Рециркуляционная зерносушилка бункерного типа
HOPPER-TYPE RECIRCULATING GRAIN DRYER

Изобретение относится к устройствам для сушки продовольственного, фуражного и семенного зерна колосовых, крупяных, других зерновых культур, а также других сыпучих материалов и может быть использовано при подготовке зерна к хранению в крупных и мелких сельскохозяйственных и зерноперерабатывающих предприятиях, на элеваторах и хлебоприемных пунктах.
Известна сушилка кипящего слоя, содержащая загрузочное устройство со шнековым питателем, нагреватель, вентилятор, систему очистки отработанного воздуха и сушильную камеру, дно которой представляет собой перфорированную поверхность, покрытую металлической сеткой из нержавеющей стали с отверстиями (патент RU 2305240, F26B 17/10).
Недостаток данной установки состоит в том, что при сушке в кипящем состоянии вследствие интенсивного теплообмена зерно нагревается до предельно допустимой температуры уже за 50…200°С в зависимости от температуры агента сушки. Снижение влажности зерна на 3…4% сопровождается повышением его температуры до 55…60°С. Дальнейшая сушка приводит к перегреву зерна, что ухудшает его посевные качества.
Известна зерносушилка псевдоожиженного слоя, содержащая загрузочное устройство, сушильную камеру, фильтр, нагреватель, систему очистки отработанного воздуха, вентилятор и охладительной камерой с решетчатым дном образующей конусное кольцо (патент RU 2365840, F26B 17/10).
Недостаток данной установки являются использование традиционных источников энергии для разгона и разогрева воздушного потока для сушки зерна в псевдоожиженном слое, связанное со значительными энергозатратами, непредсказуемое распределение зерна между охладительной и сушильной камерой.
Наиболее близкими по сущности и достигаемому результату к заявленному устройству являются устройство для сушки зерна (патент RU 2506509, F26B 17/22, А23В 9/08).
Недостатками прототипа является высокий нагрев внутренней поверхности цилиндрического кожуха, неравномерность нагрева слоев зерна, неудовлетворительный отвод отработанного агента сушки.
Задачей изобретения является снижение экспозиции сушки и обеспечение равномерности нагрева зерна.
Поставленная задача решается благодаря тому, что рециркуляционная зерносушилка бункерного типа содержит сушильную камеру, вертикальный шнек, выгрузное окно с цилиндрическим желобом, нагреватель и вентилятор. Зерносушилка снабжена вертикальным цилиндрическим бункером с конусным основанием, выпускным дефлектором отработанного агента сушки, разбрасывающим диском. Сушильная камера образована внутренней поверхностью бункера и наружной поверхностью центральной секции, закрепленной соосно с бункером. Нижняя часть сушильной камеры представляет собой активную зону с высотой Н, находящуюся между двумя коническими перфорированными поверхностями с диаметром отверстий меньше минимального размера зерна, одна из которых представляет коническое днище сушильной камеры, а другая - обратный конус центральной секции с углом наклона поверхностей к горизонтальной плоскости α, равным максимальному углу естественного откоса влажного зерна, внутри которой имеется кожух транспортирующего рабочего органа, установленного с возможностью вращения и выполненного в виде вертикального шнека с закрепленным на нем в верхней части разбрасывающим диском. С выгрузным окном соединен выгрузной цилиндрический желоб, расположенный с наклоном вниз, имеющий шарнирно установленную заслонку. Вентилятор с нагревателем установлены в соединении с коническим основанием бункера.
На фиг. 1 представлена функциональная схема работы рециркуляционной зерносушилки бункерного типа.
Зерносушилка (Фиг. 1), состоящая из бункера 1, содержит сушильную камеру 2 с внутренним конусным днищем 3, имеющим перфорацию, диаметр которой не превышает минимального размера зерна. Днище 3 установлено с углом наклона α к горизонтальной плоскости, равным максимальному углу естественного откоса влажного зерна. Центральная секция 4 закреплена соосно внутри бункера 1 таким образом, что образуется активная зона 5 сушильной камеры высотой Н. Для отвода отработавшего агента сушки из активной зоны нижняя коническая часть головки центральной секции 4 также имеет перфорацию. Внутри центральной секции имеется кожух 6 транспортирующего рабочего органа, установленного с возможностью вращения и выполненного в виде вертикального шнека 7, с закрепленным на нем в верхней части разбрасывающим диском 8. Агент сушки, образованный при прохождении воздушного потока, создаваемого вентилятором 10, через нагреватель 9 подается под перфорированную поверхность 3. Влажное зерно поступает в зерносушилку через загрузочный патрубок 11 при открытой заслонке 12. Высушенное зерно выгружается через выгрузное окно 13 и выгрузной цилиндрический желоб 14, закрываемый шарнирной заслонкой 15. Отработанный агент сушки выводится из бункера зерносушилки 1 через выпускной дефлектор 16.
Технологический процесс сушки зерна в рециркуляционной зерносушилке основан на чередовании циклов нагрева и отлеживания зернового материала и тепломассообмена между его слоями.
Рециркуляционная зерносушилка бункерного типа работает следующим образом. В начальный период после заполнения влажным зерном сушильной камеры последовательно включают вентилятор 10 и нагреватель 9. После достижения необходимой температуры нагрева зерна в активной зоне 5, при которой его влажность снижается на 0,40…0,45%, включают вертикальный шнек 7. С его помощью зерно поднимается на разбрасывающий диск 8 и равномерно распределяется по верхнему слою не нагретого зернового материала, где происходит тепломассообмен между слоями. Таким образом не нагретый слой зерна приобретает температуру на 4…5°С выше от начальной. При установившемся режиме сушки остывающий верхний слой зерна в сушильной камере нагревается только на 2,0…2,5°С. В результате происходит снижение влажности зернового слоя в пределах 0,03…0,05%. Дополнительное снижение влажности нагретого зерна, сходящего с разбрасывающего диска 8, наблюдается за счет обдувания зерновок воздухом во время их полета.
Движение слоев зерна в сушильной камере и ее активной зоне осуществляется за счет действия гравитационных сил, возникающих при постоянном освобождении объема заборной части вертикального шнека 7 при его вращении.
Отработанный агент сушки и легкие примеси, отделившиеся от зернового материала, поступают в атмосферу через выпускной дефлектор 16. Для достижения кондиционной влажности зерно должно пройти через активную зону 10…15 раз в зависимости от начальной влажности зернового материала.
По достижении зерна влажности 15,0…15,5% отключают нагреватель 9, чтобы охладить нагретый зерновой материал наружным воздухом, подаваемым в активную зону вентилятором 10. При этом удаляется свободная влага в виде пара из межзернового пространства. Процесс охлаждения зерна прекращают при достижении им кондиционной влажности 14,0…14,5%.
Выгрузку готового продукта осуществляют через выгрузное окно 13, для чего переводят заслонку 15 в выгрузном желобе 14 в открытое положение. В результате зерновой материал, поднимаемый вертикальным шнеком 7, поступает в окно 13 и самотеком транспортируется из бункера зерносушилки.
Предлагаемая рециркуляционная зерносушилка бункерного типа позволяет:
- равномерно распределять нагретый материал по поверхности слоев влажного зернового материала за счет разбрасывающего диска, улучшая процесс отлеживания и тепломассообмена;
- осуществлять процесс рециркуляции зернового материала внутри сушильной камеры с чередованием циклов нагрева и отлеживания, что дает возможность подавать в активную зону подогретый зерновой материал и уменьшить экспозицию сушки;
- предотвратить сводообразование в зерновом материале и обеспечить его равномерный подвод к вертикальному шнеку;
- в зависимости от величины высоты активной зоны Н выбрать вентилятор и электродвигатель с меньшими выходными параметрами по сравнению с существующими зерновыми сушилками подобного типа, что позволит оптимизировать энергозатраты процесса сушки зерна;
- предотвратить передачу излишней влаги насыщенным отработавшим агентом сушки в подсушенные слои зернового материала, расположенные вблизи активной зоны.
Предложенная рециркуляционная зерносушилка бункерного типа при эксплуатации не требует подбора партий зерна по влажности, а за счет тепломассообмена и рециркуляции зернового материала позволяет выровнять влажность и температуру зерна по всему объему сушильной камеры.