчатых поддонов 2, образующих нижний ярус. Рама 1 закреплена на четырех стойках 3 посредством отверстий 4, выполненных как по углам рамы 1, так и на изогнутой части стоек 3 (не показано). Стойки 3 вдавлены в почву до пяток 5, и длина их соответствует уровню установки нижнего яруса. Верхний ярус образован одним сетчатым поддоном 6, установленным на прутковой крестовине 7. Поддоны 2 и 6 взаимозаменяемы и расположены под двухслойным пленочным покрытием 8 и 9, удерживаемым, например, на прутковых каркасах 10 и 11 соответственно, образующих ребра двух подобных четырехугольных, правильных пирамид, установленных одна в другой с промежутком между ними и для уменьшения тепловых потерь. Крестовина 7 закреплена (подвешена) на прутковом каркасе 10. В верхней части каждый пруток каркасов 10 и 11 закреплен на воротниках 12 и 13, образующих верхнее выходное отверстие с козырьком 14. Нижние концы каркасов 10 и 11 вставлены в обрезки трубок 15 и закреплены в них с помощью отверстий и шплинтов 16 и 17. Трубки 15 вдавлены в почву до пяток 18. Шплинты 16 и 17 способствуют также удержанию над поверхностью почвы проволок, натянутых по внутреннему 19 и внешнему 20 контурам оснований пирамид для закрепления внутреннего и внешнего пленочных покрытий 8 и 9 крепежными элементами 21. Шплинты 16 для крепления внутреннего каркаса 10 имеют большую длину и обращены головками внутрь сушилки. С их помощью натянута проволока еще одного нижнего контура 22 по сторонам основания четырехгранной усеченной пирамиды для закрепления снизу зачерненной ткани нагревательного элемента 23. В верхней части нагревательный элемент 23 крепится к другому верхнему проволочному контуру 24, которые образуют вместе четырехгранную усеченную пирамиду. Контур 24 подвешен на расстоянии от нижнего яруса посредством отверстий 25 на концах стоек 3. Сторона контура 24 меньше стороны рамы 3, в результате воздушный поток, проходящий как снизу, так и сверху нагревательного элемента 23, поступает под поддоны 2 нижнего яруса.A radiation drying installation comprises a frame 1, for example, of a metal corner without a vertical side on one side (according to the drawing from the north-east side) for the convenience of loading and unloading 4 mesh pallets 2 forming the lower tier. The frame 1 is mounted on four pillars 3 through holes 4 made both at the corners of the frame 1, and on the curved part of the pillars 3 (not shown). Racks 3 are pressed into the soil to heels 5, and their length corresponds to the level of installation of the lower tier. The upper tier is formed by one mesh pallet 6 mounted on a rod crosspiece 7. Pallets 2 and 6 are interchangeable and are located under a two-layer film coating 8 and 9, held, for example, on the bar frames 10 and 11, respectively, forming the edges of two similar quadrangular, regular pyramids, installed one in another with a gap between them and to reduce heat loss. The crosspiece 7 is fixed (suspended) on the bar frame 10. In the upper part, each bar of the frames 10 and 11 is fixed on the collars 12 and 13, forming the upper outlet with a visor 14. The lower ends of the frames 10 and 11 are inserted into the trimming tubes 15 and fixed in them with the help of holes and cotter pins 16 and 17. Tubes 15 are pressed into the soil to the heels 18. Cotter pins 16 and 17 also contribute to the retention of wires stretched along the inner 19 and outer 20 contours of the base of the pyramids to secure the inner and outer film coatings 8 and 9 cre ezhnymi elements 21. Pins 16 for fixing the inner frame 10 have a greater length and heads turned inside the dryer. With their help, a wire of another lower circuit 22 is stretched along the sides of the base of the tetrahedral truncated pyramid to fix the blackened fabric of the heating element 23 from the bottom. In the upper part, the heating element 23 is attached to another upper wire circuit 24, which together form a tetrahedral truncated pyramid. The circuit 24 is suspended at a distance from the lower tier through the holes 25 at the ends of the uprights 3. The side of the circuit 24 is less than the side of the frame 3, as a result, the air flow passing both from below and from above the heating element 23 enters under the pallets 2 of the lower tier.

Пленочные укрытия 8 и 9 по одной из граней (по чертежу с северо-восточной стороны) выполнены разъемными (не показано) для загрузки и выгрузки продукта. Пленочные укрытия 8 и 9 выкроены по размерам граней пирамид, в верхней и нижней частях имеют карманы для стягивающих пленку шнуров (не показано) и крепятся к внутреннему и внешнему контурам 19 и 20 посредством крепежных элементов 21 (зявязок).Film shelters 8 and 9 along one of the faces (according to the drawing from the northeast side) are made detachable (not shown) for loading and unloading the product. The film shelters 8 and 9 are cut out according to the size of the faces of the pyramids, in the upper and lower parts they have pockets for cords tightening the film (not shown) and are attached to the inner and outer contours 19 and 20 by means of fasteners 21 (ties).

Поверхность почвы под сушилкой покрыта пленкой (не показано) для устранения влияния почвенной влаги па процесс сушки.The soil surface under the dryer is covered with a film (not shown) to eliminate the influence of soil moisture during the drying process.

Сушильная установка работает следующим образом. Воздушный поток проникает внутрь сушилки через щели между пленочными укрытиями 8, 9 и почвой. Так как нагревательный элемент 23 не касается внутреннего пленочного укрытия 8 и поверхности почвы, то воздушный поток проходит над и под нагревательным элементом 23, отбирает от него тепло, запасенное от воздействия солнечных лучей, и, проникая через продукт на сетчатых поддонах 2 нижнего яруса, а затем поддон 6 верхнего яруса, нагревает его, обеспечивая сушку, и уходит в атмосферу через верхнее отверстие. Кроме того, продукт нагревается от воздействия прямой солнечной радиации, особенно в околополуденное время.A drying unit operates as follows. Airflow enters the dryer through the cracks between the film shelters 8, 9 and the soil. Since the heating element 23 does not touch the inner film cover 8 and the soil surface, the air flow passes above and below the heating element 23, removes heat stored from sunlight and penetrates through the product on the mesh pallets 2 of the lower tier, and then the pan 6 of the upper tier, heats it, providing drying, and goes into the atmosphere through the upper hole. In addition, the product heats up from exposure to direct solar radiation, especially around noon.

Для загрузки и выгрузки продукта пленочные покрытия 8 и 9 могут раскрываться по смежным граням пирамид, например, с северо-восточной стороны (не показано).To load and unload the product, film coatings 8 and 9 can be opened along adjacent faces of the pyramids, for example, from the northeast side (not shown).

Из-за более эффективного использования тепла солнечной радиации в течение всего светового дня повышается температура сушки продукта на 10-15°С, а продолжительность сушки сокращается в 1,5-2 раза, вследствие чего качество продукта и производительность сушилки повышаются.Due to the more efficient use of the heat of solar radiation during the whole daylight, the drying temperature of the product increases by 10-15 ° C, and the drying time decreases by 1.5-2 times, as a result of which the quality of the product and the productivity of the dryer increase.

Claims

A radiation drying installation, including a two-layer transparent film coating, mesh pallets and a heating element in the form of a thin blackened material, characterized in that the coating is made in the form of two similar transparent 4-angle pyramids, installed one into another with a gap, the mesh pallets are installed in two tiers and the heating element is located along the lateral faces of the pyramid under the lower tier, while in the upper part of the pyramids there is an outlet for air flow, and the inlet Call of the gap between the lower edges of the covers and the soil.