CN112173458A - 一种带有自发电装置的智能粮食干燥与储运一体化集装箱 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种带有自发电装置的智能粮食干燥与储运一体化集装箱，其主要特征是，在箱体外顶部上设有装有橡胶密封条的装粮盖板，箱体顶部侧面设有防雨罩，支撑挡杆与箱体顶部钢梁以铰链方式连接，并可折叠，在其箱体对应位置设有钢网排气窗，在箱体内部设有钢质接粮板并上覆塑料垫板，两者之间采用粘接及紧固螺栓的机械方式紧固，在箱体内部同时设有落粮保护器，在箱体内部地板接粮位置设有接粮板，在箱体顶、侧部分别布置光伏电池板阵列。其优点是，实现一个基于粮食全寿命周期全天候在线智能安全储运多信息融合“物联网+”平台；实现在途粮食全程监控和粮食品质、产地、质量全程追溯；实现公铁水多式安全联运；本发明装置带有太阳能自发电功能，且本发明粮食容器可以不受静态和动态限制地全天候在线实现对粮食通风、干燥、仓储及安全监控等多种保护功能。

Description

一种带有自发电装置的智能粮食干燥与储运一体化集装箱

技术领域

本发明涉及一种粮食仓储容器，特别是一种带有自发电装置的智能粮食干燥与储运一体化集装箱。

背景技术

粮食，是所有食品的源头，是人类生存的基础。

随着社会进步，粮食的加工、储藏、保质与物流日益受到重视。

作为亚洲第一大食用的粮食品种稻谷，解决或大幅度减少其在干燥与储运过程中的浪费、品质损失与食用价值降低等问题，实属当务之急。水稻是世界上最重要的粮食作物之一，全球一半以上的人口以稻米为主要食物来源。据统计，全世界有122个国家种植水稻，栽培面积常年在1.4亿-1.57亿平方千米，水稻种植约90%集中在亚洲，其余在美洲、非洲、亚洲和大洋洲。世界水稻的总产量约6亿吨，有50多个国家年产稻谷达到或超过10万吨。世界前十大水稻生产国是中国、印度、印度尼西亚、孟加拉国、越南、泰国、缅甸、菲律宾、巴西和日本。

目前，稻谷干燥处理的工艺，主要采用以石化燃料为主热源的谷物烘干机，它产生的高温热风能够快速干燥稻谷，此工艺优点是干燥速率高，其缺点是干燥能耗大、费用高、烘干后的稻谷品质变差：裂纹率増加7％以上，整精米率降低3％左右，营养成份破坏明显，口感变差——引自《稻谷通风干燥装备研制和应用》作者：柳芳久等，降等降级。因此近年来国内外正在研究一种“就仓干燥”的新工艺方法。主要是采用比常温高3～5℃略微加热的温热空气或自然空气对储粮仓内进行低温机械通风干燥。这种干燥工艺的优点是：能耗低、费用低，品质好，无污染、绿色环保。经实验对比：费用方面仅为常规烘干方法的1/4～1/2；干燥后水稻品质比高温热风快速干燥工艺明显提高；同时整仓机械通风干燥可减少倒运环节、降低劳动强度、减少损耗，全程无污染，绿色环保。

很显然，上述方法是未来高品质稻谷干燥的发展方向。但是，这种“就仓干燥”方式，仍然不能彻底解决稻谷局部霉变、鼠害、虫害以及快速完成物流作业等方面的问题。

发明内容

本发明的目的是针对上述技术中存在的不足，提供一种带有自发电装置的智能粮食干燥与储运一体化集装箱。是一种可移动刚性机电装置为载体，通过机、电、光伏、生物及计算机网络等技术的有机系统集成，实现对粮食全生命周期的“物联网+”管理——从粮食收获清选入仓开始，直至加工成米面/油料/饲料/酒精等产品之前，用通风干燥使粮食达到安全水分，用通风仓储保证粮食活性与品质，同机实现防虫熏蒸、粮情监测与远程控制等保护粮食品质的手段，完成全物流过程只需要一次装卸的、内含定位系统、称重计量、粮食交付信息等粮食安全管理工作；本发明配备的光伏发电系统将太阳能转换成电能，为提供完成粮食通风、干燥、保质、通讯等工作过程的所有用电器的供电，在使用电力的全过程中实现能源利用的“可再生”与“零排放”，并将本系统产生的冗余电能输入到社会电力网络实现“余电上网”；还通过本发明配备的不间断电源，实现以“卫星通讯网络+物理手段”，全过程在线监督管理粮食仓储物流状态，以比较低的成本，实现粮食从收获以后的全生命周期内的低损耗、高品质与安全。

本发明的目的是这样实现的，包括箱体、粮盖板、接粮板、支撑杆、落粮保护器、风机、带加热器、各种通风管道、通风窗、光伏电池板、控制柜，其特征是，在箱体外顶部上设有装有橡胶密封条的装粮盖板，与箱体顶部钢架以铰链形式连接并可限位，锁止；箱体顶部侧面设有防雨罩，支撑挡杆与箱体顶部钢梁以铰链方式连接，并可折叠。在其箱体对应位置设有钢网排气窗，钢网焊接到箱体钢梁上，其作用是用于排放箱体内潮湿空气与灰尘；在箱体内部设有钢质接粮板并安装有上覆塑料垫板，两者之间采用粘接及紧固螺栓的机械方式紧固，接粮板与箱体两侧面采用焊接方式连接；在接粮板下部设有镀锌钢管接粮板立柱，与垫板以螺栓紧固方式刚性连接，其结构主要功能为减少粮食下落过程中的破碎率；在箱体内部同时设有落粮保护器，加装在接粮板底部，两者采用螺栓紧固，用来避免落粮时粮食和通风管道受损。落粮保护器支撑杆在底部与箱体地板之间起到结构支撑作用，采用垫板螺栓紧固方式；在箱体内部地板的接粮位置设有接粮板，材质为工程塑料板，与地板靠粘接方式连接在一起，防止地板加速磨损并可降低粮食破碎率；在箱体外部侧面居中位置设有上下两道清理检查门，均采用铰链方式与箱体钢架连接；同时在箱体内侧与检查门相对应位置设有上下检查钢网门，用以检查粮情以及空箱清理工作。在箱体外部左侧面设有控制柜，与箱体采用骨架支撑螺栓连接，其内部设有三个隔断空间分别为上下轴流风机和控制柜，与控制箱均采用螺栓连接固定，控制管理及通风、除湿、增湿、干燥、降水的动力集成发明。在箱体内部还设有纵向和竖向通风管道，分别采用法兰盘连接方式与纵向通风管道交接互通。在通风管道上下端头分别焊接有一根薄壁镀锌管，作为传感器粮情检测头支撑管，负责安装粮情检测点，连接传感器粮情检测头等作用，检测信号通过电缆与集装箱控制器连接，通过通讯网络实现远程监控。

在箱体顶部和侧面布置光伏电池板阵列，与箱体钢架采用铰链连接，可根据不同地域光照情况利用气顶杆来调整电池板角度，以得到最佳工作状态，实现为本发明的各用电器供电的目的。在箱体左侧面，左右轴流风机侧端面安装两个熏蒸器，与箱体钢板架支撑螺栓固定；在箱体右侧面上设有可折叠的人工爬梯，采用铰链螺栓紧固方式与箱体连接。用于粮口盖开关及清理维修。

本发明的有益效果是，1.将“带有自发电装置的智能粮食干燥与储运一体化集装箱”建设成多信息融合的“物联网+”平台；2.实现粮食在箱里在运输途中全程监控和粮食品质、产地、质量全程追溯；3.实现本发明的公铁水多式安全联运；4.用本发明带有的自发电装置实现粮食降水干燥和安全通风等多种保护粮食品质的功能；5.据综合测算，目前从农户到粮食加工厂，粮食至少要经过三装、三卸、三包、三拆，如按每装或卸一次15元/吨、两次编织袋30元/吨、一次麻袋50元/吨计算的话，仅装卸和包装费即为95元。采用本发明，粮食从收获入仓直至粮食加工厂全过程只需要装卸一次，减少十几次提升与输送等装卸过程，跨区运输时间节约和降低粮食物流损失均在20%以上；6.利用本发明所发电力可以实现“自发自用”、“余电上网”功能，实现了粮食仓储由“耗能型”向“造能型”的转变，真正开创了粮食生产全产业链条绿色可持续发展的先河。

对于采用本发明装置作用于粮食烘干作业而言，因其与目前的“就仓干燥”形式作业程序相通，无需向烘干塔烘干粮食那样排队等候进行烘干作业，且干燥器本身就是粮仓，同时还是离库物流设施，故此发明系集粮食入库、计量、入仓、通风、干燥、仓储、运输及其全过程粮情监控为一体的，具有高效、精准、一步到位的智能化“全程管家”等独具21世纪粮食管理特色的一种全新“物联网+”技术。

这种技术可以实现百分之百的“订单农业”，并为粮食期货贸易提供了连接产供销的“点对点”无缝对接，真正实现了从“农田到餐桌”的个性化服务。

对于与本发明作业形式程序相通的粮食“就仓干燥”效果，在黑龙江中粮仓储技术工程有限公司的研究员级高级工程师柳芳久所撰写的《稻谷通风干燥装备研制和应用》一文中提供了如下数据可资借鉴

稻谷采用烘干机干燥与就仓通风干燥质量变化对比

从表中数据可以看到，通风干燥较热风快速烘干的裂纹率降低13.1%，发芽率提高33.5%，充分说明，通风干燥的精米品率提高10%以上，精米品质上乘且可以储存更长的时间。

1.粮食干燥过程不发生燃料能源成本，实现“零排放”。

涉及本发明通风干燥成本方面因使用本发明的光伏发电所产生的电能，因此，本发明在工作中不发生譬如：电、煤、CNG和生物质燃料等燃料能源成本，使本发明在完成粮食通风、干燥、保质、通讯等全部工作过程的所有用电器，在使用电力的全过程中实现能源利用的“可再生”与“零排放”，并将本发明产生的冗余电能输入到社会电力网络实现“余电上网”、造福社会。

2.提高稻谷精米率。

快速烘干设备干燥稻谷的裂纹粒≤19.8%，通风干燥稻谷的裂纹粒≤6.7%，比对降低13.1%，直接结果是精米品率提高约5%，如按江南水稻5%÷70%的出米率×2500元/t为例进行计算，折合稻谷增效178.6元/t。

3.减少粮食损失。

从粮食产后进入集装箱通风、干燥、熏蒸等过程开始，直至最终进入粮食加工过程之间，一直处于在线电子监控操作且没有倒箱过程，因此避免了箱内粮食产生过干、霉变、虫蛀及洒粮损失等情况，按照最低减少2%的粮食损失，当粮价2000元/t时节约额为40元/t。

4.光伏上网卖电。

估算设定本发明集装箱每年用于自身电力工作的时间最高为60天，则本集装箱每年发电“余电上网”的工作时间为300天，按照18kWh/d上网卖电计算，年卖电收入为18kWh×300天，即5400kWh×0.6元=3240元。

附图说明

图1是本发明的总体结构示意图

图2是本发明的顶部光伏电池板阵列及粮盖板示意图

图3是熏蒸器与光伏电池板装置示意图

图4是人工爬梯、排气窗与落粮保护器支撑杆示意图

图5是本发明的侧面光伏电池板阵列示意图

图6是本发明的地面通风管道、通风盖板及卸粮装置、卸粮插板

示意图

图7是接粮板装置示意图

图8是检查钢网门立体示意图

图9是可调节光伏电池板示意图

图10是散货集装箱尺寸图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做详细说明

由图1-9可知，在箱体27外顶部上设有装有橡胶密封条的装粮盖板1，与箱体顶部钢架以铰链形式连接并可限位、锁止。箱体顶部侧面设有防雨罩4，支撑挡杆与箱体顶部钢梁以铰链方式连接，并可折叠。在其箱体对应位置设有钢网排气窗19，钢网焊接到箱体钢梁上，其作用用于排放箱体内潮湿空气。在箱体27内部设有钢质接粮板5并上覆塑料垫板5-1，在接粮板和塑料垫板两者之间采用粘接及紧固螺栓的机械方式紧固，接粮板与箱体两侧面采用焊接方式连接；在接粮板下部设有镀锌钢管接粮板立柱3，与5以垫板螺栓紧固方式，其结构主要功能为减少粮食下落过程中的破碎率。在箱体内部同时设有落粮保护器6，加装在接粮板5底部，两者采用螺栓紧固，用来避免落粮时通风管道14和通风管道15受损。落粮保护器支撑杆17在6底部与箱体地板之间起到结构支撑作用，采用垫板螺栓紧固方式。

在箱体内部地板的接粮位置设有地面接粮板18，材质为工程塑料板，与地板靠粘接方式连接在一起，防止地板加速磨损并可降低粮食破碎率。在箱体外部居中位置设有上下两道清理检查门8和检查门16，均采用铰链方式与箱体钢架连接；同时在箱体内侧与检查门8，和检查门16有上下检查钢网门8-1和检查钢网门16-1用以检查粮情以及空箱清理工作。

在箱体内部与带电加热器的轴流风机10和轴流风机13连接的是纵向通风管道14和纵向通风管道15，管道一端与轴流风机10和轴流风机13通过法兰盘螺栓紧固，另一端与接粮板立柱3通过法兰盘螺栓紧固。

在箱体内部还设有一根竖向通风管道7，分别采用法兰盘连接方式与纵向通风管道14和纵向通风管道15交接互通。同时在竖向通风管道的上下端头分别焊接一根薄壁镀锌管，作为检测头支撑管26，负责安装监测点，连接检测头作用。检测信号通过电缆9与集装箱控制器连接。

由图1-9可知，在箱体顶部和侧面布置光伏电池板阵列2，与箱体钢架采用铰链连接，可根据不同地域光照情况利用气顶杆来调整电池板角度，以得到最佳工作状态，实现为本发明各用电器供电的目的。在箱体左侧面，轴流风机侧安装有熏蒸器23，与箱体钢板架支撑螺栓固定。在箱体外部左侧面设有控制箱体11，与箱体采用骨架支撑螺栓连接，其内部设有三个隔断空间分别为轴流风机10和轴流风机13及控制柜12，与控制箱体11均采用螺栓连接固定。是控制管理及通风、干燥的动力发明集成。在紧邻控制箱体11上侧安装光伏电池板25，是本发明内置通讯天线接收装置，实现网络与本发明平台系统的有机联接，与箱体采用铰链连接，可调整工作角度，电池板用于箱体储能发明的充电与通讯接通，保证其完好的工作状态。

在箱体右侧面上设有可折叠的人工爬梯20，采用铰链螺栓紧固方式与箱体连接。用于粮口盖开关及清理维修箱顶时使用。

在箱体27内地板底部三面周边直角处分别焊接带有通风孔的通风盖板21，与通风管道22焊接垫板相连，可以为底部周边送风，起到通风干燥效果。在箱体一侧内部设有卸粮装置24，与箱体钢架以转轴铰链方式连接。开启卸粮插板28即可卸粮，插板与箱体以铰链形式连接。

在箱体27侧、顶部所设置的光伏发电板阵列2、2-1所发电力为“自发自用，余电上网”；“自发自用”是指，所发电力整流后的直流电直接用于本发明的各用电器上；“余电上网”是指，本发明平台“自发自用”以外的全部所发电力，通过本发明的电力控制发明装置输送到业主或国家电网上去。

本发明的工作过程：

安装在左侧端板上的光伏电池板25含内置通讯天线接收装置实现网络与本发明平台系统的有机联接，调整至最佳工作角度，开通集装箱储能发明的充电与通讯系统接通，接收天线装置引入卫星讯号接收器，卫星讯号接收器连接总控柜12；开启送电，并保证其完好的工作状态。

打开装粮盖板1，粮食从装粮口1装入箱中，接粮板5在接粮板立柱3的支撑下，缓冲粮食直接落入箱底造成粮食破碎率增加，接粮板5上面的塑胶垫板5-1缓冲粮食直接落至接粮板上，以减少粮食破碎率增加以及接粮板的磨损加剧，当粮食即将下落至纵向通风管道15的时候，由落粮保护器6在落粮保护器支撑杆17的支撑下，阻挡粮食直接落至纵向通风管道15上，避免造成粮食破碎率增加以及纵向通风管道15的磨损加剧；当粮食下落至地板的时候，由塑胶垫板18承接，防止粮食破碎率增加以及地板磨损加剧。

清理检查门16和检查门8是用于进出清理箱体内部以及检查箱内装粮状况，当箱内处于存粮状态的时候，打开清理检查门16和检查门8，清理检查门的丝网状内门16-1和丝网状内门8-1起到了防止粮食外泄的作用，同时可以观察装粮状态；丝网门内无粮时，还可以打开清理检查门，对箱内门下粮食予以整理。

箱内粮食填装完成以后，通过人工爬梯20，打开防雨罩4，使排气窗19处于开启状态，以将箱内空气和杂质排出。

箱内粮食填装完成以后，调整顶端和侧面的光伏电池板2和光伏电池板2-1至最佳发电角度，光伏电池板开始发电，通过电缆9将电力输入控制箱11内；开启控制箱体11，操纵控制柜12，启动上轴流风机10和下轴流风机13，使纵向通风管道14和纵向通风管道15和竖向通风管道7以及底边通风管道22开始工作，其中底边盖板21阻止了部分粮食进入通风管道22，各路通风管道分别对箱内粮食开展并完成通风干燥降水、通风除湿气、增湿，通风降温等项粮食处理工艺作业；

需要对箱内粮食灭虫的时候，向熏蒸器23内置放熏蒸药物，关闭防雨罩4，使排气窗19处于密封状态，关闭清理检查门16和清理检查门8，启动轴流风机10和轴流风机13，开始熏蒸作业。

需要卸载箱内粮食时，将装粮箱倾斜到一定角度，打开排粮装置24自带电子开闭装置需获得电子批准指令后开启，开始卸粮；完成卸粮作业后，关闭卸粮装置。

本发明的制造选型

顾名思义，本发明是一个可移动的、带有自发电装置的、智能的并且只在这个发明装置的平台采用国际通用标准的集装箱上完成粮食计量、入仓、干燥、降水、通风、除湿、增湿、降温、熏蒸、仓储、运输及其全过程粮情监控为一体的，具有高效、精准、一步到位的智能化粮食“全程管家”等独具21世纪特色的一种全新粮食管理“物联网+”技术。

本发明的制造选型围绕上述功能开展并实现。

平台载体——20英尺集装箱

国际集装箱按照尺寸结构、用途等不同进行分类，主要为20英尺集装箱和40英尺集装箱两种，其具体尺寸按照ISO668-1993和GBT1413-1998规定执行。

40英尺集装箱内部容积在61.4-74.2m³之间，按照小麦和玉米容重0.75t/m³计算，如果装满可以达到46-55t。但按照相关标准40英尺集装箱额定总重量为30t，去掉自重，载粮26.1t左右，箱体实际利用率仅仅能达到38-40％，对于额定载重60t的火车运输，只能装1个40英尺标箱，载货效率不到50％，造成运营成本过高，不具备竞争能力。

20英尺集装箱内部容积在30～32m³，若装满小麦或玉米可以达到22.5-24t。按照20英尺集装箱相关标准，额定总重量24t，去掉自重2.2t，载粮21.8t，实际利用率可以达到90％，对于额定裁重60t的火车运输，可以装两个20英尺标箱，载货效率提高到80％。

因此，本发明的系统载体选择20英尺散粮集装箱，在此平台上完成本发明系统集成。集装箱数据：

20英尺散货集装箱数据

粮食集装箱可以用于公、铁、海和临时储粮物流。国际标准的20英尺集装箱在投资上低于立筒粮食仓库却高于平房仓和矮圆粮仓。集装箱储粮的灵活性大，收购季节库存不足的时候，用于临时储粮；收购淡季仓容有余，集装箱则可以投入运输。集装箱临时储粮还可以减少环境污染、改善作业条件、降低劳动强度、节省劳动消耗；按照品种、质量、等级进行粮食保管，满足用户多品种小批量的需求。

装粮口装置

集装箱箱体顶部设置一个带橡胶密封条密封盖子的装粮口，在重力或风送作用下，容重为0.75，含水量≤14%的小麦、玉米等粮食可以在15分钟内完成 20- 22t的装粮任务，装粮口门盖关闭后其端盖处设有呈90°角度的侧盖，可以与箱体卸粮端顶部钢架紧密密封，并带有机械人工锁紧装置；门盖在适当宽度处设有加强横梁，并由铰链限位门盖开关。

装粮口在箱体宽度方向与顶部钢架下面的端板处设有适当高度并开孔率为30-45%的防锈钢网，与左右两侧钢架焊接，用于排放箱内潮湿空气排气通道。

在排气通道上端钢架处设有一个可上下折叠270°的防雨罩。防雨罩具有两个功能：1.当排气通道用作于排除潮湿空气时，防雨罩两侧钢架上可以折叠90°的挡杆开启一定角度，并对排气通道起遮风挡雨功能；2.箱体处于非通风、干燥、熏蒸、状态时，防雨罩放下，与侧端板贴合，用锁止机构锁止，此时防雨罩起密封排气通道的功能；3.当排气通道处于开启状态且无需使用遮风挡雨功能时，防雨罩向上折叠270°，用锁止装置固定住防雨罩。

装粮装置门盖开关处设置有电子限位传感器，未经集装箱主人电子指令批准的开、闭装粮装置将促使集装箱报警，直至经集装箱主人电子指令批准。

卸粮端侧面钢架上装有自下而上的人工爬梯，此爬梯因带有止动弹簧可以向内侧折叠，在开关装粮口门盖以及清理箱顶时方便使用，此设置不得影响集装箱的外部尺寸。

防破碎接粮板装置

在集装箱装粮过程中，由于重力/风送作业时容易造成粮食增加破碎，在装粮口的中部位加装防破碎接粮板。接粮板骨架材料为钢结构组件，接触落粮的正面加衬耐磨的如尼龙PA66+10%PTFE聚四氟乙烯等材质的工程塑料板，采用粘接及机械方式紧固。接粮板朝箱内纵向方向与地面平板呈5-10°夹角，引导90%以上的粮食首先下落至接粮板上面后，再转向靠自重落至箱体地板上。

在通风、干燥管路横向与防破碎接粮板纵向交汇处，安装有通风、干燥管路落粮保护器，设置有1根垂直于落粮保护器的紧固在地板上的“Y”型支撑杆，使落粮保护器成为钢性体，防止落粮的重力损坏落粮保护器。

在箱体距离近侧端板间距居中位置地板上，粘接铺设一块四边倒角的方形工程塑料板，以解决箱体地板加速磨损及降低粮食破碎率问题。

集装箱卸粮装置

集装箱箱体卸粮侧端整体为钢结构封闭。卸粮侧端与箱内地板同水平线上，适当位置的两侧钢管架中安置一个转轴铰链，转轴铰链上加装卸粮装置，卸粮装置两侧板在高度方向上设有以转轴铰链为圆心带弧度的锁体、挡块；空箱时，卸粮装置归位、在锁体位置将卸粮装置锁死；粮食卸载状态时，卸粮装置锁体打开、箱体在卸粮机作用下倾斜38°，在粮食重力作用下，与箱内地板水平的卸粮装置自由下落至卸粮装置挡块处停止，开始处于卸粮作业状态。

卸粮装置居中处开有1个直径为500-700mm的卸粮口，卸粮口外侧设有1个与之相匹配的卸粮开止插板，其使用材质不应采用含有铁素体，此插板用以启停卸粮过程。同时设置1个粘胶帆布柔性卸粮导管，导管与卸粮口端头处设有带磁铁的卡扣；打开插板开始卸粮之前，在卸粮口端头处卡紧柔性卸粮导管，为防止粮食洒落，卸粮导管应接近出粮皮带机，打开卸粮开止插板，开始卸粮作业。

两个卸粮装置门盖开关处设置有电子限位传感器，未经集装箱主人电子指令批准的开、闭动作，都将促使集装箱报警，直至经集装箱主人电子指令批准。

集装箱粮食通风清理检查门

集装箱在长度端居中位置设置2个清理检查门。清理检查门分为上下2个，中间设有可打开、锁止的钢性的钢制门横框。

上下2个门内对应位置均设有可以向箱内侧开启的防鼠/检查钢网门，均从箱内侧由左向右边开启，用以检查粮情以及空箱清理的进出。上下2个门均用橡胶密封胶条密封门边，以防雨、防潮、防风。

底部粮食干燥、通风装置

集装箱底部粮食干燥、通风装置在箱体底部不包括卸粮口端的3个周边直角处，分别满焊焊接1块与箱体呈45°夹角带开孔率为30-45%的金属材料板；

在轴流风机安装侧端板底部居中位置打开1个与风机匹配的送风口，送风口处焊接1块与箱体呈45°夹角的、开孔率为30-45%的金属材料板，用于箱体底部3个周边风道送风、通风、干燥；两侧通风口卸粮端一侧为敞开口，用以清理通风道。

光伏发电装置

本电力发明在可移动的集装箱的顶部和没有门窗的侧面布置2个光伏发电板阵列。光伏发电板的安装以不影响集装箱尺寸外廓物流规范要求为限，光伏发电板顶部铰链紧固在集装箱左侧顶部钢架下沿处，整个光伏板与钢架外面最多只能处在一个平面上允许内凹固定安装；光伏发电板与顶部钢架交接处设置一组铰链，以此为轴心调整光伏发电板到最佳发电状态，用设置锁止装置锁止发电板；当集装箱处于运输运动状态时，气顶杆放下，锁止装置锁紧；当它处于非运输运动即静置状态时，箱体上安装的光伏发电板面朝阳光，光伏发电板气顶杆顶起至工作状态发电，如大兴安岭-漠河：安装角度49°，峰值日照时间4.8h，每瓦装机首年发电量1.402kWh；海口：安装角度10°，峰值日照时间4.33h，每瓦装机首年发电量1.248kWh。光伏发电优先满足本集装箱使用，冗余电能并入业主储能/变电站或直接送入国家电网。

本发明的光伏发电板可以将直接照射在箱体上的全部阳光部分面朝阳光侧面、顶部的外表面遮挡住具有吸热功能，将阳光辅照对粮食温度的影响程度降到最低限度。

在总控制箱及风机箱右侧，安装1块1200mm×600mm光伏发电板集装箱静止状态时可开启90°，以调整到最佳发电角度，本发明主要为集装箱的通讯储能系统发明充电，完成储能充电后的发电量可以通过总控制箱并入通风、干燥等用电器中；要保证储能电池Pack始终处于完好工作状态。

北斗卫星接收装置

本发明安装有北斗卫星接收装置——总控制箱及风机箱右侧安装的1200mm×600mm光伏发电板内置兼容卫星接收天线装置。接收天线装置引入卫星讯号接收器。卫星讯号接收器连接总控台上风机室最顶端平台上。

粮食干燥、通风装置

本发明装置适用干燥、通风与仓储的粮食品种包括但不限于：小麦、大麦、水稻、大米、玉米、大豆、小豆、绿豆、花生等粮食作物。

1.部分粮食作物降水通风时水分不应超过以下参考值：

a 早稻谷：16%，亚热带地区：15%；

b 晚稻谷：18%；

c 玉米：20%，亚热带地区：16%；

d 小麦：16%；

e 大豆：18%。

2.结束降水通风的条件：

a 箱内粮堆温度梯度≤1℃/m粮层厚度；

b 箱内粮堆水分梯度≤0.5%水分/m粮层厚度；

c 达到各类粮食的安全水标准。

3.粮食干燥、通风装置的风机选择：

a 本发明粮食干燥、通风装置工作条件：该风机适合阻力较大的管道加压送/排风；工作温度：-20～+40℃；湿度：≤90%；介质条件：含尘量不超过100mg/m³的空气；工作电源：二相直流二相变频36V/50Hz。

b 根据集装箱粮食干燥、通风装置设置带有直流变频电机的轴流风机台数，根据光伏发电总功率由电脑自动控制分别同时启动/循环启动数台风机进行通风/干燥；日间空气温度高、发电量大时数台风机同时工作，反之减少；弱光、夜晚时分及不足以单台风机运行情况下，全部风机停止运行；风机可以完成鼓风即正压，引风即负压以及风量转数与风压调整等功能。

c 当箱体中粮食处于安全水分状态时，风机静止待命工作。

d 当箱体中粮食低于安全水分状态时，本发明在环境湿度大于箱内湿度时，本发明开启低风速增湿工作，以平衡粮食水分在安全水分可控范围内。

e 当集装箱处于空箱状态时，全部通风发明全部停止工作。

4.粮层与风量等指标设定：

a 美国和加拿采用粮食仓内通风干燥作业时，粮层厚度上限为3.8m。有数据显示，在2.5m以下的粮层厚度进行通风干燥作业，稻谷的含水量从20%干燥到13.5%，其顶层与底层的水分差会在1.2%左右。本发明采用通风与干燥作业，设计粮层高度＜2.0m，空气途径比＜1.3，可以有效降低粮食对风阻的影响。

b 按照我国《储粮机械通风技术规程》推荐，在机械通风降水时单位通风量一般为30-60m³/h·t，美国为48-384m³/h·t，英国为126-168m³/h·t，德国为450-600m³/h·t。本发明技术产品的匹配为＞150m³/h·t，干燥器每天日间工作4-8h，利用太阳能可以“即发即用”，以保证通风干燥达到效果理想。

5.控制柜设计

a 控制箱放置在箱体的左侧端，分为3个封闭间隔功能区：上下各1个区间，用于安装轴流通风机；中间的区间为总控制箱，包括储能电池Pack、通讯、控制发明及操纵台、显示器。

b 总控制箱设置有防雨防潮密封装置，总控制箱箱门带有门锁，打开箱门后方可操作集装箱设备；总控制箱设置的各种显示器可以直接观看并防雨防潮密封装置。

c 电源和控制器总柜，符合中国相关电器柜设计规范包括但不限于防水、防潮、防雷击、防盗以及检修用LED照明设施。

d 设置储能充电电池/电源，以满足全天候全箱控制、操作等全部用电需求。

6.粮食通风、干燥发明设置

a 轴流风机4个带有减震器的紧固地脚螺栓分别紧固在各自的地脚孔上，风机轴心线与通风干燥，管道相同；

b 轴流风机出风口法兰端设置有空气除湿加热器；

c 轴流风机外侧安装有百叶窗，操作工人可以操作百叶窗开闭角度直至全开、全闭，百叶窗可以防止雨水吹灌至轴流通风机室内；

d 在箱体端板与风机轴心线相同的位置，开设有带内外法兰的通风孔，用以联接通风管道。

e 本装置采用开孔率为30-45%的钢质材料的纵向通风管道；进风口端管道用法兰盘钢性联接管道及骨架与箱体端板的通风孔用螺栓紧固；纵向通风管道末端用法兰盘与防破碎接粮板立柱钢性联接；在通风管道上面与防破碎接粮板交接处，加装架空粮食顺流挡板，以避免粮食入箱时因重力下落而增加粮食破碎率和破坏通风管道。

f 在纵向通风管道的中间部位安装一根立柱竖向通风管道，竖向通风管道与纵向通风管道交接处用法兰盘紧固；上下出风口末端用法兰盘与管道及骨架钢性联接。

g 出风口端法兰盘中心孔处焊接一根薄壁镀锌管，镀锌管末端与同侧上下箱壁钢性紧固，在镀锌管内壁安装电子传感器，用以在线检测箱内包括但不限于温度、湿度、水分等数据，电子传感器检测头与镀锌管端口一致，在箱体外用螺栓固定，电子检测头电线与集装箱总控制器连接。

h 在纵向与竖向通风管道交接处的上端，设置一个可以手动锁止的关风阀。当送风发明不需要竖向通风管道交联时，可以在粮食入箱前或入箱粮食尚未淹没关风阀前关闭关风阀。关闭关风阀后，纵向通风管道将由入箱粮食为阻挡，形成相对独立的通风/干燥区间，特别适合于箱体内粮食没有达到额定高度时的粮食通风、干燥、增湿作业。

单位通风量及风机选择：

以降水为主要目的的最低单位通风量：

粮食水分%	14	16	18	20
					最低单位通风量/[m³/(h·t)]	25	30	40	60

以降温为主要目的单位通风量，即低风压缓速降温通风：＜8m³/h·t。

专用熏蒸装置

本发明在轴流风机安装箱的侧面位置，设置专用熏蒸罐放置处。将熏蒸罐放置处门打开，熏蒸罐至送风道处，打开熏蒸罐，关闭并锁死熏蒸罐放置处门，通风发明以＜3m³/h·t的通风量开启熏蒸模式，直至熏蒸程序结束。熏蒸程序结束后，将熏蒸罐从放置处取出，关闭并锁死熏蒸罐放置处门，程序结束。

Claims (10)

1.一种 “带有自发电装置的智能粮食干燥与储运一体化集装箱”，包括箱体、粮盖板、接粮板、支撑杆、落粮保护器、风机与各种通风管道、通风窗、熏蒸器、光伏电池板、控制柜，其特征是，在箱体外顶部上设有装有橡胶密封条的装粮盖板，与箱体顶部钢架以铰链形式连接并可限位，锁止；箱体顶部侧面设有防雨罩，支撑挡杆与箱体顶部钢梁以铰链方式连接，并可折叠；在其箱体对应位置设有钢网排气窗，钢网焊接到箱体钢梁上，其作用是用于排放箱体内潮湿空气与灰尘；在箱体内部设有钢质接粮板并上覆塑料垫板，两者之间采用粘接及紧固螺栓的机械方式紧固，接粮板与箱体两侧面采用焊接方式连接；在接粮板下部设有镀锌钢管接粮板立柱，与垫板以螺栓紧固方式刚性连接，其结构主要功能为减少粮食下落过程中的破碎率；在箱体内部同时设有落粮保护器，加装在接粮板底部，两者采用螺栓紧固，用来避免落粮时粮食和通风管道受损；落粮保护器支撑杆在底部与箱体地板之间起到结构支撑作用，采用垫板螺栓紧固方式；在箱体内部地板的接粮位置设有接粮板，材质为工程塑料板，与地板靠粘接方式连接在一起，防止地板加速磨损并可降低粮食破碎率；在箱体外部侧面居中位置设有上下两道清理检查门，均采用铰链方式与箱体钢架连接；同时在箱体内侧与检查门相对应位置设有上下检查钢网门，用以检查粮情以及空箱清理工作；在箱体外部左侧面设有控制柜，与箱体采用骨架支撑螺栓连接，其内部设有三个隔断空间分别为带有加热器的轴流风机和控制柜，与控制柜均采用螺栓连接固定，在箱体的顶部、侧面分别布置光伏电池板阵列，与箱体钢架采用铰链连接。

2.根据权利要求1所述的带有自发电装置的智能粮食干燥与储运一体化集装箱，其特征是，在箱体内部分别设置有纵向和竖向通风管道系统，通过布置在箱体端侧面的控制电源、直流变频电机和风机装置，根据箱内粮食温度、湿度、水分等传感器测得的数据，施以人工/计算机控制手段，采用不同的风量、风压和鼓风、吸风各种作业模式，同时调节各出风口的开闭状态，全天候在线完成对箱内粮食的通风、干燥、降水、降温、保温、熏蒸杀虫、保质以及粮情监测控制保护粮食安全的各种作业过程，同时在竖向通风管道上下端头分别焊接有一根薄壁镀锌管，检测信号通过电缆与集装箱控制柜连接，通过卫星通讯网络实现远程监控。

3.根据权利要求1所述的带有自发电装置的智能粮食干燥与储运一体化集装箱，其特征是，接粮板与箱体两侧面采用焊接方式连接，在接粮板下部设有镀锌钢管接粮板立柱，与垫板螺栓紧固方式，其结构主要功能为减少粮食下落过程中的破碎率，在箱体内部同时设有落粮保护器，加装在接粮板底部，两者采用螺栓紧固，用来避免落粮时粮食和通风管道受损，落粮保护器支撑杆在底部与箱体地板之间起到结构支撑作用，采用垫板螺栓紧固方式；在箱体内部地板粮食自然下落的位置处设有接粮板，材质为工程塑料板，与地板粘接方式连接在一起。

4.根据权利要求1所述的带有自发电装置的智能粮食干燥与储运一体化集装箱，其特征是，在箱体外部居中位置设有上下两道清理检查门，均采用铰链方式与箱体钢架连接；同时在箱体内侧与检查门相对应位置设有上下检查钢网门。

5.根据权利要求1所述的带有自发电装置的智能粮食干燥与储运一体化集装箱，其特征是，在箱体外部左侧面设有控制柜与箱体采用骨架支撑螺栓连接，其内部设有三个隔断空间分别为带加热器的轴流风机和控制柜，与控制箱均采用螺栓连接固定；控制柜包括储能电池Pack、通讯、控制操纵台、显示器，其中控制柜是集装箱总体系统控制管理、通讯集成装置。

6.根据权利要求1所述的带有自发电装置的智能粮食干燥与储运一体化集装箱，其特征是，光伏电池板列阵内置通讯天线，一侧与北斗或GPS系统联接，一侧与在控制柜中的通讯系统联接，支持集装箱内检测数据的网络通讯、远程监控与管理工作，实现全天候计算机在线传输。

7.根据权利要求1所述的带有自发电装置的智能粮食干燥与储运一体化集装箱，其特征是，在箱体顶部、侧面分别布置光伏电池板阵列，与箱体钢架采用铰链连接，可根据不同地域光照情况利用气顶杆来调整电池板角度，以得到最佳发电工作状态与最大的发电效率，

光伏电池板阵列所发电力，在集装箱处于静止在库状态时，可执行“自发自用”、“余电上网”用电模式；在集装箱处于离库运动状态时，执行“自发自用”的离网用电模式；光伏电池板将直接照射在箱体表面上的阳光部分的外表面遮挡住，其吸热功能将阳光辅照对粮食温度的影响程度降到最低限度。

8.根据权利要求1所述的带有自发电装置的智能粮食干燥与储运一体化集装箱，其特征是，在箱体左侧面安装粮食熏蒸器，与箱体钢板架支撑螺栓固定，必要时，粮食熏蒸器通过人工/计算机控制等手段，完成对箱内粮食的熏蒸作业。

9.根据权利要求1所述的带有自发电装置的智能粮食干燥与储运一体化集装箱，其特征是，在箱体右侧面上设有可折叠的人工爬梯，采用铰链螺栓紧固方式与箱体连接，用于对进粮口盖开关、排气窗开关以及完成箱体顶部的清理维修等作业。

10.根据权利要求1所述的带有自发电装置的智能粮食干燥与储运一体化集装箱，其特征是，使用方法是卸载箱内粮食时，将卸粮箱倾斜到一定角度，并获得电子批准指令后开启电子开闭装置，打开排粮装置，开始卸粮；完成卸粮作业后，关闭卸粮装置。

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