Сушилка для сельскохозяйственных продуктов

 

Использование: в сельском хозяйстве, пищевая промышленность, в частности для сушки сыпучих продуктов. Сущность изобретения: сушилка содержит верхнюю двускатную и нижние односкатные камеры сушки с расположенными под ними воздухораспределительными каналами, ограниченные по периметру боковыми и торцовыми стенками, выгрузные клапаны, расположенные у основания верхней и нижних камер, загрузочный и разгрузочные аэрожелоба, вертикальную перегородку, установленную в верхней камере сушки и соответственных воздухораспределительном канале и загрузочном аэрожелобе с образованием двух секций, норию, соединенную приемной частью с одной из образованных в верхней камере секций посредством регулируемого скатного лотка, а разгрузочной частью с секцией загрузочного аэрожелоба. В нижней стенке одной секции верхней камеры выполнено перепускное окно. Регулируемый сжатый лоток установлен с возможностью направления обрабатывемого продукта в норию или в нижнюю камеру сушки. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к технике сушки преимущественно зерна и маслосемян, может найти применение на сельскохозяйственных предприятиях.

Наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является сушилка для сельскохозяйственных продуктов. Сушилка содержит верхнюю камеру сушки в виде двускатного перфорированного днища, под которым расположен воздухораспределительный канал, а над ним ряды промежуточных и основных перегородок, ограниченные по периметру боковыми стенками и снабженные в нижней части выгрузными клапанами. Загрузочное устройство выполнено в виде аэрожелоба, ограниченного сверху и с боков П-образным коробом с заслонками между рядами промежуточных и основных формирующих перегородок. Под каждым скатом днища верхней камеры расположены нижние камеры с односкатными днищами и аналогичными верхней камере формирующими перегородками и снабженные в нижней части разгрузочными аэрожелобами. Верхняя, нижняя камеры и торцовые стенки сушилки образуют между собой складское помещение. Воздухораспределительные каналы камер сушки снабжены системой патрубков для соединения их с источником подачи теплоносителя.

В прототипе имеются неиспользованные резервы в повышении пpоизводительности сушилки. Сушка зерна не может быть начата раньше, чем произойдет заполнение зерном всех секций камер сушки. Поэтому первым резервом является выполнение условия, при котором сушка зерна начинается почти одновременно с заполнением каждой камеры сушки. Конструктивно такое условие выполнимо при установке под камерой сушки внутри воздухораспределительного канала поворотных заслонок для каждой секции камеры сушки примерно через каждые 2 м на длине 16 м. Тогда при закрытой первой заслонке начальной секции сразу после ее заполнения можно начинать сушку, последовательно перепуская теплоноситель в следующие секции по мере заполнения остальных секций. Однако в этом случае зерно в каждой секции будет находиться разное время под сушкой. Это приведет к неравномерной его сушке. Такой резерв можно использовать для сушки небольших партий в одной или двух секциях камеры сушки.

Вторым резервом является предварительный подогрев или подсушка загружаемого зерна в камеру сушку. Для этого в существующих сушилках устанавливают специальные подогреватели. Третьим резервом является переход от порционной к непрерывной сушке при достаточно тонком слое.

Четвертым резервом является увеличение скорости фильтрации теплоносителя через слой зерна. Пятым резервом является выполнение условия "отлежки" зерна после подогрева или подсушки в смеси со свежеубранным зерном. При этом происходит перераспределение тепла и выделение влаги из внутренних тканей зерновки к наружной оболочке, что особенно благоприятно для сушки семенного зерна.

Шестым резервом повышения производительности, который обеспечивает существенную прибавку, является сушка зерна с рециркуляцией.

Анализ существующих сушилок показывает, что использование этих резервов приводит к усложнению их конструкций, требует дополнительного оборудования, капитальных затрат на переоборудование.

Используя конструкцию сушилки-прототипа, можно при небольших дополнительных затратах реализовать все перечисленные выше резервы повышения производительности сушки зерна.

Целью изобретения является повышение производительности сушилки за счет расширения ее технологических возможностей для обеспечения подсушки зерна одновременно с процессом загрузки камер сушилки.

Указанная цель достигается тем, что верхняя двускатная камера сушки разделена вертикальной поперечной к продольной оси перегородкой на две секции. Секция камеры сушки, расположенная со стороны общей воздухораспределительной камеры, через выгрузные клапаны у основания скатов и регулируемый по углу наклона скатный лоток, примыкающий в одном из крайних положений к перепускному окну на вертикальной стенке нижних камер сушки, сообщена с приемной частью дополнительной нории, разгрузочная часть которой связана с жалюзийной поверхностью участка загрузочного аэрожелоба, расположенного за поперечной перегородкой. Воздухораспределительные каналы, под образованными перегородкой секциями сообщены между собой через заслонку. Секция верхней камеры сушки со стороны общей воздухораспределительной камеры выполнена по объему меньше второй секции. Над первой секцией камеры расположен конусообразный воздуховод, а над остальной частью камеры аэрожелоб. Дополнительная нория расположена между торцевой стенкой сушилки и общей воздухораспределительной камерой, причем первая секция камеры сушки через выгрузные клапана при другом крайнем положении скатного лотка технологически сообщена с нижними камерами сушки.

В процессе анализа не обнаружено в исследуемом уровне техники устройства, обладающего совокупностью существенных признаков тождественных или эквивалентных заявляемому объекту, вследствие чего пришел к выводу о соответствии его критерию "новизна".

При исследовании объекта на соответствие изобретательского уровня было установлено следующее. Повышение производительности сушилки достигнуто благодаря тому, что первая секция выполняет роль устройства для подсушивания поступающего влажного материала. Конструктивно это обеспечивается за счет новой взаимосвязи этой секции через норию с загрузочным аэрожелобом второй секции, а также изолирования ее камеры сушки от остальной части верхней камеры и воздухораспределительного канала, перекрываемого заслонкой. Для повышения производительности путем предварительного подогрева (подсушки) предлагается изготавливать специальные устройства (Голубкович А,В, Чижиков А. Г. Сушка высоковлажных семян и зерна. М. 1991. с.50-64). В таких технических решениях обеспечивается повышение производительности основной сушилки более чем на 50% и снижение на 15% затрат тепла на сушку по сравнению с паспортными показателями основной сушилки. Однако такие конструктивные решения требуют: во-первых, специально изготовленного устройства для подсушивания; во-вторых, дополнительного источника тепла с нагнетающим вентилятором (желательно высокого давления); в-третьих, отсасывающего вентилятора.

В предлагаемом техническом решении нет необходимости в дополнительном источнике тепла, отсасывающем вентиляторе и в самом специально изготавливаемом устройстве для подсушивания. Используется имеющееся оборудование, но при соответствующей взаимосвязи.

При сушке продовольственного зерна в предлагаемом техническом решении легко обеспечивается возврат (рециркуляция) части подсушенного зерна в первой секции вновь в смеси с влажным зерном на подсушку либо только однократная подсушка и последующая "отлежка" в последующих секциях до полного их заполнения.

В результате "отлежки" семян до основной сушки происходит процесс темперирования, т. е. достигается выравнивание температуры и влажности на поверхности зерна и его внутренней части. Процесс "отлежки" зерна происходит в течение времени заполнения камер сушки секций следующих за первой и продолжается примерно 2 3 ч.

Использование существующей камеры сушки первой секции, которая расположена через перегородку с остальной частью верхней камеры сушки, позволяет использовать для загрузки имеющийся верхний аэрожелоб и один и тот же источник тепла. Получается новая технологическая взаимосвязь секций двускатной камеры сушки загрузочного аэрожелоба через дополнительную норию. Эта новизна проявляется и в том, что первая секция выполняет роль подогревателя, обеспечивающего подсушку семян, а остальная часть камеры в течение всего времени подсушки служит для подогретых семян бункером-накопителем, где семена "отлеживаются" до основной сушки, выравниваются по температуре и влажности, и обеспечивается перераспределение влаги из внутренних частей в наружные слои. Секция, выполняющая функцию бункера-накопителя во время работы подогревателя, затем выполняет основную свою функцию в досушке семян в камере сушки при открытой заслонке в воздухораспределительном канале на конце первой секции. Наличие перепускного окна под первой секцией на вертикальной стенке нижних камер сушки позволяет без существенных конструктивных изменений обеспечить взаимосвязь камеры сушки первой секции через дополнительную загрузочную норию с загрузочным транспортером над второй секцией.

Сменная производительность сушилки зависит от производительности загрузочного аэрожелоба, поэтому предлагается участок над первой секцией выполнить в виде воздуховода с конусообразной поверхностью. Выполнение начального участка до аэрожелоба в виде конусообразного воздуховода исключает потери напора воздуха над первой секцией и обеспечивает повышенную производительность его работы над остальными секциями камер сушки. Известно, что чем меньше длина аэрожелоба, тем выше его производительность при одинаковых конструктивных параметрах. На это же направлено и то, что длина загрузочного аэрожелоба со стороны конечной его части меньше длины двускатной камеры сушки.

Предложенные особенности не обнаружены при исследовании уровня техники, что дает основание сделать вывод о соответствии заявляемого объекта критерию изобретательского уровня.

На фиг.1 представлена технологическая схема сушки семян с предварительной подсушкой в первой секции (секция для подсушки показана отдельно от основной части сушилки); на фиг.2 конструкция сушилки с подсушкой семян, общий вид; на фиг. 3 схема выгрузки подсушенных семян из первой секции в дополнительную норию; на фиг.4 воздухораспределительный канал верхней двускатной камеры, разделенный на две части заслонкой.

Сушилка содержит загрузочную норию 1 для загрузки предварительно очищенным влажным семенным зерном первой секции в верхней камере сушки. Для подачи подсушенного зерна в остальную часть верхней камеры сушки установлена дополнительная нория 2. Нории 1 и 2 могут быть заменены на двухпоточную норию типа 2НПЗ-20 при условии изолирования приемных частей для исключения взаимного смешивания подсушенных и влажных семян. Предварительно очищенное влажное зерно поступает в норию 1 через зернопровод 3, а ее разгрузочная верхняя часть связана зернопроводом 4 через конусообразный воздуховод 5 с камерой сушки первой секции 7, выполняющей роль подсушки. Вентилятор, расположенный за торцовой стенкой камеры, через воздуховод 5 над первой секцией соединен с загрузочным аэрожелобом 6, жалюзийная поверхность которого начинается непосредственно за вертикальной перегородкой 8, поперечной к продольной оси верхней камеры. Перегородка 8 отделяет первую секцию, имеющую меньший объем, от остальной части верхней камеры сушки.

Воздухораспределительные каналы 9, 10 и 11, расположенные под перфорированными днищами 12 верхней двускатной и нижних односкатных камерам 15 и 16 сушки, служат для подачи теплоносителя по всей длине камеры сушки. Толщина слоя зерна в камерах сушки задается и удерживается рядами формирующих перегородок 13 и 14. Выгрузка подсушенного зерна из первой секции осуществляется через открытые выгрузные клапаны 17. Высохшее в нижних камерах 15 и 16 сушки зерно выгружается за пределы сушилки разгрузочными аэрожелобами 18.

На вертикальной стенке нижних камер сушки под первой секцией 7 имеется перепускное окно 19, которое служит для направления подсушенного в первой секции зерна не в нижние камеры 15 и 16 сушки, а через норию 2 вновь в верхнюю двускатную камеру сушки, только в остальную, большую по объему ее часть. В связи с этим, в период подсушки влажное зерно находится только в первой секции 7, остальная часть верхней камеры служит некоторое время накопителем для подсушенного зерна.

Таким образом, в зависимости от положения скатного лотка 20 можно осуществлять двухстадийную сушку зерна сначала в верхней камере, а затем в нижних камерах сушки, либо при положении лотка 20, когда он примыкает к перепускному окну 19, можно обеспечивать сушку семян с предварительной подсушкой в первой секции. Первый вариант может быть использован, например, при выходе из строя дополнительной нории 2. Перепускное окно 19 на вертикальной стенке со стороны складского помещения сообщено с конусообразным патрубком 21, переходящим в зернопровод и загружающим норию 2. Разгрузочная часть нории 2 через зернопровод 22 соединена с жалюзийной поверхностью участка загрузочного аэрожелоба 6, расположенного за поперечной перегородкой 8.

Для обеспечения подачи теплоносителя от теплогенератора в процессе подсушки зерна только в первую секцию 7 верхней камеры сушки воздухораспределительный канал под этой секцией перекрывается от остальной части канала, расположенного за поперечной перегородкой 8, с помощью заслонки 23. Заслонка 23 после заполнения всей поверхности верхней камеры сушки подсушенной массой устанавливается в положение "открыто", благодаря чему теплоноситель распространяется по всей длине камеры сушки. Конструкция заслонки 23 может быть различной, но выполнение ее поворотной на оси является наиболее приемлемым из-за удобства регулирования ее положения с помощью, например, тяги, конец которой выведен за пределы передней торцевой стенки верхней камеры сушки. Конечный участок загрузочного аэрожелоба выполнен короче длины самой верхней камеры сушки. Конечный участок камеры сушки заполняется семенами благодаря приобретенной ими определенной скорости при движении по жалюзийной поверхности аэрожелоба.

Сушилка с предварительной подсушкой семян работает следующим образом. Влажный зерновой материал после очистки от грубых примесей через зернопровод 3 поступает в норию 1, разгрузочная верхняя ветвь которой через зернопровод 4 подает этот материал на конусообразный воздуховод 5, а затем на оба ската секции 7 камеры для предварительной подсушки. Заслонка 23 в период загрузки перекрывает полость воздуха распределительного канала 9 и обеспечивает подачу теплоносителя от теплогенератора только под перфорированное днище секции 7. В начальный период загрузки секции 7 выгрузные клапаны 17 закрыты, а открывают их при полной загрузке камеры сушки секции 7. После заполнения камеры сушки секции 7 включают теплогенератор. Величиной открытия выгрузных клапанов 17 регулируют время нахождения семян в зоне подсушки, а значит и степень подсушивания. Ориентировочное время пребывания их в этой зоне устанавливают в интервале 3-10 мин для снятия примерно 3 4% влажности. При этом, удаляется основная влага, находящаяся на поверхности или вблизи ее, а сами семена быстро нагреваются до 30 40^оС. Высокая степень сушки обеспечивается тем, что при установке в качестве источника тепла теплогенератор ТАУ-1,5 в первую секцию длиной 2 м, обеспечивается удельная подача теплоносителя в пределах 16-20 тыс.м³ на тонну подсушиваемого семенного материала. В то время, как рекомендуемая удельная подача теплоносителя при основной сушке в мягком режиме составляет 1 1,5 тыс.м³ на тонну, что гарантирует снижение влажности на 1% за 1 ч сушки. Увеличение удельной подачи теплоносителя при щадящем тепловом режиме примерно в 15 раз обеспечивает интенсивную подсушку семян в первой секции 7 с сохранением их посевных качеств.

При несогласованности производительности загрузки и выгрузки семенного зерна из камеры 7 его излишки при определенном накоплении пересыпаются в секцию за перегородку 8 и аэрожелобом 6 загружаются по всей длине вместе с подсушенным зерном. Подсушенное зерно по лотку 20 и зернопроводу поступает в дополнительную норию 2, а затем в камеру сушки за перегородку 8.

Процесс подсушки продолжается до полной загрузки всей верхней камеры, что составляет примерно 2-3 ч. В это время подсушенное в первой секции зерно "отлеживается" и происходит явление темперирования, т.е. достигается выравнивание температуры и влажности на поверхности зерна и его внутренней части. Положительному влиянию выравнивания влажности зерновки на поверхности и внутренней его части способствует охлаждение зерна при его транспортировании загрузочным аэрожелобом.

Выполнение загрузочного аэрожелоба 6 с рабочей транспортирующей поверхностью, начиная со второй секции и короче, чем сама двускатная камера сушки, позволяет: во-первых, увеличить производительность загрузки; во-вторых, обеспечивает возможность при заданной производительности загрузки использовать вентиляторы с меньшими расходными и напорными характеристиками; в-третьих, за счет самотечной загрузки первой секции 7 все влажное зерно сначала поступает в ее камеру, а не растаскивается по всей длине камеры.

После сушки во всей верхней двускатной камере сушки при открытой заслонке 23 семена поступают на окончательную досушку в нижние односкатные камеры 15 и 16 сушки, для чего открывают все клапаны 17, а лоток 20 под первой секцией устанавливают в вертикальное положение для беспрепятственного перемещения семян в нижние камеры сушки. После закрытия клапанов 17 в верхней двускатной камере сушки процесс загрузки с подсушкой повторяется. Высохшее зерно до кондиционной влажности в нижних односкатных камерах 15 и 16 сушки с помощью аэрожелобов 18 выводится к нориям для последующей их переработки.

Предложенное техническое решение позволяет увеличить производительность сушилки за счет расширения ее технологических возможностей примерно на 30 50% благодаря предварительной подсушке семян в первой секции верхней камеры сушки.

Формула изобретения

1. СУШИЛКА ДЛЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ПРОДУКТОВ, содержащая верхнюю двускатную и нижние односкатные камеры сушки с расположенными под ними воздухораспределительными каналами, ограниченные по периметру боковыми и торцевыми стенками, образующими складское помещение, выгрузные клапаны, расположенные у оснований верхней и нижних камер сушки, воздухораспределительную камеру, сообщенную с указанными каналами, загрузочный аэрожелоб, расположенный над вершиной верхней камеры, и разгрузочные аэрожелоба, расположенные у основания нижних камер сушки, отличающаяся тем, что она снабжена вертикальной, поперечной к продольной оси сушилки перегородкой, установленной в верхней камере сушки и соответствующих воздухораспределительном канале и загрузочном аэрожелобе с образованием двух секций, и дополнительной норией, при этом секция верхней камеры сушки, расположенная со стороны воздухораспределительной камеры, снабжена регулируемым скатным лотком и конусообразным патрубком, соединенным с приемной частью дополнительной нории, а в нижней части стенки секции выполнено перепускное окно, причем регулируемый скатный лоток установлен с возможностью направления потока обрабатываемого продукта в конусообразный патрубок или нижнюю камеру сушки, разгрузочная часть дополнительной нории сообщена с частью загрузочного аэрожелоба, расположенной за поперечной перегородкой, а в части перегородки, расположенной в воздухораспределительном канале, выполнено отверстие, снабженное заслонкой.

2. Сушилка по п.1, отличающаяся тем, что секция верхней камеры сушки со стороны общей воздухораспределительной камеры выполнена по объему меньше второй секции.

3. Сушилка по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что над первой секцией камеры расположен конусообразный воздуховод, а над остальной частью камеры - аэрожелоб.

4. Сушилка по п.1, отличающаяся тем, что дополнительная нория расположена между торцевой стенкой сушилки и общей воздухораспределительной камерой.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4