СПОСОБ ВЫГРУЗКИ И ЗАГРУЗКИ СЫПУЧЕГО МАТЕРИАЛА ДЛЯ СОРТИРОВКИ, СУШКИ, ХРАНЕНИЯ, А ТАКЖЕ ДАЛЬНЕЙШЕЙ ПЕРЕРАБОТКИ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЛИНИЯ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ, ХРАНИЛИЩЕ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ, СПОСОБ СУШКИ СЫПУЧИХ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
METHOD TO LOAD/UNLOAD LOOSE MATERIAL FOR ITS SORTING, DRYING, STORING AND FURTHER PROCESSING AND PROCESS LINE TO THIS END, AND LOOSE MATERIAL STORAGE, METHOD OF DRYING LOOSE FOODSTUFFS AND DEVICE TO THIS END

Изобретение относится к способу выгрузки и загрузки при непрерывной сортировке, сушке сыпучих и зернистых материалов во вращающейся сушильной камере и хранении его в хранилище с наклонным днищем и для дальнейшей переработки, может быть использовано в сельском хозяйстве для сушки и хранения зерновых.
Известно хранилище сыпучих материалов, включающее емкость с днищем, имеющим наклонные части и ограждающие наклонные стены, которые установлены на опорный элемент в виде галереи, снабженное дополнительными емкостями, часть из которых установлена на дополнительные опорные элементы в виде галерей и соединена между собой и с основной емкостью по линиям контакта, а остальные дополнительные емкости установлены на основную, часть дополнительных емкостей оперты на них, причем в ограждающих наклонных стенах смежных емкостей выполнены отверстия. Выгрузка материала производится транспортерами, помещенными в галереях [1].
Причиной, препятствующей получению указанного ниже технического результата при использовании известного хранилища, являются повышенные затраты на загрузку и выгрузку материала.
Известен способ сушки сыпучих пищевых продуктов в установке барабанного типа, предусматривающий их обработку подогретой смесью свежего воздуха и частью отработанного сушильного агрегата, в котором после разделения на части отработанного сушильного агента часть последнего с более высокими теплофизическими параметрами вводят в подаваемый поток свежего воздуха, производят замеры и их сравнение с последующим регулированием влажности потока полученной смеси, подаваемой на вход в сушильную камеру, путем изменения количества вводимой части отработанного сушильного агента с более высокими теплофизическими параметрами [2].
Недостатком данного способа является разброс по влажности конечного продукта из-за различных временных условий протекания теплообмена, а также массообмена между частицами материала и горячим теплоносителем из-за неравномерного распределения высушиваемого материала по сечению барабана.
Известно устройство для сушки сыпучих и зернистых материалов, преимущественно семян подсолнечника, содержащее наклонно установленный вращающийся барабан, в передней части которого расположено распределительное приспособление с набором горизонтальных лопаток, секторные насадки и отражатель, с целью обеспечения равномерного распределения обрабатываемого продукта по сечению барабана и увеличения производительности устройства. Распределительное устройство выполнено в виде наклонных спиральных лопаток с углом наклона 50-60 градусов относительно оси барабана, и их число равно числу горизонтальных лопаток [3].
Недостатком сушилки и устройства для сушки сыпучих и зернистых материалов является неполное использование тепла теплоносителя, недостаточно эффективное использование ее внутреннего объема из-за неравномерного распределения высушиваемого материала по сечению барабана.
Известна шнековая сушилка, содержащая расположенный во внутренней полости корпуса с загрузочным и разгрузочным патрубками, нагревателем, отсасывающими штуцерами шнек со своим приводом, состоящий из нескольких частей, а также регистр, подключенный на входе к источнику азота, а на выходе - перфорационными отверстиями к внутренней полости корпуса, части шнека расположены одна над другой, а нагреватель выполнен в виде паровых регистров [4].
Сушилка имеет следующий недостаток: для вращения шнека относительно желоба необходим зазор, в который попадает часть материала, который большее время находится в контакте с теплоносителем, это приводит к пересыханию и нарушению технологического процесса сушки порошка.
Основной задачей, на решение которой направлены заявленные способ загрузки и выгрузки сыпучего материала для сортировки, сушки, хранения, а также дальнейшей переработки, технологическая линия для его осуществления, хранилище сыпучих материалов, способ сушки сыпучих пищевых продуктов и устройство для его осуществления, является создание пункта сортировки, сушки, хранения и переработки зерновых с повышенной производительностью при низких энергозатратах.
Техническим результатом, достигаемым при осуществлении заявленной группы изобретений, является расширение технологических возможностей за счет осуществления загрузки и выгрузки зерновых для обработки самотеком, а также обеспечение равномерного распределения материала при обработке и предотвращение его смешивания.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе загрузки и выгрузки сыпучего материала для сортировки, сушки, хранения, а также дальнейшей переработки согласно изобретению выгрузка и загрузка сыпучего материала осуществляется самотеком, при этом имеющиеся желоба, вентиляционные трубы, наклонные днища хранилища и бункера расположены под углом, при котором загрузка и выгрузка материала осуществляется самотеком, причем емкости хранилища загружаются и выгружаются без соблюдения очередности, но для предупреждения лавинообразования выгрузку материала производят начиная с верхней части емкости, а коллекторы и патрубки предназначены для пересыпания сыпучего материала самотеком.
Согласно другому варианту изобретения технологическая линия для осуществления предлагаемого способа расположена на естественном уклоне земли и содержит, последовательно расположенные накопительный бункер, сортировочную машину, сушилку, хранилище, мельницу, которые связаны разгрузочно-загрузочными желобами; накопительный бункер имеет ограждающие стены, загрузочный люк, наклонное днище, разгрузочный патрубок с регулируемой заслонкой.
Хранилище сыпучих материалов имеет днище, ограждающие стены, крышку на опорных элементах, при этом оно содержит наклонное днище и перегородки, образующие отдельные емкости, загрузочные люки, загрузочный коллектор, который имеет заслонки и связан с загрузочным желобом, содержащим перепускные окна с отражателями, разгрузочный коллектор снабжен заслонками, дозатором и связан с вентиляционными трубами, которые имеют задвижки, при этом последние расположены в одной емкости и между собой связаны тросом, емкости хранилища снабжены датчиками тепла и влажности, а через вентиляционные трубы осуществляется вентиляция сыпучих материалов, обработка газообразными парами, а также выгрузка материала из емкостей хранилища.
Способ сушки сыпучих пищевых продуктов, вводимых частями в сушильную камеру согласно изобретению, с целью повышения качества сушки, путем создания не смешивающихся между собой частей массы продукта, вводимого в сушильную камеру и расположенного в трубе между витками спирального элемента для контакта с теплоносителем, при этом осуществляют измерения влажности обработанного продукта на выходе из сушильной камеры, сравнивают измеренное значение влажности с заранее заданным, с последующим регулированием влажности, путем изменения массы частей продукта, вводимого на входе в сушильную камеру.
В другом варианте, осуществляют измерения влажности обработанного продукта на выходе из сушильной камеры, сравнивают измеренное значение влажности с заранее заданным, с последующим регулированием влажности, путем изменения времени нахождения обрабатываемого продукта в контакте с теплоносителем, за счет изменения скорости вращения сушильной камеры, учитывая то, что сушильный продукт за один оборот сушильной камеры перемещается на расстояние, равное расстоянию между соседними витками спирального элемента.
Устройством для осуществления способа сушки сыпучих пищевых продуктов является шнековая сушилка, содержащая сушильную камеру с загрузочным и разгрузочным патрубками, источник тепла, при этом сушилка содержит сушильную камеру с возможностью вращения на полых полуосях, через которые в камеру вводится источник тепла, вентиляционные окна, загрузочный патрубок с дозатором, выполненным в виде емкости, имеющей наклонное дно с перепускным окном и регулируемые ограждающие стороны, выгрузочный патрубок, внутри на сушильной камере жестко закреплены и последовательно соединены патрубками между собой трубы, снабженные внутри жестко закрепленным спиральным элементом, совпадающим через одну трубу по направлению закрутки, остальные трубы имеют спиральный элемент с противоположным направлением закрутки, а у первой трубы направление закрутки спирального элемента противоположно по отношению к направлению вращения камеры сушилки, осуществляемого от привода с вариатором, при этом винтовая линия шнековых витков спирального элемента с внутренней поверхностью трубы образует сплошную поверхность.
На фиг.1 изображена схема загрузки и выгрузки сыпучего материала в технологической линии для сортировки, сушки, хранения и переработки зерна.
На фиг.2 - вид А на фиг.1 - хранилище сыпучих материалов.
На фиг.3 и 4 - шнековая сушилка.
На фиг.5 - вид В на фиг.3.
Технологическая линия для сортировки, сушки, хранения и переработки зерна расположена на естественном уклоне земли, содержит последовательно расположенные накопительный бункер 1, сортировочную машину 2, сушилку 3, хранилище 4, мельницу 5, которые связаны разгрузочно-загрузочными желобами 6, 7, 8 и 9. Накопительный бункер 1 имеет ограждающие стены 10, загрузочный люк 11, наклонное днище 12 и разгрузочный патрубок 13 с регулируемой заслонкой 14.
Хранилище 4 имеет ограждающие стены 15, наклонное днище 16, загрузочные люки 17, 18 и перегородки 19, 20, последние образуют отдельные емкости 21, 22, 23. Хранилище содержит на опорных элементах крышу 24, загрузочный коллектор 25, который имеет заслонки 26, 27 и связан с загрузочными желобами 28, содержащими перепускные окна 29 с отражателями 30, разгрузочный коллектор 31 снабжен заслонками 32, 33 и связан с перфорированными вентиляционными трубами 34, которые имеют задвижки 35, при этом последние расположены в одной емкости и между собой связаны тросом 36. Емкости хранилища 21, 22, 23 снабжены датчиками тепла и влажности 37.
Шнековая сушилка содержит сушильную камеру 38 с возможностью вращения от привода 39 с вариатором 40 на полых полуосях 41, через которые в камеру вводится источник тепла 42, вентиляционные окна 43, загрузочный патрубок 44 с дозатором, выполненным в виде емкости 45, имеющей наклонное дно 46 с перепускным окном 47 и регулируемые ограждающие стороны 48, выгрузочный патрубок 49, внутри на камере 38 жестко закреплены и последовательно соединены патрубками 50, 51 между собой перфорированные трубы 52, 53, 54, снабженные внутри жестко закрепленным спиральным элементом 55, 56, 57, совпадающим через одну трубу по направлению закрутки, остальные трубы имеют спиральный элемент с противоположным направлением закрутки, при этом винтовая линия 58 шнековых витков с внутренней поверхностью трубы образует сплошную поверхность, причем угол наклона винтовой линии b шнековых витков по отношению к оси перфорированной трубы должен быть больше угла естественного откоса сыпучести зерновых.
Технологическая линия для сортировки, сушки хранения и переработки зерна работает следующим образом, зерно от комбайна после взвешивания загружается в накопительный бункер, затем через выгрузной патрубок и регулируемую заслонку оптимальным количеством попадает на желоб, по которому самотеком пересыпается для обработки в сортировочную машину, из последней зерно по желобу самотеком поступает в емкость, включается источник тепла прогревается до определенной температуры камера сушилки, затем включается привод, начинает вращаться сушильная камера вместе с разгрузочным и загрузочным патрубком с дозатором, последний, находясь в нижнем положении, при помощи дозатора захватывает определенную часть зерна из емкости и продолжает вращаться, в это время зерно по патрубку пересыпается в камеру, попадает внутрь первой перфорированной трубы и располагается в нижней части между первым и вторым витками спирального элемента, угол наклона которого больше угла естественного откоса зерновых, а направление закрутки противоположно по отношению к направлению вращения камеры сушилки, вместе с последней делают один оборот и трубы с спиральным элементом, в результате зерно пересыпается в промежуток между вторым и третьим витками спирального элемента, в это время загрузочный патрубок, сделав один оборот, снова захватывает определенную часть зерна из емкости и, продолжая вращаться, перемещается к верхнему положению, в это время зерно по патрубку пересыпается в камеру, попадает внутрь первой перфорированной трубы и располагается в нижней части между первым и вторым витками спирального элемента и т.д. Сушильная камера продолжает вращаться, зерно отдельными частями в перфорированной трубе располагается между витками спирального элемента, которое в процессе сушки не смешивается между собой и перемещается справа налево и, дойдя до перепускного патрубка, самотеком пересыпается из первой трубы, которая в это время находится в верхней части камеры сушилки, во вторую трубу, которая находится в это время в нижней части камеры, сушильный материал попадает внутрь второй перфорированной трубы и располагается в нижней части между первым и вторым витками спирального элемента, направление закрутки которого противоположно по отношению к направлению закрутки спирального элемента первой трубы, в результате сушильный материал, размещенный между витками спирального элемента второй трубы, перемещается слева направо, то есть в обратном направлении по отношению к направлению перемещения зерна в первой трубе. Камера сушилки продолжает вращаться, за это время во второй трубе зерно при помощи спирального элемента переместилось к перепускному патрубку, причем в это время вторая труба находится в верхней части камеры сушилки и сушильный материал самотеком по патрубку попадает в третью трубу, которая находится в это время в нижней части камеры, а направление закрутки спирального элемента третьей трубы совпадает с направлением закрутки спирального элемента первой трубы, а значит, и направление перемещения зерна спиральным элементом осуществляется как в первой трубе, то есть справа налево, и, дойдя до разгрузочного патрубка, который в это время находится в нижнем положении, самотеком удаляется из полости трубы в желоб с датчиком, при помощи которого определяют относительную влажность обработанного материала. При отклонении влажности в сторону увеличения от предельно заданного значения при помощи дозатора уменьшают массу частей сушильного материала. При отклонении влажности в сторону уменьшения влажности от предельно заданного значения при помощи привода увеличивают скорость вращения сушилки, тем самым уменьшают время нахождения обрабатываемого материала в контакте с теплоносителем.
Зерно (пшеница) заданной влажности по желобу самотеком через загрузочный коллектор, открытую заслонку, загрузочный люк попадает на загрузочный желоб хранилища, по которому самотеком через перепускные окна начинает с нижней части заполнять нижнюю емкость хранилища, так как отражатели перепускных окон препятствуют пересыпанию зерна в других частях хранилища. Для хранения зерна (ячменя) другого сорта выше перед перегородкой, разделяющей две емкости, желоб по которому заполнялась нижняя емкость, разъединяют, в результате, начиная с нижней части, тем же способом, самотеком заполняется зерном другая емкость, расположенная выше. Соответственно засыпались зерном и вентиляционные трубы, через которые осуществляется вентиляция зерна, обработка газообразными препаратами, а также выгрузка зерна из емкостей хранилища, которая ведется без соблюдения очередности, но при определенном порядке. Для предупреждения лавинообразования зерна выгрузку для дальнейшей переработки начинают с верхней части емкости путем открытия верхней задвижки вентиляционной трубы при помощи троса. Зерно самотеком пересыпается в коллектор через открытую заслонку, дозатор, попадает на желоб, по которому самотеком загружается в мельницу или для дальнейшей переработки. При закрытии задвижки зерно прекращает выгружаться из хранилища.
Соблюдено единство изобретения, так как загрузка и выгрузка сыпучего материала осуществляются самотеком как в сортировочные машины, сушилку, так и в хранилище, а также и для дальнейшей переработки. Это позволяет значительно сократить механическую работу и человеческий труд на загрузку и выгрузку зерна, тем самым позволит уменьшить затраты на эти работы и повысить производительность, при этом сортировочные машины претерпят конструктивные изменения, уменьшится их металлоемкость, причем нужда в погрузчиках зерна отпадет, снизятся затраты на оборудование и на электроэнергию.
Шнековая сушилка данной конструкции позволяет сушильный материал обрабатывать отдельными порциями, не смешивающимися между собой, это приводит к повышению качества сушки за счет сокращения разброса материала по влажности.
Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР №857408, кл. Е04Н 7/22, 1981.
2. Патент РФ №2003009, кл. F26B 11/04, 1993.
3. Авторское свидетельство СССР №863962, кл. F26B 11/04, 1981.
4. Патент РФ №2053470, кл. F26B 17/20, 1991.