УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЕНТИЛИРОВАНИЯ И ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 2000 года по МПК B65G53/20 

Изобретение относится к области активного вентилирования и пневматического транспортирования сыпучего материала.

Активное вентилирование и пневматическое транспортирование преследуют цель сохранения и удешевления переработки семян и зерна при временном хранении в зернохранилищах различного типа.

Известны устройства типа аэрожелобов для транспортирования сыпучих материалов, содержащие вентилятор и присоединенный к нему воздухопровод, в верхней части которого расположен желоб с аэрирующим днищем [1].

Однако аэрожелоба из-за очень малой площади отверстий в аэрирующем днище имеют большое аэродинамическое сопротивление, поэтому известные устройства энергоемки и практически непригодны для активного вентилирования влажных семян и зерна, для эффективной обработки которых необходим значительный расход воздуха.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому является выбранная в качестве прототипа установка для вентилирования и транспортирования сыпучих материалов, содержащая транспортирующий, основной и дополнительные воздухораздающие каналы, расположенные с обеих сторон транспортирующего и основного воздухораздающего каналов. При этом в смежных стенках транспортирующего и дополнительных воздухораздающих каналов выполнены отверстия для воздуха [2].

Основным недостатком известной установки является ограниченный объем транспортирующего канала, в который при активном вентилировании поступает воздух, выходящий из боковых воздухораздающих каналов, что вызывает большие потери напора при сколько-нибудь значительных подачах, учитывая также, что струи воздуха направлены навстречу друг другу. По той же причине затруднено одновременное выполнение процессов активного вентилирования и транспортирования, которые целесообразны при повышенном поступлении вороха семян и зерна на послеуборочную обработку или при его охлаждении.

Сущность изобретения заключается в том, что в известной установке для вентилирования и транспортирования сыпучих материалов, содержащей разделенные решетками транспортирующий, основной и дополнительные боковые воздухораздающие каналы, расположенные с обеих сторон транспортирующего и основного воздухораздающего каналов, согласно изобретению транспортирующий канал снабжен продольной перегородкой, разделяющей его на две камеры - вентилирования и транспортирования, при этом первая подключена к боковому воздухораздающему каналу, а вторая - к другому боковому и основному воздухораздающим каналам, в нижней части продольной перегородки выполнены перепускные отверстия, оснащенные клапанами. Кроме того, решета камеры вентилирования наклонены к горизонту под углом не менее 45^o.

Новым является наличие продольной перегородки, разделяющей транспортирующий канал на две камеры - вентилирования и транспортирования сыпучих материалов, при этом первая подключена к боковому воздухораздающему каналу, а вторая - к другому боковому и основному воздухораздающим каналам, выполнение в нижней части продольной перегородки перепускных отверстий, оснащенных клапанами, минимальный угол наклона решет к горизонту камеры вентилирования.

Таким образом, заявленное устройство соответствует критерию "новизна".

Изобретение соответствует критерию "изобретательский уровень", т.к. достигнут результат, удовлетворяющий существующую потребность, а именно сохранение и удешевление переработки семян и зерна при временном хранении.

Изобретение является и промышленно применимым, т.к. может использоваться в сельском хозяйстве при вентилировании, охлаждении и транспорте семян и зерна.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг. 1 изображен общий вид устройства для вентилирования и транспортирования сыпучих материалов, на фиг. 2 - сечение A-A на фиг. 1.

Устройство содержит вентилятор 1, воздухоподводящий патрубок 2, жалюзийную решетку 3, продольную перегородку 4, порог 5, течку 6, емкость 7, боковой воздухораздающий канал 8 камеры транспортирования, основной воздухораздающий канал 9, камеру транспортирования 10, камеру вентилирования 11, перепускные отверстия 12, клапаны отверстий 13, клапаны боковых и основного воздухораздающих каналов 14, 15 и 16, боковой воздухораздающий канал камеры вентилирования 17.

Устройство работает следующим образом.

При вентилировании. Перепускные отверстия 12 закрывают клапанами 13, также закрывают клапана на основном 9 и боковом 8 воздухораздающих каналах. Это обусловливает при включении вентилятора 1 подачу воздуха в насыпь материала в камере вентилирования 11.

Подачу воздуха регулируют клапанами, установленными на соответствующих воздухораздающих каналах.

При транспортировании. Открывают клапана перепускных отверстий 13 и клапана боковых 8, 7 и основного 9 воздухораздающих каналов.

Включают вентилятор 1, поднимают порог 5 на высоту верхнего среза решет боковых воздухораздающих каналов 8 и 17. После того как камера транспортирования на высоту порога будет заполнена материалом, устанавливают скорость фильтрации воздуха через решета каналов 8 и 9 V_ф = (1,1...1,3)•V_кр, где V_кр - критическая скорость псевдоожижения материала, при этом будет наблюдаться сток материала в емкость 7. Интенсивность стока регулируют как величиной скорости фильтрации, так и высотой порога 5, который в данном случае является тормозящим элементом.

При высоте насыпи в камере вентилирования выше высоты верхнего среза перепускных отверстий понижение высоты перемещающегося слоя в камере транспортирования ниже высоты верхнего среза боковых решет не установлено, таким образом обеспечена эффективность перемещения материала.

Воздух, поступающий в воздухораздающий канал 17, ожижает материал, выходящий из перепускных отверстий 12, и тем самым способствует интенсивному стоку материала из камеры вентилирования 11.

При одновременном вентилировании и транспортировании. Этот процесс является одной из основных операций временного хранения семян и зерна, когда необходимо охладить и удалить из камеры вентилирования самосогревшиеся семена или зерно, а также при двухстадийной сушке этих материалов.

Открывают клапана всех воздухораздающих каналов и поднимают порог на высоту, при которой потери напора в псевдоожиженном слое, перемещающемся в камере транспортирования, приближаются к потерям напора в насыпи, находящейся в камере вентилирования, после этого возможно одновременное вентилирование насыпи и транспортирование материала в емкость 7. Начало вентилирования насыпи с необходимой подачей можно определить путем замера скорости потока на свободной поверхности насыпи. Отметим, что с понижением высоты насыпи одновременно необходимо понизить высоту псевдоожиженного слоя, чтобы сохранить равенство потерь напора.

Примеры работы устройства.

Пример 1. Продували насыпь пшеницы влажностью 24% в лабораторной установке с выровненным слоем толщиной 0,6 м, длиной 0,8 м и шириной 0,5 м в верхней части слоя при отношении площадей F/f ≈ 5,0, где F - площадь выровненной свободной поверхности слоя насыпи пшеницы, а f - площадь решет, через которые происходила фильтрация воздуха. Угол наклона решет бокового воздухораздающего канала к горизонту, через который подавали воздух, как минимум должен составить 45^o, чтобы обеспечить беспрепятственный сток увлаженного материала к перепускным отверстиям при разгрузке камеры вентилирования. Установлено, что при скорости фильтрации воздуха через решетку V_ф = 1,0 м/с (живое сечение решетки ≈ 6,8%) потери напора составят ≈ 3,0 кПа. При этом скорость воздуха на свободной поверхности насыпи равна 0,14 м/с. Моделирование процесса показывает, что для насыпи семян и зерна пшеницы высотой 1,7... 2,0 м при указанных потерях напора скорость на свободной поверхности слоя составит ≈ 0,03 м/с, что достаточно для безопасного временного хранения семян при влажности до 24...26% [3].

Пример 2. Разгружали насыпь пшеницы влажностью 24% на лабораторной установке с параметрами, указанными в предыдущем примере. Ширина транспортирующего канала составила 0,1 м, воздух подавали во все три воздухораздающих канала, скорость фильтрации, замеренная на свободной поверхности перемещаемого слоя в камере 10, составила ≈ 1,0 м/с, высота порога на выходе камеры 0,02 м, что обусловило интенсивную разгрузку насыпи с подачей ≈ 6 кг/(м•с). При отключении подачи воздуха в боковой воздухораздающий канал 17 (камера вентилирования) подача материала уменьшилась до 0,8 кг/(м•с), а при дополнительном отключении бокового канала 8 (камера транспортирования) подача составила 0,55...0,60 кг/(м•с).

Данный пример показывает целесообразность разгрузки насыпи при подаче воздуха во все три воздухораздающих канала.

Пример 3. Охлаждали подогретое до 38^oC зерно пшеницы влажностью 24% при одновременном вентилировании и транспортировании. Толщина псевдоожиженного слоя составила 0,25 м, скорость фильтрации ≈ 1,0 м/с, потери напора в слое ≈ 2,6 кПа, что несколько ниже, чем в насыпи стационарного слоя (≈ 3,0 кПа, см. пример 1). Тем не менее на свободной поверхности насыпи скорость потока составила 0,11...0,12 м/с, которая обеспечивала охлаждение зерна с повышенным влагосъемом.

Удельная производительность q при работе всех трех каналов составила 0,7. . .0,8 кг/(м•с), т.е. по сравнению с максимальной снизилась на порядок, что объясняется тормозящим эффектом порога и сопротивлением псвдоожиженного слоя при стоке материала из насыпи.

Время разгрузки насыпи составило 17 мин, температура зерна на выходе при этом составила 20^oC, при температуре наружного воздуха 17^oC влагосъем зерна составил 0,9...1,0%. Для сравнения охлаждали зерно только в псевдоожиженном слое толщиной 0,10 м, для этого отключали подачу воздуха в воздухораздающий канал 17 и сток материала из камеры вентилирования осуществлялся самотеком.

При сопоставимых условиях охлаждения температура зерна на выходе оставила 22^oC, а влажность снизилась на 0,6...0,7%. Этот пример показывает целесообразность одновременного охлаждения зерна в насыпи и в псевдоожиженном слое.

Источники информации:
1. Воробьев А.Л. и др. Пневмосепарирующие установки. Справочник. - Л.: Машиностроение, 1969, с. 161-166, рис. 144 и 145.

2. Авторское свидетельство СССР N 1022913, B 65 G 53/20, 1982.

3. Анискин В.И., Лурье В.М., Рыбарук В.А. Методические рекомендации по сушке и охлаждению зерна активным вентилированием. - М.: изд. ВИМ, 1974, 47 с.

Изобретение относится к области активного вентилирования и пневматического транспортирования сыпучего материала. В устройстве транспортирующий канал снабжен продольной перегородкой, разделяющей его на две камеры - вентилирования и транспортирования, при этом первая камера подключена к боковому воздухонагревающему каналу, а вторая - к другому боковому и основному воздухораздающим каналам, в нижней части продольной перегородки выполнены перепускные отверстия, оснащенные клапанами. Кроме того, решета камеры вентилирования наклонены к горизонту под углом не менее 45°. Технический результат заключается в облегчении выполнения процессов одновременного вентилирования и транспортирования. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Устройство для вентилирования и транспортирования сыпучих материалов, содержащее разделенные решетками транспортирующий, основной и дополнительные воздухораздающие каналы, расположенные с обеих сторон транспортирующего и основного воздухораздающих каналов, отличающееся тем, что транспортирующий канал снабжен продольной перегородкой, разделяющей его на две камеры - вентилирования и транспортирования, при этом первая подключена к боковому воздухораздающему каналу, а вторая - к другому боковому и основному воздухораздающим каналам, в нижней части продольной перегородки выполнены перепускные отверстия, оснащенные клапанами. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что решета камеры вентилирования наклонены к горизонту под углом не менее 45^o.