установка для сушки травянистого сельскохозяйственного сырья

Формула изобретения

1. УСТАНОВКА ДЛЯ СУШКИ ТРАВЯНИСТОГО СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО СЫРЬЯ, содержащая сушильную камеру и загружаемую в нее емкость с сырьем, снабженную по крайней мере одним стояком с прорезями, в которых установлены с возможностью поворота в радиально вертикальных плоскостях стержни для укладки сырья, отличающаяся тем, что емкость выполнена в виде закрытого с торцов сетчатого полуцилиндра, смонтированного с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси для выгрузки материала на тележках, установленных на рельсовом пути, а сушильная камера выполнена в виде горизонтального цилиндра с торцевыми крышками, при этом рельсовый путь проходит через сушильную камеру и над расположенным за нею приямком с выгрузным транспортером.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что полуцилиндр размещен в установленных по его краям и в средней части вертикальных кольцах, опирающихся на вращающиеся ролики, смонтированные на тележках, при этом одно из колец взаимодействует с закрепленным на тележке стопором, выполненным в виде подпружиненного стержня, соединенного с нажимной педалью.

3. Установка по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что каждый стояк выполнен открытым с торцов, имеет снизу дистанционно управляемый клапан, а сверху заборник воздуха, при этом стояки и поворотные стержни выполнены перфорированными.

4. Установка по пп. 1 3 отличающаяся тем, что в середине полуцилиндра опорные кольца закрыты сеткой, выполненной в виде соединенных усеченными вершинами конусов.

5. Установка по пп.1 4, отличающаяся тем, что за и перед сушильной камерой на величине радиуса поворота крышек рельсовый путь выполнен в виде съемных вставок, соединяемых подвижными горизонтальными стержнями.

6. Установка по пп.1 5, отличающаяся тем, что стояки и заборники воздуха установлены с возможностью поворота вокруг продольной оси.

7. Установка по пп.1 6, отличающаяся тем, что рельсовый путь снабжен конечными неподвижными упорами и съемными ограничителями движения тележек.

8. Установка по пп.1 7, отличающаяся тем, что за сушильной камерой на платформе рельсового пути смонтировано приводное устройство в виде вращающегося нажимного ролика для взаимодействия со средним опорным кольцом полуцилиндра и тормозное устройство в виде нажимного башмака, взаимодействующего с крайним опорным кольцом полуцилиндра, при этом контактные поверхности ролика и башмака покрыты фрикционными накладками.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к установкам для сушки сельскохозяйственного сырья, главным образом травянистого, такого как лекарственные травы, чайные наборы трав, сено и т.п.

Известно устройство для сушки сена, содержащее стояк с прорезями, в которых установлены радиальные стержни для укладки материала (1).

Недостатком известного устройства является низкая производительность сушильных работ.

Известно также устройство для сушки сена, снабженное съемным каркасом, устанавливаемым соосно стояку со стержнями, при этом стержни установлены шарнирно для их поворота в радиально вертикальных плоскостях. Устройство с загруженным сырьем помещают в сушильную камеру (2).

Известное устройство несколько повышает производительность сушильных работ, однако необходимость каждый раз перед разгрузкой устройства удалять съемный цилиндр, а также сложность съема сена со стержней снижает производительность работ.

Другим недостатком является то, что сушку производят в потоке воздуха, подаваемого в сушильную камеру и все загрязнения воздушной среды накаливаются в высушенном сырье. Это недопустимо при сушке пищевого и лекарственного сырья.

Технической задачей изобретения является создание установки для сушки сельскохозяйственного сырья, обеспечивающей высокую производительность работ и получение экологически чистых продуктов.

Техническим результатом является ликвидация операции удаления цилиндра и саморазгрузка сырья со стержней.

Поставленная задача достигается тем, что в установке, содержащей сушильную камеру и загружаемую в нее емкость с сырьем, снабженную стояками с прорезями, в которых установлены с возможностью поворота в радиально вертикальных плоскостях стержни для укладки сырья, емкость выполнена в виде закрытого с торцов сетчатого полуцилиндра, образованного установленными по краям и в средней части вертикальными кольцами, опирающимися на вращающиеся ролики, смонтированные на тележках, перемещающихся по рельсовому пути и смонтированного с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси для выгрузки материала в выгрузной транспортер, а сушильная камера выполнена в виде горизонтального цилиндра с торцовыми крышками, при этом рельсовый путь проходит через сушильную камеру и над расположенным за нею прямиком с выгрузным транспортером. Тележка снабжена стопором в виде подпружиненного стержня, соединенного с нажимной педалью. Каждый стояк выполнен открытым с торцов и имеет снизу дистанционно управляемый клапан, а сверху заборник воздуха, при этом стояк и стержни выполнены перфорированными. Средние опорные кольца также как и крайние закрыты сеткой, причем средние сетки выполнены в виде соединенных между собой усеченными вершинами конусов. Рельсовый путь за и перед камерой выполнен в виде съемных вставок, соединяемых горизонтальными стержнями, конечными неподвижными упорами и съемными ограничителями движения тележек, а на платформе рельсового пути за сушильной камерой смонтирован привод для поворота емкости вокруг продольной оси и тормозное устройство. Стояки и заборники емкости установлены с возможностью поворота вокруг вертикальной оси.

Признаки, сходные с отличительными признаками заявляемого устройства, неизвестны из уровня техники и прямо из него не следуют. Установка промышленно осуществима и решает поставленную техническую задачу. Это дает основание считать, что установка имеет изобретательский уровень и соответствует критериям изобретения.

На фиг.1 показана установка для сушки травянистого сельскохозяйственного сырья, вид сбоку; на фиг.2 то же, размещение емкости в сушильной камере; на фиг. 3 то же, в момент разгрузки сырья; на фиг.4 то же, вид сверху; на фиг.5 узел I на фиг.3, съемная вставка рельсового пути; на фиг.6 сечение А-А на фиг. 5, вставка и рельс в сечении; на фиг.7 полуцилиндрическая емкость для сырья, вид сбоку; на фиг.8 то же, вид с торца; на фиг.9 крайняя тележка для сырья, вид сбоку, сверху и спереди; на фиг.10 средняя тележка, вид спереди и сверху; на фиг.11 фрагмент емкости для сырья, вид в перспективе; на фиг.12 фрагмент емкости для сырья, вид сбоку, спереди и сверху; на фиг.13 положение стояков при разгрузке емкости, вид спереди; на фиг.14 разрез А-А на фиг.12, установка стояка на швеллере и клапан; на фиг.15 разрез Б-Б на фиг.12; на фиг. 16 разрез В-В на фиг.12, установка стержней; на фиг.17 разрез Г-Г на фиг.16; на фиг.18 разрез ДЕ-ДЕ на фиг.16; на фиг.19 тормозное устройство емкости для сырья; на фиг.20 разрез Ж-Ж на фиг.19; на фиг.21 привод поворота емкости вокруг оси; на фиг.22 узел II на фиг.21, фиксатор положения емкости; на фиг.23 разрез И-И на фиг.21, приводной ролик.

Установка для сушки травянистого сельскохозяйственного сырья представляет собой устройство для термо-вакуумной сушки сельскохозяйственного сырья и состоит из термо-вакуумной сушильной камеры 1 и перемещаемой в нее по рельсовому пути 2 емкости 3 с сырьем, подлежащем сушке, а также приямка 4 с выгрузным транспортером 5, размещенным под рельсовым путем за сушильной камерой.

Сушильная камера выполнена в виде горизонтально установленного на фундаменте 6 цилиндрического корпуса с герметически закрываемыми крышками 7 и 8 на его торцах. Камера снабжена нагревателем и вакуум-насосом или подключена к источнику подачи термоагента и средства создания вакуума (не показаны), а также вентиляторами 9 для создания круговой циркуляции воздуха в камере.

Для обеспечения беспрепятственного перевода крышек камеры через рельсовый путь при герметичном закрывании камеры, за и перед камерой рельсовой путь (фиг.4 и 5) выполнен со съемными вставками 10, соединенными с рельсовым путем продольными стержнями 11. Вставки и рельсы выполнены из труб, через которые может подаваться термоагент и создаваться в камере вакуум.

Емкость 3 (фиг.7-14) выполнена в виде каркаса из соединенных снизу швеллером 12, а по бокам трубами 13, вертикальных крайних 14 и средних 15 опорных колец. Трубы и опорные кольца трубчатого профиля снабжены перфорацией 16 для улучшения теплообмена в камере. Кольцевые пространства, а также боковая поверхность каркаса (снизу до продольных труб), закрыты сетками 17, при этом сетки на внутренних кольцах выполнены в виде соединенных усеченными вершинами конусов 18 для предотвращения зависания сырья на внутренних кольцах при разгрузке емкости опрокидыванием.

На швеллере образованы окна 19 с закрепленными на них направленными вверх опорными патрубками 20 с поворотными клапанами 21, соединенными с тягами 22 для их дистанционного управления.

На патрубках установлены вешала для загрузки на них травянистого сырья, каждое из которых представляет собой открытый сверху и снизу стояк 23 с продольными окнами 24. В окнах на осях 25 установлены с возможностью поворота в радиально вертикальных плоскостях открытие с торцов стержни 26 сужающегося кверху трубчатого профиля. Стояки и стержни снабжены перфорацией 27. Стояки установлены на патрубках с возможностью поворота вокруг оси в пределах образованного на их поверхности паза 28 и фиксируется посредством болтов 29. Сверху на каждом стояке установлен поворотный вокруг стояка заборник 30 воздуха для подачи его через стояк в сообщающиеся с ним стержни и выброса его в емкость через перфорации в стенках стояков и стержней, а также через открытую вершину стержней и через сырье в камеру для рециркуляции. Частично воздух через окна в швеллерах через клапаны выбрасывается непосредственно в камеру.

Емкости опорными кольцами опираются на поддерживающие ролики 31 тележек 32 и 33, которые опорными роликами 34 установлены на рельсовом пути. Для предотвращения самопроизвольного проворота емкости вокруг своей продольной оси, на тележке смонтирован фиксирующий механизм, выполненный в виде вертикального стержня 35, соединенного с педалью 36, входящего в отверстие на одном из опорных колец. Стержень в зафиксированном положении удерживается пружиной 37, опирающейся с одной стороны в его буртик 38, а с другой на раму тележки. Для предотвращения самопроизвольного перекатывания тележек при загрузке и разгрузке, рельсовый путь на обеих концах имеет концевые 39 и промежуточный 40 съемный упоры.

Для разгрузки емкости поворотом вокруг продольной оси на платформе 41 у рельсового пути за сушильной камерой смонтирован привод (21 и 23), выполненный в виде установленных на поворотной рамке 42 ведущей 43 и ведомой 44 звездочек и охватывающего их цепного контура 45. Ведущая звездочка установлена на валу электродвигателя (не показан), а на оси ведомой звездочки установлен тормозной ролик 46 с фрикционной накладкой 47 на его рабочей поверхности. Рамка подпружинена и соединена с нажимным винтом 48.

Для того, чтобы емкость самопроизвольно не повернулась при освобождении фиксирующего механизма перед разгрузкой емкости, на той же платформе смонтировано тормозное устройство, выполненное в виде башмака 49 с тормозной накладкой 50, установленного на подпружиненном рычаге 51, соединенного с нажимным винтом 52.

Сушка сырья с использованием заявляемой установки при термо-вакуумном высушивании производится следующим образом.

Предназначенное для сушки сырье, например лекарственные, эфиромасличные, пряноароматические травы, загружаются в емкость 3 последовательно сначала на сетчатую поверхность 17 днища емкости, а затем снизу вверх на стержни 26 стояков 23, формируя горизонтальную цилиндрическую скирду так, чтобы концы стержней и стояка находились на поверхности скирды. Сырье целесообразно укладывать комлевой частью вниз для предотвращения слеживаемости и улучшения прохождения в нем воздуха. Для улучшения распределения сырья и заполнения больших пустот при формировании скирды, каждый стояк со стержнями поворачивают вокруг вертикальной оси в ту или иную сторону в пределах паза 28 относительно фиксирующего болта 29.

После этого на стояках устанавливают заборники 30 и поворачивают их широкой стороной к ближнему вентилятору 9. Затем убирают съемный упор 40, сдвинув стержни 11, снимают вставки 10 рельсового пути, закатывают установленную на тележках 32 и 33 емкость с сырьем в сушильную камеру 1 и фиксируют ее съемными винтами 40. После этого герметично закрывают крышку 7 и включают в камере нагреватель (не показано). При достижении в камере температуры 40^оС включают вентиляторы 9, создаваемые ими круговые (вокруг горизонтальной оси емкости) потоки нагретого воздуха, который захватывается заборниками 30 и по сообщающимся трубам стояков 23 и стержням 28 через перфорацию 27 выбрасывается к сырью, и через него выходят в камеру на рециркуляцию. Часть воздуха через открытые верхние торцы стержней и окна 19 швеллеров выбрасывается непосредственно в камеру. В зависимости от характеристик сырья окна 19 могут быть полностью закрыты или с минимальной пропускной способностью, что исключает застой (образование воздушной пробки) воздуха в стояках и стержнях. Окна 24 перекрываются подвижными щитками 24а. Интенсивность выхода нагретого воздуха через перфорацию стояка и стержней регулируется поворотом клапаном 21 посредством тяг 22.

В промежутках 42-80^оС происходит бланшировка сырья, т.е. оболочки клеток обжигаются горячим воздухом и разрушаются. В этом режиме температуры в герметически закрытой камере увеличивается давление за счет расширения воздуха и паров, которое, как правило, выше внутриклеточного. Дисбаланс давления наружного и внутриклеточного разрушающе действует на клетки оболочки, которых лопаются и из клеток вытекает содержимое клеточный сок. Однако такой режим работы и давления воздействует на верхние яруса клеток органа и на части растений, прошедшие фазу бланшировки. При этом сырье теряет тургор и уменьшается в объеме, между частями которого образуются пустоты, способствующие свободному проходу воздуха. При достижении расчетной температуры в глубинах по профилю скирды, которая снимается датчиками (не показано), отключается теплоноситель и резко сбрасывается давление внутри камеры.

В этом случае происходит как бы взрыв оболочек клеток за счет разности давления внутри клеток и окружающей среды. Прогретые клетки через разрушенные оболочки готовы отдать влагу. Вслед за этим камера опять герметизируется и воздух, насыщенный паром и другими летучими веществами эфирными маслами, отсасывается из камеры. Вместилища эфирных масел, находящиеся на поверхности листовой пластинки и внутри их под воздействием температуры и вакуума, испаряются при низких точках кипения, происходит диффузия эфирного масла и парообразной фазы воды и компрессором выводятся наружу камеры, где могут быть направлены по одному из каналов. Первый канал (не показано) воздух, насыщенный паром воды и летучими эфирными маслами, пропускается через адсорбент, например, гранулированный пористый окись алюминия, который поглощает эфирные масла, а чистый влажный воздух выбрасывается в атмосферу. Второй канал (не показано) насыщенный парами воды и эфирными маслами воздух направляется в холодильник трубчатый водяной, где пары конденсируются и дистиллят пропускается через активный уголь. Активный уголь адсорбирует эфирное масло, а чистый дистиллят выводится в канализацию или для повторного использования. При вакуумировании клетки теряют влагу, превращающуюся в парообразную фазу, и часть под действием гравитации стекает вниз, часть удерживается в растении. Потеря воды клетками вызывает плазмолиз их. Стекающий вниз (не показано) клеточный сок с низким содержанием влаги является биологически активным веществом, в состав которого входят и эфирные масла. С поддона сок стекает в сборник. Из сборника сок поступает на расфасовку (не показано), фиксируется антисептиком, например, спиртом и используется для производства лекарственных препаратов или в пищевой промышленности.

Если цель не достигнута, а это зависит от биологической особенности сырья, камера повторно мгновенно разгерметизируется. При этом за счет знакопеременных несбалансированных температур и давления внутри клеток и окружающей среды происходит окончательное разрушение оболочек клеток и активная потеря влаги за счет испарения при вакуумировании.

Повторно включается теплоноситель и вентиляция камеры и сырье прогревают до второй расчетной температуры, и повторно откачивают воздух, цикл повторяется.

Частота, продолжительность цикла и их количество, а также расчетные температуры и величины вакуума для каждой культуры разные.

Затем открывают крышку 8, снимают упоры 40, устанавливают и фиксируют стержнями 11 вставки 10 на другой стороне рельсового пути, выкатывают тележки с емкостью до упоров 39 и фиксируют их с другой стороны съемным упором 40. В этом положении кольца 14 и 15 емкости располагаются против тормозного устройства и привода, которые нажимными винтами 52 и 48 соответственно вводят с ними в контакт тормозной башмак 49 и приводной ролик 46. Затем, нажав на педаль 36, выводят из зацепления с кольцом 14 стержень 35 фиксатора емкости на тележке и включают электродвигатель (не показан) привода, одновременно уменьшая тормозной момент на кольцо 14 емкости поворотом нажимного винта 52. Емкость поворачивается на 180^о и сырье автоматически разгружается, при этом поворачиваются под тяжестью массы сырья и собственной массы вниз стержни 26, способствуя легкому полному сходу сырья со стояков и со стержней.

Выгруженное сырье транспортером 5 подается к месту переработки или в транспортные средства.

Применение установки позволяет производить с высокой производительностью экологически чистую сушку травянистого сырья и продуктов, а также получать биологически активные конденсаты и летучие фракции ароматических веществ.