Сушилка универсальная энергосберегающая с автоматизированным управлением Российский патент 2023 года по МПК F26B17/10 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к установкам для сушки сыпучих и несыпучих материалов продукции растениеводства, например, вороха семян зерновых, зернобобовых, кормовых, технических, лекарственных культур или измельченной массы как всего урожая этих культур, так и овощей, корнеклубнеплодов и фруктов.

Известен аэрожёлоб (патент №2648176 Б.И. №9 от 22.03.2018 г) содержащий герметичную камеру, днище и потолок из воздухораспределительных решеток с отверстиями и каретками, ползунами, рычагами, воздухоподводящие каналы, диффузоры с жалюзийными заслонками, поворотный патрубок, осевые вентиляторы, топочный блок, верхний и нижний вытяжные вентиляторы, раму, подрамник, лотки - загрузочный и отгрузочный, окна выгрузки, заслонки, смотровые окна, пробоотборники, поддоны, электролебёдки, отверстия воздухораспределительных решеток, рельсовый путь, автоматизированную систему взвешивания материала в сушильной камере от сенсорных датчиков, электронные датчики: относительной влажности, температуры, скорости движения сушильного и отработавшего агентов, - сменные адаптеры, включающие поперечный и продольный шнеки, тележечный конвейер с механизмом перемещения, поддоны - компьютерную программу, которая управляет эффективной, низкотемпературной, трёхэтапной, одноразовой для любого исходного материала конвективной сушкой.

Недостатками приведённого аэрожелоба являются:

1) велико время загрузки сушильной камеры, которое изменяется в широком диапазоне в зависимости как от меняющихся физико-механических свойств материала сушки, так от его вида;

2) занимает больший объём механизм формирования одинаковой высоты слоя материала сушки в сушильной камере;

3) нет механизма, обеспечивающего быстрое реверсирование сушильного агента;

4) нет устройства, которое во время загрузки сушильной камеры обеспечивает одинаковый по толщине слой материала в месте подачи в сушильную камеру;

5) конструкция сушилки не мобильна.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности отнесена сушилка, которая разработана, изготовлена и испытана по методике ГОСТ Р 55262-2012 и все сопутствующие и основные результаты испытаний опубликованы в статье Development of new method of drying energy-saving universal dryer to improve quality of crops used in fodder production / Kliuchnikov Artem // International Scientific Conference Engineering for Rural Development, Latvia University of Agriculture, Jelgava. - 2019. - pp. 105 - 111 (Scopus).

Анализ результатов испытаний позволил выявить и недостатки этой сушилки. Они те же, что и приведённые выше.

Поставленная задача решается тем, что для сушки различной продукции растениеводства в предлагаемой сушилке, содержащей герметичную сушильную камеру, выполненную боковыми, задней и передней с дверьми стенками, днище и потолок из воздухораспределительных со щелями решёток с бесступенчатым регулированием их коэффициентов живого сечения каретками и рычагами управления, каналы воздухоподводящие, диффузоры с жалюзийными заслонками, поворотный патрубок, приводной барабан с индикаторами его положения, осевой вентилятор, топочный блок, верхний и нижний вытяжные вентиляторы, раму, подрамник, сенсорные датчики, автоматизированную систему взвешивания, электронные датчики: относительной влажности, температуры, скорости движения сушильного и отработавшего агентов, уровня материала сушки, загрузочный распределитель, разравнивающее устройство скребкового типа с возвратно-поступательным механизмом привода и с регулировками: их положения по высоте, величины и частоты хода, смотровые окна, пробоотборники, окна выгрузки с заслонками, отгрузочный лоток, колёсный подкатный ход.

Новые существенные признаки:

1) ускоренную по времени и менее затратную по энергии и материальным ресурсам загрузку и разравнивание любого исходного материала полевой продукции в сушильную камеру обеспечивает возвратно-поступательно движущееся устройство скребкового типа с механизмом привода и с регулировками: их положения по высоте, величины и частоты хода;

2) энергосберегающий, менее габаритный механизм скребкового типа для формирования одинаковой, но регулируемой высоты слоя материала сушки в сушильной камере занимает её меньший объём по сравнению с поперечным и продольным шнеками;

3) быстрое механизированное с применением автоматики реверсирование сушильного агента обеспечивает поворотный патрубок, закреплённый в приводном барабане с индикаторами его положения. Приводной барабан с цевочной дорожкой по средине с опорными и приводным цевочными колёсами, аналогичен по конструкции барабанному транспортёру на современных картофелеуборочных комбайнах;

4) одинаковый по толщине слой материала в месте его подачи в сушильную камеру обеспечивает установленный на входе в сушильную камеру пластмассовый распределитель с регулируемым количеством стенок-делителей и с поворотом каждой стенки делителя на другие отверстия крепления;

5) работа сушилки в передвижном варианте возможна благодаря её конструкции, подкатному колёсному ходу и тягачу.

Перечисленные новые существенные признаки достаточны во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны.

Выявленные отличительные признаки в совокупности с известными обеспечивают получение технического результата.

Любой исходный материал сушат за одну загрузку без лишних перевалок и дорогостоящей промежуточной операции охлаждения. Компьютерная программа во время сушки контролирует и корректирует у сушильного и отработавшего агентов следующие параметры: температуру, относительную влажность, расход, скорость движения, статический и динамический напоры.

На фиг. 1 - приведена сушилка общий вид сбоку; на фиг. 2 - поперечное сечение по А-А; на фиг. 3 - разравнивающее устройство с механизмом привода; на фиг. 4 - схема работы разравнивающего устройства; на фиг. 5 - схема работы распределителя; на фиг. 6 - схема сушилки с подкатным колёсным ходом.

Сушилка универсальная, энергосберегающая с автоматизированным управлением для сушки сыпучих и не сыпучих материалов содержит 1 – сушильную камеру; 2 – воздухораспределительную решётку; 3 – каретку; 4 – рычаг; 5 – воздушный канал; 6 – диффузор; 7 – жалюзийную заслонку; 8 – поворотный патрубок; 9 –осевой вентилятор; 10 – топочный блок; 11 – вентилятор вытяжной верхний; 12 – вентилятор вытяжной нижний; 13 – раму; 14 – подрамник; 15 – отгрузочный лоток; 16 – окно выгрузки; 17 – заслонку; 18 – смотровое окно; 19 – подсветку; 20 – пробоотборник; 21 – тензометрический датчик; 22 – датчик уровня; 23 – распределитель; 24 – разравнивающее устройство; 25 – барабан; 26 – индикатор; 27 –подкатный колёсный ход; 28 – боковую стенку; 29 – заднюю стенку; 30 – переднюю стенку; 31 – механизм привода; 32 – стенку-делитель; 33 – отверстие; 34 – опорное колесо; 35 – приводное цевочное колесо; 36 – мотор-редуктор; 37 – струбцину (тяга); 38 – кривошип; 39 – кривошипный вал; 40 – мотор-редуктор; 41 – шатун; 42 – скребок; 45 – порцию материала; 43 – рамку; 44 – упор.

Сушилка работает следующим образом

В сушильной камере 1 (фиг. 1) перед сушкой устанавливают оптимальную толщину слоя материала сушки по всей площади сушильной камеры 1 перемещением по высоте разравнивающего устройства 24 и механизма 31 его привода. В распределителе 23 (фиг. 2) устанавливают нужное количество стенок-делителей 32 и предварительно каждые оставшиеся стенки-делители 32 крепят на те отверстия 33, которые соответствуют данному исходному материалу сушки. Устанавливают соосность топочного блока 10 и барабана 25 (фиг. 1) перемещением опорных 34 и приводного 35 цевочных колёс (фиг. 3). Включают мотор-редуктор 36 для соединения поворотного патрубка 8 с нижним диффузором 6 до остановки барабана от срабатывания индикатора 26 его положения. Соосность патрубка 8 и диффузора 6 регулируют струбцинами 37, которые расположены между барабаном 25 и патрубком 8. Верхний вытяжной вентилятор 11 соединяют с диффузором 6.

По виду материала сушки устанавливают величину радиуса кривошипа 38 (фиг. 4). Компьютерная программа включает мотор-редуктор 40, который приводит во вращение кривошипный вал 39, шатуны 41 которого предают возвратно-поступательные движения разравнивающему устройству 24. Далее компьютерная программа включает привод механизмов загрузки вороха или измельчённой массы через распределитель 23 в сушильную камеру 1. Смотровое окно 18 в боковой стенке 28 позволяет наблюдать равномерность распределения материала сушки по ширине камеры 1 и, при необходимости, перемещают стенки делителей 32 на другие отверстия 33 крепления. Разравнивающее устройство 24 порциями перемещает загружаемый материал от задней стенки 29 камеры 1 к передней 30. Скребки 42 с рамкой 43 крепят шарнирно (фиг. 5). В исходном положении они установлены вертикально. Упоры 44 с задней стороны позволяют скребкам сохранять вертикальное положение во время рабочих ходов возвратно-поступательных движений. Порции 45 загружаемого материала свободно поворачивают шарнирно закреплённые скребки 42 во время холостых ходов. В зависимости от вида и свойств материала сушки, при необходимости, корректируют величину хода рамки 43 со скребками 42 изменением величины радиуса кривошипа 38. Частоту вращения кривошипного вала 38 регулируют бесступенчато частотным преобразователем мотор-редуктора. По визуальному наблюдению через смотровые окна 18 и при включённой подсветке 19 можно определить окончание загрузки. Во время окончания загрузки камеры 1 срабатывают датчики уровня 22 и система автоматики отключает механизмы загрузки в последовательности хода технологического процесса. Смотровые окна 18 сделаны с обеих сторон камеры 1. Автоматизированную систему определения массы, следовательно, влажности материала в камере 1 переводят с блокировки на автоматический режим. Пробоотборники 20, при необходимости, позволяют контролировать послойную влажность у материала сушки. По экспериментальным данным устанавливают положения заслонок 7 и коэффициент живого сечения воздухораспределительных решёток 2, перемещением кареток 3 на ползунах от рычагов 4. С пульта управления компьютерная программа включает в работу вентиляторы 9 и 12, а за тем топочный блок 10. Сушильный агент по патрубку 8 поступает в диффузор 6 и воздухоподводящий канал 5, через щели воздухораспределительных решёток 2 в материал сушки. При этом решётки 2 меняют направление движения сушильного агента с горизонтального на вертикальное, то есть на 90°. Клиновая форма канала 5 обеспечивает равномерность распределения сушильного агента по длине аэрожелобов, так как скорость выхода сушильного агента из всех щелей решёток 2 одинаковая. Сушка энерго и ресурсо сберегающая, трёхэтапная согласно патенту №2654768. Непрерывный контроль и корректирование параметров сушильного и отработавшего агентов от электронных датчиков (сенсорных датчиков) и контроль массы материала сушки от тензометрических датчиков 21 автоматизированной системы взвешивания, установленных между рамой 13 и подрамником 14, позволяют компьютерной программе оптимизировать процесс сушки. Программа автоматики контролирует также полное отрабатывание сушильного агента по относительной влажности и температуре. Поддерживая заданную оптимальную температуру сушильного агента корректирует у топочного блока 10 расход теплоты и расход сушильного агента изменением частоты вращения у вентилятора 9. При этом контролируют равномерность распределение сушильного агента по площади и объёму сушильной камеры. При необходимости, дополнительно регулируют заслонками 7 и коэффициент живого сечения воздухораспределительных решёток 2 каретками 3, которые управляют рычагами 4. В середине сушки программа меняет направление движения сушильного агента на противоположное для получения одинаковой конечной влажности у материала сушки. Время на подготовку и проведение реверсирования сушильного агента значительно сокращено тем, что барабан 25 за считанные секунды поворачивает патрубок 8 для присоединения к верхнему диффузору 6. После третьего этапа сушки готовый материал выгружают потоком воздуха через открытое заслонкой 17 окно 16 в отгрузочный лоток 15. По окончанию выгрузки заслонкой 17 закрывают окна 16 и сушилку готовят к новому циклу сушки включением механизмов формирования нового ровного заданного слоя сырого материала в камере 1.

Для транспортировки сушилку устанавливают на подкатный колёсный ход 27 (фиг. 6).

Сушилка универсальная энергосберегающая с автоматизированным управлением предназначена для сушки сыпучих и несыпучих материалов продукции растениеводства, например вороха семян зерновых, зернобобовых, кормовых, технических, лекарственных культур или измельченной массы как всего урожая этих культур, так и овощей, корнеклубнеплодов и фруктов, содержит сушильную камеру 1, воздухораспределительную решётку 2 с кареткой 3, рычаг 4, воздушный канал 5, диффузор 6, жалюзийные заслонки 7, поворотный патрубок 8, осевой вентилятор 9, топочный блок 10, вентилятор вытяжной верхний 11, вентилятор вытяжной нижний 12, раму 13, подрамник 14, отгрузочный лоток 15, окно выгрузки 16, заслонку 17, смотровое окно 18, подсветку 19, пробоотборник 20, тензометрический датчик 21, датчик уровня 22, распределитель 23, разравнивающее устройство 24, барабан 25, индикатор 26, подкатный колёсный ход, боковую стенку 28, заднюю стенку 29, переднюю стенку 30, механизм привода, стенку-делитель, отверстия, опорное колесо, приводное цевочное колесо, мотор-редуктор, струбцину (тягу), кривошип, кривошипный вал, мотор-редуктор, шатун, скребок с показанной схематично порцией материала, рамку, упор. Изобретение обеспечивает уменьшение времени загрузки сушильной камеры, быстрое реверсирование сушильного агента, одинаковый по толщине слой материала в месте подачи в сушильную камеру, мобильность. 6 ил.

Сушилка универсальная энергосберегающая с автоматизированным управлением для сушки сыпучих и несыпучих материалов продукции растениеводства, например вороха семян зерновых, зернобобовых, кормовых, технических, лекарственных культур или измельчённой массы как всего урожая этих культур, так и овощей, корнеклубнеплодов, фруктов, содержащая герметичную камеру, выполненную боковыми, задней и передней стенками, днище и потолок из воздухораспределительных со щелями решёток с бесступенчатым регулированием их коэффициентов живого сечения каретками и рычагами управления, каналы воздухоподводящие, диффузоры с жалюзийными заслонками, поворотный патрубок, осевой вентилятор, топочный блок, верхний и нижний вытяжные вентиляторы, раму, подрамник, сенсорные датчики, автоматизированную систему взвешивания, электронные датчики: относительной влажности, температуры, скорости движения сушильного и отработавшего агентов, лоток отгрузочный, окна выгрузки, заслонки, смотровые окна, подсветку, пробоотборники, датчики уровня материала сушки, компьютерную программу, которая управляет эффективной низкотемпературной трёхэтапной, одноразовой для любого исходного материала конвективной сушкой, отличающаяся тем, что подачу материала в сушильную камеру осуществляет через регулируемый распределитель, в сушильной камере установлено производительное, регулируемое, компактное возвратно-поступательное движущееся разравнивающее устройство скребкового типа, имеется приводной барабан с индикаторами его положения для поворотного патрубка системы реверсирования сушильного агента и подкатной колёсный ход.