RU2269730C2 - Heating method for drying drum used in sizing machine - Google Patents
Heating method for drying drum used in sizing machine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2269730C2 RU2269730C2 RU2004112583/06A RU2004112583A RU2269730C2 RU 2269730 C2 RU2269730 C2 RU 2269730C2 RU 2004112583/06 A RU2004112583/06 A RU 2004112583/06A RU 2004112583 A RU2004112583 A RU 2004112583A RU 2269730 C2 RU2269730 C2 RU 2269730C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- drum
- emitters
- radiators
- heating
- radiation
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Drying Of Solid Materials (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к технологии сушки длинномерных материалов: влажного текстильного полотна, ткацкого навоя после шлихтовки, бумаги, ткани; а также для нагрева пленочных материалов, касающихся или охватывающих вращающиеся цилиндрические поверхности, а также для сушки текстильных изделий.The present invention relates to a technology for drying lengthy materials: wet textile fabric, weaving after sizing, paper, fabric; as well as for heating film materials touching or covering rotating cylindrical surfaces, as well as for drying textile products.
1. Уровень техники1. The prior art
Известны способы нагрева сушильных барабанов путем непрерывной подачи в их внутреннюю полость перегретого пара [1, 2, 3, 4, 5].Known methods for heating the drying drums by continuously feeding into their internal cavity superheated steam [1, 2, 3, 4, 5].
Существенные недостатки данных способов - чрезвычайно низкий КПД, сложность транспортировки теплоносителя до барабанов, теплоизоляции и регулировки давления-температуры.Significant disadvantages of these methods are extremely low efficiency, the difficulty of transporting the coolant to the drums, thermal insulation and pressure-temperature control.
Известны также способы электромагнитного нагрева стенок барабана [6, 7, 8, 9, 10].There are also known methods of electromagnetic heating of the walls of the drum [6, 7, 8, 9, 10].
Общим в данных способах является размещение во внутренней полости барабана электромагнитного индуктора, наводящего вихревые токи (токи высокой частоты) в стенках барабана.Common to these methods is the placement in the inner cavity of the drum of an electromagnetic inductor inducing eddy currents (high frequency currents) in the walls of the drum.
Известны также излучатели инфракрасного излучения, так называемые "тепловые" лампы накаливания или лампы инфракрасного излучения: лампы ИКЗ, серийно выпускаемые, например, заводом "ЛИСМА", г. Саранск, Мордовская республика, а также электроламповым заводом в г. Калашников, Тверской области. Данные лампы накаливания с зеркальным покрытием колбы излучают направленно-рассеянный поток инфракрасного светового излучения. Эти лампы (источники инфракрасного излучения) широко используются для нагрева помещений (рабочих и подсобных). Факт использования инфракрасных излучателей для нагрева движущихся предметов или поверхностей не обнаружен. В то же время для использования инфракрасных излучателей (далее в тексте ИКИ) не требуется преобразователей частоты и защиты от электромагнитного излучения высокой и сверхвысокой частоты. Известны также регуляторы одно- и трехфазного напряжения или электрической мощности, а также терморегуляторы с термодатчиками (терморезисторами).Infrared emitters are also known, the so-called "thermal" incandescent lamps or infrared lamps: IKZ lamps, commercially available, for example, by the LISMA plant, Saransk, the Mordovian Republic, and also by the electric lamp plant in the city of Kalashnikov, Tver Region. These incandescent mirrored bulbs emit a directionally scattered stream of infrared light. These lamps (sources of infrared radiation) are widely used for heating rooms (workers and utility rooms). The fact of using infrared emitters to heat moving objects or surfaces was not detected. At the same time, the use of infrared emitters (hereinafter referred to as IKI) does not require frequency converters and protection against electromagnetic radiation of high and ultrahigh frequencies. Also known are regulators of one- and three-phase voltage or electric power, as well as temperature regulators with temperature sensors (thermistors).
2. Наиболее близким техническим решением (прототипом) из найденных в ходе патентно-информационных исследований способов нагрева вращающихся сушильных барабанов является способ нагрева сушильного цилиндра посредством комбинированного индуктора [11].2. The closest technical solution (prototype) of the methods of heating rotary drying drums found during patent information research is the method of heating the drying cylinder by means of a combined inductor [11].
В данном способе на полом валу внутри пустотелого барабана, закрепленного на валу с возможностью вращения, устанавливают последовательно по длине вала индукторы, которые дополнительно снабжают статорные обмотки электродвигателя. Обмотки индукторов и электродвигателя через полый вал электрически подсоединены через пускорегулирующую аппаратуру с источником электроэнергии.In this method, on the hollow shaft inside the hollow drum, rotatably mounted on the shaft, inductors are installed sequentially along the shaft length, which additionally supply the stator windings of the electric motor. The windings of the inductors and the electric motor through the hollow shaft are electrically connected through ballasts to an electric power source.
В описании к прототипу утверждается, что обмотки индуктора нагревают цилиндрическую поверхность барабана, а статорные обмотки обеспечивают его вращение.In the description of the prototype, it is stated that the windings of the inductor heat the cylindrical surface of the drum, and the stator windings provide its rotation.
По сравнению с аналогами в прототипе согласно описанию совмещены операции нагрева и создания вращающего момента на барабане.Compared with analogues in the prototype, according to the description, the operations of heating and creating torque on the drum are combined.
3. Причины, препятствующие получению технических результатов.3. Reasons that hinder the receipt of technical results.
Наиболее существенными недостатками прототипа являются высокая энергоемкость, вредность для окружающей среды и здоровья, сложность реализации и материалоемкость, малые функциональные возможности.The most significant disadvantages of the prototype are high energy consumption, harmful to the environment and health, the complexity of implementation and material consumption, small functionality.
3.1. Высокая энергоемкость обусловлена высокими потерями электромагнитного излучения высокой частоты при наведении токов высокой частоты индукторами. Количество тепла, выделяемое в единицу времени в корпусе барабана, пропорционально квадрату частоты изменения магнитного поля [12], а мощность излучения уменьшается пропорционально кубу от величины зазора (расстояния) между индуктором и корпусом барабана. Излучение индуктора, отражаясь во внутренней поверхности барабана, фокусируется на неподвижный вал, осуществляя его нагрев. Рассеяние проводимой энергии осуществляется и на элементы крепления барабана.3.1. High energy intensity is caused by high losses of high frequency electromagnetic radiation when inducing high frequency currents. The amount of heat generated per unit time in the drum casing is proportional to the square of the frequency of change of the magnetic field [12], and the radiation power decreases in proportion to the cube of the gap (distance) between the inductor and the drum casing. The radiation of the inductor, reflected in the inner surface of the drum, is focused on the stationary shaft, carrying out its heating. The dissipation of the conducted energy is also carried out on the fastening elements of the drum.
3.2. Вредное воздействие на окружающую среду и здоровье обслуживающего персонала.3.2. Harmful effects on the environment and the health of staff.
Интенсивность нагрева такой массивной детали, как корпус сушильного барабана, с длиной, не меньшей ширины, например ткани, 2-2,5 м и диаметром от 0,6 до 1,5 м, с толщиной стенки 3-5 мм, требует использования токов высокой частоты. Огромная электрическая мощность, необходимая для разогрева барабана весом 80-150 кг до 100-140°С генераторами ТВЧ, создает вредное высокочастотное электромагнитное поле в диапазоне частот 109-1011 Гц [13], неблагоприятное для человеческого организма.The intensity of heating such a massive part as the body of the drying drum, with a length not less than the width of, for example, fabric, 2-2.5 m and a diameter of 0.6 to 1.5 m, with a wall thickness of 3-5 mm, requires the use of currents high frequency. The huge electric power required to heat a drum weighing 80-150 kg to 100-140 ° C with high-frequency generators creates a harmful high-frequency electromagnetic field in the frequency range 10 9 -10 11 Hz [13], which is unfavorable for the human body.
3.3. Низкий КПД и невозможность реализации вращения барабана.3.3. Low efficiency and the inability to implement the rotation of the drum.
В сушильных машинах используют несколько последовательно расположенных барабанов или групп барабанов [14]. Влажное полотно, например ткацкий навой на шлихтовальных машинах или ткань на сушильных машинах отделочного производства в текстильной промышленности, огибает по мере движения поверхности сушильных барабанов. Вращение барабанам задают кинематически цепным или зубчатыми передачами от одного электродвигателя или редуктора. От равномерности вращения барабанов зависит натяжение полотна и качество его сушки.In drying machines, several sequentially located drums or groups of drums are used [14]. A wet web, such as a weave on sizing machines or fabric on drying machines in the textile industry, bends around as the surface of the drying drums moves. The rotation of the drums is set kinematically by chain or gear transmissions from one electric motor or gearbox. The tension of the web and the quality of its drying depend on the uniformity of rotation of the drums.
В прототипе не может быть реализован принцип электродвигателя, поскольку стандартные обмотки электродвигателя возбуждают не только вращающееся электромагнитное поле, но и токи в обмотках ротора. Вращение ротора обуславливается взаимодействием магнитных полей между статорными и роторными обмотками.In the prototype, the principle of an electric motor cannot be realized, since standard motor windings excite not only a rotating electromagnetic field, but also currents in the rotor windings. The rotation of the rotor is caused by the interaction of magnetic fields between the stator and rotor windings.
КПД электродвигателя не превышает 60%, тогда как кинематические передачи достигают 98-99% (например, зубчатые), это в 1,5 раза выше.The efficiency of the electric motor does not exceed 60%, while the kinematic gears reach 98-99% (for example, gears), which is 1.5 times higher.
Нагрузка на барабан в сушильной машине разная на холостом ходу (без заправки) и под заправкой. Чем толще полотно и чем больше его влажность, тем оно тяжелее и нагрузка сопротивления вращению барабана больше. В прототипе отсутствует возможность регулировки токов в статорных обмотках, а неравномерность вращения барабанов недопустима.The load on the drum in the dryer is different at idle (without refueling) and under refueling. The thicker the web and the greater its moisture content, the heavier it is and the load of resistance to rotation of the drum is greater. In the prototype there is no possibility of adjusting the currents in the stator windings, and the uneven rotation of the drums is unacceptable.
3.4. Сложность реализации и высокая материалоемкость способа в прототипе.3.4. The complexity of the implementation and high material consumption of the method in the prototype.
В прототипе процесс нагрева связан с необходимостью наличия мощного преобразователя частоты электрического напряжения с мощным трансформатором. Наличие нескольких индукторов, расположенных на неподвижном валу, усложняет и утяжеляет операцию сборки, увеличивает материалоемкость сборки и изготовления. Для защиты от ТВЧ-излучения необходимы дополнительные экраны.In the prototype, the heating process is associated with the need for a powerful frequency converter of electric voltage with a powerful transformer. The presence of several inductors located on a fixed shaft, complicates and complicates the assembly operation, increases the material consumption of the assembly and manufacture. Additional shields are required to protect against HDTV radiation.
Дополнительные статорные обмотки усложняют и утяжеляют схему реализации способа нагрева и управления процессом нагрева.Additional stator windings complicate and weight the scheme for implementing the heating method and controlling the heating process.
Немаловажным является явление наводки электрических токов в статорных обмотках от излучения индукторов. Это наведение токов неконтролируемым образом меняет магнитный момент статорных обмоток и вращающий момент на барабане.Important is the phenomenon of inducing electric currents in the stator windings from the radiation of inductors. This induction of currents uncontrollably changes the magnetic moment of the stator windings and the torque on the drum.
3.5. Ограниченные функциональные возможности прототипа обусловлены сущностью его реализации. Вихревые токи (токи Фуко) не наводятся в легких сплавах цветных металлов, таких как алюминий, магний, титан [15]. Использование индукционного нагрева не позволяет изготавливать легкие сушильные барабаны из пластмасс. Отсутствие контроля и регулировки температуры поверхности барабана вручную или автоматически не позволяют использовать прототипы для сушки полотен с различной влажностью.3.5. The limited functionality of the prototype is due to the essence of its implementation. Eddy currents (Foucault currents) are not induced in light alloys of non-ferrous metals, such as aluminum, magnesium, titanium [15]. The use of induction heating does not allow the manufacture of lightweight drying drums from plastic. The lack of control and adjustment of the surface temperature of the drum manually or automatically does not allow the use of prototypes for drying paintings with different humidity.
4. Признаки прототипа, совпадающие с заявленным предлагаемым изобретением.4. Signs of the prototype, coinciding with the claimed invention.
Сушильный барабан нагревают изнутри электромагнитным излучением, излучаемым неподвижно установленными на полой оси источниками этого излучения и подключенными через полость оси к источнику электроэнергии (к электрической сети).The dryer drum is heated from the inside by electromagnetic radiation emitted by sources of this radiation fixedly mounted on the hollow axis and connected through the axis cavity to an electric power source (to the electric network).
5. Задачей предлагаемого изобретения является получение следующих технических результатов:5. The objective of the invention is to obtain the following technical results:
5.1. Снижение энергоемкости.5.1. Reduced energy intensity.
5.2. Устранение вредного воздействия электромагнитного излучения на окружающую среду.5.2. Elimination of the harmful effects of electromagnetic radiation on the environment.
5.3. Увеличение КПД использования электроэнергии.5.3. Increased energy efficiency.
5.4. Упрощение реализации и снижение материалоемкости.5.4. Simplification of implementation and reduction of material consumption.
5.5. Расширение функциональных возможностей.5.5. Expansion of functionality.
6. Эти технические результаты в заявляемом способе нагрева сушильного барабана изнутри электромагнитным излучением, излучаемым неподвижно установленными на полой оси источниками этого излучения и подключенными через полость оси к источнику электроэнергии, достигаются тем, что на внутреннюю цилиндрическую поверхность барабана воздействуют инфракрасным излучением, размещая на оси неподвижно точечные по сравнению с размерами барабана инфракрасные излучатели направленного, расходящегося от излучателя к внутренней цилиндрической поверхности барабана луча так, что основания конусов этих лучей касаются друг друга на этой поверхности, причем излучатели размещают на оси рядами с одинаковым или неодинаковым числом излучателей в рядах, а число рядов устанавливают четным или нечетным. Полую ось закрепляют с возможностью угловых ее поворотов с последующей фиксацией, излучатели устанавливают на оси с возможностью их радиальных перемещений и подключают их электрически к однофазной или трехфазной сети через регулятор электрического напряжения (мощности).6. These technical results in the inventive method of heating the drying drum from the inside by electromagnetic radiation emitted by sources of this radiation fixedly mounted on the hollow axis and connected through the axis cavity to the electric power source are achieved by the fact that infrared radiation acts on the inner cylindrical surface of the drum, placing it motionless on the axis infrared emitters of directional diverging from the size of the drum, diverging from the emitter to the inner cylindrical surface rhnosti beam drum so that the bases of the cones of rays are tangent to each other on this surface, wherein the rows of emitters are positioned on axis with identical or unequal number of emitters in a row, and the number of rows is set even or odd. The hollow axis is fixed with the possibility of its angular rotations with subsequent fixation, the emitters are mounted on the axis with the possibility of their radial movements and connect them electrically to a single-phase or three-phase network through an electric voltage (power) regulator.
Кроме этого, излучатели в ряду устанавливают одинаковой или неодинаковой мощности излучения.In addition, the emitters in a row set the same or unequal radiation power.
7. Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показана схема секции сушильной машины, аналогичной шлихтовальной; на фиг.2 схематично показан продольный разрез сушильного барабана и схема подключения источников излучения к однофазной сети; на фиг.3 схематично показано подключение излучателей через полую ось к трехфазной сети; на фиг.4 схематично показан поперечный разрез барабана с круглой полой осью и тремя рядами одинаковых излучателей, каждый ряд которых электрически соединен со своей фазой трехфазной электрической цепи; на фиг.5 схематично показан поперечный разрез барабана с шестигранной полой осью и шестью рядами одинаковых по мощности излучателей с подключением каждых двух рядов к одной фазе трехфазной сети; на фиг.6 схематично показан поперечный разрез барабана с шестигранной полой осью и тремя рядами излучателей разной мощности в каждом ряду, электрически соединенных с однофазной электрической сетью; на фиг.7 показана развертка в плоскости шестигранной полой оси с одинаковыми по мощности излучателями; на фиг.8 - та же самая развертка с разными по мощности излучателями; на фиг.9 показана схема крепления излучателя, обеспечивающая его радиальное перемещение.7. The essence of the invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows a diagram of a section of a drying machine, similar sizing; figure 2 schematically shows a longitudinal section of a drying drum and a circuit for connecting radiation sources to a single-phase network; figure 3 schematically shows the connection of the emitters through the hollow axis to a three-phase network; figure 4 schematically shows a cross section of a drum with a round hollow axis and three rows of identical emitters, each row of which is electrically connected to its phase of a three-phase electric circuit; figure 5 schematically shows a cross section of a drum with a hexagonal hollow axis and six rows of identical power emitters with the connection of each two rows to the same phase of a three-phase network; 6 schematically shows a cross section of a drum with a hexagonal hollow axis and three rows of emitters of different capacities in each row, electrically connected to a single-phase electric network; 7 shows a scan in the plane of the hexagonal hollow axis with the same power emitters; on Fig - the same scan with different power emitters; figure 9 shows the mounting diagram of the emitter, ensuring its radial movement.
Схемы конструкции, поясняющие реализацию способа, включают в себя секцию (фиг.1) сушильных барабанов 1, например трех, установленных на неподвижных осях 2 с возможностью вращения. Для вращения барабаны снабжены кинематической передачей, например (цепь 3 и звездочки 4), соединенной с электродвигателем - М, установленным неподвижно. Наружная поверхность барабанов 1 взаимодействует с охватывающим их высушиваемым длинномерным материалом 5, например с ткацким навоем (для шлихтовальной машины).Structural diagrams explaining the implementation of the method include a section (Fig. 1) of drying drums 1, for example three, mounted rotatably on fixed
Сушильный цилиндр 1 (фиг.1) включает в себя цилиндрическую оболочку 6 (фиг.2), к торцам которой слева и справа неподвижно, например болтами 7, присоединены цилиндрические цапфы соответственно 8 и 9 со сквозным осевым круглым отверстием, соосным оболочке 6. Цапфы 8 и 9 установлены в подшипниках 10, корпуса которых неподвижно закреплены в остове машины (не обозначены) с возможностью вращения. Левая цапфа 8 снабжена звездочкой 4, взаимодействующей с цепной передачей 3. Во внутренних отверстиях цапф 8 и 9 соосно оболочке 6 на подшипниках качения 11 установлена пустотелая ось 2. Ее конец, противоположный кинематической звездочке 4, закреплен неподвижно винтом 12 в неподвижном кронштейне 13, жестко соединенном с остовом машины (не обозначен). При ослабленном винте 12 ось 2 можно поворачивать в подшипниках 11 относительно корпуса (поз.6, 7, 8, 9) (фиг.2) барабана 1 (фиг.1). На оси 2 радиально смонтированы инфракрасные излучатели 14 расходящегося направленного луча (например, зеркальные инфракрасные лампы, серийно выпускаемые заводом "ЛИСМА" г. Саранск, Мордовская республика, а также Электроламповым заводом, г. Калашников, Тверской области). Эти излучатели 14 идентичны обычным электрическим лампам накаливания, а их колба изнутри покрыта зеркальным слоем, отражающим тепловое излучение спирали лампы-излучателя и направляющим его (излучение) вдоль оси излучателя расходящимся лучом от колбы. Излучатели (лампы) ввернуты в электрические патроны 15, закрепленные в стенке оси 2, которые, в свою очередь, электропроводкой 16 через полость оси 2, через однофазный регулятор напряжения 17 (например, ЛАТР) электрически подсоединены к однофазной электрической сети переменного напряжения (А, 0). Либо через трехфазный регулятор напряжения 18 (трехфазный ЛАТР) (фиг.3) излучатели 14 электрически соединены с трехфазной сетью (А, В, С, 0) переменного напряжения.The drying cylinder 1 (Fig. 1) includes a cylindrical shell 6 (Fig. 2), to the ends of which are left and right motionless, for example with bolts 7,
Полая ось 2 выполнена круглой 2А (фиг.4), а одинаковые по мощности излучатели 14А установлены в патронах 15 и размещены вдоль оси 2А, например в три ряда с одинаковым или неодинаковым шагом так, что расходящиеся лучи их инфракрасного излучателя (далее ИКИ) перекрывают друг друга или касаются друг друга на внутренней поверхности барабана 1. Каждый из рядов подключен электрически к одной электрической фазе с общим для трех рядов нулевым проводом.The
Полая ось 2 выполнена, например, многогранной, в форме, например, шестигранного короба 2Б, на каждой грани которого размещены равномерно или неравномерно по длине одинаковые по мощности излучатели 14А, патроны 15 которых электрически соединены, например, с трехфазной электрической сетью.The
Полая ось 2 (фиг.2) выполнена, например, шестигранной 2Б (фиг.6) с тремя рядами неодинаковых по мощности излучателей: ряд излучателей малой мощности 14А (например, 100 Вт лампы), ряд излучателей средней мощности 14Б (например, 250 Вт лампы), ряд излучателей большой мощности 14В (например, 500 Вт лампы). Ряды состоят из одинакового или неодинакового числа излучателей, которые подключены, например, к однофазной (0, А) электрической сети. Точкой ЛК на фиг.6 обозначена линия касания высушиваемого материала 5 вдоль образующей цилиндра 1. Излучатели 14 (14А) расположены на оси 2 (2А, 2Б) либо параллельными рядами, либо со смещением, например в "шахматном" порядке (фиг.7, фиг.8). При этом в рядах могут находиться излучатели и малой мощности 14А, и средней мощности 14Б, и большой мощности 14В (фиг.8). В этом случае излучатели большей мощности 14В размещают по краям оси 2 (2А, 2Б), в области соединения оболочки 6 с цапфами 8 и 9.The hollow axis 2 (Fig. 2) is made, for example, of the 2B hexagon (Fig. 6) with three rows of different power emitters: a series of
Патрон 15 снабжен винтовой канавкой 16 и гайками 17 (серийно выпускаемый электропатрон), позволяет, поворачивая гайку 17, изменять расстояние Н между излучателем 14 (14А, 14Б, 14В) и внутренней поверхностью оболочки 6.The
Внутренняя поверхность оболочки 6 (барабана 1) выполнена черной, например покрашена в черный цвет, слоем 18 (фиг.9).The inner surface of the shell 6 (drum 1) is made black, for example, painted black, layer 18 (Fig.9).
8. Реализация заявляемого способа нагрева сушильного барабана осуществляется следующим способом.8. The implementation of the proposed method for heating the drying drum is carried out in the following way.
При подаче электрического напряжения в однофазную цепь питания инфракрасных излучателей 14 (14А, 14Б, 14В) (фиг.2, фиг.6) или в трехфазную цепь (фиг.3, фиг.4, фиг.5) электромагнитное излучение инфракрасного спектра (частота 1012-1014 Гц) излучателей 14 (14А, 14Б, 14В) и видимой части спектра (частота 1014-1015 Гц) в виде теплосветового расходящегося в форме конуса потока попадает на внутреннюю черную 18 поверхность оболочки 6 (фиг.9) цилиндров 1 (фиг.1). Основания конусов ИКИ на внутренней поверхности 18 барабанов 1 соприкасаются друг с другом по длине оболочки 6 (фиг.2) и по ее окружности (фиг.4, 5, 6), обеспечивая равномерный нагрев цилиндрической оболочки 6. После нагрева барабанов 1 (фиг.1) сушильную машину, например шлихтовальную, заправляют длинномерным материалом 5, например ткацким навоем, после чего включают привод машины М. Двигатель М привода цепной передачи 3 и звездочками 4 вращает барабаны 1 относительно неподвижной оси 2 с угловой скоростью ω.When applying electric voltage to a single-phase power supply circuit of infrared emitters 14 (14A, 14B, 14B) (Fig.2, Fig.6) or to a three-phase circuit (Fig.3, Fig.4, Fig.5) electromagnetic radiation of the infrared spectrum (frequency 10 12 -10 14 Hz) of the emitters 14 (14A, 14B, 14B) and the visible part of the spectrum (frequency 10 14 -10 15 Hz) in the form of a heat-luminous diverging cone-shaped stream enters the inner
Длинномерный материал 5, огибая и соприкасаясь с разогретой цилиндрической оболочкой 6 барабанов 1, также разогревается и высушивается.The
При малой влажности высушиваемого материала 5 достаточно использование трех рядов ИК-излучателей малой мощности 14А, охватывая их излучением всю дугу прилегания материала к оболочке 6 барабанов от линии касания ЛК.At low humidity of the dried
При такой влажности достаточно также использование трех рядов ИК-излучателей разной мощности в рядах (фиг.6), охватывая их излучением поверхность оболочки 6 и тем самым разогревая ее до линии соприкосновения ЛК материала 5 с оболочкой 6. При этом ряд излучателей 14А (малой мощности) обеспечивает предварительный нагрев, ряд излучателей 14Б (средней мощности) обеспечивает промежуточный нагрев стенки оболочки 6, а ряд излучателей 14В (большой мощности) обеспечивает окончательный догрев стенки оболочки 6 для сушки (испарения влаги) материала 5.With this humidity, it is also sufficient to use three rows of IR emitters of different power in the rows (Fig. 6), covering them with the surface of the
При большой влажности материала 5 ИК-излучением охватывают всю внутреннюю поверхность оболочки 6 барабанов 1 (фиг.5, фиг.1). В этом случае ИК-излучатели 14А размещают на шестигранной оси 2Б в шесть рядов, увеличивая общую мощность излучения и поглощения тепловой энергии, увеличивая температуру всей оболочки 6 и устраняя разницу в температурах на ее наружной окружности. ИК-излучатели почти 99% электрической энергии превращают в теплосветовой поток ИКИ, который полностью поглощается черным слоем 18 оболочки 6 (фиг.9), обеспечивая разогрев оболочки 6.With high humidity of the
В ходе проведенных исследований было установлено, что для разогрева цилиндрической оболочки сушильного барабана шлихтовальной машины ШБ 11/180-K-3V-2, выпуска 1992 года, до 120°С (масса стального барабана 84 кг) достаточно 33 инфракрасных (тепловых) лампы мод. ИКЗ-250 (по 250 Вт каждая), т.е. суммарной мощностью 8,25 кВт. Это почти в 10 раз превышает мощность, необходимую для нагрева барабана токами высокой частоты (токами Фуко или вихревыми токами), что используется в прототипе.In the course of the studies, it was found that for heating the cylindrical shell of the drying drum of the sizing
Таким образом, нагрев сушильного барабана 1 (фиг.1) изнутри направленным электромагнитным излучением инфракрасного спектра позволяет получить первый технический результат поставленной задачи, а именно существенно снизить энергоемкость осуществления способа нагрева барабана.Thus, heating the drying drum 1 (Fig. 1) from the inside by directional electromagnetic radiation of the infrared spectrum allows us to obtain the first technical result of the task, namely, to significantly reduce the energy consumption of the implementation of the drum heating method.
Инфракрасное излучение внутри барабанов 1 ввиду его направленности на внутреннюю поверхность 18 оболочки 6 на 90% превращается в нагрев оболочки 6. Нагреваемая оболочка 6 непроницаема для теплового излучения так же, как и обечайки 8, 9 барабана.The infrared radiation inside the drums 1, due to its orientation to the
Таким образом, нагревом сушильного барабана 1 (фиг.1, фиг.2) изнутри направленным электромагнитным излучением инфракрасного спектра ИКИ (фиг.4, 5, 6) позволяет получить второй технический результат поставленной задачи, а именно устранить вредное воздействие излучения на окружающую среду и обслуживающий персонал.Thus, by heating the drying drum 1 (Fig. 1, Fig. 2) from the inside by directional electromagnetic radiation of the IR infrared spectrum (Figs. 4, 5, 6), it is possible to obtain a second technical result of the task, namely, to eliminate the harmful effect of radiation on the environment and service staff.
В серийно выпускаемых ИК-излучателях, указанных в тексте описания, типа ИК3 (инфракрасные с зеркальной отражаемой колбой) 99% подводимой электроэнергии преобразуется в теплосветовой луч. Черной внутренней поверхностью 18 поглощается и превращается в нагрев 90% теплосветовой энергии луча. Общий КПД преобразования электрической энергии в нагрев оболочки 6 определяется произведением КПД превращений, т.е. 0,99×0,9=0,891, т.е. 89,1%. Это в 2-2,5 раза больше КПД установок токов высокой частоты (см. прототип).In commercially available infrared emitters specified in the text of the description, type IK3 (infrared with a specular reflective bulb) 99% of the supplied electric energy is converted into a heat-light beam. The black
Таким образом, нагревом сушильного барабана 1 изнутри направленным инфракрасным излучением позволяет получить третий технический результат, заключающийся в повышении КПД использования электроэнергии.Thus, by heating the drying drum 1 from the inside with directional infrared radiation, it is possible to obtain a third technical result, which consists in increasing the efficiency of electricity use.
В реализации заявляемого способа нагрева используются общедоступные и серийно выпускаемые ИК-излучатели, электропатроны, электропроводка, регуляторы напряжения (ЛАТРы), подшипники, болты и винты. Единственной несерийной деталью является полая ось 2 (2А, 2Б), масса которой не превышает 10% общей массы барабана (84 кг), т.е. 8,4 кг. Вес инфракрасной лампы мод. ИКЗ-250 вместе с патроном составляет 200 грамм. Общий вес ИК-излучателей в проведенных испытаниях (33 шт.) составляет 6,6 кг, что меньше веса самой оси.In the implementation of the inventive heating method, publicly available and commercially available infrared emitters, electrons, electrical wiring, voltage regulators (LATRs), bearings, bolts and screws are used. The only non-serial part is the hollow axis 2 (2A, 2B), the mass of which does not exceed 10% of the total mass of the drum (84 kg), i.e. 8.4 kg Weight infrared lamp mod. IKZ-250 with a cartridge is 200 grams. The total weight of the IR emitters in the tests (33 pcs.) Is 6.6 kg, which is less than the weight of the axis itself.
Таким образом, использованием однотипных, общедоступных и легких элементов, реализующих способ, обеспечивается достижением четвертого технического результата решаемой задачи, а именно упрощение реализации и снижение материалоемкости.Thus, the use of the same type, generally available and lightweight elements that implement the method, is achieved by the achievement of the fourth technical result of the problem being solved, namely, simplification of implementation and reduction of material consumption.
Для инфракрасного излучения не имеет значения вид нагреваемого материала, поэтому цилиндрическая оболочка 6 барабанов 1 может быть выполнена из легких сплавов алюминия или теплопроводных сплавов меди. Сплавы этих металлов токами высокой частоты или вихревыми токами Фуко (в прототипе) не нагреваются. Вихревые токи (токи Фуко) в этих сплавах не образуются.For infrared radiation, the type of material to be heated does not matter, therefore, the
Таким образом, нагревом сушильного барабана изнутри направленным инфракрасным излучением позволяет получить пятый технический результат решаемой задачи предлагаемого изобретения: существенно расширить функциональные возможности. Способ позволяет использовать для оболочки 6 барабанов 1 легкие сплавы цветных металлов, например алюминия, теплопроводные сплавы цветных металлов, например меди, или теплопроводные и легкие пластмассовые материалы.Thus, by heating the drying drum from the inside with directional infrared radiation, it is possible to obtain the fifth technical result of the problem of the present invention: to significantly expand the functionality. The method allows to use light alloys of non-ferrous metals, for example aluminum, heat-conducting alloys of non-ferrous metals, such as copper, or heat-conducting and lightweight plastic materials for the
Кроме выше изложенного, важным моментом в реализации заявляемого способа нагрева является следующее.In addition to the above, an important point in the implementation of the proposed heating method is the following.
При неподвижном или вращающемся барабане 1 ослаблением винта 12 (фиг.2, 3) освобождают ось 2 (2А, 2Б, фиг.4, 5, 6). Ось 2 (2А, 2Б) вместе с излучателями 14 (14А, 14Б, 14В) поворачивают в заданное для направления излучения ИКИ (фиг.4, фиг.6).When the drum is stationary or rotating 1, loosening the screw 12 (Fig. 2, 3) releases the axis 2 (2A, 2B, Fig. 4, 5, 6). The axis 2 (2A, 2B) together with the emitters 14 (14A, 14B, 14B) are rotated to the set for the direction of radiation of the IR (Fig. 4, Fig. 6).
Установка излучателей 14 (14В) большей мощности по краям оси 2 (2А, 2Б) (фиг.8) позволяет обеспечить больший подвод тепла к краям оболочки 6 барабана 1, от которых отводится больше тепла, чем в середине, из-за контакта оболочки 6 с цапфами 8 и 9 (фиг.2). Тем самым выравнивается температура оболочки 6 по длине ее образующих.The installation of emitters 14 (14B) of greater power along the edges of the axis 2 (2A, 2B) (Fig. 8) allows for a greater supply of heat to the edges of the
Регуляторы напряжения (например, ЛАТРы) в однофазной и трехфазных цепях позволяют уменьшать напряжение питания излучателей до минимума при длительных остановах машины (например, шлихтовальной), не давая остыть электроспирали нагревателей. Поэтому при пуске машины после останова напряжение питания излучателей лишь увеличивают до нормы, а спираль, оставаясь разогретой, не перегорает. Повышается долговечность реализации способа.Voltage regulators (for example, LATRs) in single-phase and three-phase circuits can reduce the supply voltage of the emitters to a minimum during prolonged shutdowns of the machine (for example, sizing), preventing the coils of the heaters from cooling. Therefore, when starting the machine after stopping, the supply voltage of the emitters is only increased to normal, and the coil, remaining warm, does not burn out. Increases the durability of the implementation of the method.
Использование электрического патрона 15 с внешней резьбой 16 и гайками 17 позволяет быстро и удобно настраивать теплосветовые конуса ИКИ на внутреннюю черную поверхность 18 цилиндрической оболочки 6 (фиг.9).The use of an
Источники информацииInformation sources
1. Авторское свидетельство СССР №118224, МКИ F 26 B, 1972 г.1. USSR copyright certificate No. 118224, MKI F 26 B, 1972
2. Авторское свидетельство СССР №579689, МКИ F 26 B, 1979 г.2. USSR author's certificate No. 579689, MKI F 26 B, 1979
3. Авторское свидетельство СССР №1605085, МКИ F 26 B, 1991 г.3. USSR author's certificate No. 1605085, MKI F 26 B, 1991
4. Патент РФ №2027131, МКИ F 26 B 13/14, Бюл. №2, 1995 г.4. RF patent No. 2027131, MKI F 26
5. Патент РФ №2137996, МКИ F 26 B 13/14, опубл. 20.09.99.5. RF patent No. 2137996, MKI F 26
6. Авторское свидетельство СССР №90517 А, опубл. 25.06.1959.6. Copyright certificate of the USSR No. 90517 A, publ. 06/25/1959.
7. Авторское свидетельство СССР №514177 А, опубл. 22.06.1976.7. Copyright certificate of the USSR No. 514177 A, publ. 06/22/1976.
8. Авторское свидетельство СССР №596795 А, опубл. 08.02.1978.8. USSR Author's Certificate No. 596795 A, publ. 02/08/1978.
9. Авторское свидетельство СССР №731234 А, опубл. 30.04.1980.9. Copyright certificate of the USSR No. 731234 A, publ. 04/30/1980.
10. Патент Великобритании №2227823 (GN 8902587.8); МКИ F 26 B 13/14; 08.08.1990.10. UK patent No. 2227823 (GN 8902587.8); MKI F 26
11. Патент РФ №2177129 C2, МПК F 26 B 13/18, опубл. 20.12.2001.11. RF patent No. 2177129 C2, IPC F 26
12. Яворский Б.М., Детлаф А.А., Справочник по физике, М.: Наука, 1964 г., стр.420-421.12. Yavorsky B.M., Detlaf A.A., Handbook of Physics, Moscow: Nauka, 1964, pp. 420-421.
13. Орир Дж. Физика, М.: Мир, 1981 г., т.2, стр.344.13. Orir, J. Physics, Moscow: Mir, 1981, vol. 2, p. 344.
14. Патент РФ №2037588, МПК 6 D 06 B 21/00, опубл. 19.06.95, фиг.1, поз.8, 15.14. RF patent No. 2037588, IPC 6 D 06 B 21/00, publ. 06/19/95, figure 1, pos. 8, 15.
15. "Изобретатель-рационализатор", 1995 г., №2, стр.415. "Inventor-rationalizer", 1995, No. 2, p. 4
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004112583/06A RU2269730C2 (en) | 2004-04-26 | 2004-04-26 | Heating method for drying drum used in sizing machine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004112583/06A RU2269730C2 (en) | 2004-04-26 | 2004-04-26 | Heating method for drying drum used in sizing machine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2004112583A RU2004112583A (en) | 2005-10-20 |
RU2269730C2 true RU2269730C2 (en) | 2006-02-10 |
Family
ID=35862917
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004112583/06A RU2269730C2 (en) | 2004-04-26 | 2004-04-26 | Heating method for drying drum used in sizing machine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2269730C2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2459158C2 (en) * | 2010-11-03 | 2012-08-20 | Валерий Никитич Гринавцев | Heater |
RU2556865C2 (en) * | 2013-07-23 | 2015-07-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенский государственный технологический университет" | Electrical parallel bussed link for infrared reflector lamps of sct type for infrared heater |
RU2567204C2 (en) * | 2014-03-28 | 2015-11-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенский государственный технологический университет" | Method for continuous baking of thin-layer strip or band of flour dough |
-
2004
- 2004-04-26 RU RU2004112583/06A patent/RU2269730C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2459158C2 (en) * | 2010-11-03 | 2012-08-20 | Валерий Никитич Гринавцев | Heater |
RU2556865C2 (en) * | 2013-07-23 | 2015-07-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенский государственный технологический университет" | Electrical parallel bussed link for infrared reflector lamps of sct type for infrared heater |
RU2567204C2 (en) * | 2014-03-28 | 2015-11-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенский государственный технологический университет" | Method for continuous baking of thin-layer strip or band of flour dough |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2004112583A (en) | 2005-10-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20210324570A1 (en) | Method of drying articles | |
US11517037B2 (en) | Intelligent apparatus for separating walnut kernels and red coats by belt conveying and heat radiation based on thermal expansion and contraction principle | |
US9127400B2 (en) | Method and apparatus for drying articles | |
RU2269730C2 (en) | Heating method for drying drum used in sizing machine | |
US5119886A (en) | Heat transfer cylinder | |
CN101040074A (en) | Galette for guiding, heating and transporting a thread | |
US3562489A (en) | Heated godet | |
US4990751A (en) | Drier drum, in particular for papermaking machines | |
RU2431793C1 (en) | Procedure for heating rotating drying thin-wall cylinders with electro-magnetic radiation from inside | |
JP2000511270A (en) | Continuous dryer with permanent magnet | |
CN208639548U (en) | Belt conveying heat radiation walnut kernel and red skin separation intelligent device based on principle of thermal expansion and cold contraction | |
JP3662643B2 (en) | Bottomed metal can drying method | |
RU2600660C1 (en) | Method of heating a rotating drying thin-wall cylinder by radiation from inside, for example, for a slashing machine | |
RU2651593C1 (en) | Aerodynamic dryer of down and fur raw material with the influence of electromagnetic field of super high frequency | |
JP2003297537A (en) | Steam superheater | |
EP0796934B1 (en) | Roller for heating synthetic yarns | |
RU2355961C2 (en) | Drying drum with infrared heater | |
CA2037763C (en) | Method and apparatus for drying beltlike article, and induction heater having rotary drums | |
CN108842500A (en) | A kind of new electronic control paper-making drying cylinder | |
RU2465526C2 (en) | Method to dry loose materials in flow moving inside rotary inclined cylinder | |
CA2356432C (en) | Heating of calender roll surfaces | |
RU2610863C1 (en) | Method for continuous curing of uncured natural or synthetic rubber strip on calender roll | |
RU2287121C2 (en) | Drying drum for planishing grinding machine tool with infrared heating | |
RU2300589C1 (en) | Method for heating of drying drum for dressing machine from inside with the use of linear infrared radiation sources of restricted length | |
CN1465908A (en) | Cooking shelf for microwave oven and microwave oven having same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070427 |