Результат интеллектуальной деятельности: Зерносушилка

Изобретение относится к устройствам для сушки продовольственного и семенного зерна зерновых, зернобобовых и масличных культур и может быть использовано на сельскохозяйственных и зерноперерабатывающих предприятиях при подготовке зерна к хранению, а также на перерабатывающих предприятиях агропромышленного комплекса.

Известна зерносушилка (RU2509276C1), содержащая: шахту, состоящую из входного и выходного каналов теплоносителя, разгрузочного устройства, накопительной секции, вентиляторов, сушильных и охладительной секций с подводящими и отводящими теплоноситель коробами и отводящими полукоробами, воздухонагреватель с камерами сгорания и горелками, расположенную под накопительной секцией секцию предварительного подогрева с подводящими теплоноситель коробами, секцию отлежки; сепаратор и пульт управления, во входном канале теплоносителя дополнительно выполнены стенки-перегородки, вентиляторы установлены над охладительной секцией внутри входного канала теплоносителя и в верхней части выходного канала теплоносителя, при этом под вентиляторами в верхней части выходного канала теплоносителя расположены жалюзи. Технический результат от использования изобретения заключается в повышении пожаробезопасности.

В качестве прототипа выбрана зерносушилка (RU2552864C1), содержащая шахту, состоящую из входного и выходного каналов теплоносителя, разгрузочного устройства, накопительной секции, верхних и внутренних вентиляторов, сушильных и охладительной секций с подводящими и отводящими теплоноситель коробами и отводящими полукоробами, воздухонагреватель с камерами сгорания и горелками, расположенную под накопительной секцией секцию предварительного подогрева с подводящими теплоноситель коробами, секцию отлежки, сепаратор, пульт управления. Зерносушилка также содержит стенки-перегородки, дополнительно установленные во входном канале теплоносителя, причем верхние вентиляторы дополнительно снабжены диафрагмами с нониусами для установки угла поворота лопаток диафрагм и установлены над охладительной секцией, при этом над каждым упомянутым верхним вентилятором расположены жалюзи. Технический результат от использования изобретения заключается в уменьшении потери зерна при сушке.

В указанных аналоге и прототипе входной и выходной каналы теплоносителя представляют по сути отдельные шахты, расположенные по бокам зерновой шахты, т.е. шахты с подводящими и отводящими теплоноситель коробами, по которой движется высушиваемое зерно, конструктивно и функционально связанные между собой.

К недостаткам известных зерносушилок относятся:

- отсутствие системы противопожарной сигнализации;

- отсутствие в зерновой шахте дополнительных люков аварийного сброса зерна (на случай пожара);

- отсутствие защиты в зоне забора воздуха на подачу в горелку;

- отсутствие системы аспирации отходов, работающей на зону охлаждения;

- отсутствие автоматизированной системы удаления отходов на выходе из зоны нагрева;

- нерегулируемая частота вращения вентиляторов;

- сложный и ненадежный механизм закрывания вентиляторов в случае остановки в работе сушилки (жалюзи с электроприводом, диафрагмы с нониусами);

- отсутствие или меньший функционал и безопасность площадок для;

- внешний силовой (несущий) каркас, имеющий ограниченную жесткость и устойчивость;

- факельные газовые горелки, не обеспечивающие равномерность теплового потока;

- вентиляторные установки стоят на крыше открыто и не защищены от воздействий окружающей среды;

- в зоне установки вентиляторов нет каких-либо шумозащитных устройств, что делает сушилку ограниченно применимой вблизи населенных пунктов.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, являлось устранение вышеуказанных недостатков.

Указанная задача решается зерносушилкой, содержащей смонтированные совместно шахту подвода теплого воздуха, зерновую шахту, в которой установлены подводящие и отводящие теплоноситель коробы, и шахту отвода отработанного воздуха (воздухоотводящую шахту), загрузочное устройство, разгрузочное устройство, осевые вентиляторы, установленные в верхней части воздухоотводящей шахты, газовые горелки, размещённые на входе в шахту подвода теплого воздуха, в которой, согласно предложению, в качестве газовых горелок применены линейные газовые горелки, зона установки которых закрыта защитной сеткой, в зерновой шахте установлены люки аварийного сброса зерна; предусмотрен внутренний силовой (несущий) каркас, состоящий из пространственных металлоконструкций, связывающих стенки зерносушилки между собой и с внутренними площадками обслуживания; в шахте отвода теплого воздуха установлена также перегородка из наклонных листов, разделяющая шахту отвода отработанного воздуха на две части с закрепленным на данной перегородке шнековым конвейером для удаления отходов, вблизи шахты отвода отработанного воздуха установлен, по меньшей мере один циклон для отделения пыли, связанный трубопроводом с нижней частью шахты отвода отработанного воздуха, и по меньшей мере один центробежный вентилятор, установленный вслед за циклоном.

Целесообразно вдоль отводящих воздушных коробов зерновой шахты проложить противопожарный сигнальный кабель.

Предпочтительный варпиант конструкции внутренних площадок обслуживания, закрепленных на зерновой шахте – с ограждением и решетчатым настилом.

Соответственно необходимы внешние площадки, двери и лестница для доступа к внутренним площадкам обслуживания.

Осевые вентиляторы в верхней части воздухоотводящей шахты целесообразно выполнять с изменяемой частотой вращения, а на выходах вентиляторов устанавливать гравитационные двухлепестковые клапаны.

На крыше предусмотрена возможность установки ограждения из шумоотражающих и шумопоглощающих панелей.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг. 1 показан вид сбоку на зерносушилку.

На фиг. 2 показан вид сверху на зерносушилку.

На фиг. 3 показано сечение Б-Б на фиг. 2.

На фиг. 4 показана одна из секций зерносушилки (горизонтальный срез).

На фиг. 5 показана верхняя часть зерносушилки в двух ракурсах.

На фиг. 6 схематично показано движение воздуха (теплоносителя) при работе зерносушилки.

Зерносушилка состоит из трех основных частей: шахта 1 подвода теплого воздуха, зерновая шахта 2, шахта отвода отработанного воздуха 3. Отдельно от зерносушилки установлены циклоны 19 (2 шт.) и центробежные вентиляторы 20 (2 шт.). Они связаны с зерносушилкой трубопроводами в районе выхода из зоны охлаждения. Линейные газовые горелки 4 установлены на входе в шахту 1 подвода теплого воздуха. Зона установки горелок 4 затянута по периметру мелкоячеистой металлической сеткой 5. Шахта 1 внутри разделена на две части металлической перегородкой. Движение смеси наружного воздуха и топочных газов в данном тепловом канале организовано в виде петли (фиг. 6). Начальная траектория движения потока – восходящая, затем – нисходящая (уже по другую сторону перегородки). Центральная часть сушилки – зерновая шахта 2 – пронизана по всей высоте подводящими и отводящими воздушными коробами 8. Зерновая шахта 2 в нижней части содержит люки аварийного сброса зерна 6. Вдоль каждого ряда отводящих коробов 8 протянут с помощью роликов противопожарный сигнальный кабель 7. Принцип работы кабеля 7 основан на изменении электрического сопротивления металлов при изменении температуры. На зерновой шахте 2 со стороны выхода отработанного воздуха смонтированы внутренние площадки обслуживания 9. Данные площадки имеют ограждение 10. Для доступа к внутренним площадкам обслуживания в стенках сушилки установлены двери 12. Напротив каждой двери 12 расположены внешние площадки 11. К внешним площадкам 11 примыкает вертикальная лестница 13, идущая на всю высоту зерносушилки. Передвижение по лестнице 13 разрешается только при использовании страховочного пояса и троса, натянутого также вдоль всей лестницы. При этом страховочный пояс присоединяется к тросу с помощью специального устройства инерционного типа. Шахта 3 отвода отработанного воздуха содержит внутренний несущий каркас, состоящий из набора металлических балок и распорок. Указанные элементы каркаса в плане образуют комбинацию силовых треугольников, связанных как с внешними стенками сушилки, так и с внутренними площадками обслуживания. Кроме того, названная каркасная конструкция связывает между собой вертикальные несущие колонны при помощи горизонтальных балок. Шахта 3 отвода отработанного воздуха содержит также перегородку 15 из наклонных металлических листов и шнековый транспортер 16 для удаления отходов. В верхней части шахты 3 расположены осевые вентиляторы (вентилдяторные установки) 17, которые протягивают теплый воздух, идущий со стороны горелок, через зерновую шахту 2. На выходе из вентиляторов 17 установлены гравитационные двухлепестковые клапаны 18, которые закрываются по собственным весом при снижении оборотов вентиляторов. Вход атмосферного воздуха в зону охлаждения осуществляется снизу через воздушные заслонки, смонтированные на перегородках из горизонтальных металлических листов (фиг. 3, 6). Наличие названных перегородок и открывающихся заслонок позволяет регулировать величину зоны охлаждения. Центробежные вентиляторы 20 в совокупности с циклонами 19 обеспечивают продувку нижней части зерновой шахты 2 атмосферным воздухом, а также очистку отработанного воздуха от пыли и лузги. Вентиляторные установки 17 расположены в закрытой полости сушилки, представляющей собой по факту «технический этаж». Такая компоновка сушилки позволяет защитить вентиляторы 17 от внешних атмосферных воздействий и делает более комфортными условия обслуживания данных установок. Для снижения уровня шумности верхних вентиляторов, а также для безопасности обслуживающего персонала на крыше зерносушилки устанавливается ограждение из шумопоглощающих панелей 21 (показано частично). Принцип действия данных панелей основан на волновых свойствах звука, таких как, например дифракция.

Работа зерносушилки происходит следующим образом.

Нория загрузки подает зерно на верхний загрузочный конвейер, который распределяет зерновую массу по шахте 2. После загрузки зерновой шахты 2. включаются вентиляторы 17, 20. Затем зажигается горелка 4, и смесь топочных газов с воздухом протягивается через зерновую шахту 2. Таким образом, начинается процесс сушки. Отработанные газы выбрасываются вентиляторами в атмосферу. Зерновая пыль и прочие отходы оседают в шнековом транспортере 16 и удаляются через шлюзовый затвор наружу. По мере просушивания зерно периодически подается через разгрузочное устройство в нижний разрузочный конвейер, затем на разгузочную норию. Из разгрузочной нории зерно идет либо на хранение, либо на повторное досушивание.

Линейные горелки 4 более равномерно нагревают зерно, т.к. сама горелка в отличие от факельной имеет форму, вытянутую вдоль всей ширины шахты.

В сравнении с зерносушилками, имеющими горизонтально расположенные вентиляторы, меньший выброс пыли через верхние вентиляторы 17 объясняется тем, что задняя стенка шахты 3 работает как своего рода инерционный фильтр. То есть частицы пыли, ударяясь в эту стенку шахты 3, скатываются по наклонным листам в шнек. К тому же распыление частиц пыли на большой высоте не так ощутимо. Кроме того, в момент выгрузки, то есть момент наибольшего пылеобразования система управления сушилкой автоматически снижает обороты вентиляторов 17, а лепестковые клапаны 18 в этот момент прикрываются.

Меньший выброс пыли из зерносушилкисушилки объясняется еще и тем, что шахта 3 отвода отработанного воздуха имеет больший объем, чем у аналогов, а следовательно скорость воздуха в этой шахте ниже и приближается к скорости витания частиц пыли и лузги.

Воздух, отводимый из зоны охлаждения, очищается циклонами 19.

Лучшей очистке сушилки от пыли способствует наличие удобных площадок обслуживания 9 и 11.

При нагревании на одном из участков сигнального кабеля 7 выше установленной для него нормы от него идёт сигнал о возникновении пожароопасной ситуации и оператор зерносушилки может своевременно предотвратить возгорание. Также отсутствию возгораний способствует защитная сетка 5 вокруг горелок 4, так как в это пространство не засасывается различного вида горючий мусор.

Если возгорание все же произошло, то дополнительные люки 6 аварийной выгрузки зерна позволяют быстро разгрузить зерновую шахту 2 и избежать повреждения конструкций сушилки пожаром.

В целом предлагаемое изобретение позволяет достичь следующих технических результатов:

- высокая пожаробезопасность;

- высокие экологические показатели – снижение выбросов пыли, снижение уровня шума;

- улучшение функциональных показателей – повышение равномерности нагрева зерна по всей ширине сушилки,

- упрощение процесса управления и обслуживания сушилки;

высокие показатели надежности.