CN112930464A - 谷物干燥机器和用于干燥谷物的多步骤方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及特别设计用于高效干燥谷物的干燥系统和干燥方法。本发明的谷物干燥系统包括由干燥转子组成的机器，干燥转子的特征在于其包含热面板并且具有允许空气循环的高效设计。替代地，谷物干燥系统由包括热面板和高效空气循环系统的干燥转子以及用于真空静止谷物的转子组成。本发明还涉及谷物干燥方法，其包括：由热面板和高效空气循环系统组成的干燥转子中的步骤；以及可选地，真空静止转子中的第二真空静止步骤，其中，第一和第二步骤根据需要交替一次、两次、三次或更多次。通常，本发明的系统和方法涉及允许通过暴露于电磁辐射和高效气流进行的谷物的受控加热或通过多步骤干燥谷物的元件和步骤，所述多步骤包括通过暴露于电磁辐射和高效气流进行的谷物的受控加热、谷物的真空静止和通过暴露于电磁辐射和高效气流进行的谷物的受控加热的新步骤，由于系统不需要化石燃料来运行，因此在不更改谷物结构且不产生污染排放的情况下实现干燥时间的高效率。

Description

谷物干燥机器和用于干燥谷物的多步骤方法
技术领域
本发明属于机械领域，并且包括用于干燥豆，特别是咖啡豆的系统和方法。所述干燥系统和干燥方法结合了通过电磁辐射对谷物进行的受控加热和真空下谷物的静止阶段，因此设法在很短的时间内并且以100％的生态方式消除或减少谷物的湿度，因为这些系统和方法不会产生污染排放，由于它们不需要用于它们运行的化石燃料。
背景技术
谷物的人工干燥是农业领域中广泛传播并使用的实践，对作物的成本和质量具有显著影响。实际上，豆的人工干燥的方法对应于其在收获后的转化的主要原因，因此必须谨慎行事，以免影响其质量。
干燥的主要目的是将豆的湿度减少到对于存储是安全的且对于销售是最佳的水平，通常通过阳光下的干燥(其中，太阳能加热豆而气流将水分带走)或通过机械干燥(其中，空气以人工方式受加热并且流过湿豆)以传统方式进行该操作。
历史上，阳光下的自然干燥已经识别为用于保持咖啡豆所有物理化学和感官品质的理想机制。然而，这种机制显现为根本无效的，因此需要设计并开发系统以改进方法的效率。
实际上，现今显著数量的使用太阳能或电能/机械能以用于处理广泛各种豆(包括咖啡豆)的干燥机器是已知的。通常，这些系统通过在具有不同尺寸和参数的隔室的系统中使用热气流/流以均匀方式满足对豆进行干燥的目的。
因此，例如，专利文献US5960560公开一种太阳能热脱水器，其包括其内部的多个干燥室和放置待干燥的豆的多个穿孔托盘。就其部分而言，机械结构主管迫使气流进入和退出干燥室，而第二结构负责允许阳光加热经过干燥室的空气，因此实现放置在穿孔托盘上的豆的脱水。
虽然先前干燥机器使用太阳能以加热与豆接触的空气，但目前充分认识到，这种机制不足以执行高效干燥方法，因为它需要过度的时间以完成该方法且通常招致与天气有关的多种困难。
就其部分而言，专利文献CN105285090披露一种使用连续真空和低温远红外加热的豆干燥机器。根据发明人，所述干燥机器包括进料斗、旋转真空进料阀、旋转真空进料阀排出端口和若干真空干燥盘，其中，在真空旋转进料阀的排出端口与每个真空干燥盘之间布置间隔，以使得谷物沿着真空干燥盘的旋转均匀地散布在真空干燥盘上。
另一方面，在真空干燥盘上方布置远红外加热装置，确保豆缓慢且均匀加热。就其部分而言，发明人强调使用布置在真空干燥盘之间的真空管，以使得通过所述真空管吸收热空气和潮湿流。最后，豆由冷却部段冷却，并通过提升机器上的旋转真空排放阀排放。
于是，所述专利文献CN105285090披露一种干燥方法，其包括真空干燥阶段并使用低范围红外线的热源，但它并未以任何方式限定所实现的效率的程度，也并未提及使用用于干燥方法的替选能量源，也并未使用循环阶段以改进所述方法。
在专利CN105309609中公开另一类型的豆干燥系统，其基本上包括可移动类型的螺旋辊谷物干燥器。该豆干燥器使用太阳能和空气能，并补充以电能的使用，以使得一系列太阳能收集器元件、适合于热量保持的层和热空气管集合放置在设计为执行干燥方法的外壳的顶部上。根据其发明人，该干燥器具有结构上简单、低成本、节能方面显著、排放减少效果和高干燥速度的优点。
根据上述内容，所述文献披露一种豆干燥机器，其连同电能的补充使用一起利用太阳能以加热空气或豆。然而，所实现的效率暗示它并非对应于用于处置大体积的湿豆的合适设计。
就其部分而言，专利US6209223披露一种豆干燥系统，其包括两个主要部分：热干燥空气发生器和模块化便携式干燥箱。所述空气发生器包括热管道设计，其增强除湿器热泵的效率，使其用途在经济上是可行的，尤其针对潮湿气候。它还包括充当防污染系统的一系列燃烧器。
热空气发生器可以运行在许多能量源(包括电力、汽油、柴油、生物质、木材、炭、稻壳或甚至太阳能)上。模块化托盘由可以方便地拆卸、运送且重新组装的各种模块制成。该设计还创建非常低的空气压降，允许实质性风扇能源节省。
先前的装置提出空气除湿器作为附加特征元件。然而，由于空气来自水平方向上的源但分布在高的地方，因此其不包括使气流高效通过待干燥的材料的元件。类似地，权利要求集合并未限定具有范围例如从常规干燥到真空化的交替阶段的干燥方法。
根据以上所有的内容，清楚的是，现有技术中已知的干燥器具有减少能量成本和环境损害以及显著减少干燥时间的目的。此外，它寻求利用不同的能量源以改进湿度的消除，并且甚至促进在不存在对太阳能的取得的夜晚使用干燥器。然而，工业园豆干燥方法的高复杂性，这些现有装置和方法全都未显现为彻底高效的。
考虑到上述情况，清楚的是，在现有技术中，仍然需要开发允许改进豆干燥效率的系统和方法，因为这将始终意味着农业产业方法的优化。
发明内容
现在，考虑现有技术的教导并且基于迄今已知的不同类型的豆干燥机器的操作，所讨论的本发明的申请人认为，用于执行豆干燥方法的高效方式是通过涉及电磁辐射进行的豆的受控加热阶段同时与通过豆的高效空气循环进行的水分从所述豆的抽拉的特定组合。可替代地，豆干燥方法源于以下阶段的特定组合：涉及电磁辐射进行的豆的受控加热同时与通过豆的高效空气循环进行的水分从所述豆的抽拉的阶段、通过激励水分朝向豆的表面的迁移加速干燥方法的豆的真空中的静止的阶段、以及涉及电磁辐射进行的豆的受控加热同时与通过豆的高效空气循环进行的水分从所述豆中的抽拉的新干燥阶段。
通过实施一种干燥机器来实现上述目的，所述干燥机器包括：干燥转子，该干燥转子的特征在于其在内部具有电磁辐射源，所述电磁辐射源以能够以受控且高效的方式加热转子内部的湿豆的方式发射；和高效的通风系统，其允许热且干燥的空气进入，当所述空气被从转子中抽出时，其经过豆并将水分带离豆。
此外，本发明涉及一种真空静止转子，其特征在于，包括真空静止转子，其中，内部的豆经受受控的真空和温度，以通过促使水分朝向豆的表面的迁移来加速干燥过程。
本发明还涉及一种干燥方法，其包括：将湿豆放入干燥转子中，在干燥转子中，当湿豆与由位于干燥转子内部并发射电磁辐射的热面板所发射的电磁辐射接触时，它们受加热。干燥转子还包括高效的通风系统，其通过附接到货物和固定的通气孔盖上的导流板允许由于太阳辐射的干燥且热的空气进入，其中，一旦所述空气已经捕获干燥转子腔中的周围的水分，就通过抽出器的作用将其去除。
在另一实施例中，本发明的干燥方法包括干燥转子中的第一阶段，在干燥转子中，当湿豆与由位于干燥转子内部并发射电磁辐射的热面板所发射的热辐射接触时，它们受加热。干燥转子还包括高效的通风系统，其通过附接到货物和固定的通气孔盖上的导流板允许由于太阳辐射的干燥且热的空气进入，其中，一旦所述空气已经捕获干燥转子腔中的周围的水分，就通过抽出器的作用将其去除。其中，本发明的干燥方法包括第二阶段，在产生真空的专用转子中使豆在真空下静止，与受控的温度结合；以及第三干燥阶段，其包括将豆放置在干燥转子中，在该干燥转子中，当湿豆与由位于干燥转子内部并发射电磁辐射的热面板所发射的热辐射接触时，它们受加热，干燥转子还包括高效的通风系统，其通过附接到货物和固定的通气孔盖上的导流板允许由于太阳辐射的干燥且热的空气进入，其中，一旦所述空气已经捕获干燥转子腔中的周围的水分，就通过抽出器的作用将其去除。
通过加热和抽吸湿气进行干燥的阶段以及真空中的静止阶段的所述交替组合设法在显著短的时间内减少和/或消除豆的湿度。本质上，该干燥器以受控方式加热待干燥的豆，这表示时间和能量方面的收益。
用于本发明的操作的能量源包括但不限于太阳能和电能，以使得由于系统不需要化石燃料并且因而不产生污染排放，因此本发明的系统和方法是100％生态的。
附图说明
图1是完全组装的本发明的干燥转子(1)的两个示意图。
图2示出了本发明的干燥转子(1)的分解图。
图3示出了本发明的热面板类型1(13)的分解图。
图4示出了本发明的热面板类型2(14)的分解图。
图5示出了本发明的干燥转子(1)的截面(A)，其中，可以看见热面板类型1(13)和热面板类型2(14)的位置。
图6示出了完全组装的本发明的真空静止转子(34)的三个示意图。
图7示出了本发明的真空静止转子(34)的截面(A)。
图8示出了本发明的真空静止转子(34)的分解图。
图9示出了本发明的系统的干燥转子(1)和真空静止转子(34)在包含它们的结构中的位置的前视图(A)和侧视图(B)，所述结构包括干燥器运行所需的不同附件。
图10再次示出了本发明的系统的干燥转子(1)和真空静止转子(34)，安装在包含它们的结构中并且盖子与结构分离。
图11示出了覆盖包含本发明的干燥系统的干燥转子(1)和真空静止转子(34)的结构的盖子的布置。
组成本发明的用于干燥豆的系统的元件的描述
(1)干燥转子。
(2)左金属支架，其对应于支撑金属轴承(4)的金属结构。
(3)右金属支架，其对应于支撑自对准轴承(20)、减速器(24)、电动马达(29)和保护盖子(19)的金属结构。
(4)金属轴承，其对应于金属衬套(10)在其上旋转的铸件并通过螺钉固定到左金属支架(2)，它们一起支撑干燥转子(1)的左侧。
(5)板，位于干燥转子(1)的传动侧，其对应于驱动轴(17)和转子中心管(7)通过螺钉固定到其上的金属盘。
(6)板，位于干燥转子(1)的抽吸侧，其对应于金属衬套(10)和转子中心管(7)通过螺钉固定到其上的金属盘。
(7)转子中心管，其对应于由穿孔板材和两个法兰制成的塑料或金属管，它用螺钉在一侧固定到干燥转子(1)的传动侧板(5)并在另一侧固定到干燥转子(1)抽吸侧板(6)。
(8)转子的固定的盖子，其对应于通过螺钉固定到板(5)和(6)的金属或塑料结构。图1和图2。
(9)固定的通气孔盖，其包括金属或塑料结构，该金属或塑料结构具有穿孔金属板材，空气通过该穿孔金属板材进入干燥转子(1)，固定的通气孔盖用螺钉固定到板(5)和(6)以及空气收集器导流板(12)。
(10)金属衬套，其对应于在金属轴承(4)上旋转的铸件并在左侧通过螺钉固定到抽吸侧板(6)上。
(11)装载窗框架，其是承载穿孔金属板材的金属或塑料结构并固定到空气收集器导流板(12)，空气通过该穿孔金属板材进入干燥转子(1)。
(12)空气收集器导流板，其对应于装载窗框架(11)所固定到的金属工件。这两个工件(11)和(12)用铰链安装到转子的固定盖子(8)。这样组装的装置在打开时允许咖啡豆进入干燥转子(1)的内部，而当关闭时允许空气通过紧固到装载窗框架(11)上的穿孔板材进入干燥转子(1)。
(13)热面板类型1，其对应于由螺钉固定到板(5)和(6)的金属或塑料结构。
(13A)穿孔金属或塑料板材，其保护电磁辐射源(13C)并允许红外辐射通过其穿孔。图3。
(13B)金属支撑件，电磁辐射源(13C)和金属或塑料板材(13A)通过螺钉附接到其上。图3。
(13C)电磁辐射源，其对应于上面印有碳晶体和电路的玻璃纤维板。图3。
(14)热面板类型2，其对应于通过螺钉固定到板(5)和(6)上并且在中间部分固定有筛网的金属或塑料结构，所述筛网对应于有助于在干燥转子(1)内部移动咖啡豆的板材。
(14A)穿孔金属或塑料板材，其保护电磁辐射源(14C)并允许红外辐射通过其穿孔。图4。
(14B)金属支撑件，电磁辐射源(14C)和金属或塑料板材(14A)通过螺钉附接到其上。图4。
(14C)电磁辐射源，其对应于上面印有碳晶体和电路的玻璃纤维板。图4。
(15)温度计，其安装在位于干燥转子(1)抽吸侧的板(6)中。
(16)用于取样的盖子，其对应于安装在位于干燥转子(1)抽吸侧的板(6)上并且易于拆卸以允许取样的透明塑料盖子。图2。
(17)驱动轴，其对应于由金属法兰组成的金属工件，钢轴端和金属加强件焊接到该金属法兰上。该组合通过螺钉在右侧固定到位于传动侧的板(5)上并容纳楔形块(18)，该楔形块(18)驱动安装在轴上的大链轮(32))。整个组件搁置在固定到右金属支架(3)上的自对准轴承(20)上，并且它们一起支撑干燥转子(1)的右侧部分。
(18)楔形块，其对应于容纳在驱动轴(17)中并将它连接到大链轮(32)的金属工件。
(19)保护盖子，其对应于用螺钉固定到右金属支架(3)的金属或塑料工件，隔离并保护自对准轴承(20)、大链轮(32)、链接链条(33)、歧管(22)和电刷架(21)。
(20)自对准轴承，其支撑驱动轴(17)并且通过螺钉固定到右金属支架(3)，并且它们一起支撑干燥转子(1)的右侧部分。
(21)电刷架，其对应于安装在歧管(22)上的绝缘工件，具有两个电刷，电流通过所述电刷传输到歧管(22)的铜套管，而铜套管又将电流传输到热面板类型1(13)和热面板类型2(14)。
(22)歧管，其对应于安装在驱动轴(17)的末端上并随其旋转的绝缘工件，它具有连接到电面板类型1(13)和电面板类型2(14)的两个铜套管。
(23)楔形块，其对应于容纳在减速器(24)的横向轴中并驱动小链轮(30)的金属部件。
(24)减速器，其对应于减速箱，具有安装在滚珠轴承上的水平轴和横向轴、安装在水平轴上的螺旋小齿轮，其将运动传递到安装有蜗杆的横向轴。该装置允许降低水平轴到横向轴的速度并进而改变传动轴的位置，其通过螺钉固定到右金属支架(3)。
(25)大V形皮带轮，对应于安装在减速器(24)的水平轴上并接收V形皮带(27)的运动并且通过减速器(24)将运动传递到小链轮(30)的金属工件。
(26)小V形皮带轮，其对应于安装在电动马达轴(29)上的金属工件。
(27)V形皮带，其对应于合成传动带，用于在大V型皮带轮(25)与小V型皮带轮(26)之间传递运动。
(28)楔形块，其对应于容纳在电动马达轴(29)中并驱动小V形皮带轮(26)的金属部件。
(29)电动马达。
(30)小链轮，其对应于安装在减速器(24)的横向轴上并通过楔形块(23)和紧定螺钉(31)与之连接的带齿的金属工件，将运动传递到链接链条(31)。
(31)紧定螺钉，其对应于将小链轮(30)固定到减速器(24)的横向轴上的钢螺钉。
(32)大链轮，其对应于通过楔形块(18)附接到驱动轴(17)上并接收链接链条(33)的运动的带齿的金属工件。
(33)链接链条，其对应于通过大链轮(32)将运动传递到驱动轴(17)并进而将其传递到干燥转子(1)的工件。
(34)真空静止转子。
(35)左金属支架，其对应于支撑自对准轴承(36)的金属结构。
(36)自对准轴承，其支撑驱动轴(38)并通过螺钉固定到左金属支架(35)上并且它们一起支撑真空静止转子(34)的左侧部分。
(37)旋转空气连接器，其对应于当真空静止转子(34)处于运动中且真空泵(67)永久安装时允许空气在真空静止转子(34)与真空泵(67)之间通过的机械装置。
(38)驱动轴，其对应于由金属法兰组成的金属部件，钢轴端和金属加强件焊接到该金属法兰上。该组合使用螺钉在左侧紧固到泵的抽吸侧的转子板(40)上。整个组件搁置在固定到左金属支架(35)的自对准轴承(36)上，并且它们一起支撑真空静止转子(34)的左侧部分。
(39)温度计，其安装在真空静止转子(34)的泵的抽吸侧的转子板(40)中并且用于在真空静止过程期间测量豆的温度。
(40)真空泵的抽吸侧的转子板，其对应于由螺钉附接到真空静止转子(34)的气缸(42)上的金属盘，并且驱动轴(38)由螺钉固定到该盘上。
(41)真空静止转子装载窗盖子，其对应于通过螺钉安装在真空静止转子(34)的气缸(42)上的金属或塑料板材。
(42)真空静止转子气缸，其对应于板材制成的管状结构。泵的抽吸侧的转子板(40)和传动侧外板(47)通过螺钉附接到气缸(42)上。
(43)真空静止转子(34)的加强管，其对应于固定到传动侧中心板(46)和真空泵的抽吸侧的转子板(40)上的金属管。图8。
(44)电阻，其安装在真空静止转子电阻支撑件(45)上，电阻支撑件进而安装在转子中心管(66)的内部，以生成热量，热量进而通过转子中心管(66)的穿孔板材朝向真空静止转子(34)的内部辐射。
(45)真空静止转子的电阻支撑件，其对应于电阻(44)安装在其中的两个金属结构。
(46)真空静止转子(34)的传动侧的中心板，其对应于通过螺钉固定到传动侧的外板(47)上的金属盘，并且该板(46)又通过螺钉固定到驱动轴(48)上。
(47)空转子(34)的传动侧的外板，其对应于通过螺钉附接到真空静止转子的气缸(42)和传动侧的中心板(46)上的金属盘。
(48)驱动轴，其对应于由金属法兰组成的金属工件，钢轴端和金属加强件焊接到该金属法兰上。该组件使用螺钉紧固到传动侧的中心板(46)的右侧，其还容纳驱动安装在轴上的大链轮(64)的楔形块(49)。整个组件搁置在固定到右金属支架(61)的自对准轴承(51)上，并且它们一起支撑真空静止转子(34)的右侧部分。
(49)楔形块，其对应于容纳在驱动轴(48)中并将其连接到大链轮(64)的金属工件。
(50)保护盖子，其对应于用螺钉固定到右金属支架(61)的金属或塑料工件，并且其功能是隔离并保护自对准轴承(51)、大链轮(64)、链接链条(58)、歧管(52)和电刷架(53)。
(51)自对准轴承，其支撑驱动轴(48)并且通过螺钉固定到右金属支架(61)，并且它们一起支撑真空静止转子(34)的右侧部分。
(52)电刷架，对应于安装在歧管(53)上的绝缘工件，其具有两个电刷，电流通过所述电刷传输到歧管(53)的铜套管，而铜套管又将电流传输到电阻(44)。
(53)歧管，其对应于安装在驱动轴(48)的末端上并随其旋转的绝缘工件，它具有连接到电阻(44)的两个铜套管。
(54)楔形块，对应于容纳在减速器(55)的横向轴中并驱动小链轮(62)的金属工件。
(55)减速器，其对应于减速箱，具有安装在滚珠轴承上的水平轴和横向轴、安装在水平轴上的螺旋小齿轮，其将运动传递到安装有蜗杆的横向轴。该装置允许降低水平轴到横向轴的速度并进而改变传动轴的位置，其通过螺钉固定到右金属支架(61)。
(56)大V形皮带轮，其对应于安装在减速器(55)的水平轴上并接收V形皮带(58)的运动并且通过减速器(55)将运动传递到小链轮(62)的金属工件。
(57)小V形皮带轮，其对应于安装在电动马达轴(60)上的金属部件。
(58)V形皮带，其对应于合成传动带，并用于在大V形皮带轮(56)与小V形皮带轮(57)之间传递运动。
(59)楔形块，其对应于容纳在电动马达轴(60)中并驱动小V形皮带轮(57)的金属部件。
(60)电动马达。
(61)右金属支架，其对应于支撑自对准轴承(51)、减速器(55)、电动马达(60)和保护盖子(50)的金属结构。
(62)小链轮，其对应于安装在减速器(55)的横向轴上并通过楔形块(54)和紧定螺钉(63)与之连接的带齿的金属工件，将运动传递到链接链条(65)。
(63)紧定螺钉，其对应于将小链轮(62)固定到减速器(55)的横向轴上的钢螺钉。
(64)大链轮，其对应于附接到驱动轴(48)上并接收链接链条(65)的运动的带齿的金属工件。
(65)链接链条，其实现通过大链轮(64)将运动传递到驱动轴(48)并进而将其传递到真空静止转子(34)的功能。
(66)转子中心管，其对应于由穿孔板材和两个法兰制成的塑料或金属管，并且它用螺钉在一侧固定到传动侧中心板(46)并在另一侧固定到真空泵的抽吸侧的转子板(40)。
(67)真空泵，其对应于从真空静止转子(34)抽出空气的电动泵。
(68)互连软管，其对应于具有用于将真空泵(67)与真空静止转子(34)互连的配件的塑料管。
(69)电磁阀，其对应于仅在真空泵(67)打开时允许空气进入真空泵的电磁阀。
(70)真空开关，其对应于安装在真空静止转子(34)中的具有配件和旁通阀的真空计。
(71)冷却盘管，其对应于除湿器(72)的互补结构。冷却盘管(71)由铜管构造，氟利昂气体通过铜管循环以降低周围空气的温度，并以此方式失去其大量水分，从而改善干燥系统的内部条件。
(72)除湿器，对应于由例如压缩机、冷凝器、散热器、电气连接件和管道等元件组成的机器，通过这些元件氟利昂气体循环通过冷却盘管(71)以降低周围空气的温度。
(73)门，其对应于衬有绒毛毡板的金属结构，该门允许进入干燥转子(1)和真空静止转子(34)的安装区域。
(74)被覆盖支撑结构，其对应于支撑部件(86)至部件(95)和门(73)的金属结构。
(75)可伸缩管，其对应于安装在双向阀(76)出口处的两个金属或塑料管。
(76)双向阀，其对应于金属板材制成的装置，安装在升降机(77)的上部中并允许为一个转子或另一转子卸载豆。
(77)升降机，对应于将豆从较低的高度运输到较高的高度的机械装置。
(78)抽出器，其对应于从干燥转子(1)抽出潮湿空气的电风扇。
(79)配电板，其对应于包含用于控制本发明系统的所有控制件、起动器、电气和电子保护器的金属箱。
(80)抽出器管道，其对应于安装在金属衬套(10)与抽出器(78)之间的金属管，其允许由抽出器(78)抽吸的潮湿空气经过。
(81)支撑结构和接近转子的通道，其对应于具有楼梯的金属平台，转子(1)和(34)安装在该金属平台上。
(82)干燥转子的料斗，其对应于由金属或塑料板材制成的容器，用于存放去往干燥转子(1)或真空转子(34)的豆。
(83)叶片阀，其对应于金属或塑料板材，用于允许或阻止豆从真空静止转子料斗(85)和干燥转子料斗(82)通向升降机装载料斗(84)。
(84)升降机装载料斗，其对应于存储去往升降机(77)的豆的由金属或塑料板材制成的容器。
(85)真空静止转子的料斗，其对应于由金属或塑料板材制成的容器，并用于存放去往干燥转子(1)或真空转子(34)的豆。
(86)上前壁，对应于用板材建造的隔板，其包围被覆盖支撑结构(74)的上前部。
(87)顶部分隔平台，其对应于覆盖被覆盖支撑结构(74)的中间部分的顶板。
(88)下前壁，其对应于用绒毛毡板建造的隔板，其包围被覆盖支撑结构(74)的下前部。
(89)左上侧壁，其对应于用太阳能电池板、塑料、玻璃或任何其他允许太阳光线通过的材料建造的隔板。
(90)下壁，其对应于用绒毛毡板建造的隔板，其包围被覆盖支撑结构(74)的下部。
(91)下壁，其对应于用绒毛毡板建造的隔板，其包围被覆盖支撑结构(74)的下部。
(92)上后壁，其对应于用太阳能电池板、塑料、玻璃或任何其他允许太阳光线通过的材料建造的隔板。
(93)下壁，其对应于用绒毛毡板建造的隔板，其包围被覆盖支撑结构(74)的下部。
(94)右上侧壁，其对应于用太阳能电池板、塑料、玻璃或任何其他允许太阳光线通过的材料建造的隔板。
(95)顶部，其对应于用太阳能电池板、塑料、玻璃或任何其他允许太阳光线通过的材料建造的结构。
具体实施方式
除了先前陈述的内容之外，还可以通过所开发的系统和方法的结构和操作的随后描述详细理解本申请的目的。
根据图1和图2，本发明的第一特定实施例涉及一种由干燥转子(1)构成的干燥系统，干燥转子(1)的外部结构包括位于干燥转子(1)的传动侧的板(5)和位于干燥转子(1)的抽吸侧的板(6)，其中存在至少七个、六个、五个或四个固定盖子(8)、至少一个、两个或三个排气帽盖(9)、至少一个、两个或三个装载窗框架(11)和至少一个、两个或三个空气收集器导流板(12)。
在优选实施例中，本发明的干燥转子(1)在内部包括至少一个、两个或三个腔，其中，每个腔由图5中以非限定性方式所示的转子中心管(7)、两个类型2热面板(14)、固定的转子盖子(8)和固定的通气孔盖(9)界定。
在特定实施例中，转子中心管(7)是以穿孔板材和两个法兰构建的塑料或金属管。其中，转子中心管(7)通过螺钉在一侧固定到干燥转子(1)的传动侧板(5)，并在另一侧固定到抽吸侧板(6)，如图2所示。
优选地，固定的转子盖子(8)和固定的通气孔盖(9)由螺钉固定到板(5)和(6)。另一方面，每个装载窗框架(11)和每个固定的通气孔盖(9)具有空气收集器导流板(12)。其中，每个固定的通气孔盖(9)包括具有空气进入干燥转子(1)所通过的穿孔金属板材的金属或塑料结构，并且其中，装载窗框架(11)是承载穿孔金属板材的金属或塑料结构，并与空气收集器导流板(12)一起，它由铰链固定到相邻的固定的转子盖子(8)，以使得该装置当打开时允许咖啡豆经过干燥转子的内部，并且处于闭合时，它允许空气通过附接到装载窗框架(11)的穿孔板材进入干燥转子(1)。
在另一优选实施例中，干燥转子(1)的每个内部腔包含一个、两个或三个类型1面板(13)。根据图3，类型1面板(13)是由螺钉固定到板(5)和(6)的金属或塑料结构。具体而言，类型1面板特征在于：包括：穿孔金属或塑料板材(13A)，其保护电磁辐射源(13C)，并且通过其穿孔允许辐射经过；金属支撑件(13B)，电磁辐射源(13C)和金属或塑料板材(13A)由螺钉附接至其上；和电磁辐射源(13C)，其对应于具有印刷碳晶体和电子电路的玻璃纤维板。
类似地，根据图4，类型2面板是由螺钉固定到板(5)和(6)并且具有在其中间部分固定的有助于在干燥转子(1)内部移动豆的板材的金属或塑料结构。具体而言，类型2面板特征在于：包括：穿孔金属或塑料板材(14A)，其保护电磁辐射源(14C)并允许辐射经过其穿孔；金属支撑件(14B)，电磁辐射源(14C)和金属或塑料板材(14A)由螺钉附接至其上；和电磁辐射源(14C)，其对应于具有其上印刷的碳晶体和电子电路的玻璃纤维板。
优选地，类型1(13)和类型2(14)面板连接到歧管(22)，歧管(22)是安装在驱动轴(17)的末端上并随其旋转的绝缘工件，并且其具有连接到热面板类型1(13)和类型2(14)的两个铜套管。歧管(22)的套管从对应于安装在歧管(22)上的绝缘工件的电刷架(21)的两个电刷接收电流。
在特定实施例中，干燥转子(1)具有左金属支架(2)，其支撑连接到抽出器管道(80)的金属轴承(4)，如图9所示。其中，抽出器管道(80)对应于安装在金属衬套(10)与抽出器(78)之间的金属管，其允许由抽出器(78)抽吸的潮湿空气经过。其中，金属轴承(4)与作为在金属轴承(4)上旋转的浇筑工件的金属衬套(10)协作支撑干燥转子(1)的左侧部分。在特定实施例中，金属轴承(4)通过螺钉固定到左金属支架，并且金属衬套(10)在左侧通过螺钉固定到抽吸侧板(6)上。
在特定实施例中，干燥转子(1)具有右金属支架(3)，其支撑自对准轴承(20)、减速器(24)、电动马达(29)和保护盖子(19)。
在本发明的特定实施例中，干燥转子(1)包括用于确保其旋转能力的机械系统，其由通过确保运动的传动的皮带轮和楔形块的系统连接的金属驱动轴(17)、减速器(24)和电动马达(29)组成，如图2所示。
优选地，电动马达(29)容纳楔形块(28)，其支撑小V形皮带轮(26)。其中，小V形皮带轮(26)通过V形皮带(27)将其运动传递到安装在减速器(24)的水平轴上的大V形皮带轮(25)。
减速器(24)是减速箱，其具有安装在滚珠轴承上的水平轴和横向轴。减速器(24)在水平轴上包括螺旋小齿轮，其将运动传递到具有所安装的蜗杆螺钉的横向轴。该装置允许减少水平轴到横向轴的速度，并进而改变传动轴的位置。进而，减速器(24)的横向轴通过楔形块(23)和紧定螺钉(31)附接到小链轮(30)。
另一方面，金属驱动轴(17)具有在一端焊接的法兰和金属加强件，并还容纳将驱动轴(17)连接到大链轮(32)的楔形块(18)，大链轮(32)接收进而出自小链轮(30)的链接链条(33)的运动，小链轮(30)进而连接到减速器(24)。整个组装停靠在固定到右金属支架(3)的自对准轴承(20)上，并且它们一起支撑干燥转子(1)的右侧部分。如图2所示，该整个系统由保护盖子(19)覆盖。
在另一实施例中，本发明的干燥转子包括温度计(15)，其安装在位于干燥转子(1)的抽吸侧的板(6)中，并且还包括用于采样的罩盖(16)，其对应于安装在位于干燥转子(1)抽吸侧的板(6)上并易于拆卸以允许采样的透明塑料罩盖。
本发明还涉及湿豆干燥方法，其包括：以受控方式加热豆，并生成排出从豆提取的水分的气流。以此方式，本发明的系统允许抽取转子(1)的腔中的每个腔装载有湿豆，其中，湿豆与由类型1热面板(13)和类型2(14)发射的电磁辐射接触，类型1热面板(13)和类型2(14)通过它们发射的辐射以受控方式加热豆。进而，干燥转子(1)使由导流板(12)捕获的干燥热空气通过固定通风盖子(9)和装载窗框架(11)进入，一旦其已经捕获来自豆的蒸发水，就使用抽出器(78)吸取空气。具体而言，本发明的方法允许以下的组合：i)通过热面板类型1(13)和类型2(14)提供给豆的辐射；和ii)通过固定的通气孔盖和装载窗框架(11)进入的干燥温暖的周围空气，确保豆的适当温度，以从它们去除水分而不影响其品质。
本发明还涉及一种湿咖啡干燥系统，其包括图1中所示的干燥转子(1)以及图6和图7中所示的真空静止转子(34)。
在特定实施例中，真空静止转子(34)包括：气缸(42)；泵的抽吸侧的转子板(40)，所述转子板是由螺钉附接到气缸(42)的金属盘；和传动侧的外板(47)，其对应于通过螺钉附接到传动侧的中心板(46)的金属盘。在优选模式下，传动侧的中心板(46)是金属盘，其进而由螺钉固定到驱动轴(48)。
在内部，真空静止转子(34)包括6至12个金属加强管(43)，其固定到真空泵的传动侧的中心板(46)和抽吸侧的转子的板(40)。
在特定实施例中，真空静止转子(34)还包括电阻(44)，其安装在转子中心管(66)内部所安装的电阻支撑件(45)上。在优选模式下，转子中心管(66)是以穿孔板材和两个法兰构建的塑料或金属管，其通过螺钉在一侧固定到传动侧中心板(46)，并在另一侧固定到真空泵的抽吸侧的转子板(40)。在另一实施例中，真空静止转子(34)包括真空静止转子装载窗框架(41)，其对应于通过螺钉安装在气缸(42)中的金属或塑料板材。
在本发明的另一实施例中，真空静止转子(34)还包括左金属支架(35)，其支撑自对准轴承(36)。其中，自对准轴承(36)支撑驱动轴(38)并由螺钉固定到左金属支架(35)，并且它们一起支撑真空静止转子(34)的左侧部分。进而，驱动轴(38)是由钢轴端和金属加强件焊接到的并使用螺钉在左侧紧固到泵的抽吸侧的转子板(40)的金属法兰组成的金属部件。该套件还包括温度计(39)，其安装在泵的抽吸侧的转子板(40)中，并用以在真空静止方法期间测量豆的温度。
本发明的真空静止转子(34)还包括由真空泵(67)构成的真空生成系统，真空泵(67)对应于将空气抽取到真空静止转子(34)的电动泵。真空泵(67)连接到互连软管(68)，其对应于具有用以将真空泵(67)与真空静止转子(34)互连的配件的塑料管。在特定附加实施例中，抽吸系统真空静止转子(34)还包括：真空开关(70)，其用于通过其配件和旁通阀测量真空；电磁阀(69)，其为允许空气进入仅当真空泵(67)处于打开时进入真空泵的电磁阀；和旋转空气连接器(37)，其对应于当真空静止转子(34)处于运动中且永久安装真空泵(67)时允许空气在真空静止转子(34)与真空泵(67)之间经过的机械装置。
本发明的真空静止转子(34)还包括由驱动轴(48)构成的传动系统，驱动轴(48)是由金属法兰组成的金属工件，钢轴端和金属加强件焊接到该金属法兰上，在右侧通过螺钉固定到传动侧的中心板(46)上。在特定实施例中，驱动轴(48)还容纳楔形块(49)，其承载安装在轴上的大链轮(64)。整个组装停靠在固定到右金属支架(61)的自对准轴承(51)上，并且它们一起支撑真空静止转子(34)的右侧部分。在优选模式下，真空静止转子(34)的传动系统还包括歧管(53)安装工件，其安装在驱动轴(48)的末端上并随其旋转，并具有连接到电阻(44)的两个铜套管。歧管(53)的两个铜套管由电刷架(52)馈送。
真空静止转子(34)的传动系统还包括电动马达(60)，其具有附接到驱动小V形皮带轮(57)金属楔形块(59)的其轴。其中，小V形皮带轮(57)进而附接到V形皮带(58)，并将运动传递到大V形皮带轮(56)。附加地，大V形皮带轮(56)安装在减速器(55)的水平轴上，以使得V形皮带(58)的运动从减速器(55)传递到小链轮(62)。
通过螺钉固定到右金属支架(61)的减速器(55)是具有安装在滚珠轴承上的水平轴和横向轴的减速箱。螺旋小齿轮安装在水平轴上，水平轴将运动传递到具有蜗杆螺钉的横向轴。该装置允许减少从水平轴到横向轴的速度，并进而改变传动轴的位置。附加地，安装在减速器(55)的横轴上的小链轮(62)通过楔形块(54)和紧定螺钉(63)附接至其上，以使得小链轮(62)将运动传递到链接链条(65)，链接链条(65)进而将运动传递到大链轮(64)，并且大链轮(64)进而将运动传递到真空静止转子(34)。最后，系统受通过螺钉固定到右金属支架(61)的保护盖子(50)保护。
在特定实施例中，本发明的湿豆干燥系统包括：进料系统，其用于使湿豆进入干燥转子(1)和/或真空静止转子(34)，进料系统包括干燥转子(1)侧的料斗(82)、来自真空静止转子(34)侧的料斗(85)、存储去往升降机(77)的豆的升降机负载(84)的料斗。优选地，升降机(77)将豆朝向双向阀(76)从较低的高度运输到较高的高度，该双向阀(76)允许通过可伸缩管(75)在干燥转子(1)中和/或真空静止转子(34)中卸载豆。
以特定的方式，本发明的系统的特征在于，料斗(82)和(85)用于将来自干燥转子(1)或真空转子(34)的豆存放到料斗(84)中，该过程通过叶片阀(83)的动作来控制。
在优选模式下，包括干燥转子(1)和真空静止转子(34)的湿咖啡干燥系统位于由支撑结构和接近转子的通道(74)界定并且由壁(86)、(88)、(89)、(90)、(91)、(92)、(93)、(94)、顶部(95)和通道门(73)包围的区域中。其中，壁(89)、(92)、(94)和顶部(95)可以具有其表面上的太阳能面板，以当干燥转子(1)时捕获并存储用以加热周围空气的太阳能。所述结构还包括除湿器(72)，其包括氟利昂气体循环通过铜冷却盘管(71)以降低进入结构(74)的周围空气的温度所通过的压缩机、冷凝器、散热器、电连接件和导管，因此控制本发明的干燥系统附近的相对湿度。在特定实施例中，本发明的系统还包括配电板(79)，其对应于包含用于控制本发明的系统的所有控制件、起动器、电气和电子保护器的金属箱。
本发明还涉及一种湿豆干燥方法，其包括两个阶段：干燥阶段，真空静止阶段和随后的干燥阶段，它们以交错方式相继重复对于确保最小和/或最佳豆水分必要的次数。
本发明的干燥方法在其第一干燥阶段中，其特征在于：以受控方式加热豆，并生成排出从豆中提取的水分的气流。以此方式，本发明的系统使得每个干燥转子腔(1)装载有湿豆是可能的，其中，湿豆与由热面板类型1(13)和类型2(14)发射的热辐射接触，热面板类型1(13)和类型2(14)通过它们发射的辐射以受控方式加热豆。进而，当干燥转子(1)通过收集器(12)捕获已经由除湿器(72)干燥并且已经由壁(89)、(92)(94)和顶板(95)的太阳能面板加热的周围空气时，并使其通过固定的通气孔盖(9)和装载窗框架(11)进入干燥转子1。一旦所述空气已经从豆捕获蒸发水，就使用抽出器(78)抽吸它。具体而言，本发明的系统允许通过热面板类型1(13)和类型2(14)提供给豆的辐射与通过固定的通气孔盖(9)和装载窗框架(11)进入的周围热干燥空气的组合确保豆的适当温度，以从豆除去水而不影响其质量。
本发明的干燥方法在其第二真空静止阶段中涉及：使用升降机(77)将干燥转子(1)中的已经在第一阶段中干燥的咖啡运输到真空静止转子(34)。豆然后经受由真空泵(67)产生的真空，并经受由电阻(44)发射的受控温度，这样加速水分向表面的迁移，变为关于干燥效率的关键因素。
本发明的干燥方法包括在真空中的静止阶段之后的干燥阶段，其特征在于：以受控方式加热豆，并生成排出从豆中提取的水分的气流。以此方式，本发明的系统使得每个干燥转子腔(1)装载有湿豆是可能的，以此方式，本发明的系统使得每个干燥转子腔(1)装载有湿豆是可能的，其通过它们发射的辐射以受控方式加热豆。进而，干燥转子(1)通过收集器(12)捕获已经由除湿器(72)干燥并且已经由壁(89)、(92)(94)和顶板(95)的太阳能面板加热的周围空气，并使其通过固定的通气孔盖(9)和装载窗框架(11)进入干燥转子1。一旦所述空气已经从豆捕获蒸发水，就使用抽出器(78)抽吸它。具体而言，本发明的系统允许通过热面板类型1(13)和类型2(14)提供给豆的辐射与通过固定的通气孔盖(9)和装载窗框架(11)进入的周围热干燥空气的组合确保豆的适当温度，以从豆除去水而不影响其质量。
在本发明的优选模式下，干燥和真空静止阶段重复至少一次、至少两次、至少三次、至少四次、至少五次，或者直到豆的水分达到所需等级。
示例
为了突显所公开的系统和方法的操作和优点，以下是使用传统日晒干燥机器、静态干燥机器、旋转干燥机器和本发明中公开的用于对豆进行干燥的多阶段系统在豆干燥方法期间使用的平均时间的比较：
Figure BDA0003034855240000181
据以上内容，由于与静态或旋转干燥机器相比，实现干燥时间方面的50％减少，而与阳光下的传统干燥方法相比，实现干燥时间方面的大约90％的减少，因此本发明中公开的用于对豆进行干燥的多阶段系统允许根本上减少干燥时间是可能的。
通过本发明中公开的系统和方法实现的效率实际上对应于与现有技术中的已知的系统和方法相比的可观进步，因为干燥阶段在历史上已经成为在整个豆处理方法期间(例如，在咖啡的加工期间)需要最大时间量的阶段，因此变为对于减少加工时间(且因此，成本)的实用且高效替选。附加地，由于本发明的干燥方法不需要使用化石燃料，且因此不生成污染排放，因此它是100％生态的。

Claims (6)

1.一种用于干燥湿豆的转子，其包括：在内部的电磁辐射源，其以能够以受控且高效的方式加热转子内部的湿豆的方式发射；和高效的通风系统，其允许热且干燥的空气进入，当所述空气被从转子中抽出时，其经过豆并将水分带离豆。
2.根据权利要求1所述的用于干燥湿豆的转子，其特征在于，其在端部包括两个板(5)和(6)，所述两个板(5)和(6)由至少七个、六个、五个或四个固定的盖子(8)、至少一个、两个或三个固定的通气孔盖(9)、至少一个、两个或三个装载窗框架(11)和至少一个、两个或三个空气收集器导流板(12)连接，并且其中，干燥转子(1)的内部在内部包括至少一个、两个或三个腔、热面板类型1(13)和热面板类型2(14)，并且所述转子连接到空气抽出器(78)。
3.一种湿豆干燥方法，包括：
使湿豆进入干燥转子，
通过暴露于由位于干燥转子内部并发射电磁辐射的热面板所发射的电磁辐射加热湿豆，以及同时
通过高效的通风系统从豆中带出水分，所述通风系统通过附接到货物和固定的通气孔盖上的导流板允许由于太阳辐射的干燥且热的空气进入，其中，一旦所述空气已经捕获干燥转子腔中的周围的水分，就通过抽出器的作用将其去除。
4.一种湿豆干燥系统，包括：
如权利要求1所述的干燥转子；
真空静止转子，其包括用于产生真空的系统和受控的热源；以及
豆进料系统，其允许干燥转子和真空静止转子之间的运输。
5.一种湿豆干燥方法，包括：
使湿豆进入干燥转子，在干燥转子中，湿豆通过暴露于由位于干燥转子内部并发射电磁辐射的热面板所发射的电磁辐射而被加热，以及同时通过高效的通风系统从豆中带出水分，所述通风系统通过附接到货物和固定的通气孔盖上的导流板允许由于太阳辐射的干燥且热的空气进入，其中，一旦所述空气已经捕获干燥转子腔中的周围的水分，就通过抽出器的作用将其去除；
将预干燥的豆从干燥转子运输到真空静止转子的阶段；
真空中的静止阶段，由真空泵在受控热源发出的受控温度下产生，其加速了水分向表面的迁移，从而成为干燥效率的关键因素；以及
使湿豆进入干燥转子，在干燥转子中，湿豆通过暴露于由位于干燥转子内部并发射电磁辐射的热面板所发射的电磁辐射而被加热，以及同时通过高效的通风系统从豆中带走水分，所述通风系统通过附接到货物和固定的通气孔盖上的导流板允许由于太阳辐射的干燥且热的空气进入，其中，一旦所述空气已经捕获干燥转子腔中的周围的水分，就通过抽出器的作用将其去除。
6.根据权利要求4所述的湿豆干燥方法，其中，所述干燥阶段和真空静止阶段重复至少两次、至少三次、至少四次、至少五次或者直到豆的湿度达到所需等级。
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