ЗЕРНОСУШИЛКА Российский патент 2012 года по МПК F26B17/12 

Предлагаемая зерносушилка относится к устройствам для сушки сыпучих материалов, например семян зерновых, бобовых, масличных, технических, пряных, декоративных растений и других сельскохозяйственных культур, а также некоторых промышленных веществ или их композиций.

Известны технические решения, служащие тем же целям. К таковым, например, относятся: «Колонка шахтной зерносушилки» по патенту №306644 Кл.F26B 17/12 от 11.06.1971 Бюл. №19, «Вентилируемый бункер для зерновых материалов» по А.С. SU №1193403 Кл. F26B 9/06 от 23.11.1985 Бюл. №43, «Инвертор» по А.С. SU №1719827 A1 Кл. F26B 17/12 от 15.03.1992 Бюл. №10, а также «Сушилка зерна и инвертор зерносушилки» по патенту RU №2143090 C1 Кл.6 F26B 17/12 от 20.12.1999.

Упомянутые выше устройства имеют недостатки. Так, в «Колонке» по патенту №306644, где установлены вертикальные перфорированные воздухопроницаемые перегородки с поворотными заслонками, обеспечивается изменение относительных скоростей вертикального перемещения зерна в слоях, находящихся по разные стороны перегородок. Процесс тепловлагообмена при этом может нарушаться или будет иметь место процесс обратный сушке, то есть теплоноситель, проходя через первый слой зерна, будет охлаждаться и насыщаться влагой, а в следующем слое, например, на входе в колонку, где температура зерна ниже температуры теплоносителя, влага будет конденсироваться на поверхности зерен, имеющих более низкую температуру. На выходе из колонки будет происходить смешивание потоков с разной температурой и влажностью, что затруднит процесс дальнейшего доведения всей массы зерна до заданных параметров по влажности.

Другие устройства, приведенные в качестве аналогов, по А.С. №1719827 и по патенту №2143090 также имеют недостатки. Первый из них состоит в том, что инверторы обеспечивают либо полный оборот или преимущественно с частичным перемешиванием потоков зерна на ограниченных участках по вертикали. До инверторов и после их прохождения зерновой поток перемещается, опускаясь вертикально. Слои зерна, прилегающие к стенкам как к внутренним, так и к наружным, оседают медленнее из-за трения о перфорированные стенки, а средние слои оседают быстрее. При этом возможно проявление неконтролируемого и нежелательного соотношения этих скоростей. Например, при наличии зазора S между «свободными кромками» по патенту №2143090 в случае сушки семян, характеризующимися высокой текучестью, неизбежно проявление дестабилизации скоростей оседания до недопустимых пределов, вплоть до полной остановки зерновых слоев, прилегающих к стенкам сушильных камер. Этому способствует и то, что высота столба и напор высушиваемого материала, находящегося над зазором S, значительно выше, чем у стенок сушильной камеры, особенно в зоне, расположенной ниже инвертора. Следующим недостатком упомянутых инверторов является то, что под наклонными направляющими и двухскатными крышками образуются свободные пространства. Через эти пространства теплоноситель может уходить наружу сушильных камер. Для предотвращения такого явления стенки сушильных камер в зоне расположения инверторов делают глухими, что усложняет конструкцию, увеличивает материалоемкость и габариты устройств.

Аналог по А.С. №1193403 «Вентилируемый бункер для зерновых материалов» по своему технологическому процессу, по мнению авторов и заявителя, является наиболее близким к заявляемому объекту и может быть принят за прототип. Его недостатки заключаются в большом количестве различных элементов и узлов. Например, для подачи зерна в каждый сушильный элемент и его выгрузки предусматриваются отдельные загрузочные и разгрузочные устройства. Газонепроницаемые пластины, с помощью которых соединены между собой сушильные элементы, усложняют конструкцию, снижают температуру агента сушки и эффективность процесса. Кроме того, интенсивность инверсии (перестановки) зерновых потоков в сушильных элементах данного бункера зависит от величины и количества шагов винтовой линии сушильных элементов и является величиной постоянной. Это сужает диапазон использования «Вентилируемого бункера для зерновых материалов» при сушке разных по физико-механическим свойствам материалов.

Цель предлагаемого изобретения - повышение качественных показателей процесса сушки, упрощение конструкции, расширение диапазона использования и возможность регулирования интенсивности инверсии зерновых потоков.

Эта цель достигается тем, что в зерносушилке, включающей бункер с заслонкой, наклонные распределительные каналы, систему подвода и нагнетания теплоносителя во внутреннюю камеру, вертикальные сушильные камеры с внутренними и внешними газопроницаемыми стенками, приемно-выгрузное и дозирующее устройства, согласно изобретению, в сушильных камерах между внутренними и внешними газопроницаемыми стенками установлены отрезки винтовых поверхностей, например, прямых геликоидов, с регулируемыми по высоте промежутками между ними, а их неподвижные вертикальные оси равноудалены друг от друга на величину, примерно равную расстоянию между газопроницаемыми стенками сушильных камер.

Высота отрезков винтовых поверхностей примерно соизмерима с шириной сушильной камеры, а угол поворота образующей линии может находиться в пределах от 45 до 180 градусов.

Расстояние между отрезками винтовых поверхностей по вертикали выполнено регулируемым. Этим обеспечивается изменение интенсивности инверсии зернового потока.

На фиг.1 схематично показана зерносушилка с двумя прямоугольными параллельными сушильными камерами и одной газораспределительной камерой, расположенной между ними.

На фиг.2 - участок одной сушильной камеры, вид сверху.

На фиг.3 - элемент инверсора, выполненный в виде отрезка винтовой поверхности - прямого геликоида - в проекции на поперечную вертикальную плоскость.

На фиг.4 - план участка зерносушилки в варианте исполнения с кольцевой сушильной камерой.

На фиг.5 - отрезок винтовой поверхности инверсора кольцевой сушильной камеры в проекции на радиальную вертикальную плоскость.

На фиг.6 - тот же отрезок инверсора в проекции на поперечную плоскость.

На фиг.7 - два отрезка винтовых поверхностей, расположенные на одной вертикальной оси, в проекции на радиальную плоскость.

Зерносушилка содержит бункер 1, впускную заслонку 2, зерноподводящие каналы 3, газораспределительную камеру 4, газоподводящие трубопроводы 5, сушильные камеры 6 с газопроницаемыми внутренними 7 и внешними 8 стенками. Между стенками расположены инверсоры, состоящие из вертикальных винтовых поверхностей, например прямых геликоидов. Винтовые поверхности выполнены прерывистыми, состоят из отдельных отрезков 9 (фиг.1, 2, 3) или отрезков 12, 13, 14 (фиг.4-7), которые крепятся к воздухопроницаемым стенкам 7 и 8 и к осям 10 с возможностью перемещения по высоте. Для этого на осевых линиях винтовых отрезков выполнены закрепительные втулки 11. На выходе из сушильных камер установлены регулировочно-разгрузочные устройства 15 (фиг.1).

В процессе работы зерносушилки высушиваемый материал из бункера 1 при открытой заслонке 2 по зернопроводящим каналам 3 поступает в сушильные камеры 6 и заполняет их. Зерновой слой продувается агентом сушки с повышенной температурой, происходит тепловлагообмен. При этом высушиваемый материал, перемещающийся сверху вниз, нагревается неравномерно. У внутренних газопроницаемых стенок 7 температура зерна выше, а у внешних ниже. Температура теплоносителя, наоборот, снижается, а его влажность повышается. Происходит замедление и нарушение процесса сушки.

Стабилизация процесса сушки обеспечивается винтовыми поверхностями, состоящими из отдельных отрезков, установленных на вертикальных осях между внутренними и внешними стенками сушильных камер. Зерновой поток, опускаясь вниз, скатывается и поворачивается на каждом винтовом отрезке на угол, равный углу поворота образующей линии отрезков 9, 12, 13, 14.

Для сушилок камерного типа с прямоугольными сушильными камерами 6 (фиг.1 и 2) оптимальным углом поворота образующих линией ав (от ав до а₆в₆) всех отрезков следует считать 90°. Два таких отрезка, расположенные один под другим, обеспечивают поворот зернового потока на 180°, то есть осуществляют перестановку внешних и внутренних зерновых потоков.

С учетом того, что центральные потоки зерна нагреваются относительно равномернее, чем потоки, которые прилегают к стенкам сушильных камер, в серединах одного или нескольких рядов винтовых отрезков выполняются отверстия 16. Через эти отверстия часть зерна опускается вниз, при этом не поворачиваясь.

В сушилках с кольцевыми сушильными камерами (фиг.4), стенки которых могут выполняться круглыми или многогранными, участки сушильных камер состоят из отдельных секторов, в которых располагаются винтовые отрезки 12, 13, 14.

В центре этих секторов размещаются вертикальные оси винтовых поверхностей, отрезки которых подбираются по углу поворота, например, от 75 до 120 градусов, как показано в секторах I, II и III или около 90°, как показано в секторе IV, или, например, угол поворота всех образующих отрезков может быть около 60°, как показано в секторе V. В этом секторе поворот зернового потока на 180° осуществляется с помощью трех отрезков винтовых поверхностей, два из которых - средний и нижний приведены на фиг.7. Эти отрезки соединены с верхним отрезком и между собой с помощью оси 10 и закрепительных втулок 11.

Расстояния h₁, h₂ и h₃ между отрезками (фиг.1 и 7) можно изменять, перемещая отрезки по вертикали, и закреплять их на стенках сушильных камер 7 и 8 или на осях 10. Это дает возможность изменять интенсивность оборачивания зерновых потоков.

Эффект достигается в результате плавного регулирования скоростей инверсии потоков зерна в сушильных камерах.

Отличительными признаками, по мнению заявителя, являются: размещение в сушильных камерах отрезков винтовых поверхностей, например, в виде прямых геликоидов, возможность изменения величины свободных промежутков между отрезками, чередование направления вращения отрезков на соседних осях на противоположное, размещение отрезков на одном уровне в каждом горизонтальном ряду на всех осях и наличие отверстий в винтовых отрезках в одном или нескольких горизонтальных рядах.

Заявитель и авторы также считают, что заявляемое техническое решение соответствует условиям патентоспособности.

Зерносушилка предназначена для сушки сыпучих материалов, например семян зерновых, зернобобовых, технических и других сельскохозяйственных культур. Зерносушилка включает бункер с заслонкой, наклонные распределительные каналы, систему подвода и нагнетания теплоносителя во внутреннюю камеру, вертикальные сушильные камеры с внутренними и внешними газопроницаемыми стенками, приемно-выгрузное и дозирующее устройства. В сушильных камерах между внутренними и внешними газопроницаемыми стенками установлены отрезки винтовых поверхностей, например прямых геликоидов, с регулируемыми по высоте промежутками между ними, а их неподвижные вертикальные оси равноудалены друг от друга на величину, примерно равную расстоянию между газопроницаемыми стенками сушильных камер. Технический результат заключается в том, что в процессе сушки зерновой поток, опускающийся вниз, между стенками сушильных камер, плавно перемещается от внутренних стенок к внешним и наоборот - от внешних к внутренним, чем достигается равномерность процесса тепловлагообмена. Интенсивность инверсии зерновых потоков регулируется изменением расстояния между отрезками по вертикали. Это дает возможность выдерживать необходимые режимы и условия сушки материалов с различными физико-механическими свойствами. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Зерносушилка, включающая бункер с заслонкой, наклонные распределительные каналы, систему подвода и нагнетания теплоносителя во внутреннюю камеру, вертикальные сушильные камеры с внутренними и внешними газопроницаемыми стенками, приемно-выгрузное и дозирующее устройства, отличающаяся тем, что в сушильных камерах между внутренними и внешними газопроницаемыми стенками установлены отрезки винтовых поверхностей, например прямых геликоидов, с регулируемыми по высоте промежутками между ними, а их неподвижные вертикальные оси равноудалены друг от друга на величину, примерно равную расстоянию между газопроницаемыми стенками сушильных камер.

2. Зерносушилка по п.1, отличающаяся тем, что направление вращения отрезков винтовых поверхностей, расположенных на соседних осях, чередуется на противоположное, а каждый горизонтальный ряд этих отрезков расположен на одном уровне по высоте, при этом, по крайней мере, в одном ряду выполнены отверстия в винтовых отрезках.