Воздушно-шнековое устройство для сушки, очистки и охлаждения зерна

Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к зерновым устройствам, выполняющим сушку и очистку сырья от сорных примесей.
Аналогом воздушно-шнекового устройства служит шахтная аэрожелобная сушилка - патент на изобретение (RU 2506508 С2 МПК F26B 17/14), которая содержит загрузочную горловину, сушильную камеру с клиновидными коробами, расположенными один под другим, выгрузную горловину, стенки шахты с окнами для отвода отработавшего воздуха. Стенка каждого сушильного короба отогнута на высоте 100-200 мм от перфорированной грузонесущей перегородки на всей ее длине и образует карман для удаления отработавшего воздуха с углом наклона боковой стенки 35-50° по вертикали, обеспечивающим беспрепятственное стекание зернового вороха из кармана и 5-15° по горизонтали для выравнивания статического давления над зерновым слоем, карманы герметично закрыты конфузором для сбора отработавшего воздуха.
Основными недостатками шахтной аэрожелобной сушилки являются большие габаритные размеры, связанные с необходимостью обеспечения продувания зерновой смеси в условиях турбулентного воздушного потока, большие затраты воздуха и энергии.
Прототипом к заявляемому техническому решению является воздушно-шнековое устройство для очистки и сушки сыпучих материалов - патент на изобретение (№2611836 RU F26B 30/06), которое содержит цилиндрический корпус с установленным внутри него с возможностью вращения шнеком, образующим совместно с корпусом сепарирующий канал, приемно-загрузочное устройство, нагнетательный патрубок для воздушного потока, всасывающий вентилятор, патрубок для вывода очищенного сырья и патрубок для выхода воздуха и легких примесей, бункер для очищенного сырья, корпус представляет собой трубу с диаметром, соответствующим внешнему диаметру шнека и зазором, допускающим свободное вращение шнека, при этом приемно-загрузочное устройство расположено в верхней части корпуса правее выходного патрубка для удаления воздуха и легких примесей, выполненного в левой нижней части корпуса, нагнетательный патрубок для воздушного потока установлен в верхней части корпуса, левее патрубка для выхода очищенного сырья, выполненного в конце нижней части корпуса и соединенного с бункером для очищенного сырья, имеющим дроссельную заслонку, в нагнетательном патрубке для воздушного потока расположен нагревательный элемент, обеспечивающий нагрев проходящего через патрубок воздуха до необходимой, по технологическим требованиям, температуры, обусловленной типом и состоянием сырья, подвергающегося обработке; всасывающий вентилятор установлен в нижней левой части корпуса непосредственно под выходным патрубком. Благодаря этому возможно проводить одновременно как очистку, так и сушку сырья.
Недостатком изобретения является отсутствие операции охлаждения зерна, что снижает эффективность работы устройства. Вариация влажности зерна в период уборки требует изменения угловой скорости вращения шнека, что будет вызывать изменение параметров воздушного потока и снижает качество очистки зерна.
Задачей предлагаемой полезной модели является обеспечение максимального удаления влаги и сорных примесей из зерновой смеси в соответствии с агротехническими требованиями, повышая тем самым качество сушки и очистки зерна.
Поставленная задача решается тем, что воздушно-шнековое устройство для сушки, очистки и охлаждения зерна, включающее рабочий орган для сушки, представляющий собой корпус с установленным внутри него с возможностью вращения шнеком, образующим совместно с корпусом рабочего органа сепарирующий канал, корпус рабочего органа представляет собой трубу с диметром, соответствующим внешнему диаметру шнека с зазором между стенкой корпуса и шнеком, допускающим свободное вращение шнека; приемно-загрузочное устройство, расположенное в левой верхней части корпуса рабочего органа для сушки; нагнетательный патрубок для воздушного потока с установленными в нем нагревательным элементом и дроссельной заслонкой, расположенный в верхней правой части корпуса рабочего органа; вентилятор; патрубок для выхода воздуха, расположенный в левой нижней части корпуса; выходной патрубок с дроссельной заслонкой, расположенный в правой нижней части корпуса рабочего органа и соединенный с бункером для нагретого зерна, в отличие от прототипа устройство содержит дополнительный рабочий орган для очистки и охлаждения зерна, представляющий собой, как и рабочий орган для сушки, корпус с установленным внутри него с возможностью вращения шнеком, жестко соединенный с бункером для нагретого зерна; вентилятор рабочего органа для сушки установлен перед нагнетательным патрубком для формирования воздушного потока, расположенном в верней правой части корпуса рабочего органа, предназначенного для сушки, с установленными в нем дроссельной заслонкой для регулирования скорости воздушного потока и нагревательным элементом; а нагнетательный патрубок для воздушного потока с дроссельной заслонкой и установленным перед ним вентилятором рабочего органа для очистки и охлаждения размещен в правой верхней части корпуса рабочего органа для очистки и охлаждения зерна; патрубок для вывода сорных примесей и воздуха рабочего органа для очистки и охлаждения зерна, размещенный в левой нижней части корпуса, соединен с бункером для сорных примесей, а выходной патрубок рабочего органа для очистки и охлаждения, расположенный в нижней правой части корпуса, соединен с бункером для сухого, очищенного и охлажденного зерна.
Воздушно-шнековое устройство для сушки, очистки и охлаждения зерна в отличие от прототипа состоит из двух рабочих органов для сушки и охлаждения зерна, причем во втором рабочем органе происходит его охлаждение и очистка от сорных примесей.
Технический результат достигается за счет того, что охлаждение зерна в рабочем органе после сушки позволяет обеспечить максимальное испарение влаги из зерна, нагретого ранее в рабочем органе для сушки. Разделение процесса сушки и очистки позволяет исключить рассогласованность настройки угловой скорости вращения шнека и скорости воздушного потока при колебаниях влажности зерна. Благодаря взаимодействию этих признаков происходит повышение качества сушки и очистки зерна и повышение производительности устройства.
На фигуре представлена схема устройства для сушки, очистки и охлаждения зерна, вид сбоку.
Воздушно-шнековое устройство включает два рабочих органа для сушки I и охлаждения зерна II, которые жестко соединены с помощью промежуточного бункера 9 для нагретого зерна.
Рабочий орган I для сушки зерна содержит шнек 1, закрепленный в корпусе 2, шнек 1 вращается за счет передаточного механизма 5; приемно-загрузочное устройство 3 расположено в левой верхней части корпуса. Нагнетательный патрубок 4 для воздушного потока с нагревательным элементом 6, вентилятором 20 и дроссельной заслонкой 22 установлен в верхней части корпуса, левее патрубка 8 для выхода нагретого зерна, расположенного в правой нижней части корпуса. Патрубок 7 для выхода воздуха, расположен в левой нижней части корпуса. Корпус 2 соединен с бункером 9 (промежуточный бункер), имеющим дроссельную заслонку 10. Нагревательный элемент 6 обеспечивает нагрев проходящего через нагнетательный патрубок 4 воздуха до необходимой температуры.
Рабочий орган II для охлаждения зерна содержит шнек 11, закрепленный в корпусе 12, который вращается за счет передаточного механизма 14. Бункер 9 для нагретого зерна расположен в верхней части корпуса 12 правее выходного патрубка 15 для удаления воздуха и сорных примесей в бункер 18. Нагнетательный патрубок 13 с вентилятором 19 и дроссельной заслонкой 21 установлен в верхней части корпуса, левее патрубка 16 для выхода охлажденного и очищенного зерна в бункер 17. Корпус 12 жестко соединен с промежуточным бункером 9, имеющим дроссельную заслонку 10.
Воздушно-шнековое устройство работает следующим образом. Влажное зерно из приемно-загрузочного устройства 3 поступает в корпус 2 рабочего органа, предназначенного для сушки. Далее оно шнеком 1 перемещается в сторону выходного патрубка 8. Воздушный поток, создаваемый вентилятором 20 со скоростью, регулируемой дроссельной заслонкой 22, проходя через нагнетательный патрубок 4, нагревается нагревательным (тепловым) элементом 6 до необходимой по технологическим требованиям температуры и поступает в сепарирующий канал, образованный корпусом 2 и шнеком 1, где он, нагревая зерно, производит съем влаги, которая выводится через патрубок 7. Нагретое зерно выводится шнеком 1 через выходной патрубок 8 в бункер 9. Эффект очистки зерна усиливается благодаря закручиванию воздушного потока в сепарирующем канале и постоянном перемешивании зерна. После наполнения промежуточного бункера 9 нагретым зерном открывается дроссельная заслонка 10, и зерно поступает в корпус 12 рабочего органа, предназначенного для охлаждения. Далее оно шнеком 11 перемещается в сторону выходного патрубка 16. Воздушный поток, создаваемый вентилятором 19 со скоростью, регулируемой дроссельной заставкой 21, проходя через нагнетательный патрубок 13 в корпус 12, поступает в сепарирующий канал, образованный корпусом 12 и шнеком 11, где он подхватывает легкие частицы и уносит их через выходной патрубок 15 в бункер 18 охлажденное и очищенное зерно выводится шнеком 11 через выходной патрубок 16 в бункер 17. Эффект сушки зерна усиливается благодаря зоне охлаждения зерна и корректировки скорости перемещения зерна в рабочих органах устройства в зависимости от его влажности.
Охлаждение зерна в рабочем органе после сушки позволяет обеспечить максимальное испарение влаги из зерна, нагретого ранее в рабочем органе для сушки. Разделение процесса сушки и очистки зерна позволяет исключить рассогласованность настройки угловой скорости вращения шнека и скорости воздушного потока при колебаниях влажности зерна.
Таким образом, внедрение устройства для сушки, очистки и охлаждения зерна позволяет повысить качество его сушки и очистки и повысить производительность устройства за счет нагрева, охлаждения и одновременной очистки зерна от сорных примесей.