Способ сушки семян и устройство для его осуществления Российский патент 2020 года по МПК F26B9/06 F26B25/22 

Изобретение относится к сушке семян и зерна и может быть использовано в сельском хозяйстве и в системе заготовок, преимущественно для установок периодического действия.

1. Известен способ сушки семян и зерна и устройство для его осуществления (патент RU №2519809 кл. A01F 25/00. Опубликован 20.06.2014 Бюл. №17),

Недостатки способа:

а) Чередование увлажнения и высыхания спелых семян приводит к разрыву мембран и растрескиванию, что сильно влияет на всхожесть семян (Жизнеспособность семян / пер. с англ. Н.А. Емельяновой: под ред. и с предисловием М.К. Фирсовой. - М: Колос 1978 - 415 с., ил.). При осциллирующей сушке поверхность семян подвергается многократному увлажнению и высыханию, поэтому осциллирующий способ сушки больше применим к продовольственному и фуражному зерну, а не к семенам;

б) Повышенный расход тепла из-за периодического принудительного нагрева и охлаждения не только материала сушки, но и камеры сушки, теплогенератора, подводящего и отводящего газопроводов;

в) В данном способе не учитывается возможность увеличения температуры нагрева семян при уменьшении его длительности и влажности. Сушка проводится на одной заранее установленной температуре.

Недостатки устройства:

а) Ввод газопровода в камеру не согласован с камерой, поэтому образуются мертвые зоны и неравномерность сушки, которую сложно уменьшить даже многократным прогоном семян шнеком;

б) Многократный прогон семян шнеком - это бой семян, что ухудшает его всхожесть;

в) Не предусмотрена возможность изменения температуры семян в процессе сушки.

2. Известен способ осциллирующей сушки зерна и устройство для его осуществления (патент RU №2539860 кл. В02В 5/00; F26B 17/12. Опубликован 27.01.2015),

Недостатки способа:

а) Узкая область применения - фуражное зерно, из-за разрыва мембран и растрескивания зерна при многократном чередовании увлажнений и высыхания;

б) Повышенный расход тепла из-за многократного нагревания и охлаждения камеры сушки и примыкающего к ней теплового оборудования;

в) Формулы, приведенные в формуле изобретения, это грубое приближение к оценке длительности сушки и охлаждения. Они имеют вероятностный характер:

- α - коэффициент теплоотдачи зависит от состояния поверхности зерна;

- η - доля теплоты, пошедшая на нагрев зависит от скважности зернового вороха, которая постоянно меняется из-за перемешивания зерна шнеком;

- f - удельная поверхность зерна зависит от его формы. Размеры зерна пшеницы меняются по длине в 2 раза, по толщине в 2,5 и по ширине в 2,5 раза (Сычугов Н.П., Сычугов Ю.В., Исупов В.И. Механизация послеуборочной обработки зерна и семян трав [Текст]/ Н.П. Сычугов, Ю.В. Сычугов, В.И. Исупов // ФГУИПП «Вятка» - Киров. 2003. Таблица 1.5 стр. 15).

При этих условиях применение указанных формул весьма проблематично.

г) Требуются сложные вычисления.

д) Не учитывается уменьшение влажности во время сушки. С уменьшением влажности и длительности сушки увеличивается предельно допустимая температура нагрева зерна (обозначим ее Т_ПР), благодаря которой в процессе сушки можно повышать температуру нагрева зерна, не ухудшая его качества, и тем самым сокращать время сушки. В рассматриваемом способе предлагается постоянная произвольная температура с учетом которой оператор сушки будет определять примерную длительность сушки. Но эта постоянная ни в коей мере не может заменить переменную предельно допустимую температуру Т_ПР.

Недостатки устройства:

а) Из-за отсутствия согласования газопровода с входом в камеру сушки образуются мертвые зоны и неравномерность сушки;

б) Повышенный расход тепла из-за многократного нагрева и охлаждения камеры и примыкающего к ней теплового оборудования;

г) Пробоотборники не обеспечивают контроль и управление температурой агента сушки в процессе сушки.

3. Известен способ безопасной сушки семян в плотном слое (патент RU 2615350 С1 кл. F26B 3/02(2006.01). Опубликован 04.04.2017 Бюл. №10),

По этому способу рассчитывается температура агента сушки при известной строго постоянной предельной температуре нагрева зерна.

Недостатки способа:

а) Диапазон изменения параметров в предлагаемой формуле достаточно велик (достигает 2-2,5 раз). Параметры меняются не только от партии к партии семян, но и в процессе самой сушки, поэтому результаты расчета имеют вероятностный характер с большой дисперсией и могут служить только для оценки диапазона возможного изменения температуры агента сушки.

б) Требуются сложные вычисления.

в) Не учитывается длительность сушки и уменьшения влажности семян во время сушки.

Наиболее близким к предлагаемому способу сушки является способ конвективной сушки (прототип), по которому зерно загружают, продувают нагретым газообразным агентом сушки (воздухом или его смесью с продуктами горения). Зерно нагревается, влага испаряется, поглощается газами и уносится в окружающую среду. После высушивания зерно охлаждают. Охлажденное зерно выгружают (Халанский В.М., Горбачев И.В. Сельскохозяйственные машины [Текст]/ В.М. Халанский, И.В. Горбачев. - М.: Колос С, 2003 - 624 с.: ил. - (Учебники и учеб. пособия для студентов высш. учеб. заведений) стр. 382).

Недостатком способа является то, что сушка выполняется при постоянной температуре, не превышающей предельно допустимую температуру при влажном материале и длительной сушке.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является (прототип) платформенная сушилка - СП - 12А (Машины и лабораторное оборудование для селекционных работ в растениеводстве: Справ. пособие [Текст]/ Под общ. ред. В.М. Дринчи - Воронеж: НПО «МОДЭК», 2010 - 432 с., стр 200).

Сушилка СП - 12А содержит последовательно соединенные электрокалорифер, вентилятор, диффузор, нагнетательную камеру, на которой установлена камера сушки, между камерами воздухопроницаемая стенка, камеру сушки прикрывает съемная решетка.

Недостаток этой сушилки - большие затраты времени (20 и более часов), работает при постоянной температуре агента сушки, не учитывает возможности повышения температуры сушки при уменьшении влажности материала сушки и длительности сушки.

Цель изобретения - сокращение времени сушки семян, не ухудшая их качества.

Цель достигается тем, что материал загружают, воздействуют нагретым агентом сушки, высушивают, охлаждают и разгружают, отличается тем, что используется два вида подогрева агента сушки - непрерывный с предельно допустимой температурой нагрева материала при данной влажности и длительной сушке и периодический кратковременный импульсный, при этом каждый следующий импульс теплоты добавляется, когда температура материала устанавливается ниже предельно допустимой при данной влажности и длительной сушке.

Новые существенные признаки.

1. Постоянно измеряется влажность и температура зерна.

2. Постоянно повышается температура зерна до предельно допустимой температуры его нагрева при данной влажности и длительной сушке.

3. Дополнительно к повышению температуры за счет уменьшения влажности периодически производится кратковременный импульсный подогрев зерна, при этом общая температура нагрева материала не превышает предельно допустимого значения при данной влажности (таблица 1).

4. Нет сложных вычислений.

Устройство для осуществления данного способа содержит последовательно соединенные основной теплогенератор, вентилятор, диффузор, нагнетательную камеру, которая через газопроницаемую стенку соединена с камерой сушки, которую прикрывает съемная решетка, отличающееся тем, что введены: дополнительный теплогенератор, выход которого соединен с входом вентилятора; блок управления; датчики влажности и температуры, при этом первый и второй входы блока управления соединены соответственно с выходами датчика влажности и температуры, а первый и второй выходы соединены с управляющими входами соответственно основного и дополнительного теплогенераторов, кроме того, блок управления содержит блок кодирования предельной максимальной температуры агента сушки, измерители влажности и температуры, счетчик реверсивный, регистр, компаратор цифровой, мультивибратор, при этом выход блока кодирования соединен с входом данных реверсивного счетчика, вход разрешения приема которых соединен с вторым выходом измерителя влажности, вход которого соединен с выходом датчика влажности, первый выход соединен с входом вычитания реверсивного счетчика, а третий выход соединен с входом синхронизации регистра, вход данных которого соединен с выходом реверсивного счетчика, а выход с входом управления основного теплогенератора и вторым входом цифрового компаратора, первый вход, которого соединен через блок измерения температуры и второй вход блока управления с датчиком температуры, а выход с входом ждущего мультивибратора, выход которого является вторым выходом блока управления, при этом измеритель влажности содержит источник питания, компаратор аналоговый, RS триггер, ключ, конденсатор образцовый, тактовый генератор, генератор контрольной частоты, элемент «И», калибратор, при этом от источника питания опорное напряжение, поступает на прямой вход компаратора, а рабочее напряжение, поступает на вход ключа, управляющий вход которого соединен с инверсным выходом RS триггера и третьим выходом измерителя, вход которого соединен с выходом датчика влажности, с инверсным входом компаратора и выходом ключа и через образцовый конденсатор с общей шиной; вход R триггера соединен с выходом компаратора, а вход S с выходом тактового генератора и вторым выходом измерителя; прямой выход триггера соединен с вторым входом элемента «И», первый вход которого соединен с выходом генератора контрольной частоты, а выход через калибратор соединен с первым выходом измерителя влажности.

Новые существенные признаки.

1. Введен дополнительный теплогенератор.

2. Введены датчики и измерители влажности и температуры сушимого материала.

3. Введено устройство управления температурой теплогенераторов.

На Фиг. 1 изображена структурная схема устройства.

Теплогенератор 1 и теплогенератор 2 через последовательно соединенные вентилятор 3, диффузор 4 соединены с нагнетательной камерой 5, которая через газопроницаемую стенку соединена с камерой 6 сушки, которую прикрывает съемная решетка 9.

Внутри камеры сушки 6 установлены: датчик 7 влажности и датчик 8 температуры, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами блока 10 управления температурой теплогенератора 1 и теплогенератора 2, которое содержит: блок 11 кодирования максимальной температуры нагрева сушимого материала, выход которого соединен с входом данных реверсивного счетчика 13, вход разрешения приема которых соединен с вторым выходом измерителя 12 влажности, вход которого через первый вход блока 10 управления соединен с выходом датчика 7 влажности, первый выход соединен с входом вычитания реверсивного счетчика 13, а третий выход соединен с входом синхронизации регистра 14, вход данных которого соединен с выходом реверсивного счетчика 13, а выход через первый выход блока 10 управления с управляющим входом теплогенератора 1 и вторым входом цифрового компаратора 16, первый вход которого через измеритель температуры 15, второй вход блока 10 управления соединен с выходом датчика 8 температуры, а выход через мультивибратор 17, второй выход блока 10 управления соединен с управляющим входом теплогенератора 2.

На Фиг. 2 изображена структурная схема измерителя влажности 12, который содержит источник питания 18, компаратор 19 аналоговый, RS триггер 20, ключ 21, конденсатор 22 образцовый, тактовый генератор 23, генератор 24 контрольной частоты, элемент 25 «И», калибратор 26, при этом от источника питания 18 опорное напряжение, поступает на прямой вход компаратора 19, а рабочее напряжение, поступает на вход ключа 21, управляющий вход которого соединен с инверсным выходом RS триггера 20 и третьим выходом измерителя 12, а выход через конденсатор 22 образцовый с общей шиной; вход измерителя 12 соединен с выходом датчика 7 влажности, инверсным входом компаратора 19 и выходом ключа 21; вход R триггера 20 соединен с выходом компаратора 19, а вход S с выходом тактового генератора 23 и вторым выходом измерителя 12; прямой выход триггера 20 соединен с вторым входом элемента 25 «И», первый вход которого соединен с выходом генератора 24 контрольной частоты, а выход через калибратор 26 соединен с первым выходом измерителя 12.

На Фиг. 3 изображена структурная схема измерителя температуры 15, который содержит источник питания 27, компаратор 28 аналоговый, RS триггер 29, ключ 30, конденсатор 31 образцовый, тактовый генератор 32, генератор 33 контрольной частоты, элемент 34 «И», калибратор 35, при этом от источника питания 27 опорное напряжение, поступает на прямой вход компаратора 28, а рабочее напряжение, поступает на вход ключа 30, управляющий вход которого соединен с инверсным выходом RS триггера 29, а выход через конденсатор 31 образцовый с общей шиной; вход измерителя 15 соединен с выходом датчика 8 температуры, с инверсным входом компаратора 28 и выходом ключа 30; вход R триггера 29 соединен с выходом компаратора 28, а вход S с выходом тактового генератора 32; прямой выход триггера 29 соединен с вторым входом элемента 34 «И», первый вход которого соединен с выходом генератора 33 контрольной частоты, а выход через калибратор 35 соединен через измеритель 15 с первым входом компаратора 16 цифрового..

На Фиг. 4 изображена структурная схема ждущего мультивибратора 17, который содержит источник 36 питания, компаратор 37 аналоговой, RS триггер 38, формирователь 39, ключ 40, при этом от источника 36 питания опорное напряжение, поступает на инверсный вход компаратора 37, а рабочее напряжение, поступает на вход формирователя 39, являющегося интегрирующей цепочкой последовательно соединенных резистора R и конденсатора С, выход которой соединен с прямым входом компаратора 37 и входом ключа 40, управляющий вход которого соединен с инверсным выходом RS триггера 38, вход R которого соединен с выходом компаратора 37, вход S является входом мультивибратора 17 и соединен с выходом компаратора 16; прямой выход триггера 38 является выходом мультивибратора 17 и соединен с вторым выходом устройства 10 управления.

Способ и устройство работают следующим образом.

Обоснование способа.

Известно, что один из способов ускорения процесса сушки это увеличение температуры нагрева сушимого материала, однако эксперименты показали, что существует предельно допустимая температура нагрева зерна, при превышении которой зерно теряет свои потребительские и семенные качества. Экспериментальные данные (Захарченко И.В. Послеуборочная обработка семян в Нечерноземной зоне [Текст]/ монография: И.В. Захарченко - М: Россельхозиздат, 1983. - 263 с.) представлены в виде таблицы 1.

Воспользоваться данными этой таблицы для контроля и регулирования процесса сушки сложно. Предпринимались неоднократные попытки представить эти данные в аналитическом виде. Основная сложность такого представления состоит в том, что предельная температура зависит от двух параметров - влажности сушимого материала и длительности сушки. Из известных формул, наиболее распространенные (Птицын С.Д. Зерносушилки, технологические основы, тепловой расчет и конструкции [Текст]/монография: С.Д. Птицын - М: Машиностроение, 1966. - 211 с.)

- формула Хатчинсона

- формула С.Д. Птицына

где W_BO - влажность зерна, τ - длительность сушки.

Анализ данных показывает, что эти формулы недостаточно точно отражают табличные значения и довольно сложны для построения схем управления процессом сушки.

Нами замечено, что табличные значения, являющиеся функцией двух параметров Т (τ, W), можно представить в виде суммы двух независимых функций, Тτ(τ) и Tw(W), каждая из которых зависит только от одного параметра Т(τ,W)=Тτ(τ)+Tw(W).

Таблицу 1 можно представить в виде двух независимых таблиц 2 и 3.

Для функций одного параметра существенно упрощаются аналитические выражения и становится возможным раздельное управление по каждому из двух независимых параметров (W, τ).

Из таблицы 2 следует, что имеется возможность повышения температуры нагрева зерна при его высыхании в процессе сушки. Аналитический вид Tw зависит от диапазона влажности, точности аппроксимации и ее реализуемости. Из-за простоты реализуемости и удовлетворительной точности, нами предложена формула

Среднеквадратическая ошибка аппроксимации табличных данных по этой формуле составляет σ=8,58⋅10^-1 %. Реализация формулы не требует сложных вычислений.

Из таблицы 3 следует, что при кратковременной сушке (τ≤180 мин.) при любой влажности материала можно повысить его температуру согласно формуле, соответствующей таблице 3

Сушка более трех часов считается длительной, при которой на возможность увеличения температуры материала влияет только его влажность. Формула (2) достаточно точная, но при описании работы предлагаемого устройства мы пользуемся данными таблицы 3.

Способ сушки семян.

После заполнения сушильной камеры 6 семенами, включаются теплогенераторы 1 и 2 и устройство управления 10, в котором в блоке 11 кодируется предельная максимально допустимая температура нагрева семян. Теплогенераторы 1, 2 подогревают агент сушки. Датчики 7 и 8 периодически вырабатывают сигналы влажности и температуры семян. По этим сигналам измеритель 12 влажности и измеритель 15 температуры определяют влажность и температуру семян. После определения влажности блок 10 по формуле Tw=54,4-0,5w определяет температуру, которую должен обеспечить теплогенератор 1 основной. Дополнительный теплогенератор 2 вырабатывает импульсы температуры. Длительность импульсов определяет интегрирующая цепочка 39 мультивибратора 17, а температура (амплитуда импульсов) задается управляющей схемой теплогенератора согласно таблице 3. Чтобы воздействие импульсов не накапливалось и температура материала не превышала предельно допустимую температуру, определяемую в таблице 1, каждый следующий импульс теплоты добавляется, когда температура семян устанавливается ниже предельно допустимой при данной влажности и длительной сушке, указанной в таблице 2. Мультивибратор 17 срабатывает, когда температура семян становится ниже рассчитанной при данной влажности. После сушки вентилятор 3 подает атмосферный воздух для ускорения охлаждения высушенного материала. Зерно охлаждается, и выгружается из сушильной камеры 6.

Устройство работает следующим образом.

Устройство представлено на Фиг. 1. Заполнение сушильной камеры 6 производится при снятой съемной решетке 9. После заполнения сушильной камеры 6 зерном, включаются теплогенераторы 1, 2, устройство 10 управления. В блоке 11 кодируется предельная максимально допустимая температура нагрева семян. Агент сушки, подогретый теплогенераторами 1 и 2 вентилятором 3 через диффузор 4, нагнетательную камеру 5 подается в камеру 6 сушки. Тактовый генератор 23 задает частоту контроля работы устройства. С тактового генератора 23 блока 12 через второй выход (Вых. 2) подается сигнал (WR) на вход разрешения группового приема данных счетчиком 13 от блока 11 кодирования. Импульсы влажности, поступающие от блока 26 через первый выход блока 12 на вычитающий вход счетчика 13 уменьшают записанный код. Результат, полученный на выходе счетчика 13, запоминается в регистре 14 по сигналу окончания счета в данном такте, поступающему с третьего выхода измерителя 12 и с регистра 14 через первый выход устройства 10 подается на управляющий вход генератора 1 (основного) и определяет предельную температуру нагрева зерна при данной влажности и длительной сушке (τ≥180 минут). Определение возможности повышения температуры нагрева зерна из-за уменьшения влажности происходит с каждым тактом генератора 23 по формуле 1, соответствующей таблице 2. Однако, как следует из таблиц 1 и 3, температуру зерна при любой влажности можно дополнительно повысить, но только на короткое время, определяемое таблицей 3. Чтобы влияние повышений температуры было существенным необходимо использовать не одиночный импульс, а их последовательность. При этом температура создаваемая обоими генераторам не должна превосходить температуру, указанную в таблице 1, поэтому каждый следующий импульс теплоты добавляется когда температура зерна устанавливается ниже предельно допустимой при данной влажности и длительной сушке согласно таблице 2. Для этого компаратор 16 сравнивает сигналы с выходов регистра 14 и измерителя 15, а выходной сигнал компаратора запускает ждущий мультивибратор 17. Длительность импульсов мультивибратора 17 определяется параметрами R и С интегрирующей цепочки 39.

Структурная схема измерителя 12 влажности, представленная на Фиг. 2, работает после подключения к входу датчика 7 влажности. В качестве датчика 7 влажности взят конденсатор с потерями, т.е. между электродами помещается поглотитель влаги, поэтому и емкость, и сопротивление такого конденсатора зависят от влажности окружающей датчик среды. Нами в качестве поглотителя взят гипс.

В исходном состоянии и в паузах между тактовыми импульсами триггер 25 находится в нулевом (закрытом) состоянии (S=0, R=0, U_ВЫХ=0) и будет в нем находиться до прихода следующего тактового импульса. Покажем это:

1. Триггер 20 открыт (находится в единичном состоянии) U_ВЫХ=1. Сигнал с инверсного выхода триггера 20 откроет ключ 21, и напряжение U₀ источника 18, поступавшее при закрытом ключе 20 на конденсатор 22, не будет поступать и конденсатор 22 начнет разряжаться через датчик 7. Когда напряжение на конденсаторе 22 (U_С) станет меньше опорного (U_С<U_ОП), то компаратор 19 выдаст единичный сигнал на вход R триггера 20. При входных сигналах (S=0, R=1) триггер 20 перейдет в закрытое (нулевое) состояние U_ВЫХ=0;

2. Триггер 20 закрыт U_ВЫХ=0, сигнал закроет ключ 21, и он будет пропускать напряжение U₀ источника 1 на конденсатор 22. Когда станет U_С>U_ОП компаратор 19 выдаст нулевой сигнал на вход R триггера 20. При входных сигналах (S=0, R=0) триггер 20 будет хранить нулевой сигнал на выходе U_ВЫХ=0.

Приход тактового (запускающего) импульса с тактового генератора 23 открывает триггер 20, U_ВЫХ=1, так как S=1, R=0. Сигнал с инверсного выхода триггера 20 открывает ключ 21. Напряжение U₀ источника 18 перестает поступать на конденсатор 22 и конденсатор 22 начинает разряжаться через датчик 7. Когда напряжение на нем (U_С) станет меньше опорного (U_С<U_ОП), то компаратор 19 выдаст единичный сигнал на вход R триггера 20. При входных сигналах (S=0, R=1) триггер 20 перейдет в закрытое (нулевое) состояние U_ВЫХ=0. Этот процесс смены состояний триггера 20 будет происходить после каждого тактового (запускающего) импульса.

По каждому тактовому импульсу генератора 23, триггер 20 выдает импульс, длительность которого пропорциональна сопротивлению датчика 7. Это длительность единичного состояния триггера 20 и равна длительности разряда емкости С₀ конденсатора 22 от U₀ до U_ОП т.е. . где R_X и С_X - сопротивление и емкость датчика 7.

На практике всегда можно подобрать емкость С₀ много больше емкости С_X, т.е. С₀>>С_X. В этом случае время разряда линейно зависит от сопротивления датчика

Особенность работы устройства - конденсатор 22 разряжается не через внешние цепи, как принято, а через датчик 7, поскольку датчик 7 - конденсатор с потерями и его электрическая схема - параллельное соединение сопротивления R_X и емкости С_X.

Длительность импульса, полученного на выходе триггера 25, измеряется периодом контрольной частоты, поэтому импульсы с выхода триггера 20 и с генератора 24 контрольной частоты подаются на элемент 25 «И». Число прошедших элемент 25, импульсов соответствует измеряемой влажности но его необходимо прокалибровать в общепринятых единицах влажности, а затем согласно предлагаемому способу в температуру. Это выполняет калибратор 26. В простейшем случае калибратор 26 - это делитель частоты генератора 24 контрольной частоты. Если при калибровке устройства 12 получено, что одному проценту влажности соответствует N импульсов генератора 24 контрольной частоты, а половине процента влажности n=0.5N, то калибратор 26 должен делить частоту генератора 24 в n=0.5N раз. В этом случае, с выхода калибратора 26 на вычитающий вход счетчика 13 в каждом такте будут поступать импульсы, уменьшающие код максимальной температуры агента сушки записанный блоком 11. В результате код на выходе счетчика 20 - код температуры агента сушки, соответствующий предельно допустимой температуре нагрева материала сушки. Заметим, что при длительной сушке температура материала сушки мало отличается от температуры агента сушки.

Структурная схема измерителя 15 температуры, представленная на Фиг. 3, аналогична структурной схеме измерителя 12 влажности и отличается подключаемым датчиком, поэтому принцип действия их аналогичен. В исходном состоянии и в паузах между тактовыми импульсами триггер 29 находится в нулевом (закрытом) состоянии (S=0, R=0, U_ВЫХ=0). Ключ 30 закрыт, конденсатор 31 заряжен. Приход тактового (запускающего) импульса с тактового генератора 32 открывает триггер 29, U_ВЫХ=1 так как S=1, R=0. Сигнал с инверсного выхода триггера 29 открывает ключ 30. Напряжение U₀ источника 27 перестает поступать на конденсатор 31 и конденсатор 31 начинает разряжаться через датчик 8. Когда напряжение на нем (U_С) станет меньше опорного (U_С<U_ОП), то компаратор 28 выдаст единичный сигнал на вход R триггера 29. При входных сигналах (S=0, R=1) триггер 20 перейдет в закрытое (нулевое) состояние U_ВЫХ=0. Этот процесс смены состояний триггера 20 будет происходить после каждого тактового (запускающего) импульса.

По каждому тактовому импульсу генератора 32, триггер 29 выдает импульс, длительность которого пропорциональна сопротивлению датчика 8, а также температуре зерна. Это длительность единичного состояния триггера 29 и равна длительности разряда емкости С₀ конденсатора 31 от U₀ до U_ОП т.е. . где R_X - сопротивление датчика 8.

Длительность импульса, полученного на выходе триггера 29, измеряется периодом контрольной частоты, поэтому импульсы с выхода триггера 29 и с генератора 33 контрольной частоты подаются на элемент 34 «И». Число прошедших элемент 34, импульсов соответствует измеряемой температуре но ее необходимо прокалибровать в общепринятых единицах температуры. Это выполняет калибратор 35. В простейшем случае калибратор 35 - это делитель частоты генератора 33 контрольной частоты. Если при калибровке устройства 15 получено, что одному градусу температуры соответствует N импульсов генератора 33 контрольной частоты, то калибратор 35 должен делить частоту генератора 33 в N раз.

Структурная схема ждущего мультивибратора 17, представленная на Фиг. 4, работает следующим образом. В исходном состоянии триггер 38 закрыт (U_ВЫХ=0), ключ 40 закрыт, конденсатор С интегрирующей цепочки 39 разряжен, входы триггера R=0, S=0. После прихода сигнала на вход S=1 триггер 38 открывается (U_ВЫХ=1), ключ 40 открывается и конденсатор С интегрирующей цепочки 39 заряжается до тех пор пока напряжение на нем не превысит опорное (U_С>U_ОП). При U_С>U_ОП компартор 37 установит значение R=1 и при S=0 триггер 38 перейдет в 0 состояние (U_ВЫХ=0), ключ 40 включится, конденсатор С быстро разрядится, компаратор 37 установит R=0 на триггере 38 и мультивибратор 17 перейдет в ждущее состояние. Длительность импульса t_И определяется временем заряда конденсатора С до порогового значения U_ОП. Поскольку то

где U₀ - напряжение источника, τ=RC.

Если учесть, что обычно выбирают то t_И=RCln3≈1,1 RC

Перечень позиций на чертеже Фиг. 1 к заявке

Способ сушки семян и устройство для его осуществления

1 - Теплогенератор основной;

2 - Теплогенератор дополнительный;

3 - Вентилятор;

4 - Диффузор;

5 - Камера нагнетательная;

6 - Камера сушки;

7 - Датчик влажности;

8 - Датчик температуры;

9 - Решетка съемная;

10 - Блок управления;

11 - Блок кодирования;

12 - Измеритель влажности;

13 - Счетчик реверсивный;

14 - Регистр;

15 - Измеритель температуры;

16 - Компаратор цифровой;

17 - Мультивибратор ждущий.

Перечень позиций на чертеже Фиг. 2 к заявке

Способ сушки семян и устройство для его осуществления

18 - Источник питания;

19 - Компаратор аналоговый;

20 - RS триггер;

21 - Ключ;

22 - Конденсатор образцовый;

23 - Генератор тактовый;

24 - Генератор контрольной частоты;

25 - Элемент «И»;

26 - Калибратор.

Перечень позиций на чертеже Фиг. 3 к заявке

Способ сушки семян и устройство для его осуществления

27 - Источник питания;

28 - Компаратор аналоговый;

29 - RS триггер;

30 - Ключ;

31 - Конденсатор образцовый;

32 - Генератор тактовый;

33 - Генератор контрольной частоты;

34 - Элемент «И»;

35 - Калибратор.

Перечень позиций на чертеже Фиг. 4 к заявке

Способ сушки семян и устройство для его осуществления

36 - Источник питания;

37 - Компаратор аналоговый;

38 - RS триггер;

39 - Формирователь;

40 - Ключ.

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ сушки семян заключается в том, что семена загружают, воздействуют нагретым агентом сушки, высушивают, охлаждают и разгружают. Применяют два вида подогрева агента сушки - непрерывный с предельно допустимой температурой нагрева материала сушки при данной влажности и длительной сушке и периодический кратковременный импульсный. Каждый следующий импульс теплоты добавляется когда температура материала устанавливается ниже предельно допустимой при данной влажности и длительной сушке. Устройство содержит последовательно соединенные основной теплогенератор, вентилятор, диффузор, нагнетательную камеру, которая через газопроницаемую стенку соединена с камерой сушки, которую прикрывает съемная решетка. Введены дополнительный теплогенератор, выход которого соединен с входом вентилятора, блок управления, датчики температуры и влажности. Первый и второй входы блока управления соединены соответственно с выходами датчиков влажности и температуры, а первый и второй выходы - с управляющими входами соответственно основного и дополнительного теплогенераторов. Блок управления содержит блок кодирования предельной максимальной температуры агента сушки, измерители влажности и температуры, счетчик реверсивный, регистр, компаратор цифровой, мультивибратор. Выход блока кодирования соединен с входом данных реверсивного счетчика, вход разрешения приема которых соединен со вторым выходом измерителя влажности, вход которого соединен с выходом датчика влажности, первый выход соединен с входом вычитания реверсивного счетчика, а третий выход соединен с входом синхронизации регистра, вход данных которого соединен с выходом реверсивного счетчика, а выход с входом управления основного теплогенератора и вторым входом цифрового компаратора, первый вход которого соединен через блок измерения температуры и второй вход блока управления с датчиком температуры, а выход с входом ждущего мультивибратора, выход которого является вторым выходом блока управления. Техническим результатом является сокращение времени сушки семян, не ухудшая их качества. 2 н.п. ф-лы, 4 ил., 3 табл.

1. Способ сушки семян, заключающийся в том, что семена загружают, воздействуют нагретым агентом сушки, высушивают, охлаждают и разгружают, отличающийся тем, что применяют два вида подогрева агента сушки - непрерывный с предельно допустимой температурой нагрева материала сушки при данной влажности и длительной сушке и периодический кратковременный импульсный, причем каждый следующий импульс теплоты добавляется, когда температура материала устанавливается ниже предельно допустимой при данной влажности и длительной сушке.

2. Устройство для осуществления способа по п.1, содержащее последовательно соединенные основной теплогенератор, вентилятор, диффузор, нагнетательную камеру, которая через газопроницаемую стенку соединена с камерой сушки, которую прикрывает съемная решетка, отличающееся тем, что введены: дополнительный теплогенератор, выход которого соединен с входом вентилятора, блок управления, датчики температуры и влажности, при этом первый и второй входы блока управления соединены соответственно с выходами датчиков влажности и температуры, а первый и второй выходы соединены с управляющими входами соответственно основного и дополнительного теплогенераторов, кроме того, блок управления содержит блок кодирования предельной максимальной температуры агента сушки, измерители влажности и температуры, счетчик реверсивный, регистр, компаратор цифровой, мультивибратор, при этом выход блока кодирования соединен с входом данных реверсивного счетчика, вход разрешения приема которых соединен со вторым выходом измерителя влажности, вход которого соединен с выходом датчика влажности, первый выход соединен с входом вычитания реверсивного счетчика, а третий выход соединен с входом синхронизации регистра, вход данных которого соединен с выходом реверсивного счетчика, а выход с входом управления основного теплогенератора и вторым входом цифрового компаратора, первый вход которого соединен через блок измерения температуры и второй вход блока управления с датчиком температуры, а выход - с входом ждущего мультивибратора, выход которого является вторым выходом блока управления, при этом измеритель влажности содержит источник питания, компаратор аналоговый, RS триггер, ключ, конденсатор образцовый, тактовый генератор, генератор контрольной частоты, элемент «И», калибратор, при этом от источника питания опорное напряжение поступает на прямой вход компаратора, а рабочее напряжение поступает на вход ключа, управляющий вход которого соединен с инверсным выходом RS триггера и третьим выходом измерителя, вход которого соединен с выходом датчика влажности, с инверсным входом компаратора и выходом ключа и через образцовый конденсатор с общей шиной, вход R триггера соединен с выходом компаратора, а вход S с выходом тактового генератора и вторым выходом измерителя, прямой выход триггера соединен со вторым входом элемента «И», первый вход которого соединен с выходом генератора контрольной частоты, а выход через калибратор соединен с первым выходом измерителя.