DD279806A1 - Vorrichtung zur trocknung rieselfaehiger naturprodukte auf mobilen erntemaschinen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Trocknung rieselfaehiger Naturprodukte auf mobilen Erntemaschinen, beispielsweise zur Trocknung ausgedroschener Getreidekoerner auf Maehdreschern. Die Vorrichtung besteht aus einer Trocknungseinrichtung, einem Luftstromerzeuger, ein oder mehreren Waermetauschern, der bzw. die mit der Trocknungseinrichtung und ein oder mehreren Waerme abgebenden Systemen der Erntemaschine in Wirkverbindung stehen, sowie Einrichtungen zur Leitung des Luftstromes durch die Trocknungseinrichtung. Erfindungsgemaess ist die Trocknungseinrichtung ein horizontalstabilisierter Wirbelschichtapparat, dessen Wirbelboden eine Rasterung aufweist. Die Rasterung wird durch laengs zur Fahrtrichtung der Erntemaschine verlaufende feststehende Trennwaende und quer zu diesen beweglich angeordnete Wehre gebildet. Alle Zu- und Abgaenge zum und vom Wirbelschichtapparat sind an diesen flexibel angeschlossen. Durch die Erfindung wurde es moeglich, die bereits bekannte Ausnutzung der bei Erntemaschinen anfallenden Waermeenergie weiter zu verbessern. Ausserdem werden durch die Anwendung der Wirbelschichttechnik wesentlich bessere Waerme- und Stoffuebergangsbedingungen gewaehrleistet. Fig. 1

Description

Hierzu 3 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Trocknung rieselfähiger Naturprodukte auf mobilen Erntemaschinen, beispielsweise zur Trocknung ausgedroschener Getreidekörner auf Mähdreschern, wobei die Vorrichtung aus einer Trocknungseinrichtung, einem Luftstromerzeuger, ein oder mehreren Wärmetauschern, der bzw. die mit der Trocknungseinrichtung und ein oder mehreren Wärme abgebenden Systemen der Erntemaschine in Wirkverbindung stehen, sowie Einrichtungen zur Leitung des Luftstromes durch die Trocknungseinrichtung besteht.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

In der Praxis fallen jährlich sehr hohe Kosten für die Trocknung von Erntegütern in stationären Anlagen an, um das mittels mobiler Erntemaschinen eingebrachte Erntegut speicherfähig zu machen. Unter anderem wird dazu bereits die vorteilhafte Wirbelschichttechnik angewendet. Um diese Kosten zu reduzieren hat man Erntemaschinen mit Vorrichtungen ausgerüstet, die eine Trocknung oder Vortrocknung der Naturprodukte bereits auf der Erntemaschine unmittelbar nach dem eigentlichen Ernteprozeß unter Verwendung der Abwärme der Erntemaschine ermöglichen.

So wird in dem DD-WP 141940 eine Vorrichtung für die Wärmerückgewinnung bei selbstfahrenden Erntemaschinen beschrieben, bei der die vom Verbrennungsmotor über die Abgasanlage und die Kühleinrichtung abgegebene Wärme zurückgewonnen wird und direkt auf der Erntemaschine zur Trocknung des Erntegutes eingesetzt wird. Dazu sind ein Wärmetauscher für das Abgas, ein Kühlabluftauffangkanal, ein Warmluftsammelkanal, ein Gebläse sowie eine Regeleinrichtung vorgesehen. Nachteil ist, daß das Erntegut als feste Schüttung mit dem Heißluftstrom in Berührung kommt und somit nicht allseitig getrocknet werden kann. Ferner besteht die Gefahr der Überhitzung des in äußeren Bereichen der Schüttung befindlichen Erntegutes.

Eine verbesserte Trocknung soll mit Hilfe der in dem DD-WP 158842 beschriebenen Vorrichtung zur Vortrocknung des Erntegutes in Erntemaschinen erreicht werden, bei der ein mit einer Heißluftzuführurg sowie mit einer Fördereinrichtung versehener Trockenraum zusammen mit ihm nachgeordneten Fördereinrichtungen einen geschlossenen Förderkreislauf für das Erntegut bildet. Das Erntegut passiert mehrmals im Heißluftstrom den Trockenraum.

Die Lösung hat den Nachteil, daß zum Transport des Erntegttes aufwendige Schneckenförderer, die angetrieben werden müssen, erforderlich sind. Die Antriebsenergie muß von der Erntemaschine zusätzlich aufgebracht werden. Durch das mehrmalige Passieren des Trockenraumes sowie die Förderung durch die Schneckenförderer ist das Erntegut einer hohen mechanischen Beanspruchung ausgesetzt, die eventuell seine Qualität mindert. Des weiteren erfordert die Erntemaschine Klassioreinrichtungen zur Trennung des Erntegutes von den Ähren und der Spreu, d. h., dem Trockenraum darf nur das von Ähren und Spreu oder anderen Bestandteilen freie Erntegut zugeführt werden. Des weiteren werden von Festbetttrocknern die guten Stoff- und Wärmeübergangsbedingungen der Wirbelschichttrockner nicht erreicht. Aus diesem Grunde kann auch die zur Verfügung stehende Abwärme nur unzureichend ausgenutzt werden.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist eine Vorrichtung, bei der ohne wesentliche Erhöhung des Aufwandes, sowie einer schonenden Produktbehandlung und ohne zusätzlich erforderliche Energie ein hoher Trocknungsgrad erreicht wird.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Vorrichtungen, die zur Trocknung von Naturprodukten die Abwärme von mobilen Erntemaschinen nutzen, derart zu verändern, daß durch Verwendung der von herkömmlichen mobilen Erntemaschinen bereitgestellten mechanischen Energie die Naturprodukte in der Wirbelschicht getrocknet werden können. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Trocknungseinrichtung ein in der Erntemaschine horizontalstabilisiert angeordneter Wirbelschichtapparat ist, dessen Wirbelboden eine Rasterung aufweist. Die Rasterung wird durch längs zur Fahrtrichtung der Erntemaschine verlaufende feststehende Trennwände und quer zu diesen beweglich angeordnete Wehre gebildet. Alle Zu- und Abgänge zum und vom Wirbelschichtapparat sowie sonstige mit dem Wirbelschichtapparat in Verbindung stehende Einrichtungen sind über flexible Verbindungen an den Wirbelschichtapparat angeschlossen.

Die durch bekannte Mittel realisierbare Horizontalstabilisierung des Wirbelschichtapparates gleicht im Rahmen der für mobile Erntemaschinen üblichen Einsatzgebiete unabhängig von der Lage der Erntemaschine zur Horizontalen unzulässige Neigungen des Wirbelschichtapparates aus. In Abhängigkeit von der Lage der Anbaugebiete der Naturprodukte kann die Horizontalstabilisierung vereinfacht werden. So ist beispielsweise beim Einsatz der Erntemaschine in der Ebene eine Horizontalstabilisierung in Fahrtrichtung ausreichend. Bei eventuellen leichten Neigungen quer zur Fahrtrichtung wird ein unzulässiges Verrutschen der Naturprodukte auf dem Wirbelboden durch die in Fahrtrichtung verlaufenden und in der Regel höher als die Wehre ausgebildeten feststehenden Trennwände vermieden. Eine Horizontalstabilisierung in Fahrtrichtung wird beispielsweise durch ein einachsige Aufhängung des Wirbelschichtapparates an einer quer zur Fahrtrichtung angeordneten Achse erreicht. Der Ausgleich der Neigung der Erntemaschine kann mit Hilfe eines Hydraulikzylinders realisiert werden. Für eine intensive Wärmeausnutzung ist es vorteilhaft, den Wirbelschichtapparat direkt mit dem bzw. den Wärmetauschern zu verbinden. Das wird dadurch realisiert, daß die Abwärme führenden Medien, z. B. das Kühlwasser oder die Abgase der Erntemaschine die Wirbeischicht in Wärmeübertragungselementen passieren. Die Regelung der Temperatur kann in diesem Fall über eine Mengenregelung des die Abwärme führenden Mediums erfolgen.

Ebenso ist es möglich, den Wirbelschichtapparat indirekt, beispielsweise über eine Erwärmung der Wirbelluft, mit der Abwärme zu versorgen. In diesem Fall wird die von dem Luftstromerzeuger angesaugte Luft über den bzw. die Wärmetauscher, die nunmehr unmittelbar an dem bzw. den Wärme abgebenden Systemen der Erntemaschine angeordnet sind, geleitet. Eine Regelung der Temperatur dos Luftstromes kann mit Hilfe einer saugseitig vom Luftstromerzeuger in der Luftstromleitung angeordneten verstellbaren Öffnung erfolgen. Die Verstellung der Öffnung ist über eine Regelung in Abhängigkeit von der im Wirbelschichtapparat gemessenen Temperatur möglich. Der Luftdurchsatz kann in beiden Fällen mit Hilfe einer druckseitig vom Luftstromerzeuger in der Luftstromleitung befindlichen verstellbaren Öffnung geregelt werden.

Je nach Art und Feuchte der zu trocknenden Naturprodukte, den Witterungsbedingungen sowie in Abhängigkeit von der Temperatur des angesaugten Luftstromes sind die Temperatur in der Wirbelschicht sowie die erforderliche Luftstrommenge auf einfache Weise einstellbar.

Durch die Erfindung wurde es möglich, die bisher nur stationär angewendete vorteilhafte Trocknung in der Wirbelschicht auch auf mobilen Erntemaschinen einzusetzen. Dabei wurde die bereits bekannte Ausnutzung der bei Frntemaschinen anfallenden Wärmeenergie weiter verbessert. Zunächst wird, bedingt durch die gegenüber Festbetttrocknern besseren Wärme- und Stoffübergangsbedingungen in der Wirbelschicht, die zur Verfügung stehende Wärme in wesentlich größerem Maße als bei den bekannten Vorrichtungen ausgenutzt. Des weiteren ermöglicht die einfache Regelung von Temperatur und Luftmenge eine schnelle Umrüstung der Erntemaschine auf andere Naturprodukte, wobei jetzt auch temperaturempfindliche Naturprodukte in der erfindungsgemäßen Vorrichtung getrocknet werden können.

Ein besonderer Vorteil ist dadurch gegeben, daß dip Windsichtung der Naturprodukte von dem Wirbelschichtapparat mit realisiert wird, so daß die bisher dazu erforderlichen Einrichtungen entfallen können. Die für diese Einrichtungen erforderliche mechanische Energie steht somit zur Erzeugung des Luftstromes zur Verfügung, so daß der Luftstromerzeuge^r allein von der von der Erntemaschine bereitgestellten mechanischen Energie angetrieben werden kann. Des weiteren erfolgt die Trennung der Körner von den Ähren ebenfalls in dem Wirbelschichtapparat, so daß die dazu bisher erforderlichen mechanischen Einrichtungen einschließlich ihrer Antriebe entfallen können und die dadurch zur Verfügung stehende mechanische Energie ebenfalls zur Erzeugung des Luftstromes zur Verfügung steht. Das Gewicht der Erntemaschine wird durch die erfindungsgemäße Vorrichtung nicht bzw. nur unwesentlich vergrößert.

Ausführungsbeispiel

Nachfolgend soll die Erfindung an einem Beispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen

Fig. 1: eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit indirekter Kopplung des Wirbelschichtapparates mit den Wärmetauschern des Energieerzeugungssystems eines Mähdreschers,

Fig.2: einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Rasterwirbelschichtapparat mit Einachsaufhängung, Fig.3: einen Schnitt A-A durch den Rasterwirbelschichtapparat und Fig.4: eine durch eine Beizanlage erweiterte Vorrichtung.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht aus einem Rasterwirbelschichtapparat 1, der in dem Mähdrescher horizontalstabilisiert angeordnet ist. Die durch Pfeilsymbolik angedeuteten Bewegungsmöglichkeiten des

Rasterwirbelschichtapparates 1 können beispielsweise durch drei oder vier steuerbare Arbeitszylinder, die den Rasterwirbelschichtapparat 1 stützen oder an denen der Rasterwirbelschichtapparat 1 aufgehängt ist, realisiert werden. Es ist aber auch möglich, den Rasterwirbelschichtapparat 1 kardanisch zu lagern. Beim Einsatz des Mähdreschers in vorwiegend ebenen Gebieten ist es ausreichend, die Horizontalstabilisierung nur in Fahrtrichtung vorzusehen. In den Fällen kann der Rasterwirbelschichtapparat 1, wie aus Fig. 2 und 3 zu erkennen, mittels einer quer zur Fahrtrichtung des Mähdreschers angeordneten Einachsaufhängung 2 schwenkbar befestigt sein und mit Hilfe eines Hydraulikzylinders 3, der mit dem Rasterwirbelschichtapparat 1 gelenkig verbunden ist, in horizontaler Lage gehalten werden. Die Fahrtrichtung wurde durch einen Pfeil gekennzeichnet. Im vorliegenden Beispiel ist der obere Anschluß der Wirbelkammer 4 des Rasterwirbelschichtapparates 1 mittels einer flexiblen Verbindung 5 mit diesem verbunden. Der Abluftkanal 6 der Wirbelkammer 4 führt ins Freie.

Fig.3 zeigt, daß die Rasterung des Rasterwirbelschichtapparates 1 durch in Fahrtrichtung vorlaufende feststehende Trennwände 7 und quer zu diesen schwenkbar angeordnete Wehre 8 gebildet wird. Im Fall der einachsigen Aufhängung des Rasterwirbelschichtapparates 1 verhindern die Trennwände 7 ein seitliches Wandern der Körner bei leichter Schiefstellung des Mähdreschers. Der Rasterwirbelschichtapparat 1 ist an seiner Unterseite über einen flexiblen Anschluß 9 mit einer Luftzufuhreinrichtung 10 verbunden, die mit einem von einem Gebläse 11 erzeugten Luftstrom versorgt wird und eine verstellbare Öffnung zur Umgebung aufweist, durch die je nach gewünschter Luftstrommenge Luft abgelassen werden kann. Das Gebläse 11 saugt aus der Umgebung Luft an, die zuvor durch Wärmetauscher 12 und 13 strömt, wobei der Wärmetauscher 12 mit dem Kühlsystem des Mähdreschermotors und der Wärmetauscher 13 mit dem Motor desselben in Wirkvei bindung steht. In der Verbindungsleitung zwischen Wärmetauscher 13 und Gebläse 11 ist eine Nebenluftregelung 14 eingebaut, die eine verstellbare Öffnung zur Umgebung besitzt, über die je nach gewünschter Temperatur des Luftstromes Kaltluft angesaugt wird. Zum Zweck der automatischen Regelung der Temperatur des Luftstromes ist die verstellbare Öffnung der Nebenluftregelung 14 im vorliegenden Beispiel über einen Regelkreis 15 mit einem in der Wirbelkammer 4 angeordneten Temperatursensor 16 verbunden. Dem angesaugten Luftstrom wird über einen Wärmetauscher 17, der mit dem Krümmer des Mähdreschermotors in Wirkverbindung steht, vor dem Eintritt in die Luftzuführeinrichtung 10 ein weiteres Mal Wärme zugeführt.

Der Rasterwirbelschichtapparat 1 ist ferner über eine flexible Zuleitung 18 mit einer Zuführ- und Verteileinrichtung 19 und über flexible Abgänge 20 mit Austrags- und Fördervorrichtung 21 und 22 verbunden. Dabei ist der Eingang der Austrage- und Fördervorrichtung 21 über den flexiblen Abgang 20 mit der tiefsten Stelle des Rasterwirbelschichtapparates 1 und ihr Ausgang mit einer nicht dargestellten Nachdruschvorrichtung des Mähdreschers verbunden, während der Eingang der Austrags- und Fördereinrichtung 22 über den flexiblen Abgang 20 in Höhe der Rasterung an den Rasterwirbelschichtapparat 1 angeschlossen ist und ihr Ausgang zum Bunker des Mähdreschers führt. Unterhalb des Abluftkanals 6 ist ein Ablufttemperatursensor 23 in der Wirbelkammer 4 angeordnet.

Die Vorrichtung gestattet es, neben der Trocknung des Erntegutes auch andere Behandlungen durchzuführen. Beispielsweise ist es möglich. Getreide während des Ernteprozesses zu beizen. Der Beizvorgang erfolgt, nachdem die Ähren aus dem Eintragsgemisch abgetrennt wurden, zwischen dem ersten und zweiten Querraster des Rasterwirbelschichtapparates 1. Zu diesem Zweck ist, wie aus Fig.4 zu erkennen, ein Vorratsbehälter 24 in dem Mähdrescher angeordnet, von dem eine Leitung durch den feststehenden Teil des Rasterwirbelschichtapparates 1 in die Wirbelkammer 4 hineinragt. Oberhalb des zweiten Querrasters endet diese Leitung in einer Zerstäubungseinrichtung 25, aus der die Beize mittels Druckluft auf das zu behandelnde Erntegut aufgegebon wird. Ein Regelkreis 26 gewährleistet eine kontinuierliche Förderung der Beize.

Nachfolgend soll die Wirkungsweise der Erfindung beschrieben werden. Das nach dem Druschvorgang vorliegende Gemisch aus Körnern, Ähren und Spreu gelangt durch die Zufuhr- und Verteilvorrichtung 19 und die flexible Zuleitung 13 in den Rasterwirbelschichtapparat 1 und wird gleichmäßig auf dem Wirbelboden verteilt. Das Gemisch durchläuft die gegeneinander abgetrennten Zonen des Rasterwirbelschichtapparates 1. Dabei erfolgt im Eintragsbereich bis zum ersten Querraster die pneumatische Abtrennung dor Ähren aus dem Eintragsgemisch. Die Ähren fallen auf den Boden des Rasterwirbelschichtapparates 1 und gelangen von dort über den flexiblen Abgang 20 und die Austrags- und Fördervorrichtung 21 zur Nachdruschvorrichtung. Die dort anfallenden ausgedroschenen Bestandteile werden zur Zuführ- und Verteilvorrichtung 19 rezirkuliert. Während des gesamten Durchlaufs des Gemisches erfolgt die Trocknung, wobei die Körner im Austragsbereich des Rasterwirbelschichtapparates 1 von der Spreu, die den Rasterwirbelschichtapparat 1 mit der Abluft über den Abluftkanal 6 verläßt, getrennt vorliegen. Die Körner gelangen über den flexiblen Abgang 20 und die Austrags- und Fördervorrichtung 22 zum Bunker.

Die für den Trocknungsprozeß notwendige Warmluftmenge wird über die am Motor und der Motorkühlung angeordneten Wärmetauscher 13 und 12 durch das Gebläse 11 angesaugt, den mit der Krümmerkühlung in Verbindung stehenden Wärmetauscher 17 in die Luftzuführeinrichtung 10 und anschließend in Rasterwirbolschichtapparat 1 gedrückt. Da die verschiedenen Getreidearten maximal bis zu einer Temperatur von 7O⁰C beansprucht werden dürfen sowie das Vorwärm- und Rückgewinnungssystem bei optimalen Betriebsbedingungen, d. h. bei einer Umgebungstemperatur von etwa 25⁰C, eine Lufttemperatur von 85°C erreichen kann, muß die Eintriltstemperatur des Luftstromes geregelt werden. Diese Regelung erfolgt mit Hilfe des Regelkreises 15 über eine Veränderung der verstellbaren Öffnung der Nebenluftregelung 14 und somit über eine dosierte Frischluftzufuhr aus der Umgebung in den Warmluftstrom des Gebläses 11.

Aus der vom Ablufttemperatursensor 23 gemessenen Ablufttemperatur und der vom Temperatursensor 16 registrierten Lufteintrittstemperatur wird der Feuchteverlust des Erntegutes bestimmt. Die Restfeuchte des Erntegutes wird im Körnerbunker des Mähdreschers gemessen, wodurch konkrete Anforderungen für nachgelagerte Prozesse abgeleitet werden können. Auf Grund der unterschiedlichen Eigenschaften der Getreidesorten wird von dem Gebläse 11 ein Volumendurchsatz von 4000 bis 12000 Kubikmeter pro Stunde erzeugt, wobei die Durchsatzregelung mit Hilfe dp verstellbaren Öffnung der Luftzuführeinrichtung 10 erfolgt.

Claims (4)

1. Vorrichtung zur Trocknung rieselfähiger Naturprodukte auf mobilen Erntemaschinen, beispielsweise zur Trocknung ausgedroschener Getreidekörner auf Mähdreschern, wobei die Vorrichtung aus einer mit Temperatur- und Luftdurchsatzregelungen versehene Trocknungseinrichtung, einem Luftstromerzeuger, ein oder mehreren Wärmetauschern, der bzw. die mit der Trocknungseinrichtung und ein oder mehreren Wärme abgebenden Systemen der Erntemaschine in Wirkverbindung stehen, sowie Einrichtungen zur Leitung des Luftstromes durch die Trocknungseinrichtung besteht, gekennzeichnet dadurch, daß die Trocknungseinrichtung ein in der Erntemaschine horizontalstabilisiert angeordneter Wirbelschichtapparat ist, dessen Wirbelboden eine durch längs zur Fahrtrichtung der Erntemaschine verlaufende, festehende Trennwände (7) und quer zu diesen angeordnete Wehre (8) gebildete Rasterung aufweist, an den alle Zuführ- bzw. Nachfolgeeinrichtungen sowie sonstige mit dem Wirbelschichtapparat in Verbindung stehenden Einrichtungen flexibel angeschlossen sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch !,gekennzeichnet dadurch, daß der Wirbelschichtapparat zur Horizontalstabilisierung mittels einer quer zur Fahrtrichtung angeordneten Einachsaufhängung (2) in der Erntemaschine schwenkbar befestigt ist und mit einem steuerbaren Hydraulikzylinder (3) in Verbindung steht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß der Wirbelschichtapparat direkt mit dem bzw. den Wärmetauschern in Wirkverbindung steht, wobei der bzw. die Wärmetauscher innerhalb der Wirbelschicht angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß der Wirbelschichtapparat indirekt mit dem bzw. den Wärmetauschern in Wirkverbindung steht, wobei der bzw. die Wärmetauscher im System der Wirbelluftzuführung dem Wirbelschichtapparat vorgeschaltet sind.