×
10.07.2015
216.013.5c92

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

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретения относятся к сушке семенного зерна и могут быть использованы в сельском хозяйстве и в системе заготовок, преимущественно для ценных сортов семян. Способ контейнерной сушки зерна заключается в том, что зерно загружают, воздействуют агентом сушки, инвертируют, охлаждают и разгружают. Новым является то, что его инвертируют в стационарном слое с перегрузкой в другой контейнер по достижении на критической высоте слоя h средней температуры зерна, перегружают n раз тонкими слоями. Устройство для контейнерной сушки зерна содержит контейнеры, вентилятор, калорифер, топку, средство перемещения контейнеров. Новым является то, что устройство содержит диффузор с центральным углом не более α=180-2β, где β - угол трения зерна по поверхности диффузора. Изобретение должно обеспечить необходимую по исходным требованиям неравномерность сушки (±1,5%). 2 н.п. ф-лы, 2 ил., 3 пр.

Изобретение относится к сушке семенного зерна и может быть использовано в сельском хозяйстве и в системе заготовок, преимущественно для ценных сортов семян.

Известен способ сушки зерна в неподвижном слое, согласно которому материал загружают в сушильную камеру, вентилируют агентом сушки, охлаждают и разгружают.

Известно устройство для его осуществления, включающее топку, сушильную камеру, вентилятор, средства загрузки и разгрузки (С.Д. Птицын. Зерносушилки. М., Машгиз, 1968, 81 с.).

Эти способ и устройство широко используются в сельском хозяйстве, но устройство требует ручного обслуживания (неоднократное ручное перемешивание зерна), а способ энергозатратен.

Известен способ сушки зерна, согласно которому его загружают, гравитационно перемещают, воздействуют агентом сушки, инвертируют, охлаждают и разгружают (В.А. Шаршунов, Л.В. Рукшан. Сушка и хранение зерна. Минск, Мисанта, 2010, с. 271-275).

Инвертирование зерна осуществляют в шахте колонковой сушилки, при этом переставляют местами слои, прилегающие к решеткам.

Этот способ наиболее близок к заявленному и принят за прототип.

Недостатком способа являются неполная перестановка слоев: пограничные части слоя, прилегающие к решеткам, переставляет не к противоположным решеткам, а ближе к середине слоя, что в меньшей степени снижает неравномерность сушки, чем при полной перестановке, когда пограничные слои переставляют к противоположным решеткам.

Известно устройство для контейнерной сушки в ящиках-контейнерах, содержащих перфорированное днище с разгрузочными створками, вентилятор, калорифер, средство перемещения (Г.А. Ровный, Современное состояние и основные направления развития сушильных установок для малосыпучих сельскохозяйственных материалов. Г.А. Ровный, Ф.Л. Фрегер, А.В. Авдеев, И.Л. Фишман. М., ЦНИИТЭИ тракторосельхозмаш, 1974, с. 12-13).

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

Однако оно не обеспечивает необходимую по исходным требованиям неравномерность сушки (δ≤±1,5%), так как она достигает ±3,6%.

Задачей изобретения является обеспечение неравномерности сушки в пределах δ≤±1,5%.

Задача достигается тем, что в способе контейнерной сушки, заключающемся в том, что зерно загружают, воздействуют агентом сушки, инвертируют, охлаждают и разгружают, согласно изобретению его инвертируют в стационарном слое с перегрузкой в другой контейнер по достижении на высоте слоя hкр температуры зерна , перегружают n раз тонкими слоями, при этом , где hкр - критическая высота слоя, удовлетворяющая условию δ≤±1,5%, м (δ - неравномерность сушки); Wн, Wк - начальная и конечная влажность зерна, %; θн, θк - начальная и конечная температура θк=(t1-3°C)≤θпд (t1 - температура агента сушки, °C; θпд - предельно допустимая температура нагрева зерна, °C).

Задача достигается также тем, что устройство для контейнерной сушки, содержащее контейнер, вентилятор, калорифер, топку, средство перемещения контейнера, согласно изобретению снабжено диффузором (обелиском) с центральным углом не более α=180-2β, где β - угол трения зерна по поверхности диффузора.

Изобретение поясняется чертежом.

На фиг. 1 приведена схема устройства для контейнерной сушки; на фиг. 2 - процесс перегрузки в другой контейнер.

Устройство для контейнерной сушки зерна включает калорифер 1, вентилятор 2, воздушный канал 3, решетку 4, уплотнение 5, гнездо 6, разгрузочное отверстие 7, задвижку 8, контейнер 9, диффузор (обелиск) 10, установленный на контейнере, желоб 11, погрузчик 12, датчик температуры зерна 13.

Устройство работает следующим образом.

Контейнер 9 загружают зерном, устанавливают в гнездо 6, продувают агентом сушки, подготовленным в калорифере 1 вентилятором 2. По достижении на высоте слоя hкр температуры зерна, равной (hкр - критическая высота, удовлетворяющая условию неравномерности сушки δ≤±1,5%), м; θн, θк - начальная и конечная температура зерна, °C, причем θк=(t1-3°C)≤θпдпд - предельно допустимая температура зерна, °C), погрузчиком 12 зерно из контейнера пересыпают в другой, вращая его относительно оси, проходящей параллельно желобам 11.

После опорожнения контейнер 9 заполняют влажным зерном, а досушивают и охлаждают зерно в другом контейнере.

Способ осуществляют следующим образом.

Определяют влажность зерна и критическую высоту слоя hкр, заполняют контейнер материалом с высотой слоя Н=2hкр. На высоте hкр устанавливают датчик температуры 13. Воздействуют на зерно агентом сушки, по достижении температуры θср пересыпают зерно в другой контейнер тонким слоем hc≈2…4dэ (где dэ - эквивалентный диаметр зерновки, таким образом, чтобы порядок расположения этих слоев поменялся на обратный, вновь воздействуют агентом сушки, высушивают материал до кондиционной влажности (которую, например, можно определить по температуре отработавшего агента сушки (на 3-5°C выше θк), охлаждают и разгружают.

На решетке 4 образуется и смещается по ходу агента сушки фронт сушки высотой hкр (например, в нижней части которого влажность зерна равна 12,5, в середине - 14,0, а в верхней - 15,5%). Причем высота hкр зависит от исходной влажности зерна, так, например, при влажности 22…20%, hкр=0,17…0,19 м, а при 25…30% снижается до 0,15…0,16 м в области температур и скоростей агента сушки, характерных для семенного режима сушки (В.Ф. Кабанов. Исследование технологических приемов и рабочих органов, обеспечивающих интенсификацию сушки семенного зерна в плотном слое, Диссерт. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук, М., 1979, с. 107-110).

Температура высушенного зерна на решетке составляет θк=(t1-3°C)≤θпд, а на высоте , принимая, что температура возрастает прямо пропорционально снижению влажности зерна.

Послойное пересыпание зерна из контейнера 9 осуществляется его плавным вращением, при этом материал движется по наклонной поверхности, образованной контейнером и диффузором (обелиском). Для формирования слоя, начиная с большей влажности и заканчивая меньшей, необходимо послойное смещение материала. Это достигается торможением тонкого слоя, сходящего по диффузору.

Величина ограничивается величиной допустимого влагосъема в 6%, а тонкими слоями материал перегружают для снижения неравномерности сушки.

Полное опорожнение бункера возможно, когда его ось при вращении совпадет с вертикалью, при этом центральный угол составит α≤180-2β, где β - угол трения при движении зерна по поверхности диффузора.

Пример 1. Расчет кинетики контейнерной сушки при δ≤±1,5% без отлежки

Дано: семена пшеницы, начальная влажность Wн=20%; конечная Wк=14%; hкр=0,19 м; δ=±1,5%.

Контейнер: площадь решетки 1×1 м, расход вентилятора θв=1000 м3/ч.

Допустимый по исходным требованиям влагосъем - 6%. Выбираем высоту слоя h=2hкр≈0,4 (с учетом усадки). Предельно допустимая температура нагрева семян θпд=49°C, но с учетом неравномерности семян по влажности выбираем на 5°C ниже, а рекомендуемая температура агента сушки t1пд+3°C=47°C (В.И. Анискин, Г.С. Окунь. Технологические основы оценки работы зерносушильных установок. М.: ГНУ ВИН, 2003, с. 80-82).

Тогда при начальной температуре зерна θн=20°C, θср=32°C.

По достижении температуры зерна θср на высоте hкр=0,19 м слой инвертируют и продолжают сушку.

Количество испаренной влаги за весь процесс составит:

,

где G - исходная масса зерна, G=F·H·γ=1·0,4·750=300 кг;

F - площадь решетки, м2;

γ - объемная масса зерна, кг/м3.

Расход теплоты составит:

Qт=Qв·с·ΔT=27·103 кДж/ч,

где с - теплоемкость агента сушки, кДж/кг·°C;

ΔT - перепад температуры, °C, ΔT=47-20=27°C.

Длительность сушки составит:

,

где q - удельные затраты теплоты на испарение влаги, q=5,54 МДж/кг.

Пример 2. Расчет кинетики контейнерной сушки с отлежкой

Дано: Wн=25%; Wк=14%; hкр=0,14 м; θпд=42°C; t1=45°C; θн=20°C; θср=33°C; H=2hкр≈0,27 м; ΔW1=5%; ΔW2=6%.

Режим сушки следующий: первоначальный съем 5% влаги - ΔW1=5%, а после отлежки ΔW2=6%, при этом слой дважды инвертируем (т.е. перегружаем), длительность отлежки составляет 0,5…1 ч, за это время выровнивается поле влажности в зерновке.

Масса загруженного материала в контейнере составит:

G1=F·H·γ=1·0,27·750=202,5 кг.

Количество испаренной влаги составит:

.

Количество подведенной теплоты составит:

,

где ΔT1=43-20=23°C.

Длительность сушки до отлежки составит:

.

Масса зерна после первого влагосъема составит:

.

Количество испаренной влаги после отлежки составит:

.

Количество подведенной теплоты составит:

.

Длительность сушки после отлежки составит:

.

Суммарное время сушки без учета времени отлежки составит:

Στ=5,8 ч.

Пример 3. Зерно влажностью 25% и параметрами по примеру 2 при лабораторных исследованиях продували поочередно с двух сторон агентом сушки с температурой t1=45°C и скоростью 0,5 м/с в кассете с высотой слоя Н=2hкр=0,28 м и диаметром 0,1 м. На высоте hкр=0,14 м от решеток был установлен термометр.

По достижении температуры зерно на этой высоте θ=32…33°C и кассету переворачивали и продолжали сушку до кондиционной влажности. Затем зерно охлаждали и разгружали с периодическим отбором навесок на влажность.

По результатам опыта установлено, что предельное отклонение при средней влажности при температуре θ=θпд=42°C высушенного зерна до 13,5% не превышает δ=±1,1%.

При контрольном опыте в той же кассете, при тех же условиях сушки, но с односторонней продувкой конечная влажность составила 13,9%, а δ=+2,0%, δ=-1,9%.

Эффективность предложенного способа контейнерной сушки обусловлена инвертированием слоя, при котором реализуется реверс агента сушки, и неравномерность сушки снижается вдвое по сравнению с односторонней продувкой.


СПОСОБ КОНТЕЙНЕРНОЙ СУШКИ СЕМЯН И ЗЕРНА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
СПОСОБ КОНТЕЙНЕРНОЙ СУШКИ СЕМЯН И ЗЕРНА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 121-123 из 123.
04.04.2018
№218.016.2fbc

Способ сушки последней партии зерна

Изобретение относится к сушке зерна и может быть использовано в сельском хозяйстве и в системе заготовок, преимущественно в зерносушилках с топками на твердом топливе. Способ сушки последней партии зерна заключается в прекращении подачи топлива в топку, циклической досушке, охлаждении и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002644656
Дата охранного документа: 13.02.2018
04.04.2018
№218.016.3195

Беспилотный робот для внесения гербицидов

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к техническим средствам для обработки растений. Беспилотный робот для внесения гербицидов содержит раму с управляемыми колесами, систему управления и навигации с контрольно-измерительными приборами, систему питания, а...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002645165
Дата охранного документа: 16.02.2018
04.04.2018
№218.016.33c0

Способ сушки семян и зерна и устройство для его осуществления

Изобретение относится к сельскому хозяйству и смежным с ним областям. Способ сушки семян и зерна заключается в том, что материал загружают, циркулируют, периодически отлеживают и воздействуют подогретым и неподогретым агентом сушки, высушивают, охлаждают и разгружают. Длительность τ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002645764
Дата охранного документа: 28.02.2018
Показаны записи 181-185 из 185.
16.05.2023
№223.018.606c

Автоматизированная почвообрабатывающая машина с высокотурбулентной воздушной струей

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к техническим средствам для основной безотвальной обработки почвы. Автоматизированная почвообрабатывающая машина содержит несущую раму и три секции. Первая секция 1 и третья секция 2 выполнены складывающимися. Вторая...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002740583
Дата охранного документа: 15.01.2021
16.05.2023
№223.018.6119

Способ поддержания оптимального температурного режима работы солнечного модуля и устройство для его реализации

Изобретение относится к гелиотехнике и может быть использовано для электрификации инфраструктуры сельского хозяйства. Охлаждение фотоэлектрических элементов до оптимальной температуры осуществляют антигравитационным теплообменным устройством с капиллярным телом, конденсаторную часть которого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002747080
Дата охранного документа: 26.04.2021
20.05.2023
№223.018.6539

Оконная створка со встроенным фотоэлектрическим модулем с увеличенным сроком службы и способ её изготовления

Изобретение относится к области солнечной энергетики, в частности к фотоэлектрическим модулям, встраиваемым в конструкционные элементы зданий и сооружений и служащим для преобразования солнечного излучения в электрическую энергию для электроснабжения зданий в автономном режиме или параллельном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002742680
Дата охранного документа: 09.02.2021
21.05.2023
№223.018.6acc

Машина для дифференцированного внесения пестицидов, жидких минеральных удобрений и других агрохимикатов

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Машина для дифференцированного внесения пестицидов, жидких минеральных удобрений и агрохимикатов содержит: энергетическое средство (1), кабину управления (3), блок контроля и управления работой (4) машины, приемник навигационных сигналов (5),...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002748996
Дата охранного документа: 02.06.2021
21.05.2023
№223.018.6acd

Машина для дифференцированного внесения пестицидов, жидких минеральных удобрений и других агрохимикатов

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Машина для дифференцированного внесения пестицидов, жидких минеральных удобрений и агрохимикатов содержит: энергетическое средство (1), кабину управления (3), блок контроля и управления работой (4) машины, приемник навигационных сигналов (5),...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002748996
Дата охранного документа: 02.06.2021
+ добавить свой РИД