Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
УСТРОЙСТВО ДЛЯ СУШКИ ПЛОСКИХ МАТЕРИАЛОВ
УСТРОЙСТВО ДЛЯ СУШКИ ПЛОСКИХ МАТЕРИАЛОВ

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СУШКИ ПЛОСКИХ МАТЕРИАЛОВ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к сушке плоских материалов и может быть использовано преимущественно для сушки текстильных материалов. В устройстве, включающем параболический отражатель и инфракрасный излучатель цилиндрической формы, параболический отражатель выполнен с возможностью изменения кривизны параболы, определяемой фокусным расстоянием, а излучатель с возможностью перемещения в плоскости симметрии параболического отражателя параллельно его основанию. Изобретение позволяет повысить качество сушки при одновременном увеличении производительности за счет регулирования интенсивности поля облучения, делая его более равномерным или увеличивая интенсивность в заданной области. 4 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2172905
Класс(ы) патента: F26B3/30
Номер заявки: 2000111619/06
Дата подачи заявки: 10.05.2000
Дата публикации: 27.08.2001
Заявитель(и): Санкт-Петербургский государственный университет технологии и дизайна
Автор(ы): Бершев Е.Н.; Иванов О.М.; Завалищева Т.В.
Патентообладатель(и): Санкт-Петербургский государственный университет технологии и дизайна
Описание изобретения: Изобретение, относится к сушке плоских материалов и может быть использовано преимущественно для сушки текстильных материалов.
Известно устройство /заявка 4110979, МКИ5 F 24 H 1/18, Германия, опубл. "Изобретения стран мира" N 3, 1994 год, "Камера сгорания"/, содержащее параболический отражатель и излучатель, который находится в точке фокуса отражателя.
Недостатком данного устройства является то, что невозможно регулировать интенсивность поля облучения, так как параболический отражатель и излучатель жестко закреплены, вследствие этого интенсивность ИК-излучения в плоскости перпендикулярной оси отражателя снижается с ростом расстояния от оси излучателя. Это ограничивает возможность применения устройства из-за неравномерности поля облучения.
Техническим результатом заявляемого устройства является устранение этого недостатка и повышение качества сушки при одновременном увеличении производительности за счет регулирования интенсивности поля облучения, а именно делая его более равномерным или увеличивая интенсивность в заданной области.
Поставленная задача достигается тем, что в устройстве, включающем параболический отражатель и инфракрасный излучатель цилиндрической формы, параболический отражатель выполнен с возможностью изменения кривизны параболы, определяемой фокусным расстоянием, а излучатель с возможностью перемещения в плоскости симметрии параболического отражателя, параллельно его основанию. Изменение кривизны параболы и смещение излучателя позволяет регулировать ширину и равномерность поля облучения.
Только совокупность всех перечисленных признаков в формуле изобретения дает возможность регулировать распределение интенсивности в поле облучения для конкретной задачи и, тем самым, повысить качество и скорость сушки материала или изделия.
На фигурах 1, 2 представлен вариант схемы устройства, где параболический отражатель 1; цилиндрический ИК-излучатель 2; высушиваемый материал 3; вертикальная планка 4 с направляющими пазами, имеющими шкалы; нижняя горизонтальная направляющая планка 5 со шкалами; верхняя горизонтальная направляющая планка 6; наклонные направляющие планки 7,8; точки фиксации формы параболы А, В, С, М, N. Точки А, В, С жестко связаны с параболическим отражателем. На направляющих 4, 5, 6, 7 нанесены шкалы, соответствующие различным фокусным расстояниям отражателя.
Риски, соответствующие фокусному расстоянию f, для шкалы, расположенной на вертикальной направляющей 4, рассчитываются по формуле:
(координата точки С),
где f - фокусное расстояние параболы,
l - расстояние между точками А и С на наклонных планках 7, 8.
Риски для шкалы, расположенной на горизонтальной направляющей 5, рассчитывают по формуле:

Риски, соответствующие фокусному расстоянию f, для шкалы, расположенной на горизонтальной направляющей 6, рассчитываются по формуле:
x1 = y12/4f,
где у1 - расстояние между фиксированными стержнями MN на планке 6.
Устройство для регулировки формы отражателя располагают на переднем и заднем торцах отражателя.
В зависимости от задачи (узкая зона с высокой интенсивностью ИК-облучения или широкая зона облучения с меньшей интенсивностью) фокусное расстояние можно выбирать, исходя из приближенной формулы:
f= 9,408 - 0,125S + 0,00425 S2,
где S - ширина зоны облучения, см.
Расположение излучателя для получения равномерного поля облучения можно выбирать, исходя из приближенной формулы:
X0 = f - 1,74 + 0,058S - 0,0034S2
Работа устройства происходит следующим образом: в зависимости от ширины материала выбирают фокусное расстояние отражателя (для большей ширины материала устанавливают большее фокусное расстояние, для малой ширины и высокой интенсивности потока ИК-излучения малое фокусное расстояние).
Задание формы отражателя для фокусного расстояния f осуществляют следующим образом: точку A и точку В закрепляют напротив риски, соответствующей величине f на планке 5. Точку C закрепляют напротив риски, соответствующей величине f на планке 4. Перемещая планку 6 параллельно планке 5, устанавливают точку К напротив риски, соответствующей величине f на вертикальной планке, и закрепляют в точке D и точке Е.
Положение цилиндрического излучателя задают, фиксируя его в пазах вертикальной направляющей планки 4 по своей шкале, в зависимости от нужной ширины зоны облучения.
На фигуре 2 показана схема поперечного сечения отражателя, излучателя и высушиваемой поверхности. При расположении излучателя в точке фокуса параболического отражателя отраженный поток распространяется параллельно оси параболы Х (луч 1). При этом по закону отражения - угол падения равен углу отражения. Когда излучатель расположен в точке X0 < f, луч 2, отраженный в той же точке Р, проходит под другим углом, удаляясь от оси отражателя X. Если излучатель в точке X0 > f, луч 3, отраженный в точке Р, приближается к оси отражателя X.
На всех графиках по оси ординат отложена относительная величина интенсивности облучения I/I0. I0 (Вт/м2) - интенсивность на заданном расстоянии (например, 15 см) от излучателя без использования отражателя, при которой достигается за определенное время (например, 3 мин) необходимый уровень сушки. I (Вт/м2) - расчетное значение интенсивности излучения при заданном расположении параболического отражателя и ИК-излучателя.
Распределение интенсивности ИК-излучения от параболического отражателя на плоскости, перпендикулярной оси Х, показано на фигуре 3. График "а" показывает распределение интенсивности ИК-излучения от параболического отражателя в случае, если излучатель расположен в точке фокуса X0 = f. График "b" показывает распределение интенсивности ИК-излучения от параболического отражателя в случае смещения отражателя из точки фокуса в сторону основания отражателя X0 = 0,8 f. График "с" показывает распределение интенсивности ИК-излучения от параболического отражателя для варианта, когда излучатель размещен на расстоянии X0 = 1,2 f от основания отражателя. График "d" показывает распределение интенсивности излучения от ИК-излучателя.
На фигуре 4 показана суммарная интенсивность ИК-излучения на плоскость прямого потока от излучателя и потока от отражателя при различном расположении X0 излучателя. График "e" показывает распределение суммарной интенсивности от излучателя и от отражателя в случае, если излучатель расположен в точке фокуса X0 = f. График "g" показывает распределение интенсивности в случае смещения отражателя из точки фокуса в сторону основания отражателя X0 = 0,8 f. График "j" показывает распределение интенсивности ИК-излучения для варианта, когда излучатель размещен на расстоянии X0 = 1,2 f от основания отражателя. Такое распределение подтверждено расчетными и экспериментальными данными.
Пример 1. Для сушки флокированного изделия размером 30 x 30 см используют сушильное устройство, которое содержит параболический отражатель с фокусным расстоянием f = 8 см и ИК-излучатель КГ-220-1000-6 длиной 31 см, расположенный в точке фокуса отражателя. При таком расположении отражателя и излучателя интенсивность облучения в центре материала Imax будет в 1,6 раза больше, чем Imin по краям: Imax/Imin = 1,6.
Время сушки материала при интенсивности облучения Imax составляет примерно 3 минуты, но при этом края материала недостаточно высушены: низкая прочность фиксации ворса в клеевом слое, что ведет к снижению качества.
Время сушки материала при интенсивности облучения Imin составляет примерно 5 минут, при этом материал в центре пересушен: деструкция клея и оплавление ворса. В случае использования для сушки такого же материала сушильного устройства, в котором отражатель и излучатель расположены оптимальным образом, то есть параболический отражатель имеет кривизну, соответствующую фокусному расстоянию f = 9,5 см, и ИК-излучатель расположен на расстоянии 6,5 см от основания отражателя, интенсивность облучения на всей ширине материала примерно одинаковая, то есть Imax/Imin = 1,02.
При этом материал высушен по всей ширине с одинаковой степенью, время сушки материала составляет 3 мин 50 сек.
Для этого варианта форму отражателя задают следующим образом: точки А и В фиксируют в точках с координатами x = 15, у= ±24, точки М и N устанавливают в точках с координатами x = 4,5, у= ±13.
Пример 2. Для сушки автомобильных уплотнителей, ширина которых не превышает 5 см, необходимо создать узкую и интенсивную зону облучения. Для решения этой задачи используют сушильное устройство, которое содержит параболический отражатель с фокусным расстоянием f = 7,2 см, ИК-излучатель КГ-220-1000-6 расположен на расстоянии 8 см от основания отражателя. При таком расположении отражателя и излучателя средняя интенсивность ИК-излучения в 1,3 раза выше, чем в случае расположения излучателя в точке фокуса, а отношение Imax/Imin = 1,1 что вполне приемлемо для технических целей.
Из всего изложенного видно, что предлагаемое устройство позволяет регулировать поле облучения в широких пределах как по величине интенсивности ИК-излучения, так и по равномерности.
Формула изобретения: Устройство для сушки плоских материалов, включающее инфракрасный излучатель цилиндрической формы и параболический отражатель, отличающееся тем, что параболический отражатель выполнен с возможностью изменения кривизны параболы, а излучатель с возможностью перемещения в плоскости симметрии отражателя параллельно его основанию.