Результат интеллектуальной деятельности: Устройство для временного хранения влажного зерна

Изобретение относится к способам хранения зерна и может быть использовано в сельском хозяйстве.

В сельскохозяйственном производстве наряду с зерносушилками широко применяют установки активного вентилирования, которые можно использовать для временной консервации влажного зерна перед сушкой.

Известно устройство активного вентилирования зерна в насыпи с помощью напольно-переносимой конструкции «Промзернопроект». При наличии вентилятора ее можно изготовить в любом хозяйстве.

Работа устройства заключается в вентилировании насыпи наружным или подогретым на 2…3°С воздухом. Однако, этот способ временной консервации трудоемок и не гарантирует качественное хранение (Рекомендации по сушке семян и сельскохозяйственных культур. - М.: Колос, 1965. - С. 24-26).

Известно устройство для сушки зерна в вентилируемых бункерах наружным воздухом, принятое в качестве прототипа, включающее бункер, вентилятор и блок стабилизации относительной влажности с датчиком относительной влажности воздуха. Бункер оснащен тремя контурами автоматического управления, первый контур обеспечивает стабилизацию относительной влажности входящего воздуха, при котором будет достигнута кондиционная влажность зерна, второй - обеспечивает подачу оптимального количества воздуха, третий - поддерживает расход воздуха (Кисильгоф Г.А. Автоматизация энергосберегающих режимов сушки зерна в вентилируемых бункерах // Энергосбережение в сельском хозяйстве: Труды 2-й Междунар. науч. - технич. конф. Ч. 1. - М: ВИЭСХ, 2000. - С. 411-417). Наибольшая подача воздуха приходится на придонную часть бункера, поэтому датчики относительной влажности целесообразно располагать на внешней стороне верхней части бункера, где зерно медленно сушится.

Недостатком известного устройства является энергозатратность, так как для временного хранения не требуется значительного расхода воздуха как на сушку.

Технической задачей изобретения является снижение энергозатратности процесса.

Поставленная задача достигается тем, что устройство временного хранения влажного зерна, включающее бункер, вентилятор и блок стабилизации относительной влажности с датчиком относительной влажности воздуха, согласно изобретению, датчик относительной влажности воздуха размещен с нижней части бункера на стыке конической и цилиндрической частей.

Изобретение поясняется чертежом, на котором представлена технологическая схема устройства.

В состав устройства входят нория 1, вентилятор 2, исполнительный орган 3, датчик 4 относительной влажности отходящего воздуха, размещенный в нижней части бункера 5 на стыке конической и цилиндрической частей, связан с блоком 6 стабилизации и сравнения относительной влажности с заданной, задающий блок 7, блок-усилитель 8 и затвор 9. На схеме также приведены зерно, поступающее на консервацию 10 и после консервации 11.

Устройство функционирует следующим образом.

Влажное зерно, подлежащее консервации, загружают норией 1 в бункер 5, вентилируют вентилятором 2, регистрируют датчиком 4 относительную влажность отходящего воздуха, сравнивают с заданной в блоке 6, сигнал поступает в задающий блок 7, усиливается в блоке 8 и поступает на исполнительный орган 3.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Зерно загружают, устанавливают необходимый расход воздуха в зависимости от его влажности и регулируют его исполнительным органом 3 в зависимости колебаний относительной влажности ϕ_от, меняя положение шибера на вентиляторе 2. К автоматизации активного вентилирования при временном хранении зерна предъявляются следующие требования: система автоматизации должна обеспечить полную сохранность семян и качественных показателей зерна при минимальных затратах. Это достигается подачей определенного расхода воздуха, в зависимости от влажности зерна. При этом расход воздуха меняется: чем более влажное зерно, тем больше его расход. Однако в отличие от сушки активным вентилированием задача сушки зерна не ставится, поэтому подогрев воздуха не требуется, что существенно упрощает систему автоматизации.

В нашем случае, когда консервируют зерно, влажность которого превышает влажность зерна высушиваемого в бункерах, наибольшая подача воздуха будет наблюдаться в верхней части бункера 5, подверженной меньшему сдавливанию, поэтому датчики 4 относительной влажности отходящего агента сушки следует располагать в нижней его части, на стыке цилиндрической и конической частей, чтобы обеспечить регламентный расход воздуха.

Независимо от относительной влажности воздуха зерно можно вентилировать, когда наружный воздух на 4°С холоднее зерна. В дождливую и туманную погоду разница должна составлять не менее 8°С.

Минимальные нормы расхода воздуха приведены в таблице 1 (Рекомендации по сушке семян и сельскохозяйственных культур. - М.: Колос, 1965. - С. 27).

Поскольку в подавляющем большинстве вентилируемых бункеров толщина слоя не превышает 1 м, то можно пользоваться этой таблицей.

Зависимость влажности зерна от относительной влажности отработанного агента сушки на основе наших экспериментальных данных может быть записана как:

где ϕ_от - относительная влажность отходящего воздуха, %;

W - исходная влажность зерна, %.

Пример. Рассчитаем минимальный расход воздуха для консервации зерна влажностью 21% в вентилируемом бункере БВ-40 вместимостью 40 т. Исходя из таблицы, удельный расход равен 100 м /ч и общий расход Q=4000 м³/ч.

Из выражения (1) получим ϕ_вых=42%. Значение расхода Q=4000 м³/ч устанавливается положением шибера на вентиляторе 2, а исполнительный орган корректирует эту величину в зависимости от ϕ_вых - при повышении ϕ_вых расход возрастает, при понижении - снижается. Эффективность устройства заключается в том, что консервация осуществляется при меньшем расходе воздуха в 5-8 раз по сравнению с сушкой активным вентилированием.