УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДОГРЕВА ЗЕРНА
DEVICE FOR GRAIN HEATING

Изобретение относится к процессам тепловой обработки сыпучего зернового материала и может быть использовано в агропромышленном комплексе при переработке зерна в муку или крупу.
Известно устройство для подогрева зерна, содержащее шахту с входным и выходным трубопроводами, в которой поярусно расположены нагревательные элементы, причем нагревательные элементы выполнены в виде водяных радиаторов (А.Я.Соколов. Технологическое оборудование предприятий по хранению и переработке зерна. - М.: Колос, 1975. - С.210-211).
Описанное устройство для подогрева зерна обладает следующими недостатками:
- низкой производительностью вследствие высоких энергозатрат при больших потерях тепловой энергии, обусловленных применением вторичного энергоносителя, в качестве которого используют горячую воду;
- повышенной материалоемкостью устройства из-за необходимости использования радиаторов, связанных с подогревателями;
- низкой эксплуатационной надежностью устройства, так как выход из строя хотя бы одного водяного радиатора приводит к остановке процесса подогрева зерна;
- повышенной трудоемкостью технического обслуживания оборудования и невозможностью использования устройства в фермерских хозяйствах, малых мельницах, где отсутствуют котельные;
- невысоким КПД, составляющим 20-25%.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемому (прототип) является устройство для подогрева зерна, содержащее шахту с входным и выходным трубопроводами и поярусное расположение в ней нагревательных элементов, причем нагревательные элементы выполнены в виде кольцевых паропроводов для подачи в них пара под давлением с овальным поперечным сечением (А.Я.Соколов. Технологическое оборудование предприятий по хранению и переработке зерна. - М.: Колос, 1975. - С.207-210).
Недостатком данного устройства является то, что оно имеет малую поверхность нагрева, высокие энергозатраты при больших потерях тепловой энергии, связанных с применением вторичного энергоносителя, в качестве которого используется насыщенный пар, а использование кольцевых паропроводов с вмонтированными трубами для пропускания насыщенного пара и коммуникаций подачи пара под давлением значительно повышает материалоемкость и снижает эксплуатационную надежность, так как повреждение хотя бы одного паропровода приводит к остановке процесса подогрева зерна. Кроме того, КПД устройства составляет порядка 20-25%.
Задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, состоит в том, чтобы значительно повысить поверхность нагрева нагревательных элементов, снизить энергозатраты для подогрева зерна, уменьшить материалоемкость устройства и повысить его эксплуатационную надежность.
Поставленная задача решается тем, что в устройстве для подогрева зерна, содержащем шахту с входным и выходным трубопроводами и поярусное расположение в шахте нагревательных элементов, согласно изобретению нагревательные элементы выполнены в виде плоских многоэлектродных композиционных электрообогревателей, установленных в шахте с помощью опорных элементов, причем каждый плоский многоэлектродный композиционный электрообогреватель заключен в износостойкую теплопроводную оболочку.
Плоские многоэлектродные композиционные электрообогреватели установлены на опорных элементах с возможностью поворота относительно горизонтальной оси и снабжены механизмом их поворота.
Выполнение нагревательных элементов в виде плоских многоэлектродных композиционных электрообогревателей позволяет значительно повысить поверхность нагрева, снизить энергозатраты для подогрева зерна и уменьшить материалоемкость устройства, а размещение плоских многоэлектродных композиционных электрообогревателей в износостойкой теплопроводной оболочке позволяет повысить его эксплуатационную надежность.
Установка плоских многоэлектродных композиционных электрообогревателей на опорных элементах с возможностью поворота относительно горизонтальной оси и наличие механизма поворота позволяют изменять скорость перемещения зерна в шахте и обеспечить возможность регулирования подогрева зерна в широком диапазоне температур с минимальной заданной погрешностью.
Эти существенные признаки в совокупности с известными позволяют сделать вывод о том, что заявляемое техническое решение является новым, имеет изобретательский уровень и промышленно применимо, т.е. отвечает всем критериям изобретения.
Сущность изобретения поясняется чертежом.
На фигуре 1 схематично изображено устройство подогрева зерна, а на фигуре 2 - разрез по А-А.
Устройство для подогрева зерна содержит шахту 1 с входным 2 и выходным 3 трубопроводами. В шахте 1 поярусно расположены нагревательные элементы, выполненные в виде плоских многоэлектродных композиционных электрообогревателей 4. Плоские многоэлектродные композиционные электрообогреватели 4 установлены в шахте с помощью опорных элементов, выполненных, например, в виде стержней 5. Каждый плоский многоэлектродный композиционный электрообогреватель 4 заключен в износостойкую теплопроводную оболочку, выполненную, например, в виде металлического пенала или кассеты 6. Для увеличения поверхности теплоотдачи наружная поверхность пенала или кассеты 6 может быть выполнена ребристой. Стержни 5 размещены в подшипниковых опорах 7 с возможностью поворота группы кассет на определенный угол относительно горизонтальной оси. Механизм поворота может быть выполнен, например, в виде электродвигателя 8.
Устройство для подогрева зерна работает следующим образом.
Во входной трубопровод 2 непрерывно подают зерно, которое самотеком поступает в шахту 1. Проходя между поярусно расположенными плоскими многоэлектродными композиционными электрообогревателями 4, зерно нагревается и по выходному трубопроводу 3 поступает далее по технологической цепочке. Выполнение нагревательных элементов в виде плоских многоэлектродных композиционных электрообогревателей 4, размещенных в кассете 6, имеющей значительную поверхность нагрева, позволяет существенно снизить энергозатраты для подогрева зерна.
Размещение каждого плоского многоэлектродного композиционного электрообогревателя 4 в металлическом пенале 6 позволяет исключить его прямой контакт с зерном и значительно повысить надежность и долговечность устройства в целом.
Равномерный подогрев зерна в широком диапазоне температур с минимальной заданной погрешностью достигается еще и за счет изменения скорости потока зерна в шахте и его перемешивания по всему объему путем изменения угла наклона плоских многоэлектродных композиционных электрообогревателей 4. Изменение угла наклона электрообогревателей 4 производят путем включения электродвигателя 8 и поворота соответствующих стержней 5 на заданный угол.
Данные промышленных сравнительных испытаний заявляемого устройства для подогрева зерна и прототипа на предприятии ООО «Союзмука» отражены в таблице.
Таблица
№
Величина
Значение
Прототип
Заявляемое устройство
1
Установленная электрическая мощность, кВт
-
16,4
2
Установленная тепловая мощность, кВт
85,0
-
3
Диапазон температур подогрева зерна, °С
-5÷+15
-5÷+15
4
Удельные энергозатраты, кВт·ч/т
21,0
8,6
5
Температура энергоносителя (подогретого пара), °С
110
-
Заявляемое изобретение по сравнению с прототипом позволяет значительно снизить удельные энергозатраты (в 2,5 раза, см. таблицу), обеспечить возможность равномерного подогрева зерна в широком диапазоне температур с минимальной заданной погрешностью, уменьшить материалоемкость устройства, а также позволяет повысить его эксплуатационную надежность и долговечность.