Устройство для получения горячего и холодного воздуха в лесосушильной камере
Владельцы патента RU 2645385:
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова" (САФУ) (RU)
Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности. Установка для получения горячего и холодного воздуха в лесосушильной камере содержит осевой вентилятор с обечайкой и приводом от электродвигателя, рабочее колесо с лопастями и ступицей, систему вихревых трубок, размещенных на наружной поверхности обечайки и объединенных коллекторами холодного и горячего воздуха. Рабочее колесо выполнено со ступицей, имеющей кольцевую центральную выточку и лопасти, установленные на ступице и имеющие внутренние полости в виде канала, соединяющего вершинную оконечность лопасти, в торце которой радиально расположено отверстие, с коренной частью лопасти, соединенной отверстием с кольцевой центральной выточкой ступицы, при этом отверстие в вершинной оконечности имеет коническую форму с уменьшающимся диаметром на выходе. Изобретение должно повысить эффективность работы установки для получения горячего и холодного воздуха для лесосушильной камеры. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.
Изобретение относится к деревообрабатывающей отрасли промышленности.
Известна конструкция конденсационной сушильной камеры (П.С. Серговский. Оборудование гидротермической обработки древесины. М.: Лесная промышленность. 1981 г. С. 136-137). Камера имеет корпус, вентилятор, циркуляционный канал, калорифер и снабжена компрессорной холодильной установкой для конденсации и удаления влаги из циркулирующего агента сушки и работает по замкнутому циклу без удаления отработавшего воздуха в атмосферу.
К недостаткам таких конденсационных камер относятся: необходимость оборудования сложными специализированными холодильными машинами, низкая температура циркулирующего в камере воздуха (40°С), обусловленная свойствами применяемых хладагентов, большая продолжительность сушки и низкая производительность.
Прототипа к предлагаемому устройству не найдено.
Задачей изобретения является повышение эффективности работы устройства для получения горячего и холодного воздуха для лесосушильной камеры.
Повышение эффективности работы устройства достигается тем, что установка для получения горячего и холодного воздуха в лесосушильной камере содержит осевой вентилятор с рабочим колесом с лопастями и ступицей, обечайкой с системой вихревых трубок, создающих поток холодного и горячего воздуха, размещенных на внешней стороне обечайки радиально и объединенных коллекторами, при этом рабочее колесо выполнено со ступицей, имеющей кольцевую центральную выточку, и лопасти, установленные на ступице и имеющие внутренние полости в виде канала, соединяющего вершинную оконечность лопасти с радиальными отверстиями в торце, с коренной частью лопасти, соединенной отверстием с кольцевой центральной выточкой ступицы, при этом отверстие в вершинной оконечности имеет коническую форму с уменьшающимся диаметром на выходе. Обечайка вентилятора выполнена в виде цилиндрического кольца со стенкой П-образного, прямоугольного или близкого к нему трапециевидного сечения с кольцевым открытым каналом на внутренней поверхности кольца, внутренняя диаметральная поверхность канала выполнена волнистой синусоидальной или иной формы с чередующимися вершинами и впадинами, образующими воздушные пазухи, во впадинах которых выполнены конусные сужающиеся отверстия, соединенные с приемными патрубками вихревых трубок, количество которых согласуется с количеством пазух, а боковые поверхности канала имеют лабиринтные уплотнения.
Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 показан общий вид устройства для получения горячего и холодного воздуха, на фиг. 2 - поперечный разрез устройства, на фиг. 3 - расположение и взаимодействие элементов устройства, на фиг. 4 - расположение вершинной оконечности лопасти в профилированном канале обечайки.
Устройство содержит коллектор горячего воздуха 1, лопасти 2, ступицу 3, рабочее колесо вентилятора 4, вал колеса вентилятора 5, кольцевую центральную выточку 6, отверстие 7, канал в полости лопасти 8, вихревые трубки 9, приемный патрубок вихревой трубки 10, обечайку 11, коническое отверстие 12, лабиринтное уплотнение 13, кольцевой профилированный канал 14, патрубки отвода горячего и холодного воздуха 15, пазухи 16, коническое отверстие 17, коллектор холодного воздуха 18.
Устройство для получения горячего и холодного воздуха работает следующим образом.
Рабочее колесо вентилятора 4, установленное на приводном валу 5, приводимом во вращение от электродвигателя, создает основной тангенциальный поток воздуха, при этом часть потока сходит с вершинных оконечностей лопастей 2 в радиальном направлении и не может быть эффективно использована. Поэтому предложено разделять радиальный поток на холодный и горячий.
При вращении рабочего колеса 4 по обе стороны создаются соответственно зоны повышенного и пониженного давления. Часть воздушного потока из зоны пониженного давления поступает в кольцевую центральную выточку 6 ступицы 3, откуда под действием центробежных сил через отверстия в стенке ступицы 7 подается в канал во внутренней полости лопасти 8. По каналу поток воздуха перемещается в радиальном направлении, приобретает центробежное ускорение и через коническое сужающееся отверстие в вершинной оконечности лопасти попадает в пазухи 14 кольцевого открытого профилированного канала 13 обечайки 11 и далее поступает через коническое отверстие 17 в приемный патрубок вихревой трубки 10. При перемещении вершинной оконечности лопасти по профилированному каналу воздух попадает в пазухи 16, где дополнительно сжимается. Для предотвращения утечек воздуха в обечайке в месте контакта с вершинной оконечностью лопасти установлено лабиринтное уплотнение 13. Приемный патрубок трубки 10 соединен с корпусом вихревой трубки тангенциально так, что поток агента при входе в трубку закручивается и при этом проявляется вихревой эффект Ранка-Хилша. Происходит расслоение в трубке расширяющегося закрученного высокоскоростного потока газа на «холодный» центральный и на «горячий» периферийный. Холодный и горячий потоки разнонаправленно выходят через патрубки трубок, которые объединены соответственно «горячим» и «холодным» коллекторами 1, 18.
Таким образом, осуществляются отбор и разделение части воздушного потока осевого вентилятора на горячий и холодный, которые по коллекторам 1, 18 через патрубки 15 подаются в зону подготовки агента сушки лесосушильной камеры, что обеспечивает повышение эффективности работы устройства.
1. Установка для получения горячего и холодного воздуха в лесосушильной камере, содержащая осевой вентилятор с обечайкой и приводом от электродвигателя, рабочее колесо с лопастями и ступицей, систему вихревых трубок, размещенных на наружной поверхности обечайки и объединенных коллекторами холодного и горячего воздуха, отличающаяся тем, что рабочее колесо выполнено со ступицей, имеющей кольцевую центральную выточку и лопасти, установленные на ступице и имеющие внутренние полости в виде канала, соединяющего вершинную оконечность лопасти, в торце которой радиально расположено отверстие, с коренной частью лопасти, соединенной отверстием с кольцевой центральной выточкой ступицы, при этом отверстие в вершинной оконечности имеет коническую форму с уменьшающимся диаметром на выходе.
2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что обечайка вентилятора выполнена в виде цилиндрического кольца со стенкой П-образного (прямоугольного) или близкого к нему трапециевидного сечения с кольцевым открытым каналом на внутренней поверхности кольца, внутренняя диаметральная поверхность канала выполнена волнистой синусоидальной или иной формы с чередующимися вершинами и впадинами, образующими воздушные пазухи, во впадинах которых выполнены конусные сужающиеся отверстия, соединенные с приемными патрубками вихревых трубок, количество которых согласуется с количеством пазух, а боковые поверхности канала имеют лабиринтные уплотнения.
