Энергоэкономный зерновой элеватор (способ и устройство)

Группа изобретений относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для длительного хранения зерна и других сыпучих продуктов. Зерновой элеватор включает емкости для зерна, вращающуюся конструкцию типа ротора и систему вентиляции. Вращающаяся конструкция имеет на внутренней стороне спиральные наклонные желоба для свободного перемещения с верхней отметки на нижнюю с последующим раскручиванием ротора. Вращающаяся конструкция типа ротора подвешена на подшипнике и соединена с генератором. Использование группы изобретений обеспечивает получение кондиционного товарного зерна. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для длительного хранения зерна и других сыпучих продуктов (например, круп различного происхождения).

Уровень техники

Известны различные патенты устройств для хранения зерна [патент РФ №2043706; патент РФ №2056722; патент РФ №2101910, МПК A01F 25/00; патент РФ №2116418, МПК A01F 25/00 A01F 25/22; патент РФ №2122313, МПК A01F 25/08, A01F 12/60, A01F 25/16], но ни один из них не может быть взят в качестве прототипа.

Общими недостатками всех перечисленных патентов является высокое потребление энергии на единицу обрабатываемой продукции.

Целью изобретения является снижение энергопотребления, улучшение условий для получения кондиционного товарного зерна и исключение возможности чрезмерного разогрева зерна при длительном хранении.

Указанные цели достигаются следующим образом.

Предлагаемый элеватор для эффективной работы со стратегическими запасами зерна (или круп) представляет из себя несколько цилиндров, один из которых выполнен как емкость для зерна, другой - как внешняя ограждающая и герметизирующая оболочка или кожух, а между ними выполнена цилиндрическая конструкция с возможностью вращения вокруг вертикальной оси. Особенностью вращающейся цилиндрической конструкции является то, что она выполнена как своеобразный ротор, сочлененный по центральной оси со шнековым (поднимающим зерно) устройством, причем внутренние стенки ротора имеют спирально расположенные желоба. Ротор выполнен подвешенным на подшипнике, расположенном в верхней части опорных конструкций внешнего цилиндра, где сочленен с механизмом привода электрогенератора или самим генератором.

Неподвижная емкость для зерна изготовлена с конусным дном, где находится нижний конец шнекового (или ковшевого для подъема зерна) устройства, причем в корпус шнекового устройства на разных отметках врезаны патрубки воздуходувок для создания направления движения воздуха вверх по спирали. Отличительной особенностью подающегося воздуха является то обстоятельство, что воздух очищен от пыли и спор, а также от отрицательных ионов открытых воздушных пространств, что достигается многослойными матерчатыми фильтрами и некоторыми специальными средствами. Такой преобразованный (деионизированный) воздух снижает жизненные возможности большинства живых организмов (например, мышей и крыс), и они почти не приносят потомства. Более того, схема вентиляции внутреннего объема элеватора устроена по типу многократной рециркуляции с заменой внутреннего воздуха внешним (наружным, свежим) в количестве не более 10 процентов в сутки. Это помогает стабилизировать обменные процессы в зерне на низком энергетическом уровне (схема и особенности вентиляции будут раскрыты в другой заявке).

В емкости для зерна, вдоль вертикальных стен с внутренней стороны, выполнены ковшевые элеваторы (подъемники) для подъема зерна вверх и пересыпке его на спиральные желоба ротора.

Устройство изображено на фигуре 1, где показан внешний кожух 1, внутренняя емкость 2 с ее конусным основанием 3 и боковыми отверстиями 4 для входа потока зерна с вращающегося ротора 5 с его спиральными желобами 6. Внутри емкости для зерна выполнены подъемники 7 для доставки зерна через насадку 8 на спиральные желоба вращающегося ротора.

Конусная часть и цилиндрическая часть емкости для зерна сообщаются с помощью шнекового устройства 9, выполненного с нижним отверстием 10 для захвата зерна в конусной части емкости и верхним отверстием 11 для выброса зерна в цилиндрическую часть емкости.

Конусная часть емкости для зерна разделена с цилиндрической частью воздухонаполненной зоной 12, нижняя часть которой выполнена сплошной, а верхняя выполнена с мелкими перфорациями для постоянной подачи воздуха под избыточным давлением внутрь емкости для зерна и снижения возможности перегрева зерна при длительном хранении.

Корпус вращающегося ротора выполнен с верхней конусной, перфорированной крепежной конструкцией 13, сочлененной с генератором электроэнергии 14 и подвешен на подшипнике 15.

Для приема зерна, соскальзывающего со спиральных желобов ротора, выполнен внешний конус 16 (воронка), соединенный с конусной частью емкости для зерна и с возможностью поступления зерна в конусную часть емкости через соответствующие отверстия.

Емкость для зерна и шнековое устройство выполнены с опорой на дополнительный стабилизирующий фундамент 17.

То есть мы заявляем: «Энергоэкономный зерновой элеватор, включающий емкости для зерна и систему вентиляции, отличающийся тем, что выполнен с вращающейся конструкцией типа ротора, имеющей на внутренней стороне спиральные наклонные желоба для свободного стекания зерна с верхней отметки на нижнюю с последующим раскручиванием ротора, сочлененного с генератором электроэнергии и подвешенном на подшипнике».

Работает устройство следующим образом.

После загрузки (или во время загрузки) зерна из внешнего источника в воронку 16 с использованием вакуумного загрузочного агрегата (не показан) включают пусковое устройство (не показано) для раскрутки ротора 5 электрогенератором 14 или дополнительным двигателем (не показан), а также для включения всех механизмов подъема зерна и его вентилирования в ходе перемещения по элеватору (воздуходувки (не показаны), подъемники 7, шнековое устройство 9). В этот промежуток времени потребляется энергия из сети в объеме 100% необходимой энергии.

После набора ротором 5 необходимой скорости вращения электрогенератор 14, вырабатывая электроэнергию, покрывает около 50% необходимой для работы элеватора энергии.

Способ сушки и хранения зерна

Известны многочисленные устройства и способы для сушки и хранения зерна и сыпучих материалов. В одном из патентов [Способ сушки и хранения зерна и устройство для его осуществления (RU 2275003), МПК A01F 25/08, A01F 25, A01D 41/133] применено активное вентилирование зерна на различных ярусах, что отдаленно напоминает наше изобретение.

Общими недостатками прототипа и других известных способов сушки и длительного хранения является их скрытая или явная, но высокая энергозатратность. Показатель 5,5 кДж/кг испаренной влаги считают малым расходом энергии, тогда как в предложенном изобретении энергозатратность по испаряемой влаге можно снизить до 4 и даже до 3 кДж/кг. Суть процесса уменьшения энергозатратности кроется также и в неоднократном свободном скольжении по спиральным желобам ротора, где зерно без затрат энергии вентилируется окружающим воздухом с увеличением испарения влаги. Этот процесс повторяется периодически.

Кроме того, общепринятые нормы влажности зерна при длительном хранении составляют, к примеру, 14%. Это справедливо, когда зерно длительное время находится в толстом слое. Но в условиях неоднократного (периодического) перемешивания в процессах перемещения до верхних отметок ротора с последующим падением до нижних отметок зерно можно длительно хранить и при влажности много большей, например, 20%. Затраты на испарение влаги из зерна общепринятым методом по сравнению с обычной работой подъемного устройства для перемещения зерна на верхние отметки желобов ротора значительно выше. И имеются возможности их уменьшить.

Процесс охлаждения и высушивания зерна осуществляется следующим образом.

Зерно, попадающее из ковшевых подъемников 7 на спиральные желоба 6 ротора 5, соскальзывает по желобам вниз в воронку 16 и заставляет вращаться ротор 5. Из желобов 6 и воронки 16 зерно попадает через отверстия 4 в конусную часть дна емкости для зерна, где с помощью шнекового устройства 9 захватывается в зоне отверстия 10 и переносится вверх, вытекая из отверстия 11 емкости. Таким образом, происходит двойное перемешивание зерна, причем оно теряет большую часть излишнего тепла и влаги. Движение воздуха в шнековом устройстве 9 снизу вверх по спирали (врезы воздуховодных труб не показаны) помогает транспортировке зерна вверх емкости, снижает травмируемость зерна и способствует дополнительной потере излишка тепла и влаги в зерне.

Важным обстоятельством является то, что в почти герметичном объеме при постоянном перемешивании и движении зерна, воздух постепенно теряет кислород и накапливает углекислый газ. Условия хранения зерна в подобном устройстве приближаются к хранению в бескислородной среде, как упоминается, например, в патенте РФ №2122313. Процесс уменьшения содержания кислорода и увеличения концентрации углекислого газа происходит автоматически без затраты энергии. Условия хранения зерна улучшаются, а условия жизнедеятельности всех живых организмов ухудшаются.

Загрузка зерна из внешнего источника в емкость 2 элеватора происходит вакуумным способом (не показано) в нижнюю коническую часть емкости 3 (или внешнюю воронку 16) с последующим подъемом зерна подъемником (шнековым устройством) 9 и доставкой зерна в цилиндрическую часть 2 емкости для зерна.

Подобный способ хранения зерна позволяет длительно сохранять высокое качество зерновых запасов и сыпучих материалов другого типа, например круп, с сохранением высоких потребительских качеств с минимальными затратами энергии.

То есть мы заявляем: «Способ хранения зерна, отличающийся тем, что в процессе хранения зерно периодически перемещают на спиральные желоба в верхней части вращающегося устройства (ротора) для его стекания вниз конструкции с последующим раскручиванием ротора, причем емкость для зерна, имеющая цилиндрическую и конусную части, разделена воздухонаполненной перегородкой, куда подают воздух при избыточном давлении, а в подъемное шнековое устройство, соединяющее конусную и цилиндрическую части емкости для зерна, также подают воздух при избыточном давлении».

Источники информации

1. Патент РФ №2043706, Зернохранилище.

2. Патент РФ №2056722, Зернохранилище.

3. Патент РФ №2101910, MПK A01F 25/00, Зернохранилище.

4. Патент РФ №2116418, МПК A01F 25/00, A01F 25/22, Зернохранилище.

5. Патент РФ №2122313. МПК A01F 25/08, A01F 12/60, A01F 25/16, Зернохранилище.

6. Способ сушки и хранения зерна и устройство для его осуществления (RU 2275003), МПК A01F 25/08, A01F 25, A01D 41/133.

1. Энергоэкономный зерновой элеватор, включающий емкости для зерна и систему вентиляции, отличающийся тем, что выполнен с вращающейся конструкцией типа ротора, имеющей на внутренней стороне спиральные наклонные желоба для свободного стекания зерна с верхней отметки на нижнюю с последующим раскручиванием ротора, сочлененного с генератором электроэнергии и подвешенном на подшипнике.

2. Способ хранения зерна в элеваторе по п. 1, отличающийся тем, что в процессе хранения зерно периодически перемещают на спиральные желоба в верхней части вращающейся конструкции типа ротора для его стекания вниз конструкции с последующим раскручиванием ротора, причем емкость для зерна, имеющая цилиндрическую и конусную части, разделена воздухонаполненной перегородкой, куда подают воздух при избыточном давлении, а в подъемное шнековое устройство, соединяющее конусную и цилиндрическую части емкости для зерна, также подают воздух при избыточном давлении.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области сельского хозяйства и системам автоматизации. Электророботизированное кормохранилище содержит погрузчик-электрокару, блок управления погрузчиком, автоматизированную систему управления, блок мониторинга хода выполнения задания при помощи веб-камеры, блок датчиков меток, систему обнаружения препятствий, стационарное зарядное устройство, сменный аккумулятор, ячейки для хранения тюков корма, базу данных заполнения ячеек, приемный лоток тюков корма.

Изобретение относится к устройству контроля уровня зерна и емкостям для зерна, таким как зерносушилки и зернохранилища, снабженные такими устройствами. Датчик уровня зерна на эффекте Холла расположен вблизи отверстия для засыпки зерна в верхней части зернового бункера.

Изобретение относится к средствам для борьбы с заболеваниями картофеля. Средство используют для обработки картофеля при закладке на хранение.

Изобретение относится к животноводству. Предложенный упаковщик влажного корма в полиэтиленовый рукав состоит из рамы, установленной на шасси с тормозами с гидравлическим устройством регулировки усилия торможения.

Изобретение относится к хранению зерна и может быть использовано для оперативного комплексного контроля текущих значений параметров состояния зерновой массы при хранении.

Изобретение относится к области сельского хозяйства. Комплексная система дистанционного мониторинга и диагностики состояния зерна при хранении содержит систему дистанционного контроля состояния зерна при хранении, систему рециркуляционной фумигации зерна и систему консервации зерна от поражения вредителями.

Изобретение относится к сахарной промышленности и может быть использовано сахарными заводами и свеклосеющими хозяйствами. Способ предусматривает укладку корнеплодов сахарной свеклы в кагаты, укрытие их трехслойной полиэтиленовой пленкой со светоотражающей поверхностью, модифицированной антимикробным препаратом фунгицидного действия, синтезированного при температуре не менее 300°C.
Способ транспортировки и хранения растительных продуктов в герметично закрытых помещениях или закрытой таре включает обработку их озоновоздушной смесью, имеющей концентрацию озона 25-35 мг/м3, при экспозиции 2,85-3,15 ч, температурном режиме 12-16°С и относительной влажности 40-60%.
Способ торможения прорастания клубней картофеля заключается в том, что клубни обрабатывают водным раствором пероксида водорода в концентрации 1·10-2-5·10-2 М (0,34-1,70 г/л), подсушивают и затем обрабатывают 10-15%-ным водным раствором окисленного крахмалсодержащего продукта.

Устройство для транспортировки плодоовощной продукции содержит контейнер с крышкой, выполненной из нежесткого материала, обладающего демпфирующими свойствами. Внутренняя и внешняя поверхности крышки имеют ячеистую форму.

Изобретение относится к технологии хранения овощей и может быть использовано для длительного хранения корнеплодов моркови свежей столовой. Способ хранения моркови включает обработку моркови перед закладкой на хранение электромагнитным полем крайне низких частот при частоте 26-30 Гц и магнитной индукции 3-9 мТл в течение 25-35 мин. Изобретение обеспечивает снижение убыли массы моркови, а также сокращение потерь витамина C и β-каротина. 1 табл., 3 пр.

Изобретение относится к технологии хранения овощей. Способ хранения столовой свеклы включает обработку столовой свеклы перед закладкой на хранение электромагнитным полем крайне низких частот последовательно в три этапа. На первом этапе обработку осуществляют при частоте электромагнитного поля 13-15 Гц и силе тока 10 А в течение 5-15 минут. На втором этапе - при частоте электромагнитного поля 23-25 Гц и силе тока 15 А в течение 5-15 минут. На третьем этапе - при частоте электромагнитного поля 28-30 Гц и силе тока 15 А в течение 5-15 минут. Изобретение обеспечивает снижение потерь массы столовой свеклы, а также сокращение потерь витамина C и фолиевой кислоты в процессе хранения. 1 табл., 3 пр.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к хранению плодов для определения предрасположенности яблок к возникновению горькой ямчатости. Для этого определяют содержание калия и кальция и их соотношение в кожице яблок в период роста плодов и перед закладкой их на хранение. Способ определения предрасположенности яблок к возникновению горькой ямчатости при хранении отличается тем, что определяют содержание К и Са, мг/100 г в наружном эпидермисе яблок; оптимальное отношение содержания К и Са находится в пределах 10,2-13,0; при увеличении отношения К/Са прогнозируют возникновение горькой ямчатости. О необходимости проведения некорневых обработок плодовых деревьев кальцийсодержащими препаратами судят по соотношению К/Са в процессе роста плодов. Оптимальное соотношение К и Са должно находиться в пределах 10,2-13,0. Использование заявленного способа позволяет упростить прогнозирование сроков хранения яблок, обеспечить возможность проведения прогнозирования заболевания до закладки плодов на хранение, а также объективно определять срок съема плодов по уровню содержания калия и кальция в кожице яблок и их соотношения, способствуя уменьшению потерь при хранении. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 3 пр.
Способ транспортировки и хранения растительных продуктов в герметично закрытых помещениях или закрытой таре заключается в обработке их озоновоздушной смесью, имеющей концентрацию озона 25-35 мг/м3 при экспозиции 2,85-3,15 ч при температурном режиме 12-16°C и относительной влажности 40-60%. При обработке обеспечивают концентрацию аэроионов «n+» в озоновоздушной смеси от 40000 до 50000 ион/см3. Помещение или тару на 90-99% объема заполняют продуктами. После обработки озоновоздушной смесью в закрытое помещение или закрытую тару с продуктами подают газ гелий. Обеспечивают избыточное давление в диапазоне от 1.2 до 1.5·104 Па. В процессе транспортировки или хранения продуктов через газовую среду помещения с продуктами или тары с продуктами пропускают электрический ток и визуально контролируют цвет свечения. Отмечают изменение цвета от ярко-желтого до зеленого, что идентифицируется как уменьшение концентрации гелия и увеличение концентрации воздуха в помещении или таре, после чего в помещение или тару дополнительно подают газ гелий и доводят избыточное давление до указанной выше величины. Изобретение обеспечивает повышение сохранности продуктов растениеводства, а также возможность оперативной проверки газовой смеси на содержание гелия и воздуха. 3 табл.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к способам обработки растениеводческой продукции при хранении. Cпособ обработки сахарной свеклы перед закладкой на хранение включает обработку корнеплодов свеклы в момент их укладки в кагаты жидким антисептиком. В качестве жидкого антисептика используют раствор натриевой соли дихлоризоциануровой кислоты с массовой долей 0,075 %, взятый в количестве 2 % к массе свеклы. Изобретение обеспечивает снижение потерь сахарозы, уменьшение накопления растворимых несахаров, повышение эффективности обработки сахарной свеклы и сохранение качества корнеплодов в процессе хранения. 1 табл., 1 пр.

Группа изобретений относится к способу хранения картофеля. Способ включает использование множества клубней картофеля в состоянии внутреннего покоя или в состоянии зимнего покоя и хранение картофеля в регулируемой газовой среде, содержащей двуокись углерода. На первой стадии хранения в первой газообразной среде содержание двуокиси углерода отличается от содержания двуокиси углерода во второй газообразной среде на второй стадии хранения. Изобретение касается также способа хранения картофеля в регулируемой газовой среде, при котором осуществляют замену первой газообразной среды, содержащей двуокись углерода, второй газообразной средой, содержащей двуокись углерода, в ответ на прорастание глазков по меньшей мере в одном из клубней картофеля. Хранение множества клубней картофеля на второй стадии хранения во второй газообразной среде осуществляют при поддержании содержания двуокиси углерода на уровне ниже выбранного порога с целью регулирования содержания сахара в картофеле. Изобретение обеспечивает подавление прорастания клубней картофеля при его хранении в сочетании с низким содержанием сахаров в хранящемся картофеле. 5 н. и 81 з.п. ф-лы, 5 ил., 5 пр.

Способ сушки семян и зерна заключается в том, что материал загружают, циркулируют, периодически отлеживают и воздействуют подогретым и неподогретым агентом сушки, высушивают, охлаждают и разгружают. Длительности воздействия на материал подогретым и неподогретым агентом сушки рассчитывают исходя из условий массопереноса для зоны обезвоживания. При этом производительность шнека прямо пропорциональна вместимости сушильной камеры и обратно пропорциональна длительности цикла вентилирования. Изобретение обеспечивает повышение эффективности сушки. 1 ил., 1 пр.
Изобретение относится к области сельского хозяйства: хранению сыпучих продуктов (злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов, плодоовощной продукции и виноградарства) и кормов, а также может быть актуально при хранении продуктов жизнедеятельности (навоза и помета) и переработки организмов и хлопка-сырца. Способ заключается в трансформации тепла самосогревания сыпучих продуктов (злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов, плодоовощной продукции и виноградарства) и кормов в электроэнергию, которую отводят из зон самосогревания. Достигается он тем, что тепло самосогревания сыпучего продукта передают элементу Пельтье или рабочему телу, которое, расширяясь, совершает механическую работу, превращаемую в электроэнергию, которую отводят из зон самосогревания. Технический результат – получение электроэнергии.

Способ хранения сельскохозяйственной продукции включает закладывание ее в хранилище и воздушное вентилирование. Дополнительно на стены устанавливают пористые съемные кассеты, а на пол укладывают пористые поддоны. Вентилирование ведут воздухом, пропущенным через фильтр, заполненный природным цеолитом. При этом кассеты и поддоны заполняют природным цеолитом с содержанием клиноптилолита не менее 60% и размером фракций 0,5-1,5 см. Техническим результатом является отсутствие плесени и гнили в течение срока хранения. 2 ил., 3 пр.

Способ подготовки плодов кориандра к хранению и переработке включает очистку промышленного кориандра от сорных примесей, разделение кориандра на фракции целых и расколотых плодов. Проводят дополнительную очистку отдельно каждой фракции от мелких и легких сорных примесей. При этом фракцию расколотых плодов делят на два потока, снижая толщину слоя на сите. Расколотые плоды перерабатывают без хранения. Определяют влажность целых плодов и разделяют целые плоды по влажности. Хранят целые плоды кориандра влажностью до 14% до максимального накопления эфирного масла. Целые плоды кориандра влажностью 14% и более сушат до влажности 10-12% без промежуточного хранения и отправляют на переработку или обрабатывают пропионовой кислотой, хранят, затем сушат до влажности 10-12% и отправляют на переработку. Изобретение обеспечивает повышение степени очистки плодов кориандра от сорных примесей, а также позволяет существенно повысить выход из них эфирного масла высокого качества. 2 пр., 2 табл., 1 ил.
Наверх