RU2031336C1

RU2031336C1 - Apparatus for high-frequency drying of bulk materials

Info

Publication number: RU2031336C1
Authority: RU
Inventors: Г.В. Новикова; Н.В. Цугленок; В.В. Новиков; В.Е. Зайцев
Original assignee: Новикова Галина Владимировна
Priority date: 1991-09-02
Filing date: 1991-09-02
Publication date: 1995-03-20

Abstract

FIELD: drying materials. SUBSTANCE: apparatus has screened chamber 1 with high-voltage electrode 2 and chute 3 disposed in it. Chute 3 is comprised of two isolation plates and grounding electrode 4 with holes. Apparatus is provided with a suction-and-exhaust ventilation, a charge bin positioned above the chute, and a discharge tube. Apparatus is also provided with additional chutes 3 and charge bins 10 arranged over them. Each chute 3 has its grounding electrode positioned below. All chutes 3 are overlain by perforated high-voltage electrode 2. The chutes are movable within chamber 1 by means of links 7 attached to two crankshafts 6. Each charge bin has valve 11 and guide chute 13 mounted in it. Guide chute 13 is made of fluoroplastic and supported by roll 15. EFFECT: intensified drying process. 3 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам высокочастотной сушки сыпучих материалов, например семян сельскохозяйственных культур (зерновых и зернобобовых). The invention relates to devices for high-frequency drying of bulk materials, for example, seeds of agricultural crops (cereals and legumes).

Известна установка для высокочастотной сушки сыпучих материалов, где содержится экранированная камера с размещенными в ней высоковольтным электродом и желобом, образованным заземленным электродом и двумя изоляционными пластинами, система вентиляции. A known installation for high-frequency drying of bulk materials, which contains a shielded chamber with a high-voltage electrode and a groove formed by a grounded electrode and two insulating plates, a ventilation system.

Недостатком является то, что установка не позволяет осуществить импульсный режим сушки, способствующий применению более высоких температур чем обычно с сохранением при этом посевных качеств семян. The disadvantage is that the installation does not allow the pulsed drying mode, which promotes the use of higher temperatures than usual while maintaining the sowing qualities of the seeds.

Обычно во избежание перегрева и ухудшения качества зерна влажность его снижается за один прием сушки не более чем на 6-7%. При необходимости большего снижения влажности приходится применять двух-трехкратный пропуск зерна через сушилку или устанавливать последовательно несколько сушилок. Повторная сушка сырого зерна усложняет поточную обработку, резко снижает коэффициент использования сушильных мощностей, приводит к непроизводительным затратам средств на погрузочно-разгрузочные работы. Usually, in order to avoid overheating and deterioration in the quality of grain, its moisture is reduced by no more than 6-7% in one drying step. If you need to reduce moisture more, you have to apply two to three times the grain pass through the dryer or install several dryers in series. Re-drying of raw grain complicates in-line processing, dramatically reduces the utilization rate of drying capacities, and leads to unproductive costs of funds for loading and unloading.

Целью изобретения является повышение качества сушки путем импульсного воздействия электромагнитного поля высокой частоты на материал. The aim of the invention is to improve the quality of drying by pulsed exposure to a high frequency electromagnetic field on the material.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено дополнительными аналогичными желобами и загрузочными бункерами над ними, причем в каждом желобе заземленный электрод размещен снизу, а высоковольтный электрод выполнен перфорированным и расположен над всеми желобами, при этом последние установлены в камере с возможностью перемещения при помощи шатунов, соединенных с двумя коленчатыми валами, а каждый загрузочный бункер снабжен клапаном и направляющим фторопластовым лотком с опорным роликом. This goal is achieved by the fact that the device is equipped with additional similar gutters and loading bins above them, with a grounded electrode placed at the bottom in each gutter, and a high-voltage electrode made perforated and located above all the gutters, while the latter are installed in the chamber with the possibility of movement using rods, connected to two crankshafts, and each loading hopper is equipped with a valve and a fluoroplastic guide tray with a support roller.

На фиг. 1 представлен общий вид устройства; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - расположение желобов под высоковольтным электродом. In FIG. 1 shows a General view of the device; figure 2 is a section aa in figure 1; figure 3 - the location of the gutters under the high voltage electrode.

Устройство состоит из экранированной камеры 1, в которой наклонно установлены высоковольтный перфорированный электрод 2 и прямоугольные перфорированные желоба 3. Каждый желоб образован заземленным электродом 4 и фторопластовыми бортами 5 и связан с коленчатыми валами 6 (на фиг.2, 3 показана ось вала 6) посредством шатунов 7. The device consists of a shielded chamber 1, in which a high-voltage perforated electrode 2 and rectangular perforated grooves 3 are inclined. Each groove is formed by a grounded electrode 4 and fluoroplastic sides 5 and connected to crankshafts 6 (shaft axis 6 is shown in FIGS. 2, 3) connecting rods 7.

Над высоковольтным электродом закреплен патрубок 8 системы вытяжной вентиляции. В нижней части экранированной камеры расположен патрубок разгрузки 9, а в верхней части находятся бункера 10. Бункера расположены над соответствующими желобами и каждый бункер состоит из клапана 11 с направляющей 12 и направляющегося фоторопластового лотка 13. Направляющий лоток 13 закреплен на шарнире 14 и на конце содержит фторопластовый опорный ролик 15. Лоток 13 перемещается вверх, когда желоб 3 движется к высоковольтному электроду, и вниз, когда желоб движется от высоковольтного электрода. Вертикального положения лоток 13 не достигает, т.к. имеется ограничитель 16. Желоба описывают круговую траекторию 17 движения. По желобам перемещается сыпучий материал 18. Количество желобов соответствует количеству ступеней коленчатого вала. Желоба движутся в направлении движения коленчатого вала. Атмосферный воздух в камеру 1 попадает через приточный патрубок 19 и бункер 10. A pipe 8 of the exhaust ventilation system is fixed above the high-voltage electrode. An unloading pipe 9 is located in the lower part of the shielded chamber, and hoppers 10 are located in the upper part. The hoppers are located above the corresponding grooves and each hopper consists of a valve 11 with a guide 12 and a guided photoplastic tray 13. The guide tray 13 is mounted on a hinge 14 and at the end contains PTFE support roller 15. The tray 13 moves up when the groove 3 moves toward the high voltage electrode and down when the groove moves from the high voltage electrode. Tray 13 does not reach the vertical position, because there is a limiter 16. The gutters describe a circular path 17 of movement. Bulk material 18 moves along the gutters. The number of gutters corresponds to the number of crankshaft steps. The gutters move in the direction of movement of the crankshaft. Atmospheric air enters the chamber 1 through the supply pipe 19 and the hopper 10.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Включают вытяжной вентилятор, подают напряжение на электроды 2, 4 высокочастотного конденсатора от высокочастотного генератора. Включают привод коленчатых валов 6. При вращении кривошипа коленчатого вала 6 желоб 3 совершает возвратно-поступательное движение по круговой траектории 17, перемещаясь от верхней мертвой точки до нижней и обратно. При движении желоба 3 вниз опускается вниз клапан 11 с лотком 13, тем самым прекращается высыпание сыпучего материала 18 на желоб. При движении желоба 3 вверх как только нижнее основание желоба коснется опорного ролика 15 лоток 13 вместе с клапаном 11 поднимается вверх и материал 18 начнет высыпаться из бункера 10 в желоб 3 в начале его длины. Когда желоб 3 находится в верхней мертвой точке, материал 18 нагревается в электромагнитном поле высокой частоты при наибольшей напряженности. They turn on an exhaust fan, apply voltage to the electrodes 2, 4 of the high-frequency capacitor from the high-frequency generator. Turn on the drive of the crankshafts 6. When the crank of the crankshaft 6 is rotated, the groove 3 reciprocates along a circular path 17, moving from top dead center to bottom and back. When the chute 3 moves down, the valve 11 with the tray 13 is lowered down, thereby stopping the spilling of bulk material 18 onto the chute. When the chute 3 moves up, as soon as the lower base of the chute touches the support roller 15, the tray 13 together with the valve 11 rises and the material 18 begins to precipitate from the hopper 10 into the chute 3 at the beginning of its length. When the groove 3 is at top dead center, the material 18 is heated in a high frequency electromagnetic field at the highest tension.

При движении желоба 3 вниз напряженность электромагнитного поля ослабевает. Самое слабое электромагнитное поле будет тогда, когда желоб 3 находится в нижней мертвой точке. Одновременно с движением желоба 3 материал 18 перемещается по желобу за счет его наклонного расположения под действием собственного веса. Далее сыпучий материал выгружается через патрубок разгрузки 9. When the gutter 3 moves downward, the electromagnetic field weakens. The weakest electromagnetic field will be when gutter 3 is at bottom dead center. Simultaneously with the movement of the trough 3, the material 18 moves along the trough due to its inclined location under the action of its own weight. Next, the bulk material is discharged through the discharge pipe 9.

За счет кривошипного вала 6 одновременно в электромагнитном поле находятся все желоба 3, но под разным уровнем напряженности электрического поля, так как межэлектродное расстояние разное. За один цикл каждый желоб 3 окажется в электромагнитном поле максимальной напряженности (желоб находится в верхней мертвой точке и межэлектродное расстояние минимальное) и в электромагнитном поле минимальной напряженности (желоб находится в нижней мертвой точке, а межэлектродное расстояние максимальное). Due to the crank shaft 6, all the grooves 3 are simultaneously located in the electromagnetic field, but under a different level of electric field strength, since the interelectrode distance is different. In one cycle, each groove 3 will be in the electromagnetic field of maximum intensity (the groove is at top dead center and the interelectrode distance is minimal) and in the electromagnetic field of minimum tension (the groove is at bottom dead center and the interelectrode distance is maximum).

Таким образом выдерживается импульсный режим сушки сыпучего материала, который заключается в чередовании нагрева и охлаждения. При импульсном режиме возможно применение более высоких чем обычно температур. Чередование повышенной температуры с охлаждением обеспечивает допустимую температуру нагрева семян и сохранение их посевных качеств. Продолжительность импульсов зависит от температуры атмосферного воздуха и мощности высокочастотного генератора. Максимальная температура нагрева зерна не должна превышать 45^оС. Наклон желобов зависит от показателя сыпучести семян, влажности материала и времени сушки. Мягкий режим сушки зависит от частоты и дозы импульсов. Кроме того, время сушки и частота импульсов регулируются скоростью привода коленчатого вала.Thus, the pulsed drying mode of bulk material is maintained, which consists in the alternation of heating and cooling. In pulsed mode, higher than usual temperatures are possible. The alternation of elevated temperature with cooling provides an acceptable temperature for heating the seeds and preserving their sowing qualities. The duration of the pulses depends on the temperature of the air and the power of the high-frequency generator. Maximum grain heating temperature must not exceed 45 ^C. The slope of the troughs is dependent on the seed flowability, moisture content, and drying time. The mild drying mode depends on the frequency and dose of pulses. In addition, the drying time and pulse frequency are controlled by the speed of the crankshaft drive.

Под воздействием электромагнитного поля высокой частоты влага из материала выделяется изнутри, а поверхностная влага из камеры 1 удаляется атмосферным воздухом, поступившим через приточный патрубок 19, через патрубок 8 системы вытяжной вентиляции. Under the influence of a high frequency electromagnetic field, moisture from the material is released from the inside, and surface moisture from the chamber 1 is removed by atmospheric air entering through the supply pipe 19, through the pipe 8 of the exhaust ventilation system.

Для исключения замыкания электродов желоба 3 выполнены с изоляционными (фторопластовыми) бортами 5, направляющий лоток 13 и опорные ролики 15 также выполнены из фторопласта. To eliminate the short circuit of the electrodes, the troughs 3 are made with insulating (fluoroplastic) sides 5, the guide tray 13 and the support rollers 15 are also made of fluoroplastic.

Лоток 13 закреплен на шарнире 14 и поворачивается на определенный угол, так как имеется ограничитель 16. Клапан 11 движется внутри направляющей 12. The tray 13 is mounted on a hinge 14 and rotates at a certain angle, since there is a limiter 16. The valve 11 moves inside the guide 12.

Влажность сырого зерна в камере снижается до заданной точки в результате многократного импульсного воздействия электромагнитного поля на материал. The moisture content of raw grain in the chamber decreases to a predetermined point as a result of repeated pulsed exposure of the electromagnetic field to the material.

В самом верхнем положении высушиваемый материал нагревается в несколько десятков раз выше, чем в нижней мертвой точке. Следовательно, путем нагревания до предельно допустимой температуры 45^оС (в верхней точке), а затем постепенного охлаждения сыпучего материала обеспечивается повышенная скорость испарения влаги из материала.In the uppermost position, the material to be dried is heated several tens of times higher than at the bottom dead center. Consequently, by heating to a temperature range ^of 45 ° C (at the top), and then gradually cooling the bulk material is provided by the increased rate of evaporation of moisture from the material.

Как известно, значения коэффициентов массопроводности у зерновых очень малы, т.е. инерционность поля влажности значительно превышает инерционность температуры поля. Следовательно, процесс сушки зерна лимитируется интенсивностью внутреннего переноса влаги, в результате чего при сушке влажного зерна необходимы комбинированные циклы нагрева и охлаждения. Если не учитывать эти особенности, то парообразование и действие избыточного давления в зерне в процессе сушки приводит к внутренним перенапряжениям и растрескиванию зерна. As is known, the mass conductivity coefficients of cereals are very small, i.e. the inertia of the humidity field significantly exceeds the inertia of the field temperature. Consequently, the drying process of grain is limited by the intensity of internal moisture transfer, as a result of which combined heating and cooling cycles are required when drying wet grain. If these features are not taken into account, then the vaporization and the action of excessive pressure in the grain during the drying process leads to internal overvoltage and cracking of the grain.

Использование периодов охлаждения в данной конструкции позволяет благоприятно влиять на качество высушиваемого зерна. За это время обеспечивается выравнивание влажности между оболочкой зерен и внутренней зоной. Такая конструкция способствует достижению более высокой степени использования тепла в сушилке и улучшению качества сушки зерна. Данная установка проста в изготовлении. The use of cooling periods in this design allows you to favorably affect the quality of the dried grain. During this time, the moisture leveling between the grain shell and the inner zone is ensured. This design helps to achieve a higher degree of heat use in the dryer and to improve the quality of grain drying. This installation is easy to manufacture.

Claims

DEVICE FOR HIGH-FREQUENCY DRYING OF BULK MATERIALS, mainly seeds of agricultural crops, containing a shielded chamber with a high-voltage electrode and an inclined trough, formed by a grounded electrode with holes and two insulating plates, a supply and exhaust ventilation system, a loading hopper above the trough, and a path the fact that, in order to improve the quality of drying by pulsed exposure to a high frequency electromagnetic field on the dried material , it is equipped with additional similar gutters and loading bins above them, with a grounded electrode placed at the bottom in each gutter, and a high-voltage electrode made perforated and located above all the gutters, while the latter are mounted in the chamber with the possibility of movement using connecting rods connected to two crankshafts and each feed hopper is equipped with a valve and a PTFE guide tray with a support roller.