УСТРОЙСТВО ДЛЯ СУШКИ ЗЕРНА
DEVICE FOR GRAIN DRYING

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к устройствам для сушки зерна.
Известно устройство для сушки зерна [Устройство для сушки зерна. - Патент RU 2323580. - Опубл. 10.05.2008, Бюл. №13], содержащее цилиндрический кожух, загрузочный бункер, выгрузное окно, транспортирующий рабочий орган, соосно установленный внутри кожуха с возможностью вращения, а также нагревательные элементы. Внешняя поверхность кожуха покрыта слоем теплоизолирующего материала. Транспортирующий рабочий орган выполнен в виде шнека с перфорированными витками, диаметр перфорации не превышает минимального размера зерна. Кожух выполнен составным, а его составные части разделены между собой кольцами, выполненными из теплоизолирующего материала. Нагревательные элементы размещены на внешней поверхности кожуха под слоем теплоизолирующего материала между загрузочным бункером и выгрузным окном с возможностью индивидуального регулирования температуры нагрева каждого из участков кожуха. Каждая составная часть кожуха снабжена индивидуальным нагревательным элементом, а торцевая поверхность кожуха со стороны загрузочного бункера выполнена перфорированной. Кроме того, устройство содержит охлаждающее устройство, которое состоит из вентилятора и воздуховода, соединенного с внутренней полостью кожуха за выгрузным окном.
Известное устройство обладает недостатками - неравномерная сушка зерна и высокие затраты энергии.
Достигаемый технический результат - повышение качества сушки зерна и снижение затрат энергии на сушку.
Указанный технический результат достигается тем, что кожух располагают вертикально. Транспортирующий рабочий орган выполняют в виде плоской пружины. Высоту плоской пружины выполняют равной максимальному размеру высушиваемого зерна. Загрузочный бункер устанавливают над плоской пружиной у ее внешнего края. Ширину выпускного окна загрузочного бункера выполняют равной расстоянию между соседними витками плоской пружины. На плоской пружине устанавливают жестко связанную с ней пластину круглой формы, которую снабжают приводом В пластине круглой формы выполняют отверстия, причем их радиус не превышает расстояния от центра плоской пружины до загрузочного бункера. Нагревательный элемент располагают под транспортирующим рабочим органом и выполняют в виде перфорированного плоского кольца. Внешний диаметр перфорированного плоского кольца выполняют равным внутреннему диаметру кожуха. Внутренний диаметр плоского кольца выполняют равным диаметру внутреннего витка плоской пружины. В отверстиях плоского кольца устанавливают втулки, которые выполняют из теплоизолирующего материала. Выгрузное окно выполняют круглой формы и устанавливают соосно кожуху под нагревательным элементом. Диаметр выгрузного окна выполняют равным внутреннему диаметру плоского кольца. Воздуховод охлаждающего устройства соединяют с перфорацией нагревательного элемента.
На фиг. 1 изображен общий вид устройства, а на фиг. 2 - то же, разрез по А-А.
Устройство для сушки зерна включает вертикально установленный цилиндрический кожух 1, внешняя поверхность которого покрыта слоем теплоизолирующего материала 2, загрузочный бункер 3, выгрузное окно 4, соосно установленный внутри кожуха с возможностью вращения транспортирующий рабочий орган 5, нагревательный элемент 6, а также охлаждающее устройство, состоящее из вентилятора 7 и воздуховода 8. Транспортирующий рабочий орган 5 выполнен в виде плоской пружины, причем высота плоской пружины равна максимальному размеру высушиваемого зерна. Загрузочный бункер 3 установлен над плоской пружиной у ее внешнего края. Ширина выпускного окна загрузочного бункера 3 равна расстоянию между соседними витками плоской пружины. На плоской пружине установлена жестко связанная с ней и снабженная приводом пластина 9 круглой формы, в которой выполнены отверстия. Радиус пластины 9 не превышает расстояния от центра плоской пружины до загрузочного бункера 3. Нагревательный элемент 6 расположен под транспортирующим рабочим органом 5 и выполнен в виде перфорированного плоского кольца, внешний диаметр которого равен внутреннему диаметру кожуха 1. Внутренний диаметр плоского кольца равен диаметру внутреннего витка плоской пружины. В отверстиях плоского кольца установлены втулки 10, выполненные из теплоизолирующего материала. Выгрузное окно 4 выполнено круглой формы и установлено соосно кожуху 1 под нагревательным элементом 6. Диаметр выгрузного окна 4 равен внутреннему диаметру плоского кольца. Воздуховод 8 охлаждающего устройства соединен с перфорацией нагревательного элемента 6.
Устройство работает следующим образом. Включают нагревательный элемент 6 и привод, который начитает вращать пластину 9 круглой формы и жестко связанный с ней транспортирующий рабочий орган 5. После того как поверхность нагревательного элемента 6 достигнет необходимой температуры, подают зерно в загрузочный бункер 3. Высыпающееся из загрузочного бункера 3 зерно захватывается внешним витком транспортирующего рабочего органа 5 и далее перемещается по его виткам к выгрузному окну 4. Контактируя с поверхностью нагревательного элемента 6, зерно также нагревается, теряет излишки влаги. Воздушный поток, создаваемый вентилятором 7, последовательно проходит через воздуховод 8, далее через втулки 10, выполненные из теплоизолирующего материала, перфорацию транспортирующего рабочего органа 5 и, выходя из устройства через отверстия пластины 9, удаляет испарившуюся влагу.
Подбором частоты вращения транспортирующего рабочего органа 5 устанавливают время пребывания зерна в устройстве. Сухое зерно удаляется из устройства через выгрузное окно 4.
При использовании зерна другой культуры меняют температуру нагревательного элемента 6, а также изменяют частоту вращения рабочего органа 5.
Вертикальное расположение кожуха, выполнение транспортирующего рабочего органа в виде плоской пружины высотой, равной максимальному размеру высушиваемого зерна, размещение загрузочного бункера над плоской пружиной у ее внешнего края и выполнение выпускного окна загрузочного бункера шириной, равной расстоянию между соседними витками плоской пружины все это обеспечивает равномерную загрузку устройства зерном и распределение его по виткам транспортирующего рабочего органа единичным слоем, что улучшает контакт зерна с поверхностью нагревательного элемента и позволяет обеспечить более равномерный прогрев зерна. Кроме того, выполнение транспортирующего рабочего органа в виде плоской пружины дает возможность обеспечить при ее вращении каждому зерну строго определенное время пребывания в устройстве, что улучшает качество сушки, исключая вероятность перегрева зерен.
Размещение на плоской пружине пластины круглой формы позволяет обеспечить жесткость транспортирующего рабочего органа, предотвратить смещение витков плоской пружины в горизонтальной плоскости, а также изменение межвиткового пространства, а следовательно, стабильность и качество процесса сушки.
Соединение воздуховода охлаждающего устройства с перфорацией нагревательного элемента, установка в отверстиях плоского кольца втулок, выполненных из теплоизолирующего материала, обеспечивает подвод воздуха внутрь кожуха без повышения его температуры нагревательным элементом и, соответственно, качественный отвод испарившейся в процессе сушки из зерна влаги из устройства без дополнительных затрат энергии на подогрев воздуха.
Снабжение пластины приводом и выполнение ее радиусом, не превышающим расстояния от центра плоской пружины до загрузочного бункера, позволяет управлять частотой вращения транспортирующего рабочего органа при обеспечении его равномерной загрузки зерном, обеспечивающей качественную сушку.
Расположение нагревательного элемента под транспортирующим рабочим органом и выполнение его в виде перфорированного плоского кольца, внешний диаметр которого равен внутреннему диаметру кожуха, а внутренний диаметр плоского кольца равен диаметру внутреннего витка плоской пружины, повышает энергоэффективность устройства, так как вся теплота от нагревательного элемента напрямую передается зерну без затрат на преодоление дополнительных термических сопротивлений.
Легкая выгрузка сухого зерна обеспечивается размещением выгрузного окна круглой формы соосно кожуху под нагревательным элементом и выполнение его диаметром, равным внутреннему диаметру плоского кольца.
Устройство можно применять как автономно, так и в составе технологических линий для сушки, прожаривания или стерилизации зерна.