Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ СУШКИ СЕМЯН И ЗЕРНА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к сушке семян и зерна и может быть использовано в сельском хозяйстве и в системе заготовок.

Известно устройство, включающее сушильную камеру, средства загрузки и разгрузки, топку, вентиляторы (С.Д.Птицын, Зерносушилки, Машгиз, М., 1962, с 80-81).

Это устройство широко применяют в сельском хозяйстве, получают качественные семена, но оно предусматривает ручное обслуживание, в частности перемешивание, чтобы исключить неравномерность по влажности и нагреву. Кроме того, это устройство характеризуется низкой производительностью.

Известно устройство, включающее надсушильный и подсушильный бункеры, сушильную и охладительную камеры, с вертикальными наружными и внутренними перфорированными поверхностями, собранными из отдельных секций по горизонтали, воздушными каналами в них и продольными перегородками между ними, топку, вентиляторы, средства загрузки и разгрузки (Методические рекомендации по выбору и эффективному использованию зерносушильного оборудования. Составители Г.С.Окунь, А.Г.Чижиков, Е.П.Ревякин М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2006, с.36, 41).

Это устройство позволят высушивать семена и зерно с неравномерностью сушки и нагрева, регламентируемыми исходными требованиями.

Однако для материалов с повышенной порозностью слоя, например гречиха, равномерно распределить поток по длине воздушных каналов не удается, поэтому неравномерность по влажности и нагреву выше исходных требований.

Это устройство по своей технической сущности наиболее близко к заявленному и выбрано за прототип.

Технической задачей изобретения является реализация условий сушки семян и зерна в соответствии с исходными требованиями на неравномерность по влажности и нагреву.

Поставленная техническая задача достигается тем, что в устройстве для сушки семян и зерна, содержащем надсушильный и подсушильный бункеры, сушильную и охладительные камеры, с вертикальными наружными и внутренними перфорированными поверхностями, собранными из отдельных секций по горизонтали, воздушными каналами в них и продольными перегородками между секциями, топку, вентиляторы, средства загрузки и разгрузки, согласно изобретению продольные перегородки выполнены перфорированными, а живое сечение вертикальной наружной перфорированной поверхности по крайней мере в 1,2 раза ниже, чем у внутренней.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 представлена схема устройства; на фиг.2 - схема модельной установки; на фиг.3 - опытные данные лабораторных исследований.

Схема включает загрузочную норию 1, надсушильный бункер 2, разравнивающий шнек 3, сушильную камеру 4, диффузор сушильной камеры 5, вентилятор 6 агента сушки, топку 7, охладительную камеру 8, диффузор охладительной камеры 9, вентилятор 10 охладительного агента, подсушильный бункер 11, разгрузочный шнек 12, секции сушильной камеры 13, разгрузочную норию 14, секции охладительной камеры 15, вертикальную наружную перфорированную поверхность 16, вертикальную внутреннюю перфорированную поверхность 17, воздушный канал 18, продольные перегородки между секциями 19.

На фиг.2 представлена лабораторная установка для обоснования условий распределения агента сушки в слое (вне воздушного канала), которая включает вентилятор 20, калорифер 21, воздушный канал 22, внутреннюю решетку (прилегающую к воздушному каналу) 23, перфорированные перегородки 24, через которые осуществляли переток агента сушки, наружную 25 решетку, через которую выходит агент сушки, высушиваемый материал (гречиха) 26.

Длина воздушного канала модели L=1,0 м, высота в=0,15 м, толщина слоя зерна h=0,15 м, глубина канала 0,10 м.

Лабораторная установка является моделью воздухораспределительной системы в четырехсекционной колонковой сушилке СЗТ-25. В качестве решеток в модели использовали пробивные решетные полотна с круглыми отверстиями ⌀ 0,8; 1,0; 1,2 с живым сечением соответственно 22,7; 25 и 27% (ГОСТ 214-83, с.5). Для решетки 23 использовали решетное полотно ⌀ 1,2 мм для решетки 25 решетные полотна ⌀ 0,8 и 1,0 и 1,2 мм. Для перегородок 24 использовали решетные полотна ⌀ 1,2 и 1,0 мм.

На фиг.3а представлены опытные данные распределения безразмерного скоростного поля V_max/V_cp агента сушки по длине установке L (V_max - максимальная скорость, V_cp - средняя скорость агента сушки).

На фиг.3б и 3в представлены опытные данные изменения параметров W_i/W_cp и θ_i/θ_cp по длине установки L, которые характеризуют неравномерность сушки и нагрева материала соответственно (W_i, W_cp - локальная и средняя влажность материала, %; θ_i, θ_ср - локальная и средняя температура нагрева материала °C, W_cp≈14%; θ_cp≈44°C, звездочки на фиг 2 - места отбора проб и замера температуры).

Работу устройства осуществляют следующим образом.

Влажный материал норией 1 подают в надсушильный бункер 2 и распределяют шнеком 3 по длине сушильной камеры 4 и гравитационно перемещают сверху вниз. Материал поступает последовательно в сушильную 4 и охладительную 8 камеры, в подсушильный бункер 11, и разгрузочным шнеком 12 его подают в разгрузочную норию 14. Агент сушки готовят в топке 7, вентилятором 6 нагнетают в диффузор 6, из него в воздушный канал 17, из которого агент сушки проходит перфорированные поверхности 16 и 17 сушильной камеры 4 и слой материала между ними.

Охлаждающий агент (наружный воздух) нагнетают вентилятором 10 в диффузор 9, затем в воздушный канал охладительной камеры 8, из него через перфорированные поверхности охладительной камеры 8 и слой материала аналогично сушильной камеры 3.

Сушильная 5 и охладительная 8 камеры состоят из ряда секций, собранных по горизонтали с общими воздушными каналами, эти секции стыкуются перегородками 19, которые выполнены перфорированными для свободного перетока агента сушки в слое из одной секции в другую.

Колонковые сушилки имеют модульную систему повышения производительности, т.е. увеличивают число стандартных секций, так например для сушилок типа СоСС по вертикали, а для типа СЗТ - по горизонтали. В последнем случае все дополнительные секции подключены к общему воздушному каналу, длина которого в отдельных случаях может достигать 8-10 м.

Это предполагает неравномерное скоростное поле как в канале, так и на входе в слой материала. Следствием этого является неравномерность по сушке и нагреву.

В воздушном канале возникает неравномерное поле давлений, которое достаточно сложно выровнить изменением геометрии канала или установленных в нем перегородок (А.А.Жеребцов, Совершенствование системы распределения теплоносителя в зерновых сушилках шахтного типа, автор. диссерт. на соиск. учен. степени кандидата технических наук, 2009, с.20).

Однако можно перераспределить агент сушки в слое за пределами воздушного канала, если создать дополнительное сопротивление агенту сушки на выходе из слоя, что можно осуществить применением решетки на выходе из слоя с большим сопротивлением, т.е. с меньшим живым сечением, чем на входе. Это обеспечит переток агента сушки вдоль решетки как в пределах секции, так и между секциями, если перегородки между ними будут газопроницаемыми.

Количественные соотношения живого сечения решеток и перегородок целесообразно определить опытным путем, как наиболее надежным методом. При этом целесообразно в качестве эталонного использовать материал с меньшими потерями давления по сравнению с зерном, например гречиху.

Экспериментально установлено, что в лабораторной моделе при отношении живого сечения нижней и верхней решеток К=1,2 практически полностью выравнивается профиль скорости на поверхности верхней решетки при равенстве живого сечения нижней решетки и перфорированных перегородок между отдельными секциями. В соответствии с этим снижается амплитуда изменения неравномерности по сушке до ±0,7% и нагреву до ±0,9% гречихи, что обеспечивает качественную подготовку семян гречихи.