CN110463451A - 一种融自然通风与太阳能驱动通风为一体的储粮装置 - Google Patents
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Abstract
一种融自然通风与太阳能驱动通风为一体的储粮装置，包括储粮仓、太阳能光伏发电系统和通风系统；储粮仓为方形立体结构，方形立体结构的四周及底面均由金属编织网制作的网板组成，上面开口连接仓顶盖；通过设置在中部的通风道将所述储粮仓分成左右两个储仓；仓顶盖包括“人”字形阳光板；通风系统包括轴流风机和控制报警单元，当检测温湿度大于设定阈值时，触发报警器报警，并且通过控制模块控制风机启动，实现风道自然通风与强制通风的切换。太阳能光伏发电系统设置在储粮仓旁边为储粮装置提供所需电源。该装置整仓采用横流式通风结构，节省了烘干成本，提高了仓的空间利用率。
Description
技术领域：
本发明属于粮食储藏领域，尤其是粮食产区高水分粮食收获后的绿色节能脱水和储藏。
背景技术：
近年来，我国粮食产后储藏技术发展很快，一批新型绿色节能的粮食储藏技术与方法得到推广，极大地缓解了我国粮食产后损失率高、霉变严重的问题。这些技术以粮食部门推广的科学储粮技术-钢网式储粮仓为代表。该类型的储粮仓在我国东北地区得到了大力推广应用，促进了东北玉米产后保质减损和农民增收。该仓充分利用了东北地区寒冷的干燥空气为介质，在长达4-5个月的储藏过程中，可以把带穗玉米从含水率25％以上干燥到安全储藏水分，在完全依靠自然冷源，不消耗电能和石化能源的情况下实现了玉米的绿色干燥。
该种设施在黄河流域和华北玉米产区使用时，存在非常明显的问题：一是粮层厚度大；二是没有强制通风装置；三是顶盖为彩钢板，热效率不高。由于粮层厚度大(东北地区使用时一般为1.2-1.5米)，加上该地区收获时气温较高、自然风的穿透力有限，导致储藏一段时期后玉米霉变严重。此外，该地区现在仍有很大部分农户采用传统的“地趴”储粮，既不防雨、也不防潮，粮食霉变污染严重。还有一部分农户采用丰产工程推广的圆柱形储粮仓，存在的主要问题是：仓顶部没有顶盖，不具备防雨的功能；仓底直接与地面接触，没有留出适当的通风空间；加上储仓直径过大不合适当地气候条件，储藏过程中在中心部位玉米霉变同样十分严重。这些问题不仅严重影响粮食品质和农民增收，同时由于粮食霉变产生的黄曲霉毒素是一类致癌物质，霉变粮食对人民的健康也带来严重威胁。
发明内容：
为了解决现有技术存在的以上问题，本发明公开了一种融自然通风与太阳能驱动通风为一体的储粮仓，解决了现有仓型存在的粮层厚度大、结构存在致命缺陷和缺少强制通风装置的问题，充分利用了设施推广应用地区充足的太阳能光热资源和储藏期间空气较为干燥的特点，不需要外接动力可以实现储藏仓的强制通风与自然通风，确保了储存粮食的品质和质量安全。
为克服上述现有技术的不足，本发明采取的技术方案是：
一种融自然通风与太阳能驱动通风为一体的储粮装置，包括储粮仓、太阳能光伏发电系统3和通风系统；其特征在于：
储粮仓为方形立体结构，方形立体结构的四周及底面均由金属编织网制作的网板组成，上面开口连接仓顶盖1；通过设置在中部的通风道将所述储粮仓分成左右两个储仓，即左侧仓4和右侧仓5；
所述通风道的左右两侧分别为左侧仓4和右侧仓5的内侧网板，在通风道的前端设置前侧板6，在通风道的后端设置后侧板7，在通风道的上端设置实心的通风道顶板10，在通风道的下端设置通风道底板12；
在储粮仓的上部设置仓顶盖1，仓顶盖1包括顶盖支架8和“人”字形阳光板9，所述顶盖支架8为截面呈三角形状的框架结构，安装在储粮仓的顶端，在顶盖支架8上覆盖“人”字型阳光板9；
所述通风系统包括轴流风机2和控制报警单元，其中，所述轴流风机安装在通风道前侧板6的下部位置；所述控制报警单元包括设置在左侧仓4和右侧仓5内部的温湿度传感器，以及报警器和控制模块，所述控制模块与轴流风机相连；
所述太阳能光伏发电系统3设置在储粮仓旁边为储粮装置提供所需电源。
本发明进一步包括以下优选方案：
所述“人”字型阳光板9两侧均采用可翻转结构，当翻开“人”字型阳光板9的一侧，能够通过仓顶盖框架结构向储粮仓对应侧的储仓进料。
在左侧仓4和右侧仓5的外侧网板上均设置一个能够打开/关闭的出料口，所述出料口的底侧边与储粮仓的下侧网板齐平。
所述储粮仓的下端还设置有支腿，所述支腿离地面高度为300mm～500mm。
粮层厚度设置为700mm～1000mm，即左侧仓4的宽度L2和右侧仓5的宽度L2′均在700mm～1000mm范围内。
储粮仓的长度L1不大于4000㎜，储粮仓的高度H不大于3000㎜。
在左侧仓4和右侧仓5内部距离储粮仓上端面500mm-1000mm并且不低于装粮面500mm处均安装一温湿度传感器11，所述温湿度传感器11的输出端连接至控制器，控制器的输出端分别与报警器和轴流风机的启停开关相连。
所述报警器安装在储粮仓四周网板外侧，控制器安装在轴流风机启停开关附近。
通风道前端设置的前侧板6和通风道后端设置的后侧板7为百叶窗结构，百叶窗结构采用手动或电动的工作方式；
通风道下端设置的通风道底板12为门式结构，门式结构采用手动或电动的工作方式。
当左侧仓4和右侧仓5中任一温湿度传感器所测温度值或湿度值超出预设阈值时，报警器发出报警信号，并且控制器通过电动方式控制通风道前侧板6和后侧板7的百叶窗以及通风道底板12的门式结构关闭，然后启动轴流风机，使得储粮装置进入强制通风模式，外界空气被强制进入通风道后横穿两侧储仓的物料层；左侧仓4和右侧仓5中所有温湿度传感器所测温度值或湿度值均没有超出预设阈值时，通过手动方式或者控制器通过电动方式将通风道前侧板6和后侧板7的百叶窗以及通风道底板12的门式结构打开，不启动轴流风机，储粮装置进入自然通风模式。
所述预设阈值包括温度预设阈值和湿度预设阈值，其中，温度预设阈值的取值范围为25℃-35℃，湿度预设阈值的取值范围为65％RH-80％RH，两者需同时满足；温度预设阈值优化值为26.5℃，湿度预设阈值优化值为70％RH。
本发明的技术效果。
与现有的技术相比，本发明的有益效果是：(1)储存仓粮层厚度由1.2米以上减少为0.7-1.0米，适合目前黄河流域及华北玉米产区的自然气候，可以利用自然空气进行通风降水，节省了烘干成本。(2)整仓采用横流式通风结构，避免了单纯的单仓单侧通风结构导致的仓容小、仓体不稳定等不足；在确保粮食品质的情况下，提高了仓的空间利用率。(3)采用太阳能光伏发电驱动强制通风控制系统，当仓内粮食水分达到临界值(即设定阈值)时启动强制通风系统，确保高水分玉米在储藏期间品质不发生劣变。(4)太阳能光伏发电系统产生的电能在不需要强制通风的时候可以用于农户家庭所用。(5)仓体底部与地面流畅0.4米的间隙，可以使空气更充分的穿透粮层；顶部采用透光材料，尽可能充分地利用太阳能来干燥；这些措施也提高了储粮仓的降水效率。
附图说明：
图1为本发明融自然通风与太阳能驱动通风为一体的储粮装置正视图；
图2为融自然通风与太阳能驱动通风为一体的储粮装置右视图；
图3为融自然通风与太阳能驱动通风为一体的储粮装置左视图；
图4为强制通风状态下的储粮仓工作立面示意图；
图5为强制通风状态下的储粮仓工作平面示意图；
图6为自然通风状态下的储粮仓工作立面示意图；
图7为自然通风状态下的储粮仓工作平面示意图；
图8为融自然通风与太阳能驱动通风为一体的储粮仓系统底部门式结构；
图9为融自然通风与太阳能驱动通风为一体的储粮仓系统前后侧面百叶窗打开状态；
图10为融自然通风与太阳能驱动通风为一体的储粮仓系统前后侧面百叶窗闭合状态。
其中，仓顶盖1、轴流风机2、太阳能光伏发电系统3、左侧仓4、右侧仓5、通风道前侧板6、通风道后侧板7、顶盖支架8、“人”字形阳光板9、通风道顶板10、温湿度传感器11、通风道地板12。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明进一步说明。
由图1、图2、图3可以看出，本申请融自然通风与太阳能驱动通风为一体的储粮装置包括储粮仓、太阳能光伏发电系统3和通风系统。
储粮仓为方形立体结构，方形立体结构的四周及底面均由金属编织网制作的网板组成，上面开口连接仓顶盖1；通过设置在中部的通风道将所述储粮仓分成左右两个储仓，即左侧仓4和右侧仓5。在左侧仓4和右侧仓5的外侧网板上均设置一个能够打开/关闭的出料口，所述出料口的底侧变与储粮仓的下侧网板齐平。
所述通风道的左右两侧分别为左侧仓4和右侧仓5的内侧网板，在通风道的前端设置前侧板6，在通风道的后端设置后侧板7，在通风道的上端设置实心的通风道顶板10，在通风道的下端设置通风道底板12。其中，对于通风道的前后侧板，既可以设置在储粮仓的对应网板内与左侧仓4和右侧仓5的两内侧网板组成通风通道，也可以去掉储粮仓位于左侧仓4和右侧仓5中间的网板，将通风道的前后侧板分别设置在储粮仓前后侧的左侧仓4和右侧仓5中间，与两侧储仓的内侧网板组成通风通道。
在储粮仓的上部设置仓顶盖1，仓顶盖1包括顶盖支架8和“人”字形阳光板9，所述顶盖支架8为截面呈三角形状的框架结构，安装在储粮仓的顶端，在顶盖支架8上覆盖“人”字型阳光板9；顶盖支架8的下沿边与储粮仓四周网板的上边缘焊接或采用螺钉等方式固定连接。参见附图2，所述仓顶盖框架结构上覆盖“人”字型阳光板9，所述“人”字型阳光板9能够分别向上翻转，当翻开“人”字型阳光板9的一侧，能够通过仓顶盖框架结构向储粮仓对应侧的储仓进料。
所述通风系统包括轴流风机2和控制报警单元，其中，所述轴流风机安装在通风道前侧板6的下部位置；所述报警单元包括设置在左侧仓4和右侧仓5内部的温湿度传感器11，以及报警器和控制模块，所述控制模块与轴流风机相连。温湿度传感器11用于间接测定储粮仓内粮食的水分。当所检测的温湿度大于设定阈值时，触发报警器报警，并且通过控制模块控制风机启动，实现风道自然通风与强制通风的切换。
参见附图1，所述太阳能光伏发电系统3设置在储粮仓旁边为储粮装置提供所需电源。太阳能光伏发电系统利用太阳能转化的电能为通风系统提供每天5小时～10小时的电能，多余的电能还可以用于农户的家庭所用。
所述储粮仓的下端还设置有支腿，所述支腿离地面高度为300mm～500mm。
参见附图2，粮层厚度设置为700mm～1000mm，即左侧仓4的宽度L2和右侧仓5的宽度L2′均在700mm～1000mm范围内。储粮仓的长度L1不大于4000㎜，储粮仓的高度H不大于3000㎜。
在左侧仓4和右侧仓5内部距离储粮仓上端面500mm-1000mm并且不低于装粮面500mm处均安装一温湿度传感器，所述温湿度传感器的输出端连接至控制器，控制器的输出端分别与报警器和轴流风机的启停开关相连。
所述报警器安装在储粮仓四周网板外侧，控制器安装在轴流风机启停开关附近。
参见附图8，通风道的两侧是储料仓的内侧网板；通风道下端设置的通风道底板12为门式结构，门式结构采用手动或电动的工作方式(参见附图8)；通风道前端设置的前侧板6和通风道后端设置的后侧板7为百叶窗结构，百叶窗结构采用手动或电动的工作方式(参见附图9、附图10)。当采用强制通风时，门式结构和百叶窗关闭；自然通风时，门式结构和百叶窗开启。附图9为百叶窗开启状态，附图10位百叶窗关闭状态。
当左侧仓4和右侧仓5中任一温湿度传感器所测温度值或湿度值超出预设阈值时，报警器发出报警信号，并且控制器通过电动方式控制通风道前侧板6和后侧板7的百叶窗以及通风道底板12的门式结构关闭，然后启动轴流风机，使得储量装置进入强制通风模式，外界空气被强制进入通风道后横穿两侧储仓的物料层；左侧仓4和右侧仓5中所有温湿度传感器所测温度值或湿度值均没有超出预设阈值时，通过手动方式或者控制器通过电动方式将通风道前侧板6和后侧板7的百叶窗以及通风道底板12的门式结构打开，不启动轴流风机，储粮装置进入自然通风模式。
所述预设阈值包括温度预设阈值和湿度预设阈值，其中，温度预设阈值的取值范围为25℃-35℃，湿度预设阈值的取值范围为65％RH-80％RH，两者需同时满足。温度预设阈值优化值为26.5℃，湿度预设阈值优化值为70％RH。
外界空气进入通风道后横穿两侧的物料层，气流流向见图4、图5、图6、图7。图4、图5为风机强制通风时的气流流向，此时，通风道处于封闭状态，通风道前侧板6和后侧板7的百叶窗以及通风道底板12的门式结构处于关闭状态，风机开启，气体由风机流入通风道，然后向左侧仓4和右侧仓5方向流出。图6、图7为自然通风时的气流流向，此时，通风道前侧板6和后侧板7的百叶窗以及通风道底板12的门式结构处于开启状态，自然风风向变化无常，储粮仓的摆放根据的是玉米收获时自然风常规风向和场地实际状况，图中为假设的一种自然风流向，自然风由右侧仓5侧面、通风道底板11、通风道前板流入，由左侧仓4侧面、通风道后板流出。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (10)
1.一种融自然通风与太阳能驱动通风为一体的储粮装置，包括储粮仓、太阳能光伏发电系统(3)和通风系统；其特征在于：
储粮仓为方形立体结构，方形立体结构的四周及底面均由金属编织网制作的网板组成，上面开口连接仓顶盖(1)；通过设置在中部的通风道将所述储粮仓分成左右两个储仓，即左侧仓(4)和右侧仓(5)；
所述通风道的左右两侧分别为左侧仓(4)和右侧仓(5)的内侧网板，在通风道的前端设置前侧板(6)，在通风道的后端设置后侧板(7)，在通风道的上端设置实心的通风道顶板(10)，在通风道的下端设置通风道底板(12)；
在储粮仓的上部设置仓顶盖(1)，仓顶盖(1)包括顶盖支架(8)和“人”字形阳光板(9)，所述顶盖支架(8)为截面呈三角形状的框架结构，安装在储粮仓的顶端，在顶盖支架(8)上覆盖“人”字型阳光板(9)；
所述通风系统包括轴流风机(2)和控制报警单元，其中，所述轴流风机安装在通风道前侧板(6)的下部位置；所述控制报警单元包括设置在左侧仓(4)和右侧仓(5)内部的温湿度传感器，以及报警器和控制模块，所述控制模块与轴流风机相连；
所述太阳能光伏发电系统(3)设置在储粮仓旁边为储粮装置提供所需电源。
2.根据权利要求1所述的融自然通风与太阳能驱动通风为一体的储粮装置，其特征在于：
所述“人”字型阳光板(9)两侧均采用可翻转结构，当翻开“人”字型阳光板(9)的一侧，能够通过仓顶盖框架结构向储粮仓对应侧的储仓进料。
3.根据权利要求1所述的融自然通风与太阳能驱动通风为一体的储粮装置，其特征在于：
在左侧仓(4)和右侧仓(5)的外侧网板上均设置一个能够打开/关闭的出料口，所述出料口的底侧边与储粮仓的下侧网板齐平。
4.根据权利要求1所述的融自然通风与太阳能驱动通风为一体的储粮装置，其特征在于：
所述储粮仓的下端还设置有支腿，所述支腿离地面高度为300mm～500mm。
5.根据权利要求1或4所述的融自然通风与太阳能驱动通风为一体的储粮装置，其特征在于：
粮层厚度设置为700mm～1000mm，即左侧仓(4)的宽度L2和右侧仓(5)的宽度L2′均在700mm～1000mm范围内。
6.根据权利要求5所述的融自然通风与太阳能驱动通风为一体的储粮装置，其特征在于：
储粮仓的长度L1不大于4000㎜，储粮仓的高度H不大于3000㎜。
7.根据权利要求6所述的融自然通风与太阳能驱动通风为一体的储粮装置，其特征在于：
在左侧仓(4)和右侧仓(5)内部距离储粮仓上端面500mm-1000mm并且不低于装粮面500mm处均安装一温湿度传感器(11)，所述温湿度传感器(11)的输出端连接至控制器，控制器的输出端分别与报警器和轴流风机的启停开关相连。
8.根据权利要求7所述的融自然通风与太阳能驱动通风为一体的储粮装置，其特征在于：
所述报警器安装在储粮仓四周网板外侧，控制器安装在轴流风机启停开关附近。
9.根据权利要求1或8所述的融自然通风与太阳能驱动通风为一体的储粮装置，其特征在于：
通风道前端设置的前侧板(6)和通风道后端设置的后侧板(7)为百叶窗结构，百叶窗结构采用手动或电动的工作方式；
通风道下端设置的通风道底板(12)为门式结构，门式结构采用手动或电动的工作方式。
10.根据权利要求9所述的融自然通风与太阳能驱动通风为一体的储粮装置，其特征在于：
当左侧仓(4)和右侧仓(5)中任一温湿度传感器所测温度值以及湿度值超出预设阈值时，报警器发出报警信号，并且控制器通过电动方式控制通风道前侧板(6)和后侧板(7)的百叶窗以及通风道底板(12)的门式结构关闭，然后启动轴流风机，使得储粮装置进入强制通风模式，外界空气被强制进入通风道后横穿两侧储仓的物料层；左侧仓(4)和右侧仓(5)中所有温湿度传感器所测温度值或湿度值均没有超出预设阈值时，通过手动方式或者控制器通过电动方式将通风道前侧板(6)和后侧板(7)的百叶窗以及通风道底板(12)的门式结构打开，不启动轴流风机，储粮装置进入自然通风模式。
所述预设阈值包括温度预设阈值和湿度预设阈值，其中，温度预设阈值的取值范围为25℃-35℃，湿度预设阈值的取值范围为65％RH-80％RH，两者需同时满足，即温度值和湿度值同时超出对应的阈值时，报警器发出报警信号，并进入强制通风模式；温度预设阈值优优值为26.5℃，湿度预设阈值优优值为70％RH。
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