Сушилка противоточная универсальная энергосберегающая с автоматизированным управлением Российский патент 2024 года по МПК F26B9/06 

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 аэрожелоб (патент РФ №2365836 Б.И. №24от 27.08.2009 г.), содержащий камеру, днище из воздухораспределительных решеток и рассекателей, транспортер и лоток, реверсивный разравнивающий шнек с механизмом регулирования его по высоте и датчиков уровня материала сушки, между шнеком и воздухораспределительной решеткой установлено устройство отсечки высушенного нижнего слоя. Топочный бок и вентилятор служат для подачи сушильного агента через регулируемую жалюзийную заслонку в камеру, которая имеет заслонку окна для выгрузки высушенного материала в лоток со смотровым стеклом.

Недостатками приведенного аэрожелоба являются:

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

2) у воздухораспределительных решеток нет регулировки коэффициента живого сечения, которую необходимо сделать для сушки исходного материала с различными размерами у компонентов, имеющих варьирующие физико-механические свойства, а также для ускорения процессов охлаждения и выгрузки готовой высушенной продукции;

3) прерывание процесса сушки для осуществления процессов охлаждения и выгрузки нижнего, отсеченного, высушенного слоя материла;

4) низкая удельная производительность на единицу площади сушильной камеры;

5) велико время на процессы охлаждения и выгрузки готовой высушенной продукции;

6) нет автоматизации операций процесса конвективной сушки;

7) конструкция сушилки не мобильная.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности отнесен аэрожелоб с двухкареточным устройством отсечки для сушки несыпучих и сыпучих материалов (патент РФ №2499212 Б.И. №17 от 20.06.2013 г.), содержащий камеру, днище из воздухораспределительных решеток и рассекателей, разравнивающий шнек, воздухоподводящий канал с топочным блоком и вентилятором, устройство отсечки нижнего высушенного слоя, которое включает верхнюю каретку с двухярусными полками, нижнюю каретку с полками, на нижней стороне которых имеются ворошители-разравниватели, механизм возвратно-поступательного движения верхней каретки, механизм включения и отключения привода на нижнюю каретку от верхней, а в камере над каждой двухярусной полкой неподвижно установлен скребок.

Недостатками приведенного аэрожелоба являются те же, что и приведенные выше.

Задачей изобретения является повышение эффективности и экономичности процесса сушки сыпучих и несыпучих материалов.

Поставленная задача решается тем, что для сушки различной продукции в предлагаемой сушилке, содержащей двухсекционную с продольной перегородкой сушильную камеру, выполненную боковыми, задней и передней стенками, днище из воздухораспределительных со щелями решеток с бесступенчатым регулированием их коэффициентов живого сечения каретками и рычагами управления, каналы воздухоподводящие, двухсекционный диффузор с жалюзийными заслонками, двухсекционный патрубок диффузора с заслонками и вентилятором, патрубок с заслонкой, вентилятор, топочный блок, загрузочный распределитель, разравнивающее устройство скребкового типа с возвратно-поступательным механизмом привода и с регулировками: положения скребков по высоте, величины и частоты их хода, смотровые окна, подсветку, пробоотборники, окна выгрузки с заслонками, отгрузочный лоток, датчики: уровня материала сушки, относительной влажности, температуры, скорости движения сушильного и отработавшего агентов, программу управления конвективной сушкой, устройство отсечки высушенного нижнего слоя материала, включающее верхнюю каретку с двухярусными полками, нижнюю каретку с полками, на нижней стороне которых установлены ворошители-разравниватели, механизм возвратно-поступательного движения верхней каретки, механизм включения и отключения привода на нижнюю каретку от верхней, неподвижный скребок над каждой двухкареточной полкой, подкатный колесный ход.

Новые существенные признаки:

1) одинаковый по толщине слой материала в месте его подачи в сушильную камеру или в любую ее секцию обеспечивает установленный на входе распределитель с регулируемым количеством стенок-делителей и с поворотом каждой стенки. Ускоренную по времени и менее затратную по энергии и материальным ресурсам загрузку и разравнивание в сушильной камере любой исходной продукции обеспечивает возвратно-поступательно движущееся устройство скребкового типа с механизмом привода и с регулировками: положения скребков по высоте, величины и частоты их хода;

2) воздухораспределительная решетка аэрожелоба на днище сушильной камеры учувствует в выполнении трех технологических операций. Первая из них - сушка, вторая - охлаждение или активное вентилирование материала, третья - выгрузка на воздушной подушке готового продукта из сушильной камеры. Для успешного и эффективного выполнения этих операций на разнообразном материале предложено применять воздухораспределительную решетку с бесступенчатым, плавным и быстрым изменением коэффициента живого сечения;

3) непрерывность процесса сушки достигнута тем, что в продольном направлении разделенные перегородкой на две секции: нижняя часть сушильной камеры, воздухоподводящий канал, диффузор, патрубок диффузора с двумя заслонками, регулирующими подачу окружающего воздуха от вентилятора в ту или другую секцию камеры с автоматическим отключением-включением подачи сушильного агента в противоположную секцию камеры;

4) непрерывная и более продолжительная сушка одновременно в обеих секциях с чередованием непродолжительной сушки в одной или второй секции камеры, с одновременным непродолжительным интенсивным охлаждением и выгрузкой готового продукта из противоположной секции позволили увеличить удельную производительность на единицу площади сушильной камеры;

5) сократить время на охлаждение и на выгрузку материала, высушенного в нижней части секций камеры, позволили - плавное изменение коэффициента живого сечения воздухораспределительных решеток и регулирование подачи окружающего воздуха у отдельного электровентилятора;

6) система автоматики и управляющая программа обеспечивают: заданную толщину слоя материала от датчиков в камере; включение и отключение механизмов загрузки; управление вентиляторами и топочным блокам; непрерывный послойный контроль влажности материала; непрерывный контроль у сушильного и отработавшего агентов относительных влажностей и температур от датчиков и корректирование параметров у агентов по расходам, статическим и динамическим напорам; равномерность распределения сушильного и отработавшего агентов по площади и объемам секций камеры от датчиков по скорости агентов;

7) работа сушилки в стационарном и передвижном вариантах возможна благодаря ее конструкции, подкатному колесному ходу и тягачу.

Перечисленные новые существенные признаки достаточны во всех случаях, на которые испрашивается 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 дорогостоящих промежуточных операций охлаждения.

На Фиг. 1 приведена сушилка, общий вид сбоку; на Фиг. 2 - сушилка, общий вид в плане; на Фиг. 3 - схема работы распределителя; на Фиг. 4 - схема работы разравнивающего устройства; на Фиг. 5 - схема воздухораспределительной решетки с устройством отсечки во время охлаждения и выгрузки нижнего высушенного слоя материала.

Сушилка содержит разделенную продольной перегородкой 1 сушильную камеру 2 с двумя одинаковыми секциями 3 и 4, выполненные боковыми 5, задней 6 и передней 7 стенками, днище 8, воздухораспределительную решетку 9 со щелями 10, верхнее неподвижное полотно 11, нижнее подвижное полотно 12 каретки на ползунах 13, рычаг 14, пробоотборники 15, воздухоподводящий канал 16, диффузор 17, жалюзийную заслонку 18, патрубок 19, заслонку 20, с электромагнитным управлением 21, вентилятор 22, патрубок 23, заслонку 24, перегородку 25, вентилятор 26, топочный блок 27, распределитель 28, стенку-делитель 29, отверстия 30, разравнивающее устройство 31, скребок 32, шатун 33, кривошип 34, кривошипный вал 35, механизм привода 36, мотор-редуктор 37, упор 38, заслонку-делитель 39, электромагнит управления 40, окно выгрузки 41, заслонку 42, отгрузочный лоток 43, датчик уровня 44, раму 45, смотровое окно 46, материал сушки 47, датчик 48, устройство отсечки 49, верхнюю каретку 50, двухярусные полки 51, полку 52 верхнего яруса, полку 53 нижнего яруса, половинку 54 полки 53 нижнего яруса, механизм 55 привода каретки нижнюю каретку 56, полку 57 нижней каретки, ворошитель-разравниватель 58,скребок 59, механизм 60 соединения-разъединения кареток, окно 61 между полками, порцию 62 материала загрузки, подсветку 63.

Сушилка работает следующим образом.

В сушильной камере 2, нижняя часть которой на две секции 3 и 4 разделена продольной перегородкой 1, перед сушкой устанавливают оптимальную толщину слоя материала сушки 47 по всей площади сушильной камеры 2 перемещением по высоте разравнивающего устройства 31 и механизма 36 его привода. В распределителе 28 устанавливают нужное количество стенок-делителей 29 и крепят их на те отверстия 30, которые обеспечивают равномерное распределение материала 47 по ширине секций 3 и 4. По виду материала 47 устанавливают величину радиуса кривошипа 34 у вала 35. Управляющая программа включает в работу мотор-редуктор 37, который вращает кривошипный вал 35, шатуны 33 которого передают возвратно-поступательные движения разравнивающему устройству 31.

Далее управляющая программа включает привод механизма загрузки вороха или измельченной массы через распределитель 28 в сушильную камеру 2. Разравнивающее устройства 31 порциями 62 перемещает загружаемый материал 47 от задней стенки 6 - к передней 7. Смотровые окна 46 позволяют наблюдать равномерность распределения материала 47 по площади камер 2 и, при необходимости, перемещают стенки-делители на другие отверстия 30 крепления. Скребки 32 с рамкой разравнивающего устройства 31 крепят шарнирно. В исходном положении они установлены вертикально. Упоры 38 с задней стороны позволяют скребкам 32 сохранять вертикальное положение во время рабочих ходов возвратно-поступательных движений. Порции 62 загруженного материала 47 свободно поворачивают шарнирно закрепленные скребки 32 во время холостых ходов. В зависимости от вида и свойств материала сушки, при необходимости, корректируют величину хода разравнивающего устройства 31 со скребками 32 изменением величины эксцентриситета у радиуса кривошипа 34. Частоту вращения эксцентрикового вала 35 регулируют бесступенчато у мотор-редуктора 37.

Затем включают приводы 55 у секций 3 и 4. Сообщают возвратно-поступательные движения каретки 50 и 56. Неподвижные скребки 59 исключают перемещение материала 47 вместе с полками 52. Поэтому происходит гравитационная загрузка несыпучего или сыпучего материала 47 вертикально вниз к воздухораспределительным решеткам 9 по всей площади сушильной камеры 2 без образования застойных незаполненных зон. Ворошители-разравниватели 58 способствуют полному заполнению материалом 47 объема сушильной камеры 2 между воздухораспределительными решетками 9 и каретками 50 и 56.

Процесс заполнения исходным материалом камеры 2 контролируют через смотровые окна 46, которые установлены с обеих боковых сторон 5 камеры 2 и при включенной подсветке 63. Во время окончания загрузки камеры 2 срабатывают датчики уровня 44 и система автоматически отключает механизм загрузки в последовательности хода технологического процесса. Относительно неподвижного полотна 11 устанавливают положение подвижного полотна 12 каретки на ползунах 13 и, следовательно, коэффициент живого сечения воздухораспределительных решеток с помощью рычагов 14. Заслонку 24, закрепленную на конце перегородки 25, электромагнитным управлением устанавливают в одной плоскости с перегородкой 25, которая квадратного сечения патрубки 23, 19 и диффузор 17 с жалюзийными заслонками 18 делит каждый из них на две равные части. А заслонки 20 с электромагнитным управлением 21 опускают до конца вниз.

С пульта управления управляющая программа включает в работу вентилятор 26, а затем топочный блок 27. Сушильный агент по патрубкам 19 и 23 поступает в обе секции диффузора 17, а далее через воздухоподводящие каналы 16 в щели 10 воздухораспределительных решеток 9 и в материал сушки 47. Клиновая форма каналов 16 обеспечивает равномерность распределения сушильного агента по подлине камеры 2 так как скорость выхода сушильного агента из всех щелей 10 решеток 9 одинаковая.

Сушка энерго и ресурсосберегающая. Непрерывной контроль и корректирование параметров сушильного и отработавшего агентов от датчиков 48 позволяют управляющей программе оптимизировать процесс сушки, программа автоматически контролирует полноту обрабатывания сушильного агента по его относительной влажности и температуре. Автоматически поддерживая заданную оптимальную температуру сушильного агента, корректирует у топочного блока 27 расход теплоты и расход сушильного агента изменением частоты вращения у вентилятора 26. Датчиками 48 контролируют и скорость движения сушильного и отработавшего агентов, а, следовательно, их равномерность распределения по площади и объему сушильной камеры 2. При необходимости дополнительно регулируют жалюзийные заслонки 18, коэффициент живого сечения воздухораспределительных решеток 9 от рычага 14. Происходит нагревание материала 47 и удаление испарившейся влаги вместе с отработавшим сушильным агентом из верхнего слоя материала 47 - наружу.

В процессе сушки и усадки материала 47 управляющая программа от датчиков 44 включает механизмы пополнения материалом сушильной камеры 2. Далее программа периодически включает мотор-редукторы 37 для перемещения кареток 50 и 56 из одного крайнего положения - в другое, противоположное. При этом максимально открытые окна между полками 52, 53 и 57 через которые движется сушильный агент вверх, меняют свое положение для равномерной сушки материала 47.

Как только нижний слой материала 47 у любой одной секции достигнет кондиционной влажности, которую определяют электронным влагомером через пробоотборники 15, отключают привод на нижнюю каретку 56 в любом ее крайнем положении, а верхнюю каретку 50 перемещают в противоположное крайнее положение и останавливают. Устройством 49 происходит отсечка нижнего высушенного слоя материала 47. Поворотом заслонки 24 сушильный агент направляют только в одну противоположную секцию 3 или 4 камеры 2. Заслонку 20 электромагнитным управлением 21 поворачивают до конца вверх, а потом включают вентилятор 22 для подачи окружающего воздуха с целью охлаждения и последующей выгрузки нижнего высушенного охлажденного слоя через окно 41, открытое заслонкой 42, в лоток 43.

В время охлаждения высушенного слоя происходит выполнение следующих функций:

- снижение влажности у материала до 2% за счет тепла, запасенного ранее;

снижение температуры материала до температуры, мало отличающейся от ее значения у окружающей среды;

- у компонентов материала устраняются капилляры, в которых была влага. Поэтому уменьшается их объем возрастает вероятность более четкого сортирования, так как более влажные и недозревшие зерновки сильнее съеживаются;

- охлажденные зерновки меньше травмируются во время пересыпания;

- высушенное, но не охлажденное зерно не хранится, прорастает от конденсата влаги в ночное время, когда возрастает относительная влажность воздуха окружающей среды.

Во время охлаждения материала 47 отработанный воздух уходит вверх через щели 10 окна 61 между полками 57 и половинками 54 полок 53, а далее через промежутки у двух ярусов полок 51 и в окна у полок 52.

В конце выгрузки высушенного и охлажденного материала 47 заслонку 42 окна 41 закрывают. Отключают вентилятор 22, заслонку 20 электромагнитным управлением поворачивают до конца вниз, а заслонку 24 поворачивают в среднее положение для подачи сушильного агента в обе секции 3 и 4. Верхнюю каретку 50 перемещают в противоположное положение для соединения механизмом 60 с нижней кареткой 56. Затем включают мотор-редуктор 37 для сообщения возвратно-поступательных движений обеим кареткам 50 и 56. От синхронной работы кареток 50 и 56 и скребков 59 происходит быстрое вертикальное перемещение слоя материал 47 вниз по всей площади секций 3 или 4 камеры 2 до полного заполнения объема между воздухораспределительной решетки 9 у днища 8 и устройством отсечки 49. Электромагнитом управления 40 заслонку-делитель 39 поворачивает из среднего в крайнее положение для направления материала 47 в нужную секцию 3 или 4. Управляющая программа в заданной последовательности включает загрузочные механизмы для пополнения секции сушильной камеры равным слоем исходного материала.

Аналогично происходят все процессы у противоположной секции после достижения кондиционной влажности у нижнего слоя ее материала.

Изобретение относится к сушке, например, вороха семян зерновых, зернобобовых, кормовых, технических, лекарственных культур или измельченной массы как всего урожая этих культур, так и овощей, корнеклубнеплодов и фруктов. Сушилка противоточная универсальная энерго- и ресурсосберегающая с автоматизированным управлением для сушки сыпучих и несыпучих материалов продукции растениеводства содержит двухсекционную с продольной перегородкой сушильную камеру, в каждой секции днище выполнено из воздухораспределительных решеток, устройство отсечки нижнего высушенного слоя материала включает верхнюю каретку с двухярусными полками, нижнюю каретку с полками, механизм возвратно-поступательных движений верхней каретки, механизм включения или отключения привода на нижнюю каретку от верхней. Подачу материала в сушильную камеру осуществляют через регулируемый распределитель, в сушильной камере установлено возвратно-поступательно движущееся разравнивающее устройство скребкового типа, воздухораспределительная решетка выполнена с плавным, бесступенчатым регулированием щелей кареткой и рычажным механизмом управления, осуществлена непрерывная сушка в обеих секциях камеры с чередованием непродолжительной сушки в одной или второй секции с непродолжительным охлаждением и выгрузкой отсеченного и высушенного нижнего слоя готового продукта в противоположной секции, рама сушилки имеет подкатный колесный ход. Предусмотрена работа сушилки в стационарном и передвижном вариантах. Технический результат заключается в повышении эффективности и экономичности процесса сушки сыпучих и несыпучих материалов продукции растениеводства. 5 ил.

Сушилка противоточная универсальная энерго- и ресурсосберегающая с автоматизированным управлением 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 двухсекционную с продольной перегородкой сушильную камеру, выполненную боковыми, задней и передней стенками, в каждой секции днище из воздухораспределительных решеток, устройство отсечки нижнего высушенного слоя материала, включающее верхнюю каретку с двухярусными полками, нижнюю каретку с полками, механизм возвратно-поступательных движений верхней каретки, механизм включения или отключения привода на нижнюю каретку от верхней, окно выгрузки с заслонкой, лоток отгрузочный, смотровые окна, подсветку, пробоотборники, воздухоподводящий канал, диффузор, патрубки, вентилятор, топочный блок, отличающаяся тем, что подачу материала в сушильную камеру осуществляют через регулируемый распределитель, в сушильной камере установлено производительное регулируемое компактное возвратно-поступательно движущееся разравнивающее устройство скребкового типа, воздухораспределительная решетка выполнена с плавным бесступенчатым регулированием щелей кареткой и рычажным механизмом управления, осуществлена непрерывная сушка в обеих секциях камеры с чередованием непродолжительной сушки в одной или второй секции с непродолжительным охлаждением и выгрузкой отсеченного и высушенного нижнего слоя готового продукта в противоположной секции, а электронные датчики и управляющая программа обеспечивают непрерывную конвективную сушку в секциях камеры, рама которой имеет подкатный колесный ход.