Устройство для сушки зерна в насыпях Советский патент 1986 года по МПК A01F25/08 

Изобретение относится к средствам хранения и осушки сельскохозяйственных продуктов и предназначено для первичного хранения и осушки зерна перед его поступлением на элеватор,

Цель изобретения - повьпление сохранности зерна и экономичности его сушки в зерновых насыпях конусообразной формы.

На фиг.1 изображено устройство дл сушки зерна в конусообразных насыпях продольный разрез; на фиг,2 - то же, вид сверху; на фиг,3 - то же, вариан расположения труб с центральным коллектором; на фиг,4 - схема размещени пульсатора в источнике подогретого осушенного воздуха, общий вид.

Устройство для сушки зерна в насыпях содержит твердое воздухонепро- нипаемое плоское основание 1, размещенные над ним параллельно его по- верхности радиально металлические тру бы 2 с перфорированными стенками 3 с отверстиями 4 и коническими нако- нечниками 5, Трубы 2 соединены между собой кольцевым коллектором 6, который с помощью патрубка 7 соединен с источником 8 осушенного и подогретого воздуха. Кольцевой коллектор 6 и патрубок 7 могут быть выполнены гибкими, например в виде гофрированных прорезиненных брезентовых труб, аналогично рукавам аэродромного подогревателя, а их соединения - быст- росъемйыми,например,байонетного типа

В варианте с центральным подсоединением труб 2 источник 8 осушенного воздуха соединен через патрубок 7 и подводящую трубу 9 с центральным коллектором 10, к которому подсоединены также радиальные трубы 2, заглушенные по свободным к онцам заглушками 11, Предлагаемое устройство позволяет обойтись без кольцевого коллектора 6., однако пригодно лишь в стационарных условиях для засыпки зерном предварительно установленного устройства. Подводящую трубу 9 и цен- тральньй коллектор также следует выполнять с перфорированными стенками

Отверстия 4 в перфорированных стенках 3 труб 2 и 9 и коллектора 10, должны быть выполнены с шириной, меньшей чем размер зерен, для предотвращения их попадания внутрь труб 2, эту перфорацию в стенках 3 труб 2 и 9 можно выполнить в виде подкрепленных каркасом металлических сеток.

узких щелей и других известных приемов. Площадь стено к 3 труб 2, занятая отверстиями 4, так же как и количество отверстий 4 на единицу поверхности перфорированных участков труб, максимальна вблизи наконечников 5 и плавно уменьшается по длине каждой трубы согласно эмпирической зависимости

S Sod - 4-) , ,85-1,2

о

где S - плотность расположения отверстий в центре; г - текущий радиус, отсчитываемый от центра;

Го - наружный радиус основания конусной кучи зерна.

Над установленными обычно на расстоянии порядка 0,5-1 диаметра трубы от основания 1 трубами 2 расположен лоток зернопогрузчика 12, Высота насыпи определяется диаметром основания 1 с трубами 2 и углом внутрен- |нёг.о трения зерна, устанавливающим угол наклона образующей конического слоя относительно основания 1 (порядка 34°), радиус округления вершины составляет 0,08-0,12 от диаметра основания 1.

Б корпусе источника 8 установлены сетчатые электроподогреватели 13 эквидистантно ротору в виде лопаточного рабочего колеса 14 компрессора или воздуходувки. Между рабочим колесом 14 и воздухоподогревателем 13 установлен соосно рабочему колесу неподвижный относительно корпуса барабан 15 с окнаьш 16, выполненными напротив меж- лопатньпс каналов рабочего колеса 14. Барабан 15 должен быть установлен относитбшьно рабочего колеса 14 с зазором, не превышающем 10% от ширины окон 16, При большей величине зазора амплитуда генерируемых колебаний и коэффициент их нелинейности резко падает. В случае, если источник воздуха не имеет лопаточного колеса 14 барабанной формы, необходимо снабдить его барабаном с окнами, аналогичным по конструкции и соосным барабану 15. Количество окон 16 барабана 15 должно быть равно или кратно количеству лопаток ротора 14 (или количеству окон его барабана),

На барабане 15 могут быть выполнены два параллельных кольцевых ряда окон 16, взаимодействующих с лопатками.колеса ротора 14. Б этом случае целесообразно выполнять их проходные сечения одинаковыми, а количества окон в рядах - различными, некратными одно другому, но порознь крат- ным количеству лопаток ротора 14. Например, при количестве лопаток ротора 14 m 30 шт количество окон 16 барабана 15 в двух рядах может быть Z 24 (кратно 6), а Zj 25 (крат- но 5) , В патрубке 7 должен быть установлен датчик 17 температуры осушенного воздуха, соединенного с автоматикой отключения электропитания воздухоподогрёвастеля 13.

Устройство для сушки зерна . в насыпях работает следующим образом.

При подаче подогретого до 40- .60° и осушенного до относительной влажности 8-12% воздуха от источника 8, которым может служить высоконапорный вентилятор с воздухоподогревателем 13, воздух через патрубок 7 и коллекторы 6 или 10 поступает в трубы 2 и через отверстия 4 в перфо- рированных стенках 3 просачивается в толщу слоя зерна, являющегося полупроницаемой средой, движение воздуха в которой- подчиняется закону Дарс

Р . .

где dP - перепад давления;

К - коэффициент пропорциональности;

V - скорость газового потока. При движении воздуха через слой зерно в нем осушается, а воздух насыщается парами воды, которые удаляются из слоя через его поверхность. Большая проницаемость перфорирован- ных стенок 3 труб 2 центра основания обеспечивает оптимальное изменение удельного расхода воздуха по радиусу слоя зерна. При установке в корпусе источника 8 подогретого осушенно го воздуха пульсатора в виде барабана 15 с окнами 16 сжатый в рабочем, колесе 14 воздух поступает в окна 16 барабана 15, периодически перекрываемых лопатками колеса 14, что обес- печивает генерирование нелинейных колебаний с частотой основной гармоники, определяемой по формуле

f - N 60

где п - число оборотов ротора 14 в

минуту;

N - количество окон 16 бараба на 15.

Наибольшая амплитуда этих колебаний достигается, если количество ло- паток колеса 14 равно или кратно количеству окон 16 барабана 15. Форма нелинейных колебаний определяется формой окон 16. При прямоугольной форме окон 16 генерируются трапецеидальные и пилообразные колебания. При возбуждении нелинейных колебаний давления, имеющих изломы на зависимости давления по времени и пространству, их пергвая производная по времени теоретически достигает сколь угодно больших значений. Практически из-за вязкостных и других демпфирующих свойств среды амплитуда колебаний первой производной скорости превьш а- ет амплитуду гармонических колебаний в 10-15 раз. Интенсивность тепло- и массообмена между слоем зерна и осушенным воздухом зависит не только от мгновенной скорости омывающего их воздушного потока, но и от ее первой

„ av

производной -- 8t

Рост последней приjg2530

д 5 .

5

водит к срыву ламинарного подслоя пограничного слоя, повышению градиента скорости, интенсификации тепломассообмена.

Слой осушаемого зерна является полупроницаемой пористой структурой, инт-енсийно диссилирукяцей как нелинейные, так и гармонические колебания. Поэтому возбуждаемые колебания практически полностью поглощаются в слое зерна и не повышают обычного звукового фона работающей сельскохозяйственной техники. Вся идущая на их возбуждение энергия переходит в ,тепло и утилизируется для подогрева и осушки зерна.

Особенно эффективным оказывается .возбуждение в осушенном воздушном потоке колебаний двух близких и отличающихся на 1-5% частот колебаний, одни из которых являются нелинейными. При этом между близкими по частоте колебания появляются биения, т.е. периодическое увеличение и уменьшение частоты и амплитуды колебаний. В предлагаемом устройстве это достигается наиболее простым методом: в барабане 15 вьтолняется два ряда окон 16, количество которых отличается на одно.

Устройство работоспособно и в случае дождя, когда его капли смачивают

лишь наружньш слой зерна и не проса- чиваются внутрь бзфта, а стекают по его склону, так как влага не может проникнуть в толщу слоя зерна навет- речу потоку воздуха. После прекращения дождя наружньй слой зерна быстро подсыхает.

После прекращения насыпки слоя зерна с помощью погрузчика 12 можно в случае дождливой погоды накрыть бурт брезентом или другим проницаемым для воздуха и непроницаемым для воды материалом. При этом всякое на- мокание зерна исключается, так как осушенный воздух просачивается через слой брезента, препятствуя увлажнени зерна.

Температуру слоя зерна следует стабилизировать с помощью датчиков температуры и влажности, размещенных

в патрубке 7 источника 8 и внутри слоя, и заводя их сигнал в качестве обратной связи в цепь питания источника 8 подогретого и осушенного -воздуха, изменяя тем самым его температуру и расход. При сухой и теплой погоде можно вообще отключить подогрев воздуха,, используя его естественный подогрев при сжатии в вентиляторе, и включать источник 8 лишь периодически для осушения вновь поступившего зерна или по команде датчика влазкности зерна. Вместо засыпки зерном предварительно уложенных на основании 1 на подставках труб 2 можно вонзать трубы 2 своими коническими наконечниками 5 в насыпи зерна, а затем подсоединять их гибким кол- лектором 6 и патрубком 7 к источни- ку 8 подогретого и осушенного воздуха (фиг.2).

фиг.г

Ю

И

фиг.З

1 15

.у/7

фиг 4