Результат интеллектуальной деятельности: ПЕРЕНОСНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЕНТИЛИРОВАНИЯ ЗЕРНА

Предлагаемое изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в сельскохозяйственном производстве для активного вентилирования атмосферным или подогретым воздухом, или газовоздушной смесью зернового материала, размещенного в закрытых помещениях, различных емкостях или складированного в виде бурта на открытых токах.

Известна установка для досушки сена в скирдах, содержащая каркас в виде надувной камеры, открытый конец которой соединен с нагнетательным диффузором вентилятора, причем камера имеет перфорированную часть, расположенную на не более 2/3 периметра поперечного сечения каркаса, при этом неперфорированная часть расположена в нижней части этого периметра [А.с. 1230537 А1 СССР, МКИ⁴ A01F 25/08. Установка для досушки сена в скирдах. / Т.П. Матеконис, Р.В. Диджгальвис, В.Т. Матеконис, А.Ю. Мелдажис (СССР). - №3753073/30-15; заявл. 08.06.84; опубл. 15.05.86, Бюл. №18. - 2 с.].

Известное устройство может применяться также для активного вентилирования зернового материала, размещенного в закрытых помещениях и складированного на открытых токах. Однако из-за относительно большей удельной плотности зернового материала по сравнению с сеном толщина насыпного слоя данного зернового материала ограничивается создаваемым давлением вентилятора и упругостью каркаса из надувной камеры, позволяющие сохранять размеры рабочего сечения каркаса от сплющивания, а также обеспечения проходимости оптимального расхода воздуха для соблюдения технологического режима вентиляции по предотвращению самосогревания зернового материала или сушки.

Для обработки зернового материала, размещенного в различных помещениях или буртах под открытым небом, необходимо использовать несколько подобных установок. Поэтому в случае непродолжительного вентилирования зернового материала возникает определенная трудоемкость по скручиванию и перемещению каркаса многочисленных этих установок, особенно в процессе погрузки провентилированного, высушенного зернового материала и расстиланию каркасов этих установок после выезда погрузочных машин и транспорта. Также, погрузочные машины или транспорт могут случайно повредить каркасы напольных установок в процессе работы, так как естественное осыпание зернового материала с откосов буртов при погрузке мешает визуальному наблюдению за габаритными границами каркасов этих установок.

Кроме этого, перфорированные отверстия каркаса в виде надувной камеры не могут иметь стабильного проходного сечения из-за эластичности материала каркаса. При большом давлении вентилятора из-за растяжения материала каркаса отверстия могут увеличиваться. Это приведет к большему расходу воздуха через отверстия каркаса, соответственно увеличится энергопотребление установки из-за повышенного расхода воздуха вентилятором [Калинушкин М.П. Вентиляторные установки. - 7-е изд., перераб. – М.: Высшая школа, 1979. - 223 с.].

Также, известная установка не содержит устройства для регулирования расхода воздуха, что не обеспечивает возможность оптимального регулирования режима сушки или вентилирования: при относительно тонком слое зернового материала последний будет выдуваться с каркаса, а при излишне толстом слое верхняя часть бурта зернового материала не будет продуваться воздухом. Поэтому технологические возможности обработки зернового материала с использованием такой установки ограничены и энергоемки.

Наиболее близким по техническому решению и достигаемому результату к предлагаемому изобретению относится переносное устройство для вентилирования зерна, содержащее трубчатую конструкцию с отверстиями, открытый конец которой соединен с нагнетательным диффузором вентилятора, а ее закрытый конец выполнен сужающимся, причем трубчатая конструкция выполнена жесткой в виде трубы с перфорациями либо в виде жесткого каркаса, обтянутого сеткой, либо комбинированной и снабжена спиральной навивкой, выполненной, например, из металлического троса [Свидетельство на полезную модель 27984 Российская Федерация, МПК⁵ A01F 25/08. Переносное устройство для вентилирования зерна / Кустовинов С.В.; заявитель и патентообладатель Кустовинов Сергей Васильевич. - №2002125242/20; заявл. 25.09.2002, опубл. 10.03.03. - 4 с.] - прототип.

Недостатком данного устройства является то, что открытый конец трубчатой конструкции непосредственно соединен с нагнетательным диффузором вентилятора. Следовательно, нагнетательный диффузор вентилятора должен быть круглым в поперечном сечении, обусловливающее применение только специального вентилятора с круглым в поперечном сечении нагнетательным диффузором. В то время как большинство относительно дешевых общепромышленных радиальных вентиляторов имеют прямоугольное или квадратное сечение нагнетательного диффузора. В связи с этим, применение в данной конструкции специального вентилятора с круглым поперечным сечением нагнетательного диффузора обусловливает низкую степень унификации данного узла. Это ведет к удорожанию стоимости известной трубчатой конструкции переносного устройства для вентилирования зерна.

Кроме этого, трубчатая конструкция переносного устройства для вентилирования зерна не имеет приспособления или элементов конструкции (например, ручек) для быстрого заглубления его в зерновой материал без применения больших физических усилий человеком. Причем, чем больше диаметр закрытого конца трубчатой конструкции, тем больше требуется применение физических усилий для заглубления известного переносного устройства для вентилирования зерна, а также при выглублении устройства из зернового материала после окончания процесса вентилирования зерна.

Предложенная в конструкции спиральная навивка на трубчатой конструкции не обеспечивает быстрого и без особых физических усилий заглубления в зерновой материал переносного устройства для вентилирования зерна одним человеком, так как сужающийся конец трубчатой конструкции со спиральной навивкой, выполненной в виде троса с необозначенным шагом витка, не обеспечивает достаточной ширины спирали навивки, необходимой для преодоления продольной силы сопротивления зернового материала, препятствующей заглублению трубчатой конструкции устройства для вентилирования зерна. Следовательно, данная конструкция навивки трубчатой конструкции увеличивает трудоемкость установки переносного устройства для вентилирования зерна, особенно при установке большого количества таких устройств в зерноскладах.

Также, переносное устройство для вентилирования зерна не имеет устройства для регулирования расхода воздуха вентилятором, что не обеспечивает возможность оптимального регулирования режима сушки или вентилирования: при относительно тонком слое зернового материала последний будет выдуваться вверх с воздухом вдоль трубчатой конструкции, а при излишне толстом слое верхняя часть бурта зернового материала не будет продуваться воздухом. То есть стабильная и эффективная работа рассматриваемого устройства может быть обеспечена лишь при определенной постоянной толщине слоя зернового материала, что требует затрат на создание такой равномерной толщины слоя с применением специальных механизмов или ручным способом. Поэтому технологические возможности обработки зернового материала с использованием такой установки ограничены и энерготрудоемки.

Следовательно, известному устройству также присущи отмеченные выше недостатки, что и аналогу.

Сущность предлагаемой разработки состоит в том, что в известном переносном устройстве для вентилирования зерна, содержащем трубчатую конструкцию с отверстиями, открытый конец которой соединен с нагнетательным диффузором вентилятора, а ее закрытый конец выполнен сужающимся, причем трубчатая конструкция выполнена жесткой в виде трубы с перфорациями, нагнетательный диффузор вентилятора имеет фланцевое соединение с конфузором, соединенным с трубой, в верхней части которой расположены ручки вкручивания, причем внутри трубы размещен регулятор живого сечения перфорированной ее части, сужающийся конец которой имеет воздухоотбойник, а наружная поверхность сужающейся части трубы оборудована двухходовым винтом шнекового типа, при этом на участке между сопряжением внешней стенки спирального корпуса вентилятора и фланцевым соединением нагнетательного диффузора расположена поворотная регулировочная заслонка.

В результате анализа литературных источников не обнаружено идентичного выполнения предлагаемого устройства. При этом отличительные от прототипа признаки придают заявляемой совокупности новые свойства, проявляющиеся в положительном эффекте.

Вследствие того, что нагнетательный диффузор вентилятора имеет фланцевое соединение с конфузором, в свою очередь соединенного с трубой, обеспечивается возможность применения в качестве генератора воздушного потока вентиляторов не только с круглым нагнетательным диффузором, но и широко распространенные общепромышленные радиальные вентиляторы с прямоугольным или квадратным нагнетательным диффузором. Конфузор также способствует более плавному (безвихревому) истечению воздуха из нагнетательного диффузора вентилятора, что обусловливает снижение затрат энергии на привод вентилятора.

Ввиду того, что в верхней части трубы противоположно друг другу установлены ручки вкручивания (например, длиной 0,3…1,0 м каждая), а наружная поверхность сужающейся части трубы оборудована двухходовым винтом шнекового типа, - облегчается заглубление предлагаемого устройства в зерновой материал до процесса вентилирования и его выглубление после окончания технологического процесса вентилирования физическим усилием только одного человека. Это способствует снижению трудоемкости процесса установки и выглубления устройства вентилирования зерна, особенно при применении таких устройств в большом количестве с расстановкой на определенном расстоянии между ними на зерноскладах большой площади.

Размещение внутри трубы регулятора живого сечения ее перфорированной части позволяет изменять длину перфорированной части трубы с учетом толщины слоя вентилируемого зернового материала, предотвращая вынос воздухом зернового материала из бурта, особенно при тонком слое зернового материала, за счет дросселирующего эффекта регулятора на поток воздуха, нагнетаемого вентилятором.

Установка воздухоотбойника внутри сужающегося конца трубы способствует равномерному распределению статического давления воздушного потока внутри трубы и, соответственно, равномерному распределению динамического давления по перфорированной части трубы, обуславливающее равномерность скорости выходящего воздуха из перфорированных отверстий трубы. Это улучшает технологический процесс вентилирования глубинных слоев зернового материала в насыпи, обеспечивая радиальную и продольную равномерность сушки или вентилирования по всей заглубленной части трубы в зерновой материал. Тем самым повышая эффективность и качество технологического процесса вентилирования или сушки зернового материала.

Установка поворотной регулировочной заслонки на участке между сопряжением внешней стенки спирального корпуса вентилятора и фланцевым соединением нагнетательного диффузора позволяет регулировать и корректировать расход воздуха и, соответственно, среднюю скорость воздуха через перфорированные отверстия трубы, устанавливая оптимальный режим функционирования устройства с учетом скважности и толщины слоя вентилируемого зернового материала.

В итоге, при работе предлагаемого устройства достигается положительный эффект, превышающий эффект прототипа. Новая совокупность признаков заявляемого устройства, обеспечивающая получение положительного эффекта, обладает существенными отличиями.

На фигуре 1 представлена схема переносного устройства для вентилирования зерна, где стрелками показано движение воздушного потока, на фигуре 2 приведен общий вид экспериментального образца переносного устройства для вентилирования зерна.

Переносное устройство для вентилирования зерна состоит из вентилятора 1, нагнетательный диффузор 2 которого имеет фланцевое соединение 3 с конфузором 4, соединенным с трубой 5, в верхней части которой расположены ручки вкручивания 6. Внутри трубы 5 размещен регулятор живого сечения 7 перфорированной части трубы 5, сужающийся конец 8 которой имеет воздухоотбойник 9, а наружная поверхность сужающейся части трубы оборудована двухходовым винтом 10 шнекового типа. При этом на участке между сопряжением стенки спирального корпуса 11 вентилятора 1 и фланцевым соединением 3 нагнетательного диффузора 2 расположена поворотная регулировочная заслонка 12. Привод рабочего колеса вентилятора осуществляется фланцевым электрическим двигателем 13.

Переносное устройство для вентилирования зерна работает следующим образом.

Вначале производится заглубление одним человеком переносного устройства в бурт зернового материала. Для этого берут устройство руками за трубу 5 и устанавливают ее вертикально либо под определенным углом в зерновой материал на винт 10. Затем берут руками за ручки 6 и, вращая по ходу закручивания винта 10, легко заглубляют устройство до требуемой глубины вентилирования. После этого включают привод вентилятора 1. Выходящий воздушный поток из нагнетательного диффузора 2 вентилятора 1 проходит по конфузору 4 и трубе 5 до сужающегося конца 8 перфорированной части трубы 5, где ударяется об отбойник 9 и равномерно распределяется по длине перфорированной части трубы 5. Далее, воздушный поток, выходящий из отверстий перфорированной части трубы 5, равномерно распределяется в радиальном направлении в толщине зернового материала, осуществляя процесс его вентилирования. Для подстройки оптимального режима вентилирования зернового материала, с учетом располагаемой его толщины, перемещают вверх или вниз регулятор живого сечения 7 вдоль трубы 5, фиксируя регулятор в требуемом положении, например, с помощью гаек-барашек. Также, изменяя положение поворотной регулировочной заслонки 12 производят корректировку расхода воздуха с учетом требуемой толщины вентилируемого слоя зернового материала в радиальном направлении. Максимальный расход воздуха вентилятором 1 обеспечивается при нахождении свободного конца поворотной регулировочной заслонки 12 на стенке его спирального корпуса 11, что соответствует закрытому положению заслонки 12.

Для более эффективного процесса вентилирования или сушки зернового материала к всасывающему окну вентилятора 1 по гибкому воздуховоду (на рисунке условно не показан) можно подводить теплый воздух, например, от теплогенератора.

Преимуществом предлагаемого изобретения в сравнении с прототипом является повышение эффективности и снижение затрат процесса вентилирования или сушки зернового материала.