ЗЕРНОСУШИЛКА

Полезная модель относится сушильной технике, предназначена для сушки пшеницы, подсолнечника, кукурузы, других зерновых культур, а также для обезвоживания других сыпучих продуктов и гранулированных материалов и может быть использована в сельском хозяйстве и других отраслях.
Известны шахтные сушилки описанные в книге Анастазевича В.И. Сушка зерна. - М.: Агропромиздат, - 1989 - С.245. Например зерносушилка А1-УЗМ (Анастазевич В.И. Сушка зерна. - М.: Агропромиздат, 1989 - с.80-87, рис.39, 40 и с.39, 40, рис.17). Данная сушилка включает шахту (в частности первую сушильную шахту и теплообменник) с дистанционно расположенным в ней подводящими и отводящими газопроводами, приемное и выпускное устройства, первое из которых расположено над шахтой, средства создания в обрабатываемом материале рабочих потоков газовой среды, связанное с газопроводами шахты, установленное под шахтой и снабженное центральным рассекателем устройство сужения потока материала, с выходом (окном для выхода материала) которого соединено выпускное устройство.
Несмотря на ряд положительных качеств, к примеру, малая занимаемая площадь, поточность процесса, компактное и доступное для обслуживания выпускное устройство, сушилка материалоемка, так устройство сужения потока материала не участвует в процессе тепломассообмена, при этом оно увеличивает полную высоту сушилки и общую массу конструкции,
Кроме высокой материалоемкости в данной сушилке необходимо отметить высокую ее энергоемкость, возможность перегрева продукта или наоборот его недосушки, т.е. ненадежность процесса получения качественного продукта.
Известна зерносушилка (патент РФ №2182299 от 23.06.2000 г. опубл. БИ 10.05.2002 г.), состоящая из цилиндроконического корпуса, включающего рабочую камеру с сетчатыми стенками, поперечную перегородку, которая может быть установлена как в верхней, так и нижней части рабочей камеры, перфорированной трубы для подвода первого потока газов, перфорированной трубы для подвода второго потока газов, штуцер выхода отработанного теплоносителя, питатель секторного типа, штуцер подачи влажного материала, циклон. Приемная и подающая части зерносушилки снабжены загрузочными и разгрузочными коаксиальными конусами. Конструкция сушилки обеспечивает возможность озонирования первого потока газа-теплоносителя.
Данная сушилка позволяет упорядочить режим движения высушиваемого зернопродукта или полимерного материала в рабочей камере сушилки, что обеспечивает повышение качества высушиваемого материала, а также за счет озонирования имеет более высокую производительность по зерну. Однако она также достаточно энергоемка, а контролирование процесса сушки затруднено, что не позволяет стабилизировать качество целевого продукта.
Также известна сушилка сыпучего материала, например зерна, которая включает приемное устройство, расположенную под ним шахту с дистанционно размещенными в ней подводящими и отводящими газопроводами, выгрузное устройство, которое выполнено в виде рабочей камеры, имеющей под центральным рассекателем газовый коллектор, который связан со средствами создания в обрабатываемом материале рабочих потоков газовой среды и выпускное устройство расположенное под рабочей камерой и соединенное с ней.
Рабочая камера, например охладительная, расположенная под шахтой сушилки, включает торцевые стенки и газопроницаемые боковые стенки, между верхними частями которых выполнено окно для ввода материала, в частности зерна, центральный рассекатель с газовым коллектором под ним, при этом нижние части боковых стенок приближены друг к другу и образуют между собой и торцевыми стенками окно для выхода материалов, а боковые стенки в зоне верхней части газового коллектора отклонены от него так, что расстояние между этими стенками в окне для входа материала больше, чем расстояние между ними в окне для выхода материала (патент на изобретение РФ №2254529 от 03.07.2003 г., опубл. БИ №17, 20.06.2005 г.).
Данное изобретение направлено на снижение материалоемкости сушилки путем расширения функций ее устройства сужения потока материала (создания условий для дополнительного осуществления в нем процессов тепломассообмена, в частности охлаждения материала).
При этом шахта сушилки остается громоздкой и материалоемкой конструкцией.
Наиболее близкой к заявляемой полезной модели по технической сущности и достигаемому результату является сушилка зерна (патент на изобретение РФ №2143090 от 26.08.1998 г. опубл. БИ от 20.12.1999 г.), которая включает приемное устройство и выпускное устройства, между которыми установлены одна над другой по меньшей мере две рабочие камеры с коллектором в каждой из них, систему создания необходимых потоков газовой среды в рабочих камерах, связанную с их коллекторами. Часть каждой камеры направленная в другой камере имеет сужение, в котором боковые каналы объединены в центральный канал, сообщенный с таким же каналом другой камеры. Между камерами расположен инвентор, состоящий из двух несущих стенок, к внутренним сторонам которых примыкают чередуясь друг с другом, рассекатели с выпуклыми двускатными крышками и лотки с наклонными доньями, направленными от соответствующей несущей стенки, так чтобы зерновой материал от коллектора вышележащей камеры перемещался к внешних стенок нижележащей камеры, а от наружных стенок вышележащей камеры в коллектору нижележащей.
Данная сушилка конструктивно проста и не требует большого количества материалов, однако и в ней не решен вопрос контроля качества целевого продукта в процессе обработки, а также достаточно высок расход топлива на сушку.
Задачей заявляемой полезной модели является разработка ресурсосберегающей сушилки обеспечивающей контроль процесса сушки материала с целью получения конечного качественного продукта.
Техническим результатом является снижение расхода топлива на кг съема влаги, автоматизированный контроль показателей процесса сушки и получение в результате качественного целевого продукта.
Это достигается тем, что в зерносушилке включающей в себя приемное устройство и выпускное устройства, между которыми установлены одна над другой по меньшей мере две рабочие камеры с коллектором в каждой из них, систему создания необходимых потоков газовой среды в рабочих камерах, связанную с их коллекторами, дополнительно установлен блок автоматизированного контроля процесса сушки, например "Митсубиши-контролер", приемное и выпускное устройства выполнены шнекового типа и оборудованы асинхронными двигателями с частотными преобразователями, каждый модуль снабжен датчиками температуры и влажности зерна, газовый коллектор с дальнего торца соединен с устройством создания рабочей газовой среды верхнего модуля с возможностью реверсивной подачи, а модули располагаются один над другим с разворотом на 180°.
Как и в сушилке прототипе, в, предлагаемой полезной модели, устройство формирования греющей газовой среды расположено с одной стороны модуля, при этом температура греющей газовой среды в камере по ее длине неодинакова. В результате продукт сушится неравномерно, с целью высушивания продукта в дальней части камеры приходится его перегревать или пересушивать в начальной. В противном случае с дальней части камеры выходит недосушенный продукт. В предлагаемой полезной модели греющие модули расположены с разворотом на 180°, греющий агент распределяется противотоком по газовым коллекторам и таким образом достигается равномерность сушки по длине установки.
Благодаря шнековой системе приемного и выпускного устройства, а также применению асинхронных двигателей с частотными преобразователями управление загрузкой и выгрузкой материала осуществляется посредством блока автоматизированного контроля.
Устройства создания рабочей газовой среды, как греющей, так и охлаждающей также управляются через блок автоматизированного контроля, который может перераспределять греющие газовые потоки от нижнего греющего модуля к верхнему, увеличивать или уменьшать подачу топлива.
В целом благодаря системе датчиков температуры и влажности зерна, которые сводят информацию о состоянии процесса сушки в блок автоматизированного контроля, а тот в свою очередь корректирует процесс при помощи выпускного и приемного устройств, системы формирования и перераспределения рабочих (греющей и охлаждающей) газовых сред, достигается экономия топлива и получение качественного целевого продукта.
1
2
i
i
i
i
На фигуре представлена заявляемая зерносушилка. Зерносушилка включает в себя приемное устройство шнекового типа 1; снабженное асинхронным двигателем с частотным преобразователем 2; греющие модули 3,3,…3, каждый из которых имеет газовый коллектор 4, устройство создания и нагнетания греющей рабочей газовой среды 5 устройство реверсивной подачи избытка греющего агента в верхние модули 6; охлаждающий модуль 7 с газовым коллектором 8, устройство создания и нагнетания охлаждающей рабочей газовой среды 9; выпускное устройство шнекового типа 10 снабженное асинхронным двигателем с частотным преобразователем 11; датчики уровня продукта 12, датчики температуры и влажности продукта 13, блок автоматизированного контроля и управления процессом сушки 14, например "Митсубиши-контролер".
i
i
i
i
i
i
1
2
2
Зерносушилка работает следующим образом. Исходный материал, например сырое зерно пшеницы, поступает в приемное устройство шнекового типа 1, посредство работы которого равномерно распределяется в греющих модулях 3 в пространстве между газовым коллектором 4 и газопроницаемой внешней стенкой греющей камеры. Устройство 5 формируют и нагнетает в газовый коллектор 4 греющей камеры 3 газовую рабочую среду. Греющий агент распределяется через стенку газового коллектора 4 в зерно. Продуваясь через зерно греющий агент, отдает свое тепло и увлажняется испарившейся влагой, после чего выходит через газопроницаемые наружные стенки, камеры в атмосферу. При избытке греющего агента, создании высокой температуры в газовом коллекторе 4или высокого градиента влажности и температуры в продукте по толщине слоя, часть греющего агента перераспределяется и поступает вместе с атмосферным воздухом в устройство формирования и нагнетания газовой рабочей среды 5 греющей камеры 3 расположенной выше.
2
1
2
В греющей камере 3 расположенной над камерой 3 в газовом коллекторе 4 происходят те же процессы, с той лишь разницей, что греющий агент нагнетается в газовый коллектор с противоположной стороны. В результате градиент температуры в газовом коллекторе направлен в противоположную сторону. При этом высушиваемый продукт, двигаясь вертикально под действием силы тяжести, поочередно попадает в зоны интенсивной сушки продукта (со стороны устройства 5) и зоны отдыха (со стороны устройства 6), что положительно сказывается на процессе сушки в целом.
Высушенный до требуемой влажности продукт поступает в нижний охлаждающий модуль 7, где посредством устройства 9 в газовый коллектор 8 нагнетается охлаждающая рабочая газовая среда. Охлаждающий агент распределяется через стенку газового коллектора в зерно. Охлаждающий агент проходит через толщу зерна и при этом отбирает у него излишек тепла, после чего выходит через газопроницаемые наружные стенки, камеры в атмосферу.
Высушенный, охлажденный продукт попадает из модуля 7 в выпускное устройство шнекового типа 10, посредством которого выгружается из сушилки.
i
i
i
В процессе сушки зерна блоком 14 посредством датчиков 13 контролируется температуры и влажности продукта во всех модулях 3 и модуле 7, корректируется подача топлива в устройства 5 и регулируется перераспределение греющего агента устройствами 6 и таким образом процесс сушки происходит в режиме минимизации расхода энергоносителя при одновременно стабильном качестве целевого продукта.
Опытные испытания сушилки показали экономию расхода топлива на 1 кг съема влаги с продукта в 15% по сравнению с наиболее близким аналогом, стабильное качество конечного продукта и соответствие его задаваемым параметрам.
Предлагаемая в полезной модели зерносушилка прошла, приемочные испытания, была положительно оценена на международном салоне Инноваций и инвестиций - 2008 и планируется к производству.