УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДОГРЕВА ЗЕРНА Российский патент 2009 года по МПК F26B17/12 F26B23/04 

Изобретение относится к процессам тепловой обработки сыпучего зернового материала и может быть использовано в агропромышленном комплексе при переработке зерна в муку или крупу.

Известно устройство для подогрева зерна, содержащее шахту с входным и выходным трубопроводами, в которой поярусно расположены нагревательные элементы, причем нагревательные элементы выполнены в виде водяных радиаторов (А.Я.Соколов. Технологическое оборудование предприятий по хранению и переработке зерна. - М.: Колос, 1975. - С.210-211).

Описанное устройство для подогрева зерна обладает следующими недостатками:

- низкой производительностью вследствие высоких энергозатрат при больших потерях тепловой энергии, обусловленных применением вторичного энергоносителя, в качестве которого используют горячую воду;

- повышенной материалоемкостью устройства из-за необходимости использования радиаторов, связанных с подогревателями;

- низкой эксплуатационной надежностью устройства, так как выход из строя хотя бы одного водяного радиатора приводит к остановке процесса подогрева зерна;

- повышенной трудоемкостью технического обслуживания оборудования и невозможностью использования устройства в фермерских хозяйствах, малых мельницах, где отсутствуют котельные;

- невысоким КПД, составляющим 20-25%.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемому (прототип) является устройство для подогрева зерна, содержащее шахту с входным и выходным трубопроводами и поярусное расположение в ней нагревательных элементов, причем нагревательные элементы выполнены в виде кольцевых паропроводов для подачи в них пара под давлением с овальным поперечным сечением (А.Я.Соколов. Технологическое оборудование предприятий по хранению и переработке зерна. - М.: Колос, 1975. - С.207-210).

Недостатком данного устройства является то, что оно имеет малую поверхность нагрева, высокие энергозатраты при больших потерях тепловой энергии, связанных с применением вторичного энергоносителя, в качестве которого используется насыщенный пар, а использование кольцевых паропроводов с вмонтированными трубами для пропускания насыщенного пара и коммуникаций подачи пара под давлением значительно повышает материалоемкость и снижает эксплуатационную надежность, так как повреждение хотя бы одного паропровода приводит к остановке процесса подогрева зерна. Кроме того, КПД устройства составляет порядка 20-25%.

Задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, состоит в том, чтобы значительно повысить поверхность нагрева нагревательных элементов, снизить энергозатраты для подогрева зерна, уменьшить материалоемкость устройства и повысить его эксплуатационную надежность.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве для подогрева зерна, содержащем шахту с входным и выходным трубопроводами и поярусное расположение в шахте нагревательных элементов, согласно изобретению нагревательные элементы выполнены в виде плоских многоэлектродных композиционных электрообогревателей, установленных в шахте с помощью опорных элементов, причем каждый плоский многоэлектродный композиционный электрообогреватель заключен в износостойкую теплопроводную оболочку.

Плоские многоэлектродные композиционные электрообогреватели установлены на опорных элементах с возможностью поворота относительно горизонтальной оси и снабжены механизмом их поворота.

Выполнение нагревательных элементов в виде плоских многоэлектродных композиционных электрообогревателей позволяет значительно повысить поверхность нагрева, снизить энергозатраты для подогрева зерна и уменьшить материалоемкость устройства, а размещение плоских многоэлектродных композиционных электрообогревателей в износостойкой теплопроводной оболочке позволяет повысить его эксплуатационную надежность.

Установка плоских многоэлектродных композиционных электрообогревателей на опорных элементах с возможностью поворота относительно горизонтальной оси и наличие механизма поворота позволяют изменять скорость перемещения зерна в шахте и обеспечить возможность регулирования подогрева зерна в широком диапазоне температур с минимальной заданной погрешностью.

Эти существенные признаки в совокупности с известными позволяют сделать вывод о том, что заявляемое техническое решение является новым, имеет изобретательский уровень и промышленно применимо, т.е. отвечает всем критериям изобретения.

Сущность изобретения поясняется чертежом.

На фигуре 1 схематично изображено устройство подогрева зерна, а на фигуре 2 - разрез по А-А.

Устройство для подогрева зерна содержит шахту 1 с входным 2 и выходным 3 трубопроводами. В шахте 1 поярусно расположены нагревательные элементы, выполненные в виде плоских многоэлектродных композиционных электрообогревателей 4. Плоские многоэлектродные композиционные электрообогреватели 4 установлены в шахте с помощью опорных элементов, выполненных, например, в виде стержней 5. Каждый плоский многоэлектродный композиционный электрообогреватель 4 заключен в износостойкую теплопроводную оболочку, выполненную, например, в виде металлического пенала или кассеты 6. Для увеличения поверхности теплоотдачи наружная поверхность пенала или кассеты 6 может быть выполнена ребристой. Стержни 5 размещены в подшипниковых опорах 7 с возможностью поворота группы кассет на определенный угол относительно горизонтальной оси. Механизм поворота может быть выполнен, например, в виде электродвигателя 8.

Устройство для подогрева зерна работает следующим образом.

Во входной трубопровод 2 непрерывно подают зерно, которое самотеком поступает в шахту 1. Проходя между поярусно расположенными плоскими многоэлектродными композиционными электрообогревателями 4, зерно нагревается и по выходному трубопроводу 3 поступает далее по технологической цепочке. Выполнение нагревательных элементов в виде плоских многоэлектродных композиционных электрообогревателей 4, размещенных в кассете 6, имеющей значительную поверхность нагрева, позволяет существенно снизить энергозатраты для подогрева зерна.

Размещение каждого плоского многоэлектродного композиционного электрообогревателя 4 в металлическом пенале 6 позволяет исключить его прямой контакт с зерном и значительно повысить надежность и долговечность устройства в целом.

Равномерный подогрев зерна в широком диапазоне температур с минимальной заданной погрешностью достигается еще и за счет изменения скорости потока зерна в шахте и его перемешивания по всему объему путем изменения угла наклона плоских многоэлектродных композиционных электрообогревателей 4. Изменение угла наклона электрообогревателей 4 производят путем включения электродвигателя 8 и поворота соответствующих стержней 5 на заданный угол.

Данные промышленных сравнительных испытаний заявляемого устройства для подогрева зерна и прототипа на предприятии ООО «Союзмука» отражены в таблице.

Таблица № Величина Значение Прототип Заявляемое устройство 1 Установленная электрическая мощность, кВт - 16,4 2 Установленная тепловая мощность, кВт 85,0 - 3 Диапазон температур подогрева зерна, °С -5÷+15 -5÷+15 4 Удельные энергозатраты, кВт·ч/т 21,0 8,6 5 Температура энергоносителя (подогретого пара), °С 110 -

Заявляемое изобретение по сравнению с прототипом позволяет значительно снизить удельные энергозатраты (в 2,5 раза, см. таблицу), обеспечить возможность равномерного подогрева зерна в широком диапазоне температур с минимальной заданной погрешностью, уменьшить материалоемкость устройства, а также позволяет повысить его эксплуатационную надежность и долговечность.

Изобретение относится к процессам тепловой обработки сыпучего зернового материала и может быть использовано в агропромышленном комплексе при переработке зерна в муку или крупу. Устройство для подогрева зерна содержит шахту с входным и выходным трубопроводами. В шахте поярусно расположены нагревательные элементы, выполненные в виде плоских многоэлектродных композиционных электрообогревателей, установленных в шахте с помощью опорных элементов, с возможностью поворота относительно горизонтальной оси и снабжены механизмом их поворота, причем каждый плоский многоэлектродный композиционный электрообогреватель заключен в износостойкую теплопроводную оболочку. Техническим результатом изобретения является значительное увеличение поверхности нагрева нагревательных элементов, снижение энергозатрат для подогрева зерна, уменьшение материалоемкости устройства и повышение его эксплуатационной надежности. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

1. Устройство для подогрева зерна, содержащее шахту с входным и выходным трубопроводами и поярусное расположение в шахте нагревательных элементов, отличающееся тем, что нагревательные элементы выполнены в виде плоских многоэлектродных композиционных электрообогревателей, установленных в шахте с помощью опорных элементов, причем каждый плоский многоэлектродный композиционный электрообогреватель заключен в износостойкую теплопроводную оболочку.

2. Устройство для подогрева зерна по п.1, отличающееся тем, что плоские многоэлектродные композиционные электрообогреватели установлены на опорных элементах с возможностью поворота относительно горизонтальной оси и снабжены механизмом их поворота.