Солнечная сушилка

Солнечная сушилка

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к устройствам для сушки фруктов, особенно винограда.

Известна солнечная сушилка (ж. "Садоводство, виноградарство и виноделие Молдовы", 1990, №9, с.54), состоящая из двух ящиков: нижний с нагревательным элементом в виде листа кровельного железа, уложенного на опилки, все под застекленным покрытием, установленным наклонно и ориентированным на юг; верхний с противнем для фруктов под двойным стеклянным покрытием. Теплый воздух из нижнего ящика поступает в верхний ящик, проходит под противнем, затем обратно над ним и выходит в щель.

Недостатком сушилки является низкая интенсивность сушки из-за слабой конвекции воздушного потока, который проходит только над нагревательным элементом. Снизу нагревательный элемент не обдувается, что снижает температуру воздушного потока. В верхнем ящике продукт снизу также не обдувается, так как расположен на противне. В целом коэффициент использования тепла солнечной радиации невысок.

Известна солнечная фруктосушильная установка (Абидов Т.З., Тюрин Ю.Г. и др. "Гелиофруктосушильная установка" ж. "Механизация и электрификация сельского хозяйства", 1990, №9, с.53), которая представляет собой установленную на опорной раме камеру с регулировкой угла наклона ее к горизонту и с окрашенными внутри стенками в черный цвет. Камера разделена на три застекленные секции с подносами, у которых с помощью механизма можно изменять угол их наклона.

Недостаток сушилки в том, что большая часть зачерненной поверхности перекрыта от солнечных лучей подносами с продуктом. От этого снижена температура воздушного потока и соответственно интенсивность процесса сушки.

Известна солнечная сушилка (авт. св. СССР № 1718778), включающая прозрачное покрытие с расположенными под ним верхним основанием с сеткой и нижним - с зачерненным нагревательным элементом.

Нагревательный элемент позволяет воздушному потоку проходить как над, так и под гофрами, что усиливает конвекционный отбор тепла от нагревательного элемента. Нижнее основание устанавливают перпендикулярно солнечным лучам в околополуденное время. Верхнее основание служит для размещения сетчатого поддона и установлено к горизонту под углом естественного скатывания продукта по сетке.

Недостаток сушилки в том, что при уменьшении высоты солнца с полудня уменьшается освещенная поверхность вначале одной грани каждой из гофр нагревательного элемента, а затем и второй. В вечерние и утренние часы только верхние части одной из граней гофр воспринимают солнечные лучи. Тепловая энергия от освещенных частей гофр за счет конвекции и теплопроводности распределяется на всю поверхность нагревательного элемента, которая в его развернутом виде значительно больше освещенной части гофр.

Температура воздушного потока и интенсивность процесса сушки при этом уменьшаются. При наклонном положении нижнего основания воздушный поток с более высокой температурой стремится вверх и проходит под сводом пленочного укрытия. Отсюда потери тепла через пленки, для уменьшения которых используют двухслойные покрытия, что увеличивает капитальные затраты. Кроме того, внешняя поверхность покрытия загрязняется, что частично препятствует прохождению солнечных лучей внутрь сушилки. Недостатком является также то, что на верхнем основании продукт располагается в одном ярусе. Воздушный поток, особенно во втором периоде сушки, еще имея высокий потенциал сушки, бесполезно уходит в атмосферу.

Целью настоящего изобретения является ускорение процесса сушки и повышение качества продукта.

Поставленная цель достигается тем, что в солнечной сушилке, включающей прозрачное покрытие с расположенными под ним верхним основанием с сеткой и нижним с зачерненным нагревательным элементом, нижнее основание установлено вертикально, нагревательный элемент выполнен в виде набора шарнирно установленных на вертикальных стойках, параллельных друг другу щитков, соединенных шарнирно с общей тягой и равномерно расположенных по вертикали с промежутками от основания и покрытия. При этом над верхним основанием установлено два яруса сетчатых поддонов, а выходное отверстие частично прикрыто шарнирно установленным щитком. Кроме того, на вертикальных стойках имеются дополнительные отверстия для изменения шага расположения щитков.

Новым в изобретении является то, что нижнее основание установлено вертикально, нагревательный элемент выполнен в виде набора шарнирно установленных щитков, которые перпендикулярны солнечным лучам в околополуденное время и не затеняют друг друга. Кроме того, над верхним основанием расположено два яруса сетчатых поддонов, а выходное отверстие частично прикрыто шарнирно установленным щитком.

Указанные отличия являются существенными, так как вертикальное расположение нижнего основания способствует увеличению скорости воздушного потока, самоочищению пленочного покрытия от пылевых осадков и уменьшению тепловых потерь через пленку. Это связано с тем, что более теплый воздух из-за наклона щитков направляется ближе к их верхней части, а менее теплый подводится со стороны пленки. Щитки расположены так, что в течение всего светового дня не затеняют друг друга, и тепловая энергия от солнечной радиации используется более эффективно. Высота солнца в полдень меняется в течение всего сезона сушки и в зависимости от широты местности. С помощью дополнительных отверстий и специальных фиксаторов на общей тяге можно изменять шаг установки щитков, исключив при этом их затенение и обеспечив быстрое совместное изменение угла установки. Наличие двухъярусного расположения сетчатых поддонов при равных размерах верхнего основания вдвое повышает производительность сушилки. Щиток у выходного отверстия обеспечивает возможность изменения скорости воздушного потока и препятствует воздействию ветров северного направления.

На фиг.1 показан вид на солнечную сушилку в прямоугольной диметрической проекции, где для наглядности зачерненные поверхности щитков показаны через один, а на фиг.2 - схема устройства солнечной сушилки.

На чертежах и в тексте приняты следующие обозначения:

1 - основание нижнее,

2 - брусок деревянный, образующий вертикальные стойки,

3 - щиток,

4 - проволока,

5 - прозрачное покрытие,

6 - каркас прутковый,

7 - прищепка,

8 - уголок,

9 - основание верхнее,

10 - брусок деревянный,

11 - пластина металлическая,

12 - полка уголковая,

13 - поддон сетчатый,

14 - отверстия дополнительные,

15 - тяга (шнур),

16 - скоба,

17 - консоль,

18 - зажим,

19 - щиток,

20 - входное отверстие,

21 - выходное отверстие.

Солнечная сушилка выполнена на двух фанерных основаниях.

Нижнее основание 1 закреплено на трех деревянных брусках 2, расположенных по бокам и в центре. С помощью отверстий на брусках 2, выполненных на расстоянии от нижнего основания 1, шарнирно установлены щитки 3 с зачерненной поверхностью, выполняющие функцию нагревательного элемента. С бóльших сторон щитки 3 загнуты для жесткости и имеют по краям отверстия для крепления их на проволоке 4, концы которой изогнуты под прямым углом и вставлены в отверстия на брусках 2, образуя шарнирное соединение. Со свободной большей стороны щитков 3 проволока 4 имеет изгиб, что препятствует смещению щитка 3 по проволоке 4 и этим образуется щель между проволокой 4 и щитком 3, которая сохраняется при любых колебаниях покрытия 5 от ветра.

Таким образом, образуются промежутки между щитком 3 и нижним основанием 1, между щитком 3 и прозрачным пленочным покрытием 5, опирающимся на прутковый каркас 6 и закрепленным на нем посредством прищепок 7, а по бокам сушилки к уголкам 8. Верхнее основание 9 закреплено на деревянных брусках 10 и установлено под углом 20° к горизонту (угол естественного скатывания, например, винограда по сетке).

По бокам сушилки бруски 2 и 10 жестко соединены с помощью металлических пластин 11, имеющих стойки для крепления пруткового каркаса 6 и уголковых полок 12 для 4-х сетчатых поддонов 13, расположенных в два яруса. На брусках 2 имеются дополнительные отверстия 14 для перестановки щитков 3 с целью устранения взаимного затенения их при наибольшей высоте солнца. В этот же момент щитки 3 устанавливают перпендикулярно солнечным лучам, причем одновременно все, посредством общей тяги 15 в виде нерастяжимого шнура. Тяга 15 с помощью скоб 16 шарнирно соединена с проволокой 4 всех щитков 3, образуя параллелограммные механизмы. Верхний конец тяги 15 пропущен через отверстие консоли 17 и отверстие в верхнем основании 9 и фиксируется под ним в зажиме 18. Выходное отверстие частично прикрыто шарнирно установленным на брусках 10 щитком 19 и припуском покрытия 5 от воздействия ветров северного направления.

Солнечную сушилку устанавливают вертикально, нижним основанием 1 на юг. При этом желательно с южной стороны зданий, различных сооружений, лесополос, чтобы снизить отрицательное влияние ветров северного направления.

Сушилка работает следующим образом. Солнечные лучи, падая на зачерненную поверхность щитков 3, подогревают их до равновесной температуры, когда количество тепла, полученное от лучей, сравняется с количеством тепла, отданным воздушному потоку за счет конвекции. При этом равновесная температура вверх от щитка к щитку 3 повышается вместе с температурой воздушного потока.

Из-за наклона щитков 3 улучшается конвекционный отбор тепла от них и более теплый воздушный поток стремится в сторону основания 1, а менее нагретый поступает со стороны пленочного покрытия 5. Далее воздушный поток поступает в верхнюю секцию и отдает тепло продукту, расположенному на 4-х сетчатых поддонах 13. Сетчатые поддоны 13 можно менять местами, достигая равномерности сушки продукта. С помощью щитка 19 изменяют скорость воздушного потока и его температуру, улучшая интенсивность процесса.

В сезон сушки плодово-ягодного сырья (с июня по сентябрь), а также с увеличением географической широты местности, где установлена сушилка, высота солнца уменьшается. В этом случае щитки 3 устанавливают так, чтобы солнечные лучи не попадали на зачерненную поверхность нижнего основания 1 и в то же время не затеняли друг друга. С помощью дополнительных отверстий 14 и скоб 16 можно изменять расстояние между щитками 3, а с помощью зажима 18 на тяге 15 изменять угол установки щитков 3 к горизонту, исключив их взаимное затенение.

Предложенная сушилка при любом географическом расположении позволяет вдвое повысить производительность сушки и качество готовой продукции.

1. Солнечная сушилка, включающая прозрачное покрытие с расположенными под ним верхним основанием с сеткой и нижним основанием с зачерненным нагревательным элементом, отличающаяся тем, что нижнее основание установлено вертикально, нагревательный элемент выполнен в виде набора шарнирно установленных на вертикальных стойках, параллельных друг другу щитков, соединенных шарнирно с общей тягой и равномерно расположенных по вертикали с промежутками от нижнего основания и покрытия, при этом над верхним основанием установлено два яруса сетчатых поддонов, выходное отверстие сушилки частично прикрыто шарнирно установленным щитком.

2. Сушилка по п.1, отличающаяся тем, что на вертикальных стойках выполнены дополнительные отверстия для изменения шага расположения щитков при их взаимном затенении.