ГАЗООТВОДЯЩИЙ КОРОБ ШАХТНОЙ ЗЕРНОСУШИЛКИ

Полезная модель относится к средствам для сушки текучего материала, в частности зерна, с перемещением последнего, осуществляемым потоком газообразной среды, а именно к таким элементам сушильной камеры, как газоотводящие короба, и может быть использована в сельском хозяйстве и других отраслях.
Известен короб шахтной сушилки, описанный в а.с. СССР №364815 по кл. F26B 17/12, F26B 25/08, з. 07.07.1969, оп. 28.12.1972 г.
Известный короб шахтной сушилки для зерна имеет размещенную в нем продольную вставку для стабилизации газового потока, которая выполнена в виде профилированного желоба с переменным поперечным сечением, увеличивающимся от заглушенного конца короба к открытому, служащему для выхода отработанных газов.
Недостатком известного короба является сложность конструкции используемой в нем вставки.
Известен газоотводящий короб, описанный в п. РФ №2269079 «Способ распределения газа в шахтной зерносушилке и устройство для его осуществления», по кл. F26B 17/12, з. 06.08.2004 г., оп. 27.01.2006 г.
Известное устройство распределения газа в шахтной зерносушилке содержит сушильную или охладительную, подводящую и отводящую камеры, а также расположенные в сушильной или охладительной камере чередующимися рядами подводящие и отводящие короба, преимущественно пятигранной формы, либо полукороба с загнутыми внутрь нижними частями их боковых стенок, подводящие открытой торцевой поверхностью соединены с подводящей камерой, а отводящие - с отводящей, расположенной на противоположной стороне сушильной или охладительной камеры, причем часть площади боковых стенок коробов и полукоробов перфорирована так, что нижняя граница каждой области перфорации совпадает с нижним краем боковой стенки, а верхняя - по ее длине нелинейная и отстоит от нижнего края стенки на расстоянии, обеспечивающем равенство средних значений расходов газа вдоль короба и возможность отвода отработавшего газа, поступающего от вышерасположенных подводящих коробов к нижерасположенным отводящим коробам, через их перфорированные боковые стенки.
Недостатком устройства с таким коробом является низкая интенсивность сушки или охлаждения, ограниченная возможностью выноса зерна из рабочей камеры.
Это объясняется тем, что, несмотря на выравнивание расходов газа в зерновом слое по длине перфорированных коробов и обеспечение возможности отвода отработавшего газа, поступающего от вышерасположенных подводящих коробов к нижерасположенным отводящим коробов через их частично перфорированные боковые стенки, наиболее опасная ситуация по условиям выноса зерна из рабочей камеры по-прежнему складывается в зоне выхода газа из зернового слоя в отводящие короба в их нижней открытой части, непосредственно примыкающей к стенке отводящей камеры.
Дело в том, что в большей части по длине коробов и полукоробов высота области перфорации меньше высоты загнутых внутрь нижних частей их боковых стенок. Поскольку в начале и конце коробов и полукоробов верхняя граница области перфорации непосредственно примыкает к нижнему краю их боковых стенок (то есть высота области перфорации равна нулю), то потоки газа здесь от нижерасположенных подводящих коробов могут втекать в вышерасположенные отводящие короба или полукороба преимущественно только через их нижние открытые поверхности.
Загнутые внутрь нижние части боковых стенок коробов и полукоробов обеспечивают узкое пространство для входа газа из зернового слоя в отводящие короба и полукороба. Поскольку скорость газа в указанном слое ограничена переходом зерна в кипящее состояние, а для конкретного вида зерна эта скорость - величина неизменная, сужение нижней открытой поверхности коробов ведет к пропорциональному уменьшению расходов газа через нее. Уменьшение расходов газа в отводящих коробах и полукоробах обеспечивает пропорциональное снижение расходов газа в остальной части сушильного пространства, что ведет к снижению интенсивности сушки.
В других зонах отводящих коробов (например, в центральной части) область перфорации выше, поэтому большие потоки газа, поступающие от нижерасположенных подводящих коробов, могут втекать в вышерасположенные отводящие короба через их перфорированные боковые стенки. За счет этого скорости газа при выходе из зернового слоя в отводящие короба в их нижней открытой части (в указанной центральной части коробов) существенно уменьшаются.
Таким образом, скорости газа достигают наибольших значений при выходе из зернового слоя в отводящие короба в их нижней открытой части, непосредственно примыкающей к стенке отводящей камеры (там, где высота области перфорации имеет наименьшее значение). Здесь скорости газа приближаются к значениям, при которых зерновой слой переходит в кипящее состояние. Зерна, выброшенные вверх кипящим слоем, могут свободно выталкиваться за пределы рабочей камеры через открытые окна отводящих коробов потоком отработавшего газа, выходящего из них. Таким образом, удельная подача газа в рабочую камеру ограничена возможностью выноса зерна из нее, что ограничивает интенсивность сушки или охлаждения.
Наличие зон, в которых скорости течения газа в зерне значительно превышают скорости газа в остальном сушильном пространстве, обусловливает не только неравномерный нагрев, сушку или охлаждение зерна, но и возможность его перегрева. Это может привести либо к снижению качественных характеристик зерна, либо к необходимости ограничения тепловых режимов сушки, что дополнительно ведет к уменьшению ее интенсивности.
Известен газоотводящий короб, используемый в устройстве распределения газа в шахтной зерносушилке, описанном в п. РФ №2538185 по кл. F26B 17/12, з. 07.06.2013 г., оп.10.01.2015 г., и выбранный в качестве прототипа.
Известное устройство распределения газа в шахтной зерносушилке содержит сушильную или охладительную, подводящую и отводящую камеры, а также расположенные в сушильной или охладительной камере чередующимися рядами подводящие и отводящие короба, преимущественно пятигранной формы, либо полукороба с загнутыми внутрь нижними частями их боковых стенок, подводящие открытой торцевой поверхностью соединены с подводящей камерой, а отводящие - с отводящей, расположенной на противоположной стороне сушильной или охладительной камеры, причем часть площади боковых стенок коробов и полукоробов перфорирована так, что нижняя граница каждой области перфорации совпадает с нижним краем боковой стенки, а верхняя - по ее длине нелинейная и отстоит от нижнего края стенки на расстоянии, обеспечивающем равенство средних значений расходов газа вдоль короба и возможность отвода отработавшего газа, поступающего от вышерасположенных подводящих коробов к нижерасположенным отводящим коробам, через их перфорированные боковые стенки. Устройство отличается тем, что верхняя нелинейная граница каждой области перфорации поднята вверх относительно нижнего края боковых стенок коробов либо полукоробов на расстояние, равное высоте их нижней загнутой внутрь части.
Известные подводящие 4 и отводящие короба 5 и полукороба 6 имеют преимущественно пятигранную форму, боковые стенки 9 которых выполнены из двух частей - верхней части 10 и нижней части 11, загнутой внутрь короба или полукороба 6. Часть площади боковых стенок 9 коробов 4, 5 и полукоробов 6 перфорирована путем выполнения в них отверстий, щелей, жалюзи и т.п. Область перфорации 12 боковых стенок 9 коробов и полукоробов ограничена нелинейной верхней границей 13, их нижним краем 14 и боковыми краями их нижней части 11, имеющими высоту h.
Таким образом, область перфорации 12 занимает всю площадь поверхности нижней части 11 боковой стенки 9 короба либо полукороба и нижнюю часть площади его верхней части 10, непосредственно примыкающую к нижней части 11 боковой стенки 9.
Недостатком известного устройства является низкая интенсивность сушки или охлаждения, ограниченная возможностью выноса зерна из отводящих коробов.
Это объясняется тем, что, несмотря на выравнивание средних значений расходов газа вдоль короба преимущественно пятигранной формы, часть боковых стенок которых перфорирована, а верхняя нелинейная граница каждой области поднята вверх относительно нижнего края боковых стенок коробов либо полукоробов на расстояние, равное высоте их нижней загнутой вверх части, вынос зерна не исключается. Дело в том, что скорость потока газов в отводящих коробах выравнивается по сечению и увеличивается к выходу в отводящую камеру, а так как существует открытая нижняя часть короба, то при критической скорости воздушного потока зерно захватывается и выносится в отводящую камеру, даже при отсутствии кипящего слоя зерна.
Загнутые внутрь нижние части боковых стенок коробов и полукоробов обеспечивают узкое пространство для входа газа из зернового слоя в отводящие короба и полукороба. Поскольку скорость газа в указанном слое ограничена переходом зерна в кипящее состояние, а для конкретного вида зерна эта скорость - величина неизменная, сужение нижней открытой поверхности коробов ведет к пропорциональному уменьшению расходов газа через нее. Уменьшение расходов газа в отводящих коробах и полукоробах обеспечивает пропорциональное снижение расходов газа в остальной части сушильного пространства, что ведет к снижению интенсивности сушки.
Задачей полезной модели является повышение производительности сушилки за счет исключения возможности выноса зерна, позволяющего увеличить интенсивность его сушки или охлаждения путем увеличения удельной подачи газа в рабочее пространство шахтной зерносушилки.
Поставленная задача решается тем, что в газоотводящем коробе шахтной зерносушилки, расположенном в сушильной или охладительной камере с чередующимися рядами газоподводящих и газоотводящих коробов и полукоробов, где газоподводящие короба открытой торцевой поверхностью соединены с газоподводящей камерой, а газоотводящие - с газоотводящей камерой, расположенной на противоположной стороне сушильной или охладительной камеры, при этом часть площади боковых стенок коробов и полукоробов перфорирована, СОГЛАСНО ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ, нижняя часть газоотводящего короба выполнена замкнутой снизу в виде клина и перфорированной, при этом размеры отверстий перфорации меньше размеров материала сушки, а общая площадь отверстий достаточна для беспрепятственного прохождения отводимых газов.
Выполнение в газоотводящих коробах нижних частей коробов замкнутыми снизу в виде клина и перфорированными исключает возможность выноса зерна, что дает возможность увеличить скорость потока газов и в совокупности с выполнением размеров отверстий перфорации меньше размеров материала сушки, а общей площади отверстий, достаточной для беспрепятственного прохождения отводимых газов, позволяет интенсифицировать сушку или охлаждение зерна и тем самым повысить производительность зерносушилки.
Технический результат - исключение возможности выноса зерна, обеспечивающее возможное увеличение скорости подаваемого потока газа и повышение производительности сушки.
Заявляемый газоотводящий короб обладает новизной в сравнении с прототипом, отличаясь от него наличием таких существенных признаков, как выполнение нижней части газоотводящего короба замкнутой снизу в виде клина и перфорированной, при выполнении размеров отверстий перфорации меньше размеров материала сушки, а общей площади отверстий достаточной для беспрепятственного прохождения отводимых газов, обеспечивающих в совокупности достижение заданного результата.
Заявляемый газоотводящий короб может найти применение в сельском хозяйстве и потому соответствует критерию «промышленная применимость».
Полезная модель иллюстрируется чертежами, где показаны на:
- фиг. 1 - поперечный разрез части шахтной зерносушилки;
- фиг. 2 - продольный разрез шахтной зерносушилки.
Газоотводящий короб расположен в сушильной или охладительной камере 1, имеющей чередующиеся газоподводящие 2 и газоотводящие короба 3 или полукороба соответственно 4, 5. Их конструкция различна: газоподводящие короба 2 открытой торцевой поверхностью соединены с газоподводящей камерой 6 и имеют открытую нижнюю часть 7. Газоотводящая камера 6 расположена на противоположной стороне сушильной или охладительной камеры 1. Газоотводящие короба 3 соединены открытой торцевой поверхностью с газоотводящей камерой 8, при этом их нижние части 9 замкнуты снизу в виде направленного вниз клина и перфорированы. Полукороба 5 примыкают к стенке газоотводящей камеры 8 и также перфорированы в нижней части.
Нижние перфорированные замкнутые части 9 коробов 3 могут иметь разные размеры в зависимости от конструкции зерносушилки. Размеры отверстий перфорации выполнены меньше размеров материалов сушки, а общая площадь отверстий достаточна для прохождения отработанных газов, не создавая избыточного сопротивления.
Газоотводящие короба участвуют в работе шахтной зерносушилки следующим образом.
Газ из газоподводящей камеры 6 поступает в газоподводящие короба 2 через их открытые торцевые поверхности 7. Далее через открытые поверхности коробов 2 газ входит в слой обрабатываемого зерна, нагревает или охлаждает его и поглощает испаренную влагу. Отработавший газ поступает в газоотводящие короба 3 либо полукороба 5 через их перфорированные замкнутые нижние части 9 и выходит в газоотводящую камеру 8.
Газ, поступающий в зерновой слой от нижерасположенных газоподводящих коробов 2, втекает в вышерасположенные газоотводящие короба 3 и полукороба 5 двумя потоками, через их нижние перфорированные поверхности 9.
Выполнение перфорации по всей площади нижней замкнутой части 9 коробов 3 и полукоробов 5 позволяет отвести от зернового слоя максимально возможное количество газа через перфорированные части 9, не допуская выноса зерна.
За счет этого исключается вероятность перехода зернового слоя в кипящее состояние, а следовательно, вероятность выноса зерна из рабочей камеры, чем обеспечивается возможность дополнительного увеличения удельной подачи газа в слой зерна, интенсификация процесса, а следовательно, увеличение производительности оборудования.
Возможность дополнительного безопасного увеличения скорости газа под газоотводящими коробами 3 и полукоробами 5 обусловливает пропорциональное увеличение удельной подачи газа по всему объему рабочего пространства, что позволяет интенсифицировать сушку или охлаждение во всей рабочей камере. За счет повышения интенсивности сушки может быть снижена удельная энергоемкость процесса.
Устранение зон, в которых скорости течения газа в зерне значительно превышали скорости газа в остальном рабочем пространстве, обусловливает выравнивание нагрева и сушки или охлаждения зерна, что исключает возможность его перегрева, улучшает качество (равномерность) сушки или охлаждения и обеспечивает дополнительные возможности интенсификации процесса.
В сравнении с прототипом заявляемый газоотводящий короб позволяет исключить вынос зерна и, тем самым, увеличить скорость потока газа и повысить производительность зерносушилки.