Результат интеллектуальной деятельности: Зерносушильный аппарат

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению и предназначено для сушки сыпучих зернистых предметов и материалов, преимущественно семян зерновых, зернобобовых, маслянистых и других сельскохозяйственных культур.

Известна зерносушилка [Пат. №2170399 С1 РФ, МПК F26B 17/12, заявитель и патентообладатель Тягний В.Н. - №2000108109/06; заявлено 31.03.2000; опубл. 10.07.2001], которая состоит из двух шахт, собранных из трех бункеров, трех распределительных камер агента сушки, двух воздуховодов и разгрузочного устройства, имеет трехступенчатый режим сушки, агент сушки используется трижды поочередно во всех трех бункерах. В бункерах размещены вертикальные многоступенчатые воздухораспределительные жалюзийные секции, собранные из наклонных полок, причем каждая секция с одной стороны имеет глухую стенку, а с другой стороны - окна и расположена так, что окна рядом стоящих секций направлены в противоположные стороны, а секции среднего бункера развернуты на 180° по отношению к секциям верхнего и нижнего бункеров, что обеспечивает реверсивную подачу агента сушки, при этом конструкция и расположение жалюзийных секций, два боковых воздуховода, соединяющих нижний и средний бункеры, и вентилятор дают возможность подавать агент сушки, использованный в нижнем бункере, в средний бункер под разрежением, а верхний - под давлением, при постепенном понижении температуры агента сушки.

Недостатками данного устройства является:

- имеет низкую производительность из-за многоступенчатых воздухораспределительных секций;

- существует возможность появления технологических отказов из-за забивания мусором или зерном высокой влажности узких проходов в секциях;

- осуществление давления и разрежения в бункерах усложняет газонапорную конструкцию и увеличивает стоимость установки;

- отсутствует в зерносушилке процесс охлаждения зерна;

- отсутствует надшахтный бункер, который работает как демпфер между загрузочным устройством и сушильными камерами, тем самым обеспечивая их постоянное и равномерное заполнение.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является зерносушилка [Пат. №89214 С1 РФ, F26B 17/12 Шепелев С.Д., Запевалов М.В.; патентообладатель ФГОУ ВПО «Челябинский государственный агроинженерный университет»; заявл. 30.06.2009; опубл. 27.11.2009], состоящая из топочного агрегата, выгрузного устройства, шахтно-модульной конструкции, воздушных каналов, воздуховодов, вентиляторов. Внутри корпуса шахтно-модульной конструкции установлены жалюзийные перегородки, образующие общий подводящий воздушный канал, разделенный на зоны сушки и охлаждения, симметрично с двух сторон от него расположены зерновые каналы. Над общим воздушным каналом размещен надшахтный бункер. Наружные стенки зерновых каналов выполнены перфорационными, размер отверстий которых меньше размера зерна.

Рассматриваемая зерносушилка имеет следующие недостатки:

- сушилка занимает значительную часть производственной площади;

- внутри корпуса шахтно-модульной конструкции не обеспечивается равномерность нагрева и охлаждения зерна;

- значительные удельные энергозатраты и загрязнение окружающей среды вследствие того, что отработанный сушильный агент выбрасывается в окружающую среду.

Технической задачей изобретения является обеспечение равномерности сушки и охлаждения зерна различных культур, снижение удельных энергозатрат, уменьшение габаритных размеров.

Поставленная техническая задача изобретения достигается тем, что в зерносушильном аппарате, состоящем из выгрузного устройства, воздушных каналов, зерновых каналов, наружные стенки зерновых каналов выполнены перфорационными, размер отверстий которых меньше размера зерна воздуховодов, вентиляторов, жалюзийных перегородок, образующих общий подводящий воздушный канал, разделенный на зоны сушки и охлаждения, согласно изобретению в зоне сушки установлен сплошной внешний корпус для рециркуляции отработанного воздуха, циклоны для очистки отработанного горячего и холодного воздуха, нагреватель, теплообменник, причем нагреватель установлен после вентилятора, подающего горячий воздух в зону сушки, а теплообменник установлен после вентилятора, подающего в зону охлаждения холодный воздух, охлаждаемый холодной водой в теплообменнике через разделяющую поверхность теплообменника, при этом потоки отработанного горячего и холодного воздуха после очистки в циклонах возвращаются соответственно в зону сушки и зону охлаждения с образованием контуров рециркуляции.

Технический результат изобретения заключается в повышении надежности и эффективности работы, а также снижении энергетических затрат путем использования контуров рециркуляции.

На чертеже показана схема зерносушильного аппарата, которая включает в себя надшахтный бункер 1, загрузочное устройство 2 и выгрузное устройство 3, воздуховод 4 для подачи горячего воздуха в воздушный канал 5, воздуховод 6 для отвода отработанного горячего воздуха из зоны сушки; воздуховод 7 для подачи холодного воздуха в зону охлаждения зерносушильного аппарата, воздуховод 8 для отвода отработанного холодного воздуха из зоны охлаждения; воздушный канал 5 для подачи горячего воздуха в зерновой канал 9, воздушный канал 10 для подачи холодного воздуха в зерновой канал 11; перегородки между зерновыми каналами 10, 11 и воздушными каналами 5 и 10 выполнены из горизонтально расположенных жалюзи 12; наружная стенка 13 зерновых каналов 9 и 11 выполнена перфорационно, размер отверстий которых меньше размера зерна; защитный корпус 14 защищает конструкцию зерносушильного аппарата от атмосферных осадков и образует воздушные каналы 15 и 16 в зонах нагрева и охлаждения для вывода отработанного горячего и холодного воздуха; циклоны 17, 18 предназначены для очистки отработанного горячего и холодного воздуха; вентилятор 19 используется для нагнетения отработанного горячего воздуха после очистки в циклоне 17 в нагреватель 20; вентилятор 21 используется для нагнетения очищенного воздуха в теплообменник 22, где с помощью холодной воды очищенный воздух охлаждается до необходимой температуры; клапаны 23, 24 подают воздух из атмосферы для подсоса или утечки воздуха через неплотности зерносушильного аппарата.

Зерносушильный аппарат работает следующим образом. Через загрузочное устройство 2 зерно заполняет надшахтный бункер 1 и зерновой канал 10 зоны сушки. Днище бункера нагревается от горячего воздуха, поступающего в канал 5, тем самым происходит нагрев зерна в зерновых каналах 9 до требуемой температуры. При помощи механизма разгрузки 3 под действием собственного веса зерно перемещается сверху вниз из зернового канала 9 в зерновой канал 11 зоны охлаждения. В воздушный канал 5 через воздуховод 4 подается горячий воздух с помощью вентилятора 19, пройдя по воздуховоду 4, отработанный горячий воздух поступает в канал сушки 5, проходит через жалюзи 12, зерновой канал 9 и далее через перфорированную стенку 13 и жалюзи 15 выводится через воздуховод 6. В воздушный канал 10 через воздуховод 7 подается холодный воздух с помощью вентилятора 21. Под давлением холодный воздух проходит через зерновой канал 11, охлаждая зерно и воздушный канал 16, а затем подогретый отработанный выводится через воздуховод 8.

Для подготовки воздуха для нагрева и охлаждения зерновых культур используют рециркуляционные контуры. Отработанный горячий воздух после очистки в циклоне 17 вентилятором 19 нагнетается в нагреватель 20 и далее по воздуховоду 4 поступает в зону сушки. Клапаны 23, 24 подают воздух из атмосферы для подсоса или утечки воздуха через неплотности зерносушильного аппарата.

Подготовка холодного воздуха осуществляется следующим образом. Воздух вентилятором 21 нагнетается в теплообменник 22, где с помощью холодной воды охлаждается до необходимой температуры. Холодный воздух через воздуховод 7 поступает в воздушный канал 10 и подается в зону зернового канала 9 для охлаждения зерна. Холодный воздух забирает тепло от нагретого зерна, подогревается и через воздушный канал 16 по воздуховоду 8 направляется для очистки в циклон 18, очищенный после циклона воздух повторно применяется для охлаждения зерна.

Преимущества зерносушильного аппарата заключаются в том, что:

- уменьшается производственная площадь зерносушильного аппарата, за счет уменьшения площади зернового канала 5;

- обеспечивается равномерность нагрева и охлаждения зерна, за счет нагрева стенок зерносушильного аппарата;

- снижаются удельные энергозатраты и загрязнение окружающей среды, вследствие того, что отработанный сушильный агент поступает на рециркуляцию во внешний сплошной корпус.