Устройство для сушки с использованием солнечной и электрической энергии

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СУШКИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СОЛНЕЧНОЙ И ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ В изобретении представлено устройство для сушки с использованием солнечной как основной энергии и электрической как дополнительной энергии. Устройство имеет единую систему трубопровода, поток регулируется микропроцессором (8) и электромагнитными клапанами (30). Трубы размещаются внутри устройства и постепенно поднимаются до верха, а затем опускаются и заполняют все горизонтальное пространство сверху до основания устройства. Это позволяет создать одинаковый температурный баланс во всем объеме устройства. Наверху сушильного устройства выполнен выпускной свод (34), который принимает испарения и отводит их в выпускную трубу (7), которая проходит или в охлаждающий бак (23), или через охлаждающую спираль (18) и поступает в конденсатор (49). Вентилятор (22) принудительно направляет воздух в впускную трубу (13) и обратно в устройство. Солнечная панель соединена с устройством посредством эластичных труб (17), образуя единый функциональный агрегат. Угол установки солнечной панели (44) регулируется крюком (15) солнечной панели и зависит от географической широты и положения солнца. Основная цель изобретения - сушить одновременно и наилучшим образом пряные и ароматические травы, грибы, фрукты и овощи. 017654 Высушивание осуществляется в машинах для обработки различных видов сельскохозяйственных культур и согласно Международной патентной классификации относится к классу F26 В. Техническая задача Задача, решаемая настоящим изобретением, заключается в следующем: как сушить наилучшим образом специи и пряные травы, грибы, фрукты и овощи, чтобы обеспечить минимально возможные испарения до процесса высушивания, сохранить ценные компоненты в грибах, травах, овощах и фруктах,используя при этом солнечную энергию с малым потреблением энергии другого вида, и как регулировать процесс от перегрева или охлаждения, при этом управлять процессом и регулировать его непрерывно при оптимизации процесса для сохранения свойств каждого растительного продукта. Уровень техники Высушивание остается, по существу, неизменным, т.к. оно заключается в самом процессе направления горячего воздуха на вещество для высушивания, таким образом влага удаляется и происходит обезвоживание. Первые сушильные устройства работали с использованием дыма: разводили огонь и дым направляли на высушиваемый материал, затем появились сушильные устройства, в которых посредством вентилятора горячий воздух подавался из теплообменников или непосредственно из нагревателей, поэтому сушильные устройства работали при низкой температуре, а влагу удаляли посредством вакуумирования. Различные варианты только подтверждали правило: текущий поток горячего воздуха, проходящий через вещество, из которого удаляется влага. Существо изобретения Предлагаемое сушильное устройство решает вышеописанную проблему благодаря техническому решению, которое позволяет высушивать материал и при этом собирать основную жидкость, которая испаряется. Кроме этого существует проблема, как высушивать различные материалы, которые должны сушиться при различных температурах по возможности простым способом, при этом процесс должен оставаться непрерывным, и как равномерно распределить температуру внутри пространства сушильного устройства. Продолжительность процесса зависит от требуемого уровня высушивания и влажности, поступившей во внутреннее пространство устройства, а не от продолжительности высушивания. Высушивание зависит от влажности, а продолжительность процесса высушивания либо укорачивается, либо удлиняется. Конструктивное решение сушильного устройства с использованием электрической и солнечной энергии заключается в том, что солнечная энергия используется для нагревания жидкостей в солнечную погоду, таким образом требуемая температура сохраняется внутри устройства, а когда солнечной энергии недостаточно, для дополнительного подогрева используется электрическая энергия и это происходит следующим образом. Солнечную панель устанавливают на корпусе сушильного устройства под требуемым углом географической широты, для нагревания жидкости наклонно расположенные отводы солнечной панели соединяют с единой системой трубопровода, установленной сзади или на крыше сушильного устройства и соединенной с циркулярным насосом, который через систему трубопровода в устройстве осуществляет принудительную циркуляцию жидкости. Для регулирования потока жидкости или от солнечных панелей, или только в сушильном устройстве в нем установлены два электромагнитных клапана(ЭМК), работающих от импульса магнитодвижущей силы, а для устранения возможного скачка давления в системе установлен расширительный бачок. По той же линии в трубе установлен погружной нагреватель, который размещен внутри сушильного устройства. Весь процесс осуществляется с помощью микропроцессора, в который заложены все существующие параметры и он регулирует открытие и закрытие ЭМК, работу насоса, дополнительное нагревание и охлаждение внутри сушильного устройства. С ним соединены датчики для измерения температуры и влажности следующим образом: перед нагревателем размещен датчик температуры жидкости, поступающей в нагреватель, а температурный датчик и датчик влажности размещены внутри сушильного устройства, которые отслеживают весь процесс высушивания,а также температурный датчик в солнечной панели. Сушильное устройство имеет частично изолированное отверстие, которое ведет к своду на одной стороне устройства для испарений внутри него и за изоляцией начинается конденсация. Для достижения высокой конденсации паров на трубе, которая выходит горизонтально из отверстия, установлены охладители или компрессор, за которым размещен конденсатор испарений, собирающий образовавшуюся жидкость и направляющий ее к концу трубы, откуда выходит жидкость. Таким образом, в первый раз по крайней мере два продукта, высушенные в результате высушивания и основная жидкость из которых в процессе дистилляции или подобным образом затем удалена, могут быть извлечены из процесса высушивания. Из конденсатора вниз проходит отводная труба, подающая сухой воздух, который направляется к вентилятору, осуществляющему принудительную циркуляцию воздуха из отводной трубы во входную трубу, а также снизу доверху всего сушильного устройства. Если в устройстве установлен воздушный охлаждающий компрессор, тогда ниже вентилятора нагретая жидкость из компрессора направляется для дополнительного нагревания воздуха. Таким образом, достигается лучшая эффективность использования энергии. Размещение труб в сушильном устройстве таково, что они занимают пространство всего устройства. Трубы размещены на стенах устройства, а также между полками для высушивания материала. Трубы проходят по донной части устройства, затем-1 017654 постепенно поднимаются вдоль стен, образуя трубопровод, и затем они образуют горизонтальную систему трубопровода, заполняя все пространство устройства, начиная с первого уровня. После образования горизонтального трубопровода трубы опускают сверху вниз до донной части устройства по задней стене,выполняя понижающий трубопровод до выпускной трубы, образуя, при этом, единую систему трубопровода, которая или соединяется с солнечной панелью или нет. В результате, такая система труб внутри устройства обеспечивает хорошо сбалансированную температуру и хорошо сбалансированное испарение материала. Циркуляция воздуха в устройстве, по существу, содержащем нагретый воздух и пар, происходит при повышении температуры и пропускной способности по трубам с помощью вентилятора, а воздух поступает в впускную трубу в донной части устройства, внутри самого устройства и проходит через спираль для дополнительного нагревания и нагревания панели, в результате вступает в контакт с материалом и имеет температуру, требуемую для высушивания. Предлагаемые сушильные устройства являются мобильными, т.к. у них есть колеса. В задней части устройства размещен держатель солнечной панели, который имеет индикатор для ее установки (по солнцу). Крепежные приспособления солнечной панели соединены с устройством посредством гибкого соединения с системой трубопровода, при этом сама панель имеет небольшие колеса, что позволяет ей перемещаться вместе с сушильным устройством. Процесс высушивания является полностью автоматическим, который устанавливается отдельно для каждого вида растений в зависимости от их индивидуальных свойств. Такая система регулирования влажности материала позволяет определять с большой точностью требуемую влажность и в тоже время получать продукцию, которую практически невозможно получить в стандартных сушильных устройствах: сушеные фрукты с минимальной влажностью для измельчения при производстве порошков для пищевой промышленности, сюда также относятся грибы, пряные травы и овощи. Предлагаемое сушильное устройство уже воплощено и испытано и полученные результаты испытаний превзошли все ожидания. Краткое описание чертежей Фиг. 1 - вид спереди на сушильное устройство; фиг. 2 - вид сзади на сушильное устройство; фиг. 3 - продольное сечение по боковым сторонам устройства; фиг. 4 - вид сбоку на сушильное устройство; фиг. 5 - продольное сечение по передней и задней сторонам устройства; фиг. 6 - крюк для крепления солнечной панели к устройству; фиг. 7 - полки; фиг. 8 - схема направления потока воздуха; фиг. 9 - схема направленного вверх трубопровода; фиг. 10 - схема направленного вниз трубопровода; фиг. 11 - элементы направленного вниз трубопровода. Подробное описание изобретения Сушильное устройство с использованием солнечной и электрической энергии содержит наружный корпус 1, внутри которого установлена изоляция 25, и внутренний корпус, выполненный из нержавеющей стали. На передней стороне устройства на петлях 2 установлены две двери, которые плотно закрывают корпус 1 посредством установленного на них замка 3, стержня 14 и выполненных гнезд для стержня, что позволяет полностью закрыть сушильное устройство. Устройство имеет ось 12, на которой установлены колеса 5, что делает устройство подвижным. Наверху устройства по центру верхней стенки установлен свод 34, из которого горизонтально выходит выпускная труба 7, которая затем изгибается вниз и проходит вдоль боковой стенки устройства через охлаждающий резервуар 23 или процесс охлаждения осуществляется посредством охлаждающей спирали 18, которая снабжена компрессором 20, затем труба проходит через конденсатор 21, в котором происходит отделение большого количества пара, образовавшегося из воздуха, и в виде жидкости выходит через трубу конденсатора 49. Сухой воздух направляется с помощью вентилятора 22 далее через трубу вверх к входной трубе 13 для подачи воздуха в воздушный приемник 39 и подается на спираль 61 для дополнительного нагревания направленного вниз трубопровода и направления воздушного потока 67; затем нагретый воздух направляется к нагревающей панели 56,размещенной на опорах 55 нагревающей панели, где воздух окончательно нагревается до рабочей температуры. При дальнейшей циркуляции снизу доверху устройства нагретый воздух поступает к системе лотков с высушиваемым материалом. Устройство включает однощелевые лотки 62 с одним сквозным вырезом для поступления воздуха, выполненным по центру лотка (54) или двухщелевые лотки 63 с двумя сквозными вырезами для прохождения воздуха, выполненными по бокам лотка (54). Указанные двухщелевые лотки имеют боковые опоры 64 и внутри лотков вырезы 65, которые предназначены для прохождения основного потока воздуха 68 через вырезы 65, которые выполнены альтернативно и в середине лотков и по бокам, а второй поток 69 через материал для высушивания, размещенный на всей поверхности лотков, нагревая, таким образом, весь загруженный материал и усиливая испарение. Настоящее изобретение значительно отличается от существующих сушильных устройств, в которых материал-2 017654 нагревается по поверхности и испарение из материала значительно снижается, а сам материал обрабатывается дольше и часто при неправильной температуре. В предлагаемом устройстве воздух и испарения взаимно заменяются при движении вверх в сушильном устройстве и образуют выходной поток воздуха 70. В соответствующей точке около выпускного свода на крыше установлено измерительное средство 6 для измерения температуры и влажности, проходящее через крышу и корпус 1 и размещенное внутри устройства для измерения влажности и температуры в устройстве. На задней стороне устройства, на необходимой высоте установлен крюк 15 солнечной панели с градуированной по географической широте шкалой 16, который закреплен на опоре крюка 48. При наклоне солнечной панели 44 к крюку 15 она опирается на него посредством полусферы 46, которая установлена на солнечной панели 44, а на нижней стороне панели установлены ролики. Наклонные элементы солнечной панели соединены гибким соединением или посредством соединения 47 солнечной панели гибких труб к системе трубопровода сушильного устройства к трубкам 32, которые размещены вертикально по задней стенке устройства и на концах которых установлены 3 электромагнитных клапана 30 (выше по тексту ЭМК) - два из которых для солнечной панели 44, а один для отключения солнечной панели из системы. Все электромагнитные клапаны 30 работают от импульса электрического тока или силового импульсного датчика и не зависят от различного давления жидкости. Параллельно им по горизонтальной линии установлен расширительный бачок 33 для приема жидкости при возможном скачке давления. Кроме этого, установлен кран 26 для слива жидкости и наполнения трубопровода, а также по этой горизонтальной линии установлен циркуляционный насос 28, а перед насосом установлен температурный датчик 27, и в конце установлен погружной нагреватель 31 в трубе нагревателя 43, который входит в корпус сушильного устройства и является началом идущего вверх трубопровода 38. Идущий вверх трубопровод 38 внутри сушильного устройства состоит из горизонтальных участков, которые, через требуемое расстояние, поднимаются выше на следующий уровень и все это последовательно один за другим до верха устройства, а затем сверху начинается идущий вниз трубопровод 37, который горизонтально заполняет пространство устройства, образуя систему горизонтальных труб 60, таким образом требуемый уровень снижается до следующего уровня сверху донизу устройства, образуя внутри устройства и в пространстве между трубами сеть опор 53 для лотков, на которые устанавливаются лотки 54 для размещения материала для высушивания. На дне устройства размещается идущая вниз ветвь трубопровода 37, образующая спираль 61 для дополнительного нагревания и она выходит из устройства как конец понижающей линии 59 и заканчивается краном 26. Опоры 53 для лотков установлены горизонтально на внутренней стенке специально только на боковых сторонах. Такая установка внутри сушильного устройства обеспечивает равномерное выпаривание жидкости из материала. На передней стороне устройства, рядом с дверью, размещен микропроцессор 8, который регулирует работу всех элементов: нагревание только посредством солнечной панели 44 или нагревателя 31 или комбинированное нагревание; открывание и закрывание электромагнитных клапанов 30, при этом два клапана открыты, один открыт, один закрыт и наоборот. Данные поступают в результате измерений температуры и влажности от датчика 27, а затем на основании этих данных включается или выключается насос 28,нагреватель 31 и, если необходимо, клапаны 30 в то время, как вентилятор 22 постоянно включен, для оптимальных условий работы сушильного устройства на всех режимах. Микропроцессор 8 имеет дисплей 9, на котором отображаются диаграммы процесса, и процесс высушивания постоянно контролируется. Дисплей сохраняет данные процессов в течение трех лет. Микропроцессор 8 включает также блок 51 для полной установки режимов работы устройства. Микропроцессор 8 и дисплей 9 защищены крышкой 50 от атмосферных явлений. На противоположной стороне устройства на корпусе 1 на требуемой высоте выполнены нижняя опора 10 и верхняя опора 11 для закрепления солнечной панели при ее транспортировке. На задней стороне устройства, на его нижней части выполнен крюк 29 на оси крюка 41, в котором также установлен резьбовой болт с опорой 40 для установки на грунт. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Устройство для сушки, в котором процесс нагрева жидкости осуществляют с использованием солнечной и электрической энергии, содержащее корпус (1), внутреннее пространство с системой лотков(54), единую систему труб для циркуляции нагретой жидкости, соединенную с корпусом (1) солнечную панель (44), циркуляционный насос (28), нагреватель (31), датчики измерения температуры влажности,микропроцессор (8), при этом единая система труб состоит из поднимающегося вверх трубопровода (38),включающего горизонтальные участки по боковым сторонам устройства, которые через требуемое расстояние поднимаются вверх на следующий уровень последовательно один за другим до верха устройства на требуемую высоту, затем сверху начинается идущий вниз трубопровод (37), который горизонтально заполняет пространство устройства, образуя участок горизонтальных труб (60), которые снижаются на требуемую высоту до следующего участка горизонтальных труб (60) и, таким образом, до дна устройства, при этом трубы выходят из устройства и на задней стороне устройства переходят в горизонтальную-3 017654 трубу, которая с помощью трубок (32) и гибких трубок (17) соединена с отводами солнечной панели (44),трубки (32) снабжены электромагнитными клапанами (30), а микропроцессор (8) выполнен с возможностью обеспечения циркуляции жидкости только в сушильном устройстве, минуя солнечную панель (44) либо через солнечную панель (44), что позволяет удерживать рабочую температуру во всем объеме устройства. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на его верхней части выполнен выходной свод (34), в котором установлена выпускная труба (7), проходящая вниз вдоль устройства, при этом вокруг трубы размещен охлаждающий резервуар (23) и/или компрессор (20), из которого выходит охлаждающая спираль (18), намотанная на трубу, ниже размещается конденсатор (21), в котором жидкость отделяется от воздуха и посредством трубы (49) конденсатора жидкость удаляется из устройства. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что вентилятор (22) подает воздух вниз через входную трубу (13), из которой воздух поступает в воздушный приемник (39), и далее воздух направляется к спирали (61) для дополнительного нагревания и к нагревательной панели (56), таким образом воздух с требуемой температурой поступает к первым лоткам. 4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что поток воздуха при сушке имеет поступающее направление (67), проходя через нагревающие панели (58), при этом основной поток проходит через воздушные щели в лотках, а дополнительный поток (69) - через материал, который должен быть высушен, и исходящее направление (70) потока воздуха наверх к выходному своду (34). 5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что включает лотки (54), которые являются однощелевыми лотками (62), выполненными с одним сквозным вырезом для прохода воздуха посередине лотка (54),и двухщелевыми лотками (63), выполненными с двумя сквозными вырезами для прохода воздуха по бокам, при этом они установлены в устройстве попеременно один над другим, образуя, таким образом, требуемое направление потока воздуха в устройстве. 6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что включает крюк (15) для крепления на нем солнечной панели (44) с выполненной на нем градуированной шкалой, по которой определяют географическую широту и угол установки солнечной панели (44). 7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что содержит ось (41) крюка, на которой установлен выдвижной крюк (29), который фиксирует устройство на месте при эксплуатации, при этом включает нижнюю опору (10) солнечной панели и верхнюю опору (11) солнечной панели и колеса (5), необходимые для перемещения устройства. 8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что включает систему спиралей (61) для дополнительного нагревания воздуха и панелей (56) до требуемой температуры. 9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что использование крюка (15) солнечной панели и верхней части сферы (46) позволяет поворачивать солнечную панель (44) по направлению к солнцу без перемещения устройства.