БУНКЕР ДЛЯ ДИНАМИЧЕСКОГО ВЕНТИЛИРОВАНИЯ ЗЕРНА
DYNAMIC VENTILATION BIN FOR GRAIN

Изобретение относится к области сельского хозяйства и служит для сушки зерна различных культур повышенной влажности и без очистки как в семенном, так и в продовольственном режиме, обезвоживания сыпучих и гранулированных материалов.
Известен бункер активного вентилирования сельскохозяйственного продукта (Пат. 2406291 Российская Федерация, МПК A01F 25/14, Бункер активного вентилирования сельскохозяйственного продукта [Текст] Наумов М.А., Демин В.А., Лобанов В.И., Макарычев С.В., Лихачев М.В. опубл. 20.12.2010. Бюл. 35) [1]. Он состоит из корпуса, перфорированного цилиндра с образованием между ними сушильной камеры, загрузочной воронки, откидной крышки.
Прототип имеет ряд существенных недостатков, выраженные в том, что не обеспечивается в полном объеме защита зерновой массы от слипания между собой отдельных зерен, а также процесс хранения и просушки зерна энергозатратен.
Технической задачей изобретения является повышение показателей качества зерна при хранении за счет реализации принципа динамического активного его обдува и снижение энергозатрат в процессе до сушки и хранения.
Техническая задача решена за счет того, что бункер для динамического вентилирования зерна содержит корпус, загрузочную воронку, откидную крышку, на крыше корпуса вмонтирован заборник, связанный с рекуператором, который через воздухопровод обеспечивает подачу под давлением теплого сухого потока воздуха в воздуховод, жестко зафиксированный внутри подвижно закрепленного шнекового ворошителя, связанного через шкив с двигателем, а также к внутренней стороне крыши корпуса жестко зафиксирован цилиндр с винтовой лопастью, винтовая нарезка которого позволяет зерновой массе осуществить перемещение в нижнюю точку технологической зоны-1 без использования дополнительных устройств.
Суть предложенного изобретения заключается в том, что при вращении шнекового ворошителя периодически обеспечивает совмещение перфораций проделанных в его стенке и стенке воздуховода, что обеспечивает периодический выброс под давлением теплого воздуха и принудительный разрыв слипшихся зерен за счет принципа динамического действия. Оснащение бункера рекуператором обеспечивает возможность регулировки температуры подаваемого воздуха и снижение затраты на его нагрев. Движение зерновой масса внутри корпуса обеспечивается за счет разнонаправленной ориентации шнекового ворошителя, который поднимает ее в технологической зоне-2 в область горлышка цилиндра с винтовой лопастью и через отверстия в нем перегружает в технологическую зону-1. Противоположная нарезка винтовой лопасти цилиндра позволяет перемещать зерно вниз бункера.
Техническое решение поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен общий вид бункера, на фиг. 2 представлен вид бункера сверху, на фиг. 3 представлена зависимость скорости перемещения зерновой массы вдоль лопасти при различном напоре.
На фиг. 1 показаны: поз. 1 - корпус; поз. 2 - цилиндр с винтовой лопастью; поз. 3 - шнековый ворошитель; поз. 4 - воздуховод; поз. 5 - перфорация; поз. 6 - отверстие; поз. 7 -загрузочная воронка; поз. 8 - откидная крышка; поз. 9 - воздухопродод; поз. 10 - задвижка; поз. 11 - горлышко; поз. 12 - поток воздуха; поз. 13 - зерновая масса; 14 - люк; поз 15 - крышка; поз 16 - технологическая зона-1; поз 17 - технологическая зона-1.
На фиг. 2 показаны: поз 18 - шкив; поз 19 - двигатель; поз. 20 - рекуператор; поз. 21 - заборник.
2
2
2
На фиг. 3 показаны: поз. 22 - влажность зерна W=12%, при напоре Н=1 кг/с⋅м; поз. 23 - влажность зерна W=14%, при напоре Н=3 кг/с⋅м; поз. 24 - влажность зерна W=16%, при напоре Н=3 кг/с⋅м.
Бункер для динамического вентилирования зерна состоит из корпуса 1 (как вариант, из металла толщиной 15 мм, круглой формы), внутри которого к внутренней стороне крыши жестко зафиксирован (сварочным швом) горлышком 11 цилиндр с винтовой лопастью 2, окончание которого заканчивается на расстоянии 15 см от пола корпуса 1. В горлышке 11 проделано отверстие 6 (как вариант несколько). Шнековый ворошитель 3 (металлический, в стенке вала проделана перфорация, диаметр 2,6 метра) подвижно зафиксирован внутри цилиндра с винтовой лопастью 2, его круговое вращение обеспечивает двигатель 19, жестко закрепленный на внешней стороне крыши корпуса 1, передающий крутящий момент через шкив 18. Воздуховод 4 (металлическая труба, в стенке которой проделана перфорация) жестко зафиксирован к полу корпуса 1 внутри шнекового ворошителя 3, а другой стороной соединен с рекуператором 20. Шнековый ворошитель 3 и воздуховод 4 выполнены из составных коаксиальных перфорированных цилиндрических стоек. Пространство между шнековым ворошителем 3 и внутренней стенкой цилиндра с винтовой лопастью 2 образует технологическую зону-2. В крыше корпуса 1 неподвижно вмонтирован заборник 21, связанный с рекуператором 20 (как вариант, жестко зафиксированный на внешней стороне крыши корпуса 1), который через воздухопровод 9 (металлическая труба) и задвижку 10 связан с воздуховодом 4.
Принцип работы бункера сводится к следующему. Загрузка зерновой массы 13 осуществляется через загрузочную воронку 7. Зерновая масса 13 подается внутрь корпуса 1 на цилиндр с винтовой лопастью 2, по которой ссыпается вниз, заполняя технологическую зону-1 16. Вращение шнекового ворошителя 3 обеспечивает заполнение технологической зоны-2 17 и подъем зерновой массы 13 до отверстий 6 проделанных в горлышке 11 цилиндра с винтовой лопастью 2. По заполнению технологической зоны-1 и технологической зоны-2 17 зерновой массой 13 загрузочная воронка 7 закрывается откидной крышкой 8.
Подача под давлением сухого теплого потока воздуха 12 в воздуховод 4 осуществляется из рекуператора 20, для этой цели открывается задвижка 10. Одновременно с подачей воздуха обеспечивается вращение шнекового ворошителя 3. В процессе вращения шнекового ворошителя 3 происходит совмещение перфораций 5 в его корпусе с воздуховодом 4. Это обеспечивает динамический активный выброс потока воздуха 12 в технологическую зону-2 17. Перемещаясь и обдуваясь потоком воздуха 12 (который «сдувает» сухое зерно, обеспечивая теплоносителю доступ до влажных слоев) зерновая масса 13 внутри корпуса 1 отдает излишки теплоты и влаги. Теплый, но влажный воздух из технологической зоны-1 16 и технологической зоны-2 17 через заборник 21 поступает в рекуператор 20, высушивается и вновь подается в воздуховод 4. Выгрузка зерновой массы 13 осуществляется через люк 14 после открытия крышки 15 при вращении шнекового ворошителя 3.
2
Проведенные исследования по работоспособности бункера для динамического вентилирования зерна позволили установить, что конструктивное решение обеспечивает экономию электроэнергии на 12-15%, при повышении показателей качества зерна; при влажности зерна W=12%, скорость его перемещения возрастает с увеличением диаметра шнекового ворошителя. Более влажное зерно (W=16%) целесообразно сушить при существенном повышении пиковых значений напора зерновой массы до Н=3 кг/с⋅м, что может быть, реализовано за счет изменения частоты и диаметра перфорации в воздуховоде (воздух под давлением сбивает наросты влажного зерна на внешней стороне лопастей).
Таким образом, бункер для динамического вентилирования зерна обеспечивает повышение показателей качества зерна при хранении за счет реализации принципа динамического активного его обдува и снижение энергозатрат в процессе досушки и хранения. Бункер может быть использован в районах со сложными природно-климатическими условиями.