CN202104170U - 小型高效稻谷热泵干燥机 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种小型高效稻谷热泵干燥机。包括圆仓式干燥仓、热泵装置、透风板、耙式搅拌浆、变速装置、电机、透风板、风管，其特征是圆仓式干燥仓体内设有透风板形成上下两个独立的仓体，圆仓式干燥仓体的顶端分别连有进料盖板和电机，电机连接变速装置，变速装置通过搅拌轴连接耙式搅拌浆。本实用新型较热风干燥设备，能效显著，干燥过程无废气排出，不污染环境，不污染稻谷。本实用新型可广泛应用农产品、水产品等热敏性物料的干燥，也可用于生物制品、中成药、化工等行业的干燥。

Description

小型高效稻谷热泵干燥机
技术领域
 本实用新型涉及一种稻谷干燥装置，尤其涉及适于普通农户使用的小型、高效稻谷热泵干燥机。
背景技术
水稻是我国主要的粮食作物之一，在多数省份得到广泛种植。新收获的稻谷因含水较高（25%～30%）不易储藏，而且品质劣变较快。据统计，我国每年因不能及时干燥而损失的稻谷约250万吨，相当于1000万人的年消费量。同时，应用于稻谷干燥的能耗占稻谷生产加工总能耗的64%，属于高能耗单元操作。在耕地面积不断减少，粮食安全和能源危机越显突出的今天，稻谷收获后及时、高品质、低能耗干燥已成为粮食干燥领域重要的研究课题。
稻谷自身的生物学特征决定了其属于较难干燥的热敏性物料。目前，稻谷的干燥方式主要有自然晒干和机械干燥。受经济条件的制约，我国绝大多数农户多采用自然晒干的方式对自产稻谷进行干燥。这种干燥方式常受到天气和生物等因素影响。特别是我国南方地区，收获稻谷时常遇到阴雨天气，新鲜稻谷因得不到及时干燥易发霉或发芽，造成粮食浪费。自然晒干方式已经不适应市场需求和种植业经济效益提高的要求。机械干燥，如横流式干燥机、混流式干燥机以及顺流式干燥机等，现多采用热风干燥方式，这种干燥方式生产效率高，干燥时间缩短，减少了生物污染（相对于自然晒干），现多应用于大规模作业的农场和米业公司等部门。但这种干燥方式热能利用率较低（<80%），并伴有热量和高湿废气的排出，能耗高（4.5kJ/g水）。特别是新收获稻谷含水率较高，高温热风干燥常引起稻谷发生爆腰，降低了干燥品质。因此，这种适于大规模作业的热风干燥设备不适于农户小产量稻谷的干燥，更没有在我国农户中得到推广。
热泵是一种利用高位能（电能）使热量从低位热源流向高位热源的热力系统，由压缩机、蒸发器、冷凝器和膨胀阀等组成。热泵工作时，工作介质（R22、R134a等）在蒸发器中减压蒸发，湿空气流经蒸发器时所含水蒸汽在其表面冷凝、析出，使得空气的绝对湿度下降；液态工作介质经吸热气化后，由电驱动压缩机做功送入冷凝器，并放出大量的气化潜热，最终可以获得温度适宜的低湿度空气。
热泵干燥的原理就是利用热泵装置将干燥器排出的低温、高湿空气经除湿、升温后，成为高温、低湿的空气作为干燥介质再进入干燥器，如此往复使物料得到干燥。热泵干燥作为一种能效显著的干燥方式正逐渐被应用到多种干燥领域，特别是食品和木材等固体干燥领域。大量的研究表明，热泵干燥通常具有如下特点：（1）干燥条件温和。干燥温度适宜调节范围为20～45℃，适宜热敏性物料干燥。（2）能效显著。1份电能可转换2～3份热能，封闭的干燥系统可回收废气中的显热和潜热。相对于其它热风干燥方式，热泵干燥稻谷其爆腰率较低。
发明内容
本实用新型的主要目的是利用常温热泵干燥条件温和、节能效高的技术特点，提供一种适合普通农户使用的小型稻谷热泵干燥设备。本实用新型操作简单，使用时只要接上电源，一键搞掂。每批次干燥稻谷为300～500kg。分批次、小规模干燥可以解决农户因稻谷收获期正值阴雨天气不能及时晒干，造成稻谷霉烂和热风干燥热能利用率偏低的难题，实现农户自产稻谷就地干燥，减少农户对天气的依赖。
       本实用新型的目的之二克服稻谷干燥器内干燥效率低以及因质、热传递不均引起的 “干燥死角”、“沟流”问题。干燥室采用穿流设计，内置耙式搅拌装置，可以使稻谷混合均匀、干燥介质（空气）均匀分布，减少了稻谷干燥不均和“干燥死角”的发生，提高了稻谷干燥质量和效率。
本实用新型的目的之三是利用辅助冷凝器实现干燥介质的温度可控，满足稻谷不同干燥工艺的要求。干燥过程中，干燥介质的温度因热泵作用不断升高，当温度超过稻谷最佳干燥温度时，辅助风机、辅助冷凝器工作，并将多余的热量排至环境中。此时，热泵的除湿作用依然进行，干燥介质的相对湿度保持在低值，可实现对稻谷的恒温、持续干燥。
本实用新型内设除尘过滤组件以防止循环空气带回细小物料附着热泵组件表面、影响热泵单元性能。
本实用新型是这样实现的，一种小型高效稻谷热泵干燥机，包括圆仓式干燥仓、热泵装置、透风板、耙式搅拌浆、变速装置、电机、透风板、风管，其特征是圆仓式干燥仓体内设有透风板形成上下两个独立的仓体，圆仓式干燥仓体的顶端分别连有进料盖板和电机，电机连接变速装置，变速装置通过搅拌轴连接耙式搅拌浆，压缩机、双向阀、冷凝器、辅助冷凝器、膨胀阀、蒸发器由铜管连接后，与主风机、辅助风机、集水器置于热泵箱体中构成热泵装置，其中，压缩机、辅助风机和辅助冷凝器暴露于环境中；压缩机的进口与蒸发器相通，其出口经双向阀后分别与冷凝器、辅助冷凝器相通；冷凝器、辅助冷凝器的另一端经双向阀、膨胀阀与蒸发器相通，冷凝器配置了主风机，辅助冷凝器配置了辅助风机，圆仓式干燥仓的出风口通过管件与热泵装置的蒸发器相连，冷凝器通过管件经主风机后与圆仓式干燥仓的进风口相连构成密闭回路。
所述具有耙式搅拌浆的圆仓式干燥仓与热泵装置相连。
稻谷干燥所需的热泵装置具有辅助冷凝器。
干燥介质（空气）经热泵装置除湿、升温后从下而上穿流经过装有稻谷的干燥仓。
本实用新型与其它稻谷干燥设备相比较，具有以下优点：
（1）       较热风干燥设备，采用了能效显著的热泵干燥技术，干燥过程无废气排出，不污染环境，不污染稻谷。
（2）       使用方便，操作简单。每批次干燥稻谷为300～500kg，可满足农户自产稻谷的脱水干燥。
（3）       干燥温度≤45℃，操作温度可控，干燥条件温和，稻谷爆腰率低。
（4）       内置搅拌的穿流干燥仓。干燥仓内气体流速和温度分布均匀，传热与传质效率高，避免了因热、质传递不匀引起的“干燥死角”，提高了稻谷干燥品质和干燥效率。
附图说明
图1为本实用新型的实施例结构示意图。
图2为图1的俯视图。
图3为图1 的A向外观图。
具体实施方式
以下结合实施例对本实用新型进一步说明。
本实用新型由进料盖板1、变速装置2、电机3、搅拌轴4、耙式搅拌浆5、出风管6、导风管7、蒸发器8、集水器9、冷凝器10、导风板11、主风机12、进风管13、透风板14、出料口15、压缩机16、辅助风机17、辅助冷凝器18、热泵箱体19、圆仓式干燥仓体20组成；具体连接图如附图1、附图2和附图3。圆仓式干燥仓由耙式搅拌浆5、透风板14、风管7和风管13、仓体20组成。圆仓式干燥仓体20内设有透风板14形成上下两个独立的仓体，圆仓式干燥仓体20的顶端分别连有进料盖板1和电机3，电机3连接变速装置2，变速装置2通过搅拌轴4连接耙式搅拌浆5，蒸发器8、冷凝器10、辅助冷凝器18、压缩机16以及膨胀阀、双向阀由铜管联结后与主风机12、辅助风机17、集水器9置于热泵箱体19中构成热泵装置。其中，压缩机16、辅助风机17和辅助冷凝器18暴露于环境中。干燥仓的出风口通过管件6、7与蒸发器8相联，冷凝器10通过管件11经主风机12后与干燥仓的进风口相连，并构成密闭回路。
本实用新型工作时，先将进料盖板1掀起，把稻谷装入干燥仓，放下进料盖板1。设置热泵最佳干燥温度后，接通电源，即可开始对稻谷进行干燥。干燥过程中，干燥仓出风管6出来的温度较低、相对湿度较大的干燥介质（空气）经由导风管7后，与蒸发器8进行热交换，完成空气的除湿和潜热的回收，除湿下来的冷凝水由集水器9收集并排至环境；相对湿度较低的空气经冷凝器8时被加热，成为较高温度的干燥气。温度较高、相对湿度较低的干燥气由主风机12，经进风管13鼓入干燥仓，并透过透风板14对稻谷进行接触干燥、质热传递，成为温度较低、相对湿度较大的空气。如此往复，最终实现稻谷干燥。干燥完全的稻谷经出料口15出仓。
本实用新型工作时，干燥仓体20内的温度超过设置的稻谷最佳干燥温度时，热泵装置的冷凝器10停止工作，辅助冷凝器18、辅助风机17开始工作，并将多余的热量排至环境中；热泵的除湿功能一直进行，干燥气的相对湿度始终保持在低值，可实现稻谷的恒温、持续干燥。
本实用新型工作时，可以间断启动电机3和变速装置2，带动耙式搅拌浆5对稻谷进行搅动，使稻谷混合均匀，减少稻谷干燥不均和“干燥死角”的发生，进而提高稻谷干燥质量和效率。

Claims (2)

1. 一种小型高效稻谷热泵干燥机，包括圆仓式干燥仓、热泵装置、透风板、耙式搅拌浆、变速装置、电机、透风板、风管，其特征是圆仓式干燥仓体内设有透风板形成上下两个独立的仓体，圆仓式干燥仓体的顶端分别连有进料盖板和电机，电机连接变速装置，变速装置通过搅拌轴连接耙式搅拌浆，压缩机、双向阀、冷凝器、辅助冷凝器、膨胀阀、蒸发器由铜管连接后，与主风机、辅助风机、集水器置于热泵箱体中构成热泵装置，其中，压缩机、辅助风机和辅助冷凝器暴露于环境中；压缩机的进口与蒸发器相通，其出口经双向阀后分别与冷凝器、辅助冷凝器相通；冷凝器、辅助冷凝器的另一端经双向阀、膨胀阀与蒸发器相通，冷凝器配置了主风机，辅助冷凝器配置了辅助风机，圆仓式干燥仓的出风口通过管件与热泵装置的蒸发器相连，冷凝器通过管件经主风机后与圆仓式干燥仓的进风口相连构成密闭回路。
2.根据权利要求1所述的一种小型高效稻谷热泵干燥机，其特征是所述具有耙式搅拌浆的圆仓式干燥仓与热泵装置相连。
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