CN109772674B - 一种红枣清洗分选干燥一体机及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种红枣清洗分选干燥一体机，包括：第一机架，其放置于地面上；传动中间轴，其位于所述第一机架一端；螺旋轨道轴，其为同轴固联的三个部件，其中第一、二部件分别位于第三部件的两端，第三部件外部具有螺旋导轨，所述螺旋轨道轴位于所述第一机架两侧，通过圆锥齿轮连接于所述传动中间轴的两端；分级辊，其为同轴固联的三个部件，第一部件对称设置于第三部件的两端，第二部件对称设置与两侧第一部件的一端，第二部件抵触所述两侧螺旋轨道轴，形成分级床面。本发明还提供一种红枣清洗分选干燥一体机的红枣干燥速度的计算方法，能够根据具体干燥温度和湿度的要求精确控制红枣干燥的时间和速度。

Description

一种红枣清洗分选干燥一体机及其控制方法

技术领域

本发明涉及果蔬清洗机械技术领域，更具体的是，本发明涉及一种红枣清洗分选干燥一体机及其设计方法。

背景技术

目前的红枣种植户对于采摘红枣后，一般需要按个头大小进行筛分，必要的红枣则需要进行清洗，传统的这些工作都是由人工进行，因此导致费时费力，而目前的分选机大部分为振动筛分机，但是使用这种分选机，红枣容易造成磕碰损坏，造成浪费和损失，同时需要等红枣沥干后才能使用，浪费时间。在红枣的生产加工中，如果能形成连续化生产可以节省场地、提高工作效率，减少工作强度，但目前的设备中连续的、完整的设备不多，往往是缺少一些工序，仅有的一些设备也存在着各种各样的问题，比如去杂时普遍采用的是风选机，而风选机体积比较大，分离出来的杂质一般都通过通道排到室外，污染环境，另外红枣中掺杂的树枝、树叶、杂草等杂质也不易分离出来，分离效果不理想；另外在风干物料表面水份环节普遍采用的是传统风干原理设备，而风干机对红枣类物料的表面有损坏作用等。

因此，需要针对现有设备的不足，设计一种一体化的设备，集清洗分选干燥为一体化的设备，之所以是先清洗，然后分选，最后干燥，是因为收获后的红枣中含有大量的杂质和异物(如石子、树枝、树叶等)，红枣表面附着灰尘和农药，如果不经过清洗先进行分级会对分级设备造成污染和损伤，影响分级设备的性能和寿命，故此设计的一体机先完成红枣清洗单元操作。洗清干净的红枣如果先干燥，后进行分级操作。红枣进行干燥时，不同尺寸等级的红枣，其表面积差异比较大，达到相同含水量所需要的干燥工艺(干燥温度、干燥时间等)要求不一致，也即是说在相同的干燥条件下不同等级红枣的含水量和表面质量差异很大，所以先干燥后分级不能完全保证产品质量和品质的统一性，不利于产品附加值的提高。将清洗干净的红枣根据其尺寸大小分成多级后再进行干燥，就可以根据不同级别红枣的再加工工艺要求进行相应的干燥处理，满足不同红枣加工品(整粒枣、枣片、枣粉、枣泥等)对红枣含水量的不同要求。综上，以红枣产品的终端价值作为首要评估因素，确定此一体化设备按照红枣先清洗、再分级、后干燥的工艺顺序进行设计。

中国专利文献CN103976297A，公开了一种红枣处理生产线，该发明涉及果蔬机械领域，特别涉及一种红枣处理生产线。它包括依次布置的振动布料机、第一提升机、坡式分离去杂机、振动喷淋清洗机、大枣综合清洗一体机，第二提升机、振动式沥水机、第三提升机和振动式风干机。本发明将各种设备组合到一起，形成了一条龙生产，实现了连续化生产，提高了生产效率，其中的坡式分离去杂机具有占地面积小、环保高效的特点，振动式沥水机和振动式风干机可以使清洗后的红枣快速干燥并不破坏红枣的表面，既高效又环保。

中国专利文献CN107752072A,公开了一种红枣清洗烘干一体机，包括机架、清洗箱和液压伸缩柱，所述机架下方两侧均固定有底座，所述机架的底板内部设置有出水孔，所述第一电动机通过第一皮带与传送轮转动连接，所述清洗箱的上方左侧分别安装有弹性网和料斗，所述搅拌装置的上方安装有联动轴，所述液压伸缩柱的下方安装有第一热风机，所述第一电动机的右侧安装有第三电动机，所述机架的上方右侧安装有第二热风机，且第二热风机的上方安装有第二传送带，所述机架的右侧安装有储物篮。该红枣清洗烘干一体机，可以将红枣进行充分的清洗干净，采用活水进行清洗不会是红枣的表面残留水渍，且清洗后就能立刻对红枣进行烘干，大大提高生产的效率。

中国专利文献CN207978907U，公开了一种清洗干燥分选水果一体机，包括主体，所述主体被隔板分成分选腔、干燥腔和清洗腔，所述清洗腔上方设置有第二喷头和进料斗，所述第二喷头通过水管与水泵相连，所述水泵设置在蓄水槽上，所述蓄水槽内部设置有过滤网组，所述蓄水槽设置在斜槽底部，所述斜槽设置在干燥腔和清洗腔中，所述第二喷头下方设置有主动辊，所述主动辊通过皮带连接在电机上，所述电机通过电机支座安装在主体右侧，所述毛刷带下方设置有斜板，所述干燥腔上端设置有加热器，所述加热器出口处设置有第一喷头，本实用新型集清洗、分选、干燥消毒一体，节能环保，清洗效果好，实现连续清洗，减少劳动强度，利于推广。

通过上述专利文献的描述可知，目前关于红枣清洗、分选、干燥装置的专利虽然有很多，但是大多数都是功能比较单一的，不具有连续性，不利于现有红枣种植户的使用。

发明内容

本发明的一个目的是设计开发了一种红枣清洗分选干燥一体机，清洗槽为滚筒式清洗槽和毛刷喷淋部分，分选室为传动装置和分级辊，烘干室为加热装置和输送带，三个部分连续工作，合为一体机，从而实现了三个功能的连续化和自动化，提升红枣清洗分选干燥效率和加工质量。

本发明的另一个目的是设计开发了一种红枣清洗分选干燥一体机的红枣干燥速度的计算方法，能够提供一种根据具体干燥温度和湿度的要求计算出具体的干燥时间和干燥速度的计算方法，能够适应不同等级红枣干燥的不同要求。

本发明提供的技术方案为：

一种红枣清洗分选干燥一体机，包括：

第一机架，其放置于地面上；

分选部分，其固定在所述第一机架上，包括：

第一电机，其固定在所述第一机架上；

传动中间轴，其位于所述第一机架一端并且连接与所述第一电机，用于传递动力；

圆锥齿轮，其位于所述传动中间轴两端，在所述传动中间轴的每一端有两个圆锥齿轮相互啮合运动；

螺旋轨道轴，其为同轴固联的三个部件，其中第一、二部件分别位于第三部件的两端，第三部件外部具有螺旋导轨，所述螺旋轨道轴位于所述第一机架两侧，通过所述圆锥齿轮连接与所述传动中间轴的两端；

分级辊，其为同轴固联的三个部件，第一部件对称设置于第三部件的两端，第二部件对称设置与两侧第一部件的一端，其均匀铺设于链条上，第二部件抵触所述两侧螺旋轨道轴，形成分级床面，由所述第一电机带动其转动。

优选的是，还包括：

滚杠提升机，其连接与所述第一机架一端；

水箱，其连接与所述滚杠提升机的另一端并且内部设有水泵；

第二机架，其连接与所述水箱的另一端，用于支撑清洗部分前部分；

第二电机，其架设与所述第二机架上，用于清洗；

清洗部分后部分包括：

传动轴和毛刷，所述毛刷套设于所述传动轴上，形成毛刷辊，所述毛刷辊均匀铺设在所述水箱的上部，由所述第二电机带动其转动；

第一喷淋水管，连接所述水箱，位于所述毛刷辊上方，在其滚动清洁过程中喷淋水柱清洁。

优选的是，所述清洗部分前部分包括：

水槽，其置于所述第二机架内部，其内部具有两个警戒线；

螺旋式滚筒，其内壁具有螺旋导轨，侧面带有筛网，设置在所述水槽内，能够在所述水槽中转动；

摩擦轮，其设置在所述螺旋式滚筒与所述第二机架相接触的四角，支撑所述螺旋式滚筒，其中一个摩擦轮连接所述第二电机，用于传递动力；另三个摩擦轮轴向设置在所述第二机架，使所述螺旋式滚筒能够与所述摩擦轮相互间的摩擦力产生相反方向的转动；

第二喷淋水管，位于所述螺旋式滚筒的内部入口，能够进行高压喷洗。

优选的是，还包括：

烘干箱体，其设置在所述第一机架的另一端，在所述分选部分分选以后的红枣中，选择性的进入烘干箱体中；

第三电机，其位于所述烘干箱体的左下角，提供所述烘干部分的动力；

预热器，其设置在所述烘干箱体的下部，由所述第三电机带动提供热量；

循环风机，连接与所述第三电机，将烘干箱体内的热量转化为热的气流，用于起干燥作用和提供热量的循环；

输送带，其位于所述烘干箱体内部，分为三层，从上到下阶梯式交错分布，使被烘干物依次通过三层输送带，形成温度梯度；

尾气排风机和尾气排放通道，位于所述烘干箱体的上部，能够保持烘干箱体内空气流通和气流干燥；

出料口，位于所述烘干箱体右下角，干燥红枣从第三层输送带通过出料口输出。

优选的是，所述螺旋轨道轴的第一部件连接与所述第一机架一端的圆锥齿轮上，所述第二部件连接与所述第一机架的另一端的轴承座上。

优选的是，所述分级辊的第二部件、第一部件和第三部件为直径依次增大的圆柱体，所述第二部件末端为球体，抵触与所述螺旋轨道轴，连接与第二部件的第一部件上装配有链条，在所述第一部件位于链条内侧的两端固定着支撑装置和引导分级辊的导向轮，所述第三部分为分级部分材料是不锈钢。

一种红枣清洗分选干燥一体机的红枣干燥速度的计算方法，包括如下步骤：

步骤一：分别通过传感器检测空气湿度和物料湿含量；

步骤二：计算干燥时间：

其中：τ₁—干燥时间，x—物料湿含量，ρ—被干燥物料密度，γ_w—湿球温度时的气化潜热，K_v—体积总传热系数，T₁—空气温度，T_w—空气湿球温度；

步骤三：计算干燥速度：

其中：R_c—干燥速度；X₀—物料湿含量，在恒速干燥阶段，X₀为常量；—物料平均湿含量；τ₁—干燥时间；α—对流传热系数。

优选的是，所述步骤三还包括：

总传热系数满足：

K_a＝1.175L^0.37

其中：K_a—总传热系数，L—干空气质量流量。

优选的是，所述步骤二中的体积总传热系数为：

K_v＝aρK_a

其中：α—对流传热系数，ρ—被干燥物料密度，K_a—总传热系数。

本发明所述的有益效果：

(1)本发明提供的一种红枣清洗分选干燥一体机，经本发明装置清洗后红枣的洗净率大于98％，清洗部分选用的电机功率为3kw/380v，清洗生产力为1.5-2kg/h；分选等级为4级(三级枣长3.5-3.9cm，宽2.0-2.6cm；二级枣长3.9-4.1cm，宽2.6-3.3cm；一级枣长4.1-4.5cm，宽3.3-4.0cm；特级枣长4.5-6cm，宽4.1-4.5cm。)；干燥前后枣的含水量分别为75％±1％，22±1％。从而实现了三个功能的连续化和自动化，提升红枣清洗分选干燥效率和加工质量。

(2)本发明提供的一种红枣清洗分选干燥一体机的红枣干燥速度的计算方法，能够提供一种根据具体干燥温度和湿度的要求精确控制红枣干燥的时间和速度的控制方法，适应不同红枣的不同干燥要求。

附图说明

图1为本发明所述一种红枣清洗分选干燥一体机的结构示意图。

图2为本发明所述螺旋式滚筒的主视图结构示意图。

图3为本发明所述螺旋式滚筒的俯视图结构示意图。

图4为本发明所述毛刷辊的结构示意图。

图5为本发明所述分选部分的俯视图结构示意图。

图6为本发明所述分选部分的主视图结构示意图。

图7为本发明所述烘干部分的结构示意图。

图8是本发明所述的圆锥齿轮的结构示意图。

图9是本发明所述的传动中间轴的结构示意图。

图10是本发明所述的螺旋轨道轴的结构示意图。

图11是本发明所述的螺旋轨道轴端件的结构示意图。

图12是本发明所述的螺旋轨道轴另一端件的结构示意图。

图13是本发明所述的分选部分链轮轴的结构示意图。

图14是本发明所述的分选部分链轮的结构示意图。

图15是本发明所述的第二链条的结构示意图。

图16是本发明所述的分级辊的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

如图1所示，本发明提供一种红枣清洗分选干燥一体机，设有滚筒式清洗机部分100、滚刷清洗部分300、分选部分400和干燥部分600，三个装置通过传送带500等连接，集红枣清洗、分选和烘干功能于一体。

如图2、图3所示，滚筒式清洗机部分100包括第二机架220，螺旋式滚筒110，第二喷淋水管120，第一进料口140，第一传动装置，第一摩擦轮160，第一出料口170，污水池190。第一传动装置包括第二电机180，减速器181，联轴器182，主动链轮183，从动链轮184和链轮轴185。第二机架220固定在地面上，其上放置有四个支座210，支座固定着滚动式清洗机部分100，把第二电机180放在第二机架220上，其中减速器181连接与所述第二电机180，其下部有一个减速器固定支座，其固定于第二支架220之上，联轴器182连接与所述减速器181另一端，连接轴承，轴承连接主动链轮183，主动链轮通过链条带动从动链轮184转动，从动链轮184带动链轮轴185转动，链轮轴185带动摩擦轮160转动，螺旋式滚筒110放在第一摩擦轮160、第二摩擦轮161上面，这样他们就可以通过相互间的摩擦力产生相反方向的转动了。螺旋式滚筒110四个方位均设有摩擦轮，第一摩擦轮160的作用是支撑和传递动力，不与传动机构相连的第二摩擦轮161只起支撑和承受载荷的作用，做特殊处理已达到轴向定位，固定于第二支架220上，第一摩擦轮160与传动装置连接，既传递动力，又要承受载荷。红枣在螺旋式滚筒110中靠滚筒内壁的螺旋导轨150的推力作用下前进。

大枣通过第一进料口140输入到滚筒式清洗机100内，同时在进口处设置高压喷淋喷头第二喷淋水管120进行喷水，螺旋式滚筒110在水槽内旋转，水槽位于第二机架220内部，支座210之间，水槽的高度大概比螺旋式滚筒110的一半略低一些，那么螺旋式滚筒110中水位的高度必须要低于水槽的高度，否则水就会容易漫出来，影响整个加工制造的环境，但水位如果过低又达不到清洗的效果，所以要在水槽中相应位置制定两条水位警戒线并设置水位传感器，一旦水位高于其中一条警戒线，那么第二喷淋水管120减少供水的量，如果水位低于另一条水位警戒线，那么第二喷淋水管120就要加大供水量。转动时红枣通过设置在滚筒内壁的螺旋导轨150向前运动，通过第一出料口170输出。在此过程中，红枣与红枣之间摩擦、红枣与滚筒内壁之间的摩擦、红枣在滚筒旋转时在水池中的刷洗、高压喷淋的冲洗共同作用，实现了高效清洗的目的，同时在滚筒下方设置有污水池190和排污口191，在螺旋式滚筒110上面带有筛网130，能够使清洗红枣以后的污水进入污水池190中。红枣在滚筒的作用下经过喷淋、摩擦、浸泡的作用可以得到有效的清洗，但是因为红枣表面微小且不平整，有比较多的褶皱的地方，这些部位无法在滚筒的作用下完全清洗干净，所以在滚筒清洗过后应设置一个滚刷清洗的设备。

如图4所示，为滚刷清洗部分300，其动力由第二电机180提供，其中包括水箱320、水泵330、第一喷淋水管310、毛刷340、传动轴350和第一链条360，其中水泵330设置在水箱320中，滚筒式清洗机部分100上的第二水管120与滚刷清洗部分300共用同一水箱320和水泵330，第二电机180将动力传动给链条360，通过轴承带动另一侧的链条一同转动，传动轴350在链条360上均匀铺开形成清洗床面，链条360带动传动轴350转动，毛刷340套设在传动轴350上，毛刷340的自转带动红枣在其上向前运动，传动轴350设置在水箱320上部，第一喷淋水管310设置在毛刷340上部，红枣在运行过程中，与滚刷充分接触且摩擦，第一喷淋水管310能够持续喷水，这样可以达到清楚红枣褶皱处污渍的目的。而且，在滚筒清洗的时候，红枣从第一出料口170出来的时候也会有很多水分从第一出料口170中被带出来，所以在第一出料口170的位置要设置带有滤网和水槽的传送装置，来保证加工地面的干燥，比如带有筛网的传送带等，可以对水进行过滤处理后在循环利用。

如图5、图6所示，红枣经过滚筒式清洗机部分100、滚刷清洗部分300，通过滚杠提升机490进入分选部分400，其中包括第一电机410、第二传动装置、圆锥齿轮420、传动中间轴430、螺旋轨道轴440、分级辊450、第一机架460和第二出料口480，第二传动装置包括第一减速器413、第二减速器415、第一联轴器412、第二联轴器414、第三联轴器416、主动链轮轴417、主动链轮418、链条411和从动链轮419，红枣一体机分选部分的原理是分级辊450在分级床面横向间距布置，由两侧对称的变节距螺旋轨道轴440改变分级辊450间的距离。螺旋轨道轴440是主要的分级部件。它的螺距的变化改变两分级辊450间的距离，从而达到按横径分级的目的。分级部分的动力由第一电机410提供，在该分级装置的传动系统中，其中第一联轴器412连接在所述第二电机410上，所述第一联轴器412的另一端连接第一减速器413，第一减速器413通过第二联轴器414将动力传输到第二减速器415上，由第二减速器415带动第三联轴器416，第三联轴器416位于主动链轮轴417上，带动主动链轮轴417转动，从而带动所述主动链轮轴417上两端的主动链轮418转动，主动链轮418将动力通过两侧链条411传递到两个从动链轮419上，从动链轮419在主动链轮418带动下运动；如图9所示，传动中间轴430设置在机架460上，通过第二电机410提供动力，两个圆锥齿轮420设置在其两端，连接两侧螺旋轨道轴440并将其中一根螺旋轨道的动力传递到另一根螺旋轨道上面，进而带动另一个螺旋轨道轴，两根螺旋轨道轴转速相同，转向相反，达到使分级辊平稳前进运行，降低分级设备自身震动的目的；使用一个电机可以使螺旋轨道轴与链条的转速比恒定，也就是说螺旋轨道轴旋转一周的同时链条上的分级辊都将进入螺旋轨道轴，使传动效果更加准确，机器能正常高速运转。圆锥齿轮齿数比u＝1；齿宽系数分度圆直径d＝mz₁，其中模数m＝2.5，故d＝60mm；锥距/>其中分度圆锥角δ＝45°，故R＝42.42mm；齿宽齿顶高h_a＝m(1+x)＝m＝2.5mm；齿根高h_f＝m(1.2-x)＝1.2m＝3mm；齿顶圆直径d_a＝d+2h_acosδ＝63.53mm。

如图10所示，螺旋轨道轴440包括第一部件441、第二部件442和第三部件443，三个部件同轴固联，第一部件441、第二部件442对称设置于第三部件443的两端，第三部件443外部为螺旋导轨，螺距尺寸根据红枣分级尺寸设置，如图11所示，第一部件441整体为阶梯式圆柱体，阶梯是用于固定机架上的联轴器，其端部为凹槽式设计，与圆锥齿轮420相啮合运动，如图12所示，第二部件442整体为圆柱体，在其端部多一处阶梯轴用于连接机架上的联轴器，在第一电机410的传动下可以使螺旋轨道轴440的转向相反，转速相同。第三部件443上的螺距可以大致分为3段来理解，1段螺距不发生变化，2段螺距和3段螺距以不同的变化值线性递增，第三部件443上的螺距的大小，取决于分级辊450用于分级段的直径大小和红枣分级的等级所对应的尺寸，综合考虑红枣的尺寸、分级要求、分级辊的尺寸大小等因素，可以设计出螺旋轨道螺距的变化情况。一般来说，分级设备的加工工艺、分级辊前进速度、尺寸大小等因素来考虑，螺旋轨道的螺距应等变化增加的。和田玉枣的短径归纳为20mm～45mm，分为四个等级，即：三级横径尺寸为20-26mm，二级尺寸为26-33mm，一级尺寸为33-40mm；特级尺寸为40-45mm。因为小于20的红枣属于不符合范围，要单独进行分级，所以实际上相当于分为五个等级，初始段分级辊之间的距离为20mm，之后按按变化值0.5mm的变化线性增大，一直增加到40mm，分级辊距离为41-45mm之间是按变化值1mm线性增大，螺距由初始的95mm变化到120mm，分级等级与螺距的范围如下表1。

表1螺旋轨道的螺距分布情况

在设计螺旋轨道轴轴径时，要合理地设计尺寸。如果尺寸过大，不但浪费材料，还会导致整个设备偏大，尺寸过时，红枣容易在分级辊上跳级，造成分级不准确。综合考虑这些情况，选择一个合理地轴径100mm。红枣对于分级精度的要求很高，在加工螺旋轨道轴时应该适当延伸其长度以满足精度要求，因此可以分段加工，再进行组装焊接的方法。过长的螺旋轨道轴可能使加工难度增大，还难以找到合适的材料，如果使用实心轴，轴的重量会偏大，增大了机器的承载。最终规格为半径51mm、厚度20mm的钢管被选择用来加工螺旋轨道轴。加工完成后对轴两端进行焊接，焊接工艺复杂，难度系数大，要确保此道工艺中的同轴度要求。从加工工艺和工序来看，难度较大且十分复杂，这些无疑都增加了设备的成本，由此可以看出螺旋轨道轴在整个分级装置中的重要性。

如图13、14所示，两链轮轴结构大致相同，差别就是主动链轮轴417上多一处阶梯轴用于连接联轴器416。链轮轴满足：其中：A—由轴的材料和受载情况所决定的常数，因为选用45号钢作为轴的材料，可得A＝115；p—轴传递的功率，kw；n—轴的转速，r/min；d—链轮轴直径，mm；计算得d＝26.91mm，可取d＝28mm，故选取直径为28mm的45号钢为链轮轴。校核强度时，只需要校核主动链轮轴417，从动链轮419和主动链轮418在形式上是绑定的。在主动链轮轴417上需要安装两个主动链轮418、两个轴承和一个联轴器416。链轮的选择满足：链轮分度圆/>初步确定齿数z＝19，节距p＝31.75mm；齿顶圆直径d_a＝317mm；齿根圆直径d_f＝d-d₁＝272.8mm；齿侧凸缘直径 内链板高度h₂＝42.24mm；中间轮毂的厚度/>轮毂直径d_h＝d_k+2h，链轮孔与轴配合的直径，即轮毂的直径，d_k＝43mm，故d_h＝81.2mm；轮毂长度l＝4h＝76.4mm。

如图15、16所示，分级辊450为同轴固联的三个部件，第一部件451对称设置于第三部件453的两端，在其上部装配有链条，在第一部件451位于链条内侧的两端固定着支撑装置和引导分级辊的导向轮460，第二部件452对称设置与两侧第一部件451的一端，其末端为球体，抵触所述两侧螺旋轨道轴，第三部件453为分级部分，材料是不锈钢管，第二部件452、第一部件451和第三部件453为直径依次增大的圆柱体，分级辊450均匀铺设于链条上形成分级床面，由所述第一电机带动其转动。分级辊450是分级装置的主要零件之一，它主要起承载和传递红枣的作用，分级辊450的第三部件453直径的大小是影响螺旋轨道轴440螺距的重要因素，分级辊450的第三部件453直径太大会占用分级床面大量的面积，减少分级辊450的数量，降低了分级的精度；直径也不能太小，否则速度过快会导致机器运转不稳定，容易对红枣造成滚动磨损，影响红枣品质，而且红枣容易在分级辊450滚动的作用下跳级，从而影响分级精度。本设计设置分级辊450的第三部件453的半径为r＝32.5mm，螺旋轨道轴440半径设置为r₁＝50mm，链节距尺寸设置为P＝31.75mm，因为分级辊450在链条411板上有横向的位移所以链条411要实现弯折，辊与辊之间要有足够的链节。这里设计为4个，选择型号为20A的链条，分级辊450的分级部分用的材料是壁厚为1.6mm的不锈钢管，两端部分用的材料是45号钢。分级辊450与螺旋轨道轴440相连接的位置是球体，半径为12mm，往中间是圆柱体，半径为10mm，在其上装配有链条，再往后是圆柱体，半径为32.5mm，导轨轮的装配会用到这个圆柱体。

如图1所示，分选后不同等级的红枣装于不同的容器，然后分别进行干燥，分选与干燥两个单元操作间可以用传送带500、滚轮等方式传输。

如图7所示，所以分级后的红枣不会全部用于干燥，不同等级的红枣会做不同的处理，比如一级枣做枣泥、二级枣切片包装、三级枣去核磨粉、特大级直接包装等，在这里假设分级后红枣全部用于干燥，干燥室部分包括：箱体610、第二进料口620、第三出料口630、第三电机640、循环风机650、预热器660、输送带670、尾气排风机680和尾气排放通道690，箱体610放置于地面上，干燥室部分动力由第三电机640提供，其放置于箱体610左下角，第二进料口620位于箱体610左上角，在箱体内部，对应第二进料口620的位置安装有第一层输送带670，在其下部呈阶梯式交错分布两层输送带670，输送带670一般板式输送带，材料使用不锈钢薄板，因为输送带要有气流穿过，因此输送带要冲制长条孔，开孔率6％～45％，根据红枣的尺寸情况和需要透风的量来考虑输送带的开口率，当然也可以用不锈钢丝网代替，我们主要选择的丝网材料为1Cr18Ni9Ti，这种材料的输送带可以长期稳定工作在500～700℃的高温环境下，在第三层输送带右侧位置箱体610外部右下角安装有第三出料口630，红枣干燥完以后从输送带670直接通过第三出料口630输出，在箱体610下部安装有预热器660，其能够给箱体610内部空气加热，在箱体左下角位置放置有一个循环风机650，连接与所述第三电机640，将箱体内的热量转化为热的气流，起干燥作用，提供热量的循环；在箱体610上部安装有尾气排风机680，一般每3m放置一台，在尾气排风机680上部安装有尾气排放通道690，用于保持箱体610内部气流干燥和尾气的排放；由空气动力学的特点和运输时产生的空气阻力可以看出，这些因素都对气体运输产生较大影响，因此选择风机时应加以考虑，可选择后弯叶片轮型离心式循环风机，其优点非常明显，效率更高，噪音也更低，因此尾气排风机也可选用此风机。带式干燥机的干燥原理是干燥室内为负压，红枣从料斗进入到干燥室内的传送带上，干燥装置底部通有被加热过的热风，红枣中的水分在这些蒸汽的的作用下被蒸发，红枣经过三层输送带，上层温度最低，水分最多，下层温度最高，水分最少，三层输送带自身有一个温度梯度，很好的起到了干燥的作用，且有效地利用了空间，节约面积。

本发明提供的一种红枣清洗分选干燥一体机，设备外形尺寸(长×宽×高)为1744㎜×1540㎜×1707㎜，清洗部分选用的电机功率为3kw/380v，清洗生产力为1.5-2kg/h，洗净率要求达到98％以上；分选等级为4级(三级枣长3.5-3.9cm，宽2.0-2.6cm；二级枣长3.9-4.1cm，宽2.6-3.3cm；一级枣长4.1-4.5cm，宽3.3-4.0cm；特级枣长4.5-6cm，宽4.1-4.5cm。)；干燥前含水量为ω₁＝75％±1，经干燥后要求其含水量为ω₂＝22％±1。

本发明还提供一种红枣清洗分选干燥一体机的红枣干燥速度的计算方法，包括如下步骤：

步骤一：分别通过传感器检测空气湿度和物料湿含量；

步骤二：计算干燥时间：

其中：τ₁—干燥时间，x₀—物料湿含量，x_er—临界湿含量，ρ—被干燥物料密度，γ_w—湿球温度时的气化潜热，K_v—体积总传热系数，T₁—空气温度，T_w—空气湿球温度；

步骤三：计算干燥速度：

其中：R_c—干燥速度；X₀—物料湿含量，在恒速干燥阶段，X₀为常量；—物料平均湿含量；τ₁—干燥时间；α—对流传热系数。

红枣干燥速度的方法还包括：

总传热系数满足：

K_a＝1.175L^0.37

其中：K_a—总传热系数，L—干空气质量流量。

体积总传热系数满足：

K_v＝αρK_a

其中：α—对流传热系数，ρ—被干燥物料密度，K_a—总传热系数。

另一种实施例中，在恒速干燥阶段，X₀为常量，若K_v在干燥过程中不变，则T₁-T_W或T₁应为常量，则x₀＝19％，x_er＝12％，ρ＝840kg/m³，γ_w＝2428kJ/kg，L＝6277.51kg/h，K_a＝29.86W/(m²·K)，α＝0.17W/(m²·K)，K_v＝4.26x10³W/(m²·K)，T₁＝70℃，T_w＝28℃，故有：干燥时间τ₁＝0.237h＝14.22min；故有：干燥速度R_c＝2.98kg/(m²*h)。

本发明提供的一种红枣清洗分选干燥一体机的红枣干燥速度的方法，能够提供一种根据具体干燥温度和湿度的要求精确控制红枣干燥的时间和速度的控制方法，适应不同红枣的不同干燥要求。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (3)

1.一种红枣清洗分选干燥一体机的红枣干燥速度的计算方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：分别通过传感器检测空气湿度和物料湿含量；

步骤二：计算干燥时间：

其中：τ₁—干燥时间，x₀—物料湿含量，x_er—临界湿含量，ρ—被干燥物料密度，γ_w—湿球温度时的气化潜热，K_v—体积总传热系数，T₁—空气温度，T_w—空气湿球温度；

步骤三：计算干燥速度：

其中：R_c—干燥速度；x₀—物料湿含量，在恒速干燥阶段，x₀为常量；—物料平均湿含量；τ₁—干燥时间；α—对流传热系数；

其中，所述红枣清洗分选干燥一体机包括：

第一机架，其放置于地面上；

分选部分，其固定在所述第一机架上，包括：

第一电机，其固定在所述第一机架上；

传动中间轴，其位于所述第一机架一端并且连接与所述第一电机，用于传递动力；

圆锥齿轮，其位于所述传动中间轴两端，在所述传动中间轴的每一端有两个圆锥齿轮相互啮合运动；

螺旋轨道轴，其为同轴固联的三个部件，其中第一、二部件分别位于第三部件的两端，第三部件外部具有螺旋导轨，所述螺旋轨道轴位于所述第一机架两侧，通过所述圆锥齿轮连接于所述传动中间轴的两端；

分级辊，其为同轴固联的三个部件，第一部件对称设置于第三部件的两端，第二部件对称设置于两侧第一部件的一端，其均匀铺设于链条上，第二部件抵触所述两侧螺旋轨道轴，形成分级床面，由所述第一电机带动其转动。

2.如权利要求1所述的红枣清洗分选干燥一体机的红枣干燥速度的计算方法，其特征在于，所述步骤三还包括：

总传热系数满足：

K_a＝1.175L^0.37

其中：K_a—总传热系数，L—干空气质量流量。

3.如权利要求2所述的红枣清洗分选干燥一体机的红枣干燥速度的计算方法，其特征在于，所述步骤二中的体积总传热系数为：

K_v＝αρK_a

其中：α—对流传热系数，ρ—被干燥物料密度，K_a—总传热系数。