RU2801107C1 - Aerodynamic method of drying and threshing of agricultural crops - Google Patents

Aerodynamic method of drying and threshing of agricultural crops Download PDF

Info

Publication number
RU2801107C1
RU2801107C1 RU2023100857A RU2023100857A RU2801107C1 RU 2801107 C1 RU2801107 C1 RU 2801107C1 RU 2023100857 A RU2023100857 A RU 2023100857A RU 2023100857 A RU2023100857 A RU 2023100857A RU 2801107 C1 RU2801107 C1 RU 2801107C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
drying
threshing
crop
pressure
gaseous agent
Prior art date
Application number
RU2023100857A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Александрович Сафонов
Андрей Вартазарович Дологлонян
Александр Георгиевич Клименко
Алексей Андреевич Онышко
Сергей Анатольевич Жиляев
Николай Николаевич Дьяков
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Институт природно-технических систем" (ИПТС)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Институт природно-технических систем" (ИПТС) filed Critical Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Институт природно-технических систем" (ИПТС)
Application granted granted Critical
Publication of RU2801107C1 publication Critical patent/RU2801107C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: agricultural production.
SUBSTANCE: method consists in that the drying of agricultural crops is carried out by treating them with a gaseous agent in a vortex tube together with threshing successively at different pressures of the gaseous agent, whereas the pressure of the gaseous agent during drying is less than during threshing. In addition, periodically during drying, a pressure is created corresponding to the conditions of threshing of the cultivated crop, and, in addition to rotation by the gas flow, the mechanical rotation of the threshed crop is additionally carried out, thereby increasing the uniformity of drying throughout the volume.
EFFECT: intensifying the drying process, as well as excluding from the process the unloading of the threshed crop from the drying chamber, its movement to the threshing device with subsequent loading.
3 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к сельскохозяйственному производству.The invention relates to agricultural production.

В природе отделение семян от стеблей и их сушка происходит под действием энергии ветра.In nature, the separation of seeds from the stems and their drying occurs under the influence of wind energy.

В сельском хозяйстве сушка происходит в сушильных агрегатах, за счет подачи воздуха или энергии сжигаемого топлива с воздухом.In agriculture, drying takes place in drying units, due to the supply of air or the energy of the combusted fuel with air.

Известен способ сушки зернопродуктов в потоке газообразного рабочего агента, когда сушку осуществляют в рабочей камере вихревой трубы путем подачи в нее осушаемого материала и газообразного рабочего агента посредством тангенциального патрубка [1].A known method of drying grain products in the flow of a gaseous working agent, when drying is carried out in the working chamber of the vortex tube by supplying the material to be dried and the gaseous working agent through a tangential pipe [1].

Сушка зернопродуктов на проход не может значительно уменьшить влажность т.к. время пребывания их в вихревой трубе крайне мало, а время сушки зерна внутри занимает десятки часов и даже больше суток. Такой способ сушки снимает только поверхностную влагу. При этом сушка различных слоев сельскохозяйственной культуры происходит с различной скоростью: верхние слои сушатся медленнее, чем нижние и более удаленные от источника потока газа, что увеличивает время полной сушки.Drying grain products per pass cannot significantly reduce moisture content. their residence time in the vortex tube is extremely short, and the drying time of the grain inside takes tens of hours and even more than a day. This method of drying removes only surface moisture. At the same time, the drying of different layers of the crop occurs at different rates: the upper layers dry more slowly than the lower ones and are more distant from the gas flow source, which increases the time for complete drying.

Недостатком способа является значительный расход энергии на сушку, которые значительно превосходят затраты энергии на обмолот ввиду длительности процесса сушки, намного превышающего время отделения зерна от стеблей. После этого осуществляется выгрузка зерен из сушильной камеры, перемещение их к молотильному устройству, его загрузка и обмолот.The disadvantage of this method is the significant energy consumption for drying, which significantly exceeds the energy costs for threshing due to the duration of the drying process, which is much longer than the time for separating the grain from the stems. After that, the grains are unloaded from the drying chamber, moved to the threshing device, loaded and threshed.

В сельскохозяйственном производстве обмолот осуществляется в молотильных устройствах посредством ударов по стеблям растений и семенам, в результате чего часть семян травмируется.In agricultural production, threshing is carried out in threshing devices by hitting plant stems and seeds, as a result of which some of the seeds are injured.

Для обмолота можно использовать аэродинамический способ обмолота в рабочем органе вихревой трубы для обмолота початков кукурузы (фиг. 1) молотильного устройства (фиг. 2). Этот способ включает подачу обмолачиваемой культуры, вращение ее газовым потоком, отвод зерна и фракций обмолота и дополнительное вращение обмолачиваемой культуры механическим путем. Способ позволяет уменьшить травмирование зерна, что важно для повышения всхожести, обмолачивать трудно обмолачиваемые культуры, такие как рис, кукуруза и др. [2].For threshing, you can use the aerodynamic method of threshing in the working body of the vortex tube for threshing corn cobs (Fig. 1) of the threshing device (Fig. 2). This method includes the supply of the threshed crop, its rotation with a gas stream, the removal of grain and threshing fractions and the additional rotation of the threshed crop mechanically. The method allows to reduce grain injury, which is important for increasing germination, to thresh hard-to-thresh crops, such as rice, corn, etc. [2].

Недостатком раздельного способа сушки и обмолота является низкая эффективность сушки и необходимость после сушилки переправлять обмолачиваемую культуру на обмолот. Логистика требует дополнительных расходов и времени на нее.The disadvantage of the separate method of drying and threshing is the low efficiency of drying and the need to forward the threshed crop for threshing after the dryer. Logistics requires additional costs and time for it.

Целью изобретения является интенсификация процесса сушки, уменьшение времени на сушку и обмолот, обеспечение равномерности сушки по объему, исключение локального перегрева зерна, и, как следствие, повышение качества зерна, экономия энергии, исключение выгрузки обмолачиваемой культуры из сушильной камеры, перемещения обмолачиваемой культуры к молотильному устройству и ее загрузки.The aim of the invention is to intensify the drying process, reduce the time for drying and threshing, ensure uniformity of drying by volume, exclude local overheating of grain, and, as a result, improve grain quality, save energy, exclude unloading the threshed crop from the drying chamber, moving the threshed crop to the threshing device and download it.

Сущность аэродинамического способа сушки и обмолота сельскохозяйственных культур путем обработки сельскохозяйственной культуры газообразным агентом в вихревой трубе заключается в том, что сушку сельскохозяйственных культур осуществляют путем их обработки газообразным агентом в одном устройстве совместно с обмолотом последовательно при различных давлениях газообразного агента, при этом давление газообразного агента во время сушки меньше, чем при обмолоте. Кроме того, периодически во время сушки создают давление, соответствующее режиму обмолота обрабатываемой сельскохозяйственной культуры, а также, кроме вращения газовым потоком, дополнительно осуществляют механическое вращение обмолачиваемой культуры, чем достигается повышение равномерности сушки по всему объему и, как следствие, сокращение времени на сушку и обмолот и затрат энергии.The essence of the aerodynamic method of drying and threshing crops by treating the crop with a gaseous agent in a vortex tube is that the drying of crops is carried out by treating them with a gaseous agent in one device together with threshing successively at different pressures of the gaseous agent, while the pressure of the gaseous agent in drying time is shorter than threshing. In addition, periodically during drying, a pressure is created corresponding to the mode of threshing of the cultivated crop, and, in addition to rotation by the gas flow, mechanical rotation of the threshed crop is additionally carried out, which achieves an increase in the uniformity of drying throughout the volume and, as a result, a reduction in drying time and threshing and energy costs.

Ниже приводится возможность осуществлять эти операции - сушку и обмолот в известном молотильном устройстве [2], показанном на фиг. 2 (открытая схема). Устройство содержит приемники 1 и 2 для зерна, вихревую трубу 3 с сопловым вводом 4, диафрагму 5, электродвигатель 6, задвижку 7, окно 8, воздухосборник 9, вентиляторные лопатки 10 и перфорации 11. Вихревая труба 3 соединена сопловым вводом с источником сжатого воздуха. Диафрагма 5 выполнена с перфорациями 11 для отвода зерна в дополнительный зерноприемник 2, который снабжен регулировочной задвижкой 12. В вихревой трубе 3 может быть несколько подводящих воздух тангенциальных сопловых вводов 4.Below is the possibility to carry out these operations - drying and threshing in a known threshing device [2], shown in Fig. 2 (open circuit). The device contains receivers 1 and 2 for grain, a vortex tube 3 with a nozzle inlet 4, a diaphragm 5, an electric motor 6, a valve 7, a window 8, an air collector 9, fan blades 10 and perforations 11. The vortex tube 3 is connected by a nozzle inlet to a source of compressed air. Diaphragm 5 is made with perforations 11 for removing grain into additional grain receiver 2, which is equipped with an adjusting valve 12. In the vortex tube 3 there can be several tangential nozzle inputs 4 supplying air.

Для осуществления способа сушки и обмолота в вихревой трубе обмолачиваемый продукт помещают, например кукурузу, в молотильное устройство на длительный период времени, требуемый для полной сушки зерна, и подают воздух, при этом периодически во время сушки создают давление, соответствующее режиму обмолота, а затем, не выгружая сельскохозяйственную культуру из вихревой трубы, осуществляют ее обмолот.To implement the method of drying and threshing in a vortex tube, the product to be threshed, for example, corn, is placed in a threshing device for a long period of time required for complete drying of the grain, and air is supplied, while periodically during drying, pressure is created corresponding to the threshing mode, and then, without unloading the crop from the vortex tube, it is threshed.

Способ обмолота включает такие же операции, как и в прототипе: вращение обмолачиваемой культуры газовым потоком, отвод зерна и легких фракций обмолота, совместно с вращением обмолачиваемой культуры газовым потоком. Кроме вращения обмолачиваемой культуры газовым потоком, дополнительно может быть вращение механическимThe threshing method includes the same operations as in the prototype: rotation of the threshed culture with a gas stream, removal of grain and light threshing fractions, together with rotation of the threshed culture with a gas stream. In addition to the rotation of the threshed crop with a gas stream, it can additionally be mechanical rotation

При осуществлении способа сжатый воздух или газ поступает в сопловой ввод 4, закручивается в вихревой трубе 3, где находится обмолачиваемая культура. Обмолоченное зерно поступает в приемник 1 непрерывно, а стержни початков удаляются через нижнюю часть вихревой трубы 3 через окно 8 после окончания обмолота. Зерно просыпается через перфорации 11 диафрагмы 5 и скапливается в дополнительном зерноприемнике 2. При этом диафрагма 5 может дополнительно обеспечивать вращение обмолачиваемой культуры (например, початков кукурузы).When implementing the method, compressed air or gas enters the nozzle inlet 4, twists in the vortex tube 3, where the threshed crop is located. The threshed grain enters the receiver 1 continuously, and the cobs are removed through the lower part of the vortex tube 3 through the window 8 after the end of threshing. The grain wakes up through the perforations 11 of the diaphragm 5 and accumulates in an additional grain receiver 2. In this case, the diaphragm 5 can additionally provide rotation of the threshed crop (for example, corn cobs).

Диафрагма 5 приводится во вращение электродвигателем 6 или с помощью цепной передачи или ременной от привода источника сжатого воздуха. При вращении диафрагмы 5 с лопатками 10 (диафрагма 5 с лопатками 10 - элементы основного вентилятора) и воздухосборником 9 воздух засасывается лопатками 10 из атмосферы снизу, собирается в воздухосборнике 9 и поступает через ввод 4 в трубу 3.Diaphragm 5 is driven by an electric motor 6 or by means of a chain or belt drive from a compressed air source. When the diaphragm 5 with blades 10 rotates (diaphragm 5 with blades 10 are elements of the main fan) and the air collector 9, the air is sucked in by the blades 10 from the atmosphere from below, is collected in the air collector 9 and enters through the inlet 4 into the pipe 3.

При совмещенном выполнении сушки и обмолота в одном устройстве для ускорения сушки периодически через 2-3 часа кратковременно включают режим подачи воздуха для обмолота повышенного давления. В результате происходит вертикальное перемешивание слоев початков кукурузы, что приводит к равномерной сушке и сокращению времени сушки.When drying and threshing are combined in one device, to accelerate drying, periodically after 2-3 hours, the air supply mode is briefly switched on for high-pressure threshing. The result is a vertical mixing of the layers of corn cobs, resulting in uniform drying and reduced drying time.

Вращение диафрагмы приводит к равномерной подаче воздуха из тангенциального сопла на все объемы, расположенные по окружности вихревой трубы.The rotation of the diaphragm leads to a uniform supply of air from the tangential nozzle to all volumes located around the circumference of the vortex tube.

Кроме этого, возможен вариант сушки путем подачи воздуха лопатками, расположенными по окружности диафрагмы.In addition, a drying option is possible by supplying air with blades located around the circumference of the diaphragm.

Возможна подача воздуха и от отдельно установленного дополнительного вентилятора 13, как показано на фиг. 3, где 13 - дополнительный вентилятор, 14 - обратная труба. Здесь подача воздуха для обмолота осуществляется по замкнутому циклу через обратную трубу 14, показанную на фиг. 4 (закрытая схема). После вихревой трубы 3 воздух через обратную трубу 14 поступает на вход вентилятора 15, расположенного около воздухосборника 9 (на фиг. 4 не показан, см. фиг. 2), который подает воздух в тангенциальный сопловый ввод 4 вихревой трубы 3. Это позволяет уменьшить напор и мощность вентилятора и уменьшить запыленность окружающей среды. После окончания обмолота открывается задвижка 7 для выброса обмолоченных стержней, которые вылетают из вихревой трубы 3, после чего вентилятор 15 выключается и осуществляется загрузка следующей партии початков для сушки и обмолота. Цикл сушки и обмолота повторяется. Периодическое включение воздуха в режиме обмолота перемещает початки по вертикали и сокращает время сушки, делает ее более равномерной, при этом часть высохших зерен вылетает из стержней, что интенсифицирует вращение массы кукурузы и сокращает время на обмолот.It is also possible to supply air from a separately installed additional fan 13, as shown in Fig. 3, where 13 is an additional fan, 14 is a return pipe. Here, the threshing air is supplied in a closed circuit through the return pipe 14 shown in FIG. 4 (closed circuit). After the vortex tube 3, the air through the return pipe 14 enters the inlet of the fan 15, located near the air collector 9 (not shown in Fig. 4, see Fig. 2), which supplies air to the tangential nozzle inlet 4 of the vortex tube 3. This reduces the pressure and fan power and reduce the dustiness of the environment. After the end of threshing, the valve 7 opens to eject the threshed rods that fly out of the vortex tube 3, after which the fan 15 turns off and the next batch of cobs is loaded for drying and threshing. The cycle of drying and threshing is repeated. Periodic inclusion of air in the threshing mode moves the cobs vertically and reduces the drying time, makes it more uniform, while part of the dried grains fly out of the rods, which intensifies the rotation of the corn mass and reduces the time for threshing.

Для повышения интенсивности сушки осуществляют периодическое перемешивание сельскохозяйственной культуры воздушным потоком, повышая давление поступающего в трубу воздуха в режиме обмолота, что сокращает время сушки совместно с обмолотом. Давление обмолота зависит от загружаемой культуры и ее влажности.To increase the intensity of drying, periodic mixing of the agricultural crop with an air flow is carried out, increasing the pressure of the air entering the pipe in the threshing mode, which reduces the drying time together with threshing. The threshing pressure depends on the loaded crop and its moisture content.

Например, в вихревой трубе диаметром 1,2 м при загрузке 150 кг початков кукурузы влажностью 30% время сушки горячим воздухом составляет 36 часов до влажности 18%. Давление воздуха для сушки составляет 0,001 МПа. Периодичность перемешивания составляет 3 часа увеличением давления до 0,007 МПа на 0,5 мин, после чего давление уменьшается до 0,001 МПа.For example, in a vortex tube with a diameter of 1.2 m, when loading 150 kg of corn cobs with a moisture content of 30%, the drying time with hot air is 36 hours to a moisture content of 18%. Drying air pressure is 0.001 MPa. The mixing frequency is 3 hours by increasing the pressure to 0.007 MPa for 0.5 minutes, after which the pressure is reduced to 0.001 MPa.

При времени обмолота 3 мин часть зерен успевает выйти из стержня. Обмолот составляет 65%. Время полного обмолота всех початков составляет 5 мин. При давлении воздуха для обмолота - 0,007 МПа.At a threshing time of 3 minutes, part of the grains has time to leave the rod. Threshing is 65%. The time for complete threshing of all cobs is 5 minutes. At air pressure for threshing - 0.007 MPa.

Для сушки и обмолота возможно использовать вихревые трубы большого диаметра, порядка 18 м сокращая период сушки из-за кратковременности загрузки и обмолота, т.е. разгрузки.For drying and threshing, it is possible to use large-diameter vortex tubes, about 18 m, reducing the drying period due to the short loading and threshing time, i.e. unloading.

Указанные особенности предложенного способа обеспечивают интенсификацию процесса сушки, уменьшение времени на сушку и обмолот, равномерную по объему сушку, исключение локального перегрева зерна, и, как следствие, повышение качества зерна, экономию энергии, исключение выгрузки обмолачиваемой культуры из сушильной камеры, перемещения обмолачиваемой культуры к молотильному устройству и ее загрузки.These features of the proposed method provide intensification of the drying process, reduction of time for drying and threshing, uniform drying in volume, elimination of local overheating of the grain, and, as a result, improved grain quality, energy savings, exclusion of unloading the threshed crop from the drying chamber, moving the threshed crop to threshing device and its loading.

Ссылки на источникиLinks to sources

1. Рвачев А.Л., Сафонов В.А. Авторское свидетельство СССР SU 1197168 А11. Rvachev A.L., Safonov V.A. Author's certificate of the USSR SU 1197168 A1

2. Сафонов В.А. Авторское свидетельство СССР SU 1375177 А1. Способ обмолота зерна и устройство для его осуществления.2. Safonov V.A. Author's certificate of the USSR SU 1375177 A1. Method for threshing grain and device for its implementation.

Claims (3)

1. Аэродинамический способ сушки и обмолота сельскохозяйственных культур путем обработки сельскохозяйственной культуры газообразным агентом в вихревой трубе, отличающийся тем, что сушку выполняют совместно с обмолотом последовательно в одном устройстве при различных давлениях газообразного агента, при этом давление газообразного агента во время сушки меньше, чем при обмолоте.1. An aerodynamic method for drying and threshing crops by treating the crop with a gaseous agent in a vortex tube, characterized in that the drying is performed together with threshing sequentially in one device at different pressures of the gaseous agent, while the pressure of the gaseous agent during drying is less than when thresh. 2. Аэродинамический способ сушки и обмолота сельскохозяйственных культур по п. 1, отличающийся тем, что периодически во время сушки создают давление, соответствующее режиму обмолота обрабатываемой сельскохозяйственной культуры.2. An aerodynamic method for drying and threshing crops according to claim 1, characterized in that periodically during drying a pressure is created corresponding to the threshing mode of the cultivated crop. 3. Аэродинамический способ сушки и обмолота сельскохозяйственных культур по пп. 1, 2, отличающийся тем, что при сушке и обмолоте, кроме вращения газовым потоком, дополнительно осуществляют механическое вращение обмолачиваемой культуры.3. Aerodynamic method of drying and threshing crops according to paragraphs. 1, 2, characterized in that during drying and threshing, in addition to rotation by a gas stream, mechanical rotation of the threshed crop is additionally carried out.
RU2023100857A 2023-01-16 Aerodynamic method of drying and threshing of agricultural crops RU2801107C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2801107C1 true RU2801107C1 (en) 2023-08-01

Family

ID=

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1375177A1 (en) * 1985-07-22 1988-02-23 Харьковский авиационный институт им.Н.Е.Жуковского Method and apparatus for thrashing grain
RU2150815C1 (en) * 1999-02-22 2000-06-20 Салдаев Александр Макарович Apparatus for threshing, preferably, licorice beans
CN109362361A (en) * 2018-10-10 2019-02-22 康国民 A kind of multifunctional corn threshing air-drying device
CN209882594U (en) * 2019-03-26 2020-01-03 山西省农业科学院高寒区作物研究所 Multipurpose broom corn millet threshing machine

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1375177A1 (en) * 1985-07-22 1988-02-23 Харьковский авиационный институт им.Н.Е.Жуковского Method and apparatus for thrashing grain
RU2150815C1 (en) * 1999-02-22 2000-06-20 Салдаев Александр Макарович Apparatus for threshing, preferably, licorice beans
CN109362361A (en) * 2018-10-10 2019-02-22 康国民 A kind of multifunctional corn threshing air-drying device
CN209882594U (en) * 2019-03-26 2020-01-03 山西省农业科学院高寒区作物研究所 Multipurpose broom corn millet threshing machine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1070355C (en) Method for far-infrared drying of food under reduced pressure at low temp.
RU2801107C1 (en) Aerodynamic method of drying and threshing of agricultural crops
CN112167678A (en) Low-temperature soybean dehulling process
CN112655982A (en) Walnut processing and treating system
RU2288561C1 (en) Apparatus for presowing treatment of plant seeds
CN105385498A (en) Method for obtaining camellia oleifera seed from camellia oleifera green fruit
CN110369284A (en) A kind of rice screening plant
CN204953343U (en) Cereal removes stone edulcoration fast drying device
KR100877351B1 (en) System lump work harvest of bean
CN1284435C (en) Method for treating seeds of maize to improve early-maturing
WO2020254977A1 (en) Apparatus and method for producing dry pasta
RU2399416C2 (en) Method for oat grains hydrothermobarometric treatment and peeling
KR20030009623A (en) Device to strip garlic by wet process
RU2308827C1 (en) Method for treatment of arboreal green and apparatus for performing the same
CN209058082U (en) A kind of garlic clove system of processing
CN203893602U (en) Organic fertilizer drying machine
CN207907663U (en) Aspiration continous way grain drier
RU2247481C1 (en) Method for postharvest processing of flax heap
RU2493752C1 (en) Line of production of expanded feed grain
CN220425418U (en) Wheat husk removing equipment for wheat flour production
RU195102U1 (en) DEVICE FOR TREATING GRAIN PLANTS TO THE ROOT
US2360983A (en) Method for opening pea pods
RU2386479C1 (en) Procedure for thermo-barometric treatment of oats grain
CN109020143A (en) A kind of integrated apparatus of the continuous deep dehydration processing of feces of livestock and poultry two-stage
CN108286885A (en) A kind of seed drying device