Аэродинамическая установка для сушки сыпучих материалов

 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, конкретно к машинам для сушки зерна и других сыпучих материалов. Аэродинамическая установка для сушки сыпучих материалов содержит вентиляторы 1, воздухораспределители, сушильные короба 5, расположенные один под другим. Верхний сушильный короб снабжен надсушильным бункером, а нижний - выпускным устройством. Сушильные короба перфорированными решетами 12 разделены на верхний сушильный транспортирующий канал, нижний подводящий агент сушки. Над перфорированными решетами со стороны выпускных окон расположены активные переливные пороги 18. В сушильных коробах размещены активные переливные пороги 18, выполненные пустотелыми, внутренние полости которых сообщены с источником сжатого воздуха для дополнительного воздействия на материал. Поскольку с помощью активного переливного порога производится выравнивание массы по влажности путем ворошения массы, возврата на рециркуляцию и активное расслоение с дальнейшим перебрасыванием ее через активный переливной порог, верхняя перфорированная поверхность активного переливного порога выполнена криволинейной с постоянным радиусом кривизны, а обращенная к перфорированному решету 12 - с плавным уменьшением кривизны в сторону, обратную по ходу транспортирования материала. Изобретение обеспечивает ускорение процесса сушки при снижении тепловых затрат и повышениt качества материала. 2 з.п.ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, конкретно к машинам для сушки зерна и других сыпучих материалов.

Известна аэродинамическая зерносушилка (патент Р.Ф. RU N 2108074 C1, F 26 В 17/26, 1994), содержащая теплоизоляционный корпус с загрузочным и разгрузочными патрубками, нагревателями, вибровозбудитель, и аспирационную систему. Корпус выполнен неподвижным и снабжен платформой, установленной внутри корпуса с возможностью вибрации и имеющей наклонные, каскадно расположенные полки для перемещения зерна, в зоне стыка снабженные C-образными вилочными ворошителями.

Недостатками указанной зерносушилки являются: низкое качество воздействия C-образного вилочного ворошителя при сушке связанных материалов и зерна, имеющего соломистые засорители, сложность конструкции и большая материалоемкость.

Известен способ тепловой обработки сыпучих термочувствительных материалов (А. с. СССР N 580419, М.кл2 F 26 В 3/02, 1977), установка, реализующая этот способ содержит камеры нагрева и сушки, обеспечивающие рециркуляцию и смешивание подогретого материала с исходным. Недостатком этого способа является то, что не полностью реализуется эффективность работы расслоенного кипящего слоя, а именно отсутствует механизм возврата на дополнительную подсушку частиц имеющих повышенную влажность, путем выноса легких частиц из межзернового пространства.

Наиболее близким к данному техническому решению является сушилка AI-KBP (Гришин М.А., Анатазевич В.И., Семенов Ю.Г. Установки для сушки пищевых продуктов - М.: Агропромиздат, 1989 с. 128...130), содержащая сушильную камеру, в которой смонтированы короба, расположенные один под другим и попарно укрепленные на вертикальных рамах-подвесках. Первый и третий короба (считая сверху) связаны с одной рамой, второй и четвертый - с другой и колеблются в противофазе в вертикальной плоскости. В каждом сушильном коробе жестко закреплено перфорированное решето, над выпускной частью которого установлен переливной порог, обеспечивающий заданный уровень толщины слоя материала. Пороги установлены с возможностью изменения высоты установки. Оптимальная высота порогов не превышает 100 мм. Под перфорированное решето подается подогретый агент сушки. В воздухоподводящей части короба имеются поворотные щитки, предназначенные для регулировки распределения воздуха под решета. Сушка материала в виброкипящем слое характеризуется высокой интенсивностью, но сопряжена с повышенным расходом электроэнергии, поскольку расход воздуха очень велик и поэтому на каждый короб требуется постановка своего вентилятора.

При работе сушилки продукт постепенно накапливается на решете, пока не достигнет уровня, заданного переливным порогом. За счет подпора со стороны подачи материала питателем продукт перемещается вдоль решета на второе решето. Регулируя частоту вращения питателя и высоту порогов, изменяют производительность и длительность пребывания материала в сушилке.

Малая экспозиция, до 9 минут, при сушке семян зерновых колосовых культур с доведением до кондиционной влажности влечет снижение всхожести и энергии роста.

В этих условиях при относительно пассивных порогах, осуществляется только пересыпание материала через пороги, что не приводит к полному разобщению материала по влажности. Кроме того, невозможно индивидуально и независимо у различных порогов регулировать величину расслоения материала по влажности и перемещения в верхние слои из межзерновых пор легких частиц, для которых скорость фильтрации воздушного потока больше скорости витания.

Заявленное изобретение направлено на решение следующей задачи: ускорение процесса сушки при снижении тепловых затрат и повышения качества материала.

Поставленная задача решена путем размещения в сушильных коробах активных переливных порогов. Активные переливные пороги выполнены пустотелыми, внутренние полости которых сообщены с источником сжатого воздуха для дополнительного воздействия на материал. Поскольку с помощью активного переливного порога производиться выравнивание массы по влажности путем ворошения массы, возврата на рециркуляцию и активное расслоение с дальнейшим перебрасыванием ее через активный переливной порог, верхняя перфорированная поверхность активного переливного порога выполнена криволинейной с постоянным радиусом кривизны, а обращенная к перфорированному решету - с плавным уменьшением кривизны в сторону, обратную по ходу транспортирования материала.

Активные переливные пороги в зонах выгрузных окон шарнирно сочленены с боковыми стенками сушильных коробов с возможностью углового поворота их относительно вертикальной плоскости и фиксации.

Применение предлагаемой аэродинамической установки для сушки сыпучих материалов позволит: уменьшить разницу по влажности отдельных зерен до +1,0% от среднего показателя влажности и повысить показатели всхожести и энергии роста примерно на 1,5. . .2,5% сравнительно с лучшими сушилками, например шахтного типа.

Сушка материала в кипящем слое предлагаемого варианта заключается в рациональной организации мягкого режима переноса тепла и массы влаги с поверхностных слоев зерновки, поскольку из теории сушки известно, что при соприкосновении сухого, подсушенного материала с влажным происходит процесс влагообмена. Таким образом, повышение качества сушки достигается за счет совокупности аэродинамического воздействия струй теплоносителя на зерно и частичного сорбционного влагообмена в зонах работы активных переливных порогов. Испарение влаги с поверхностных слоев компенсируется ее поступлением из внутренних слоев без увеличения температуры зерновки. Подвод струй воздушного потока осуществляется ступенчато, поверхность активного переливного порога, в зоне преимущественно сориентированной встречным потоком перфорированного решета, перфорации не имеет. При совместной работе струй воздушного потока сушильного короба и струй, выходящих из перфорации активного переливного порога возникают две зоны. Первая зона обеспечивает постепенный прогрев материала, сушку и вынос подсушенного материала во вторую зону - сушки и транспортирования материала.

На фиг. 1 показана схема аэродинамической установки для сушки сыпучих материалов, вид сбоку; на фиг.2 - узел I на фиг.1 в увеличенном масштабе, на фиг.3 - вид А на фиг.2.

Аэродинамическая установка для сушки сыпучих материалов включает вентиляторы 1 и 2, соединенные воздухораспределителями 3 и 4 с сушильными коробами 5. Над верхним сушильным коробом установлен надсушильный бункер 6, а нижний снабжен выпускным устройством 7. В воздухораспределителях 3 и 4 имеются каналы 8 с поворотными щитками 9, предназначенными для регулировки распределения воздуха по каналам 8. Сушильные короба 5 выполнены из воздухоподводящих 10 и транспортирующих 11 каналов, между которыми жестко установлены перфорированные решета 12. Первый третий и пятый сушильные короба связаны с одной рамой 13, второй четвертый и шестой - с другой рамой 14. На рамах закреплены винтовые механизмы 15 для регулирования угла постановки сушильных коробов. В воздухоподводящих каналах 10 установлены электроподогреватели 16. В конце каждого транспортного канала 11 в зоне выпускных окон 17 (фиг.2) подвижно закреплен активный переливной порог 18, верхняя и боковые стороны которого имеют перфорацию 19 для направленного выхода воздушного потока. Верхний сушильный короб, сочлененный с надсушильным бункером порога не имеет. Активный переливной порог 18 (фиг.3) с одной стороны цапфой 20 опирается на опору 21. Цапфой и шарнирно-рычажной системой активный переливной порог устанавливается относительно вертикальной плоскости в требуемом положении. Внутренняя полость активного переливного порога с противоположной стороны сообщена с трубой 22 подвода сжатого воздуха, на фиг.1 и 2 трубы 22 подвода сжатого воздуха условно не показаны.

Аэродинамическая установка для сушки сыпучих материалов работает следующим образом.

Зерно под собственным весом из надсушильного бункера 6 поступает в транспортирующий канал 11 верхнего сушильного короба, где подпадает под воздействие струй горячего воздуха, выходящих под острым углом из щели перфорированного решета 12. Подогрев воздушного потока в воздухораспределительном канале производиться за счет работы электроподогревателей 16. В процессе перемещения зернового материала происходит подсушка и разделение его слоя на фракции, отличающиеся по аэродинамическим свойствам. Подсохшие - легкие частицы, для которых скорость фильтрации горячего воздушного потока больше их скорости витания в межзерновых порах, перемещаются в верхние слои и далее к активному переливному порогу 18. Одновременно к активному переливному порогу за счет направленных струй, выходящих из щелей перфорированной перегородки 12, перемещается и нижний слой. Через внутреннюю полость активного переливного порога обеспечивается ввод дополнительного воздуха в зерновой слой. При этом выход его струй из перфорации передней и задней поверхностей происходит навстречу перемещаемому материалу, а через верхнюю поверхность выход струй из перфорации по ходу перемещаемого материала. Выпуклая форма сторон, образующая поверхность активного переливного порога, обеспечивает ввод дополнительного воздуха по линиям, пересекающим траекторию движения материала. В результате происходит активное дополнительное разрыхление зерен и составных частей перемещаемого материала. Для исключения строго встречного воздушного потока, выходящего из перфорации активного переливного порога 18 с воздушным потоком, выходящим из перфорации решета 12, в этой зоне поверхность активного переливного порога перфорации не имеет. Такой дополнительный ввод воздуха соответствует максимальной эффективности извлечения подсохших - легких зерен из межзернового пространства в верхние слои и их пересыпание через верхнюю поверхность активного переливного порога, а также выноса пыли и легких примесей в аспирационную систему. В зависимости от вида материала и его влажности, наличия пыли и легких примесей положение активного переливного порога регулируют шарнирно-рычажной системой. Подсушенный материал на верхнем сушильном коробе пересыпается на следующий за счет работы верхней перфорированной поверхности активного переливного порога. Боковой поверхностью активного переливного порога масса зерна частично возвращается в зону транспортного канала, оставшееся зерно на поверхности перфорированной перегородки поступает на второй короб и так далее с короба на короб.

Охлаждение материала производится в охладительной колонке.

Формула изобретения

1. Аэродинамическая установка для сушки сыпучих материалов, содержащая сушильные короба, расположенные один под другим с воздухоподводящими каналами и перфорированными решетами с установленными над ними с возможностью перемещения по высоте для отвода материала переливными порогами, отличающаяся тем, что переливные пороги выполнены активными пустотелыми, их внутренние полости сообщены с источником сжатого воздуха для дополнительного воздействия на материал, при этом верхняя перфорированная поверхность активного переливного порога выполнена криволинейной с постоянным радиусом кривизны, а обращенная к перфорированному решету - с плавным уменьшением кривизны в сторону, обратную по ходу транспортирования материала.

2. Аэродинамическая установка для сушки сыпучих материалов по п.1, отличающаяся тем, что подвод струй воздушного потока осуществляют ступенчато, поверхность активного переливного порога в зоне, преимущественно сориентированной встречным потоком перфорированного решета, перфорации не имеет.

3. Аэродинамическая установка для сушки сыпучих материалов по п.1, отличающаяся тем, что активные переливные пороги в зонах выгрузных окон шарнирно сочленены с боковыми стенками сушильных коробов с возможностью углового поворота их относительно вертикальной плоскости и фиксации.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3