УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИНФРАКРАСНО-КОНВЕКТИВНОЙ СУШКИ И АСПИРАЦИИ СЕМЯН

Полезная модель относится к машиностроению и может быть использована для инфракрасно-конвективной сушки и аспирации семян. Наиболее целесообразным является использование полезной модели в технологических линиях подготовки семенного материала к хранению или посеву, например, на семеноводческих предприятиях или в небольших фермерских хозяйствах.
Известен способ инфракрасной сушки семян и зерна и устройство для его осуществления (Патент RU 2479808 С1; МПК F26B 3/08, F26B 3/30, F26B 17/10; опубл. 20.04.2013, бюл. №11). Согласно изобретению устройство содержит норию, источник ИК-излучения, средство подачи агента сушки и бункер отлежки. Также оно снабжено кожухом, подключенным воздуховодом к средству подачи агента сушки с возможностью его рециркуляции. Основными недостатками устройства являются высокий уровень неравномерности процесса сушки в зерновом массиве при инфракрасном облучении, наличие температур выше 40°C и сложность регулировки температуры во всем объеме устройства, наличие истирающих воздействий на семенной материал, сложность конструкции.
Наиболее близкой по технической сущности является конструкция устройства для инфракрасной сушки семян (патент RU №2453782 С2; МПК F26B 9/06, F26B 3/30; опубл. 20.06.2012, бюл. №17), состоящая из бесконечных лент горизонтальных транспортеров с установленными под отражателями инфракрасными трубчатыми излучателями, которые распределение закреплены на диэлектрических опорах каркаса над лотками, несущими слой семян, включающая средство перегрузки обрабатываемых семян на лоток нисходящего яруса и вентилятор, принятая за прототип.
Недостатками прототипа являются отсутствие возможности атравматичного циклического перемещения семян, громоздкость и сложность конструкции устройства сушки.
Целью полезной модели является повышение качества подготовки семян к хранению или посеву.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является обеспечение равномерного теплового воздействия на семена и атравматичного цикличного перемещения семян, подвергающихся тепловому воздействию.
Технический результат достигается тем, что в устройстве для инфракрасно-конвективной сушки и аспирации семян, содержащем установленные под отражателями инфракрасные излучатели, которые распределенно закреплены на диэлектрических опорах каркаса над лотками, несущими слой семян, согласно полезной модели инфракрасные излучатели распределены вдоль восходящей ветви вертикальной тихоходной нории с лотками, нижняя часть нории установлена в бункере, вдоль нисходящей ветви нории вертикально расположен канал ссыпания, выполненный в виде короба с отводом, в котором установлены нагревательные элементы и вентилятор наддува канала.
Отличительными существенными признаками, характеризующими полезную модель, являются:
- вертикальное расположение транспортера нории в бункере;
- распределенное расположение инфракрасных излучателей вдоль восходящей ветви нории;
- расположение канала для ссыпания семян вдоль нисходящей ветви нории;
- скорость движения нории;
- комбинирование периодического инфракрасного и конвективного теплового воздействия.
Представленная совокупность отличительных существенных признаков является необходимым и достаточным условием для достижения технического результата, обеспечивая щадящее равномерное тепловое воздействие на семена и атравматичное цикличное перемещение семян, подвергающихся тепловому воздействию, в результате чего достигается повышение качества подготовки семян к хранению или посеву.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором представлена принципиальная схема предлагаемого устройства.
На каркасной раме 1 установлен бункер 2, покрытый слоем полимерной краски, что обеспечивает низкий коэффициент трения семян о поверхность стенок бункера. К раме 1 крепится корпус вертикальной тихоходной нории 3. Вдоль восходящей ветви нории с лотками 4 распределенно закреплены на диэлектрических опорах 5 инфракрасные излучатели под отражателями 6. Вдоль нисходящей ветви нории расположен канал ссыпания семян 7, выполненный в виде короба и содержащий вентилятор наддува канала 8 и нагревательные элементы 9.
Устройство работает следующим образом. Семена 11 засыпают в бункер 2, погружным датчиком влажности определяют исходную влажность массива семян. Включают электродвигатель 10, инфракрасные излучатели под отражателями 6, в канал ссыпания семян 7 нагнетают поток нагретого воздуха. Семена из бункера захватываются лотками 4 нории 3 и поднимаются вверх, по ходу движения вверх семена подвергаются интенсивному инфракрасному нагреву, способствующему выходу влаги из поверхности семян, после переворачивания лотков семена ссыпаются в канал 7, по которому движется встречный поток нагретого воздуха, способствующий выравниванию температуры в теле семени и удалению испарившейся из семени влаги. Скорость движения потока воздуха не должна быть больше скорости витания семян, но существенно превышать скорость витания пылевидных частиц, которые при снижении влажности отделяются от семян и уносятся с потоком воздуха за пределы устройства. Семена попадают в бункер 2 и процесс повторяется, обеспечивая цикличность сушки.
Устройства контроля температуры и влажности семян позволяют выполнять функции контроля непосредственно в ходе сушки. Использование инфракрасных излучателей как малоинерционных распределенных источников теплоты позволяет осуществлять управление подачей тепловой энергии на поверхность семян по длине ленты конвейера и по времени сушки. Измерительными преобразователями температуры являются оптические инфракрасные датчики температуры поверхности семян, что обеспечивает прямой контроль параметра, определяющего качество результата обработки семян в устройстве. Содержание семян в ходе сушки в бункере позволяет корректно оценивать влажность семян в ходе сушки, так как семена циркулируют в устройстве, перемешиваясь при движении в бункере. Для оценки влажности семян используют емкостные датчики, для работы которых датчик помещается в массив семян или порция семян набирается в контрольную емкость датчика. Достижение семенами в бункере заданной влажности является сигналом для окончания процесса сушки. Окончание может выполняться как вручную, так и автоматически при использовании погружного датчика влажности. Окончание процесса сушки в автоматическом режиме происходит по сигналу контроллера влагомера, который отключает питание реле, управляющего электрическим питанием всех источников теплоты устройства. Отключение питания привода нории и вентилятора осуществляется вручную оператором.
-1
В результате расчетного анализа движения семян в устройстве с использованием инфракрасного и конвективного способов подвода теплоты установлено, что окружные скорости вращения приводного барабана нории не должны превышать 6 с, а, соответственно, линейная скорость движения не должна быть больше 0,9 м/с.
Сравнительный анализ эффективности и качества обработки семян в экспериментальном устройстве комбинированной инфракрасно-конвективной сушки и аспирации семян показал, что использование периодического инфракрасного и конвективного способов подвода теплоты позволяет существенно интенсифицировать процесс сушки. Для повышения эффективности процесса сушки необходимо как можно быстрее разогреть семена до максимально возможного значения температуры не выше 40°C. При этом темп разогрева не должен приводить к термическим нарушениям оболочки семян. Предлагаемая схема механического цикличного перемещения семян позволяет значительно снизить травмирование, что положительно влияет на кондиционные показатели семенного материала.