UA117917C2 - Спосіб сушіння зернистих продуктів та пристрій для його здійснення - Google Patents

Abstract

Взаємозв'язана група винаходів належить до сільськогосподарської машинобудівної промисловості і призначена для сушіння зерна будь-яких сільськогосподарських зернових, зернобобових культур і інших зернистих продуктів. Спосіб сушіння зернистих продуктів, що включає вплив на зернистий продукт підігрітим повітряним потоком, відділення вологи від зернистого продукту й відвід вологого повітря в атмосферу. Зернистий продукт подають у верхню частину паралельно розміщених бункерів, простір між якими ізолюють від атмосферного повітря й утворюють при цьому ізольований простір центрального вентиляційного каналу. Внутрішній простір бункерів розділяють на ємності порожніми перегородками з перфорованими стінками, які виконують переміжними одна за іншою. Порожнину однієї з перегородок зв'язують із атмосферним повітрям. Порожнину наступної за нею перегородки зв'язують із центральними вентиляційним каналом. Зернистий продукт одночасно подають у суміжні ємності, розташовані по обидва боки осі центрального вентиляційного каналу. Після заповнення першої пари ємностей, надлишок зернистого продукту, за допомогою транспортуючого засобу безперервної дії, переміщують у наступну пару суміжних ємностей. Підігріте повітря подають у центральний вентиляційний канал і формують перпендикулярно спрямовані периферійні повітряні потоки й направляють їх у порожнину перегородок. Підігріте повітря із цих перегородок через перфоровані стінки подають у ємності й пропускають через шар зернистого продукту, а на виході з нього подають через перфоровані стінки в порожнині наступних перегородок, внутрішній простір яких пов'язаний з атмосферним повітрям. Одночасно з подачею підігрітого повітря зернистий продукт переміщають усередині ємностей, вивантажують зернистий продукт у нижній частині ємностей. Пристрій містить приймальну ємність, пов'язану з повітроподавальним пристроєм, виконаним з можливістю примусового нагнітання повітря теплоносія в приймальну ємність. Приймальну ємність виконують у вигляді паралельно розташованих бункерів, розташованих на відстані друг від друга, суміжні бічні стінки яких виконані з утворенням центрального вентиляційного каналу, впускна частина якого з'єднана з повітроподавальним пристроєм, а протилежна їй - ізольована перемичкою. Кожний з бункерів розділений на ємності, кожна з яких має у верхній частині завантажувальний проріз, а в донній частині - розвантажувальний проріз. Ємності відділені одна від одної порожнистими вентиляційними перегородками, стінки яких виконані перфорованими. Порожнини перегородок, що чергуються одна за іншою, по черзі пов'язані із центральним вентиляційним каналом й з атмосферним повітрям. Завантажувальні прорізи суміжних ємностей, площини яких перпендикулярні поздовжній осі центрального вентиляційного каналу, зв'язані між собою завантажувальними патрубками. Устя завантажувальних патрубків послідовно розташовані під транспортуючим засобом безперервної дії. Технічний результат від використання винаходу полягає у високій ефективності сушіння зернистого продукту.

Description

ємність виконують у вигляді паралельно розташованих бункерів, розташованих на відстані друг від друга, суміжні бічні стінки яких виконані з утворенням центрального вентиляційного каналу, впускна частина якого з'єднана з повітроподавальним пристроєм, а протилежна їй - ізольована перемичкою. Кожний з бункерів розділений на ємності, кожна з яких має у верхній частині завантажувальний проріз, а в донній частині - розвантажувальний проріз. Ємності відділені одна від одної порожнистими вентиляційними перегородками, стінки яких виконані перфорованими. Порожнини перегородок, що чергуються одна за іншою, по черзі пов'язані із центральним вентиляційним каналом й з атмосферним повітрям. Завантажувальні прорізи суміжних ємностей, площини яких перпендикулярні поздовжній осі центрального вентиляційного каналу, зв'язані між собою завантажувальними патрубками. Устя завантажувальних патрубків послідовно розташовані під транспортуючим засобом безперервної дії.

Технічний результат від використання винаходу полягає у високій ефективності сушіння зернистого продукту.

Аа ре В

Ддиникихкккнкнкики ку досккююкюнннккнн зання ровно ово мн ж Ще пк шк її екю о ьі : я І и и ши и кі я щі шк ші ій

С | ше: ни НН о хі ї "їж ЕН ше ни чи м ен НЕ рт ви: Ко Іа їв 5: не и ни ША НН: гі м Н й ї хо Ок яю 7 и ни и Я У ї КЗ с. ТО в. ще ІБ ший елітної кан ше ЗИ: : ен п мин а: Б

Е. ще хи щ -- і

Я Я осмос ! скхх фон месооєтнк ї КК КАК Кл ом кол сехххкижажкя Е: З

А. т І НшНй ШЕ я : ! сл шк рою ря Кі яж, ше: и ва не т Ті ЕНН і х з : Ко як : зх Ех в НК ем КОя ж миши ік п и м не у я жи НИ: не ни Ж: НЕ х щ ЩЕ В ши: ши ше Ши и ! ї пов ІК : яко К. Н ; п- Зх ї

СИ М. ще НЕ ! а КЗ й й й й й Б х

В я Ко й К ще то у 11

Фіг. 1

Взаємозв'язана група винаходів належить до сільськогосподарської машинобудівної промисловості і призначена для сушіння зерна будь-яких сільськогосподарських зернових, зернобобових культур і інших зернистих продуктів. Пристрій та спосіб може бути використано підприємствами, що здійснюють виробництво механізованої високопродуктивної продукції, яка забезпечує одержання кондиційної, переважно сільськогосподарської, сировини для подальшої переробки.

Залежно від продуктивності і вимог експлуатації, винахід може бути реалізовано у вигляді стаціонарної або мобільної установки.

Пристрій та спосіб, при необхідності, може бути використано в інших галузях промисловості для сушіння мінеральних та органічних продуктів, розмір фракцій яких визначає можливість проникнення газоподібного робочого тіла (підігрітого повітря) заданої температури для ефективного сушіння.

Вибір продуктів забезпечується залежно від геометричних розмірів часток і, відповідно, параметрів порозності, що визначають величину опору потоку, який забезпечує нагрівання продукту до певного ступеня для видалення вологи в атмосферу, за рахунок чого досягається висушування продукту.

Пристрій та спосіб може бути використано для сушіння зернових і олійних культур зі зниженням величини їхньої вологості до значень, при яких зерно може зберігатися протягом тривалого періоду часу або транспортуватися на значну відстань.

Відомий спосіб сушіння зернистого продукту, який полягає в тому, що сире зерно завантажують у сушильну установку, атмосферне повітря подають вентилятором через нагрівальні елементи калориферної установки, через іонізатор у сушильну установку.

Атмосферне повітря можна підігрівати для зниження його відносної вологості й для збільшення швидкості сушіння. Для цих цілей використовують нагрівальні елементи калориферної установки. Температуру повітря спеціальною системою встановлюють залежно від продукту, який піддається сушінню. Іонізатор працює в циклічному режимі - включене/виключене протягом усього часу сушіння.

В основу способу покладений механізм реакції біологічних об'єктів на зовнішні впливи.

Біологічним об'єктом є зерно, а зовнішні впливи два: агенти сушіння й негативні аероіони в

Зо агенті сушіння. Процес сушіння починають класичним режимом: атмосферне або підігріте повітря продувають через зерновий шар.

Починається знімання вологи з поверхні зерна. Потім волога переміщується з центра шару зерна, намагаючись компенсувати втрату вологості з поверхневих шарів. Таку реакцію будь- якого біологічного об'єкта називають реакцією превентивного гальмування. Так зерно "працює"

З5 до досягнення мети технологічного процесу - зменшення вологості зерна. Але це триває недовго. У цей час включають у роботу іонізатор, за допомогою якого насичують агент сушіння негативними аероіонами. Таку дію зерно сприймає як зміну зовнішнього впливу. Знову починає працювати реакція превентивного гальмування. Потім зерно знову "заспокоюється" і насичення повітря аероїонами припиняють.

Циклічне повторення таких реакцій протягом усього процесу сушіння приводить до того, що при тих самих параметрах агента сушіння час сушіння зерна при циклічному впливі менше, ніж при режимі постійного насичення аероїонами агента сушіння. У цьому випадку використовується енергетичний потенціал біологічного об'єкта - зерна, що приведе до зменшення енерговитрат. Зниження енерговитрат залежить від культури та вихідних параметрів агента сушіння і продукту. Необхідний час циклу заздалегідь визначають експериментально для різних культур зерна (Спосіб сушіння зерна (Патент Росії на винахід ВО 2502027).

Недоліком відомого способу є те, що застосування аероіонів не забезпечує ефективного сушіння при значних обсягах зернистого продукту. Конструктивно складно наситити продукт аероіїонами особливо при сушіння значного його об'єму.

Істотним недоліком відомого способу є те, що цей спосіб застосований при сушінні нерухомо зафіксованого об'єму зернового продукту. Спосіб може бути застосований при сушінні зерна, наприклад, в елеваторах, де зерно перебуває в обмеженому просторі протягом тривалого періоду часу. Цей спосіб може бути застосований в тому випадку, коли необхідно забезпечити підтримку вологості зернового продукту на заданому рівні.

При оперативному сушінні зернового продукту, який має значну ступінь вологості і значний об'єм цього продукту, цей спосіб практично не може бути застосований або малоефективний при потоковому сушінні значних об'ємі зернового продукту.

Спосіб неможливо реалізовувати на мобільній установці, яка забезпечує сушіння зернистого продукту безпосередньо на місці його виробництва.

Відомий спосіб сушіння зернистого продукту, який полягає в тому, що зерно зверху засипають у герметичний простір між трубами. Потім відкривають вентиль, включають вакуумний насос і знижують тиск у камері. Коли тиск установлюється нижче тиску насичення води при температурі атмосферного повітря, вода, яка втримується усередині зерен і між ними, закипає. Пари, що утворилися, відкачуються вакуумним насосом і викидаються в атмосферу.

Під час відкачки пару води температура зерна знижується й одночасно збільшується приплив тепла до зерна з навколишнього середовища, що сприяє поступовому збільшенню вагової витрати пару. У той же час зі зниженням тиску зменшується щільність пару, що сприяє зменшенню його вагової витрати.

Об'ємна продуктивність вакуумного насоса вибирається таким чином, щоб, при середньостатистичних на час збирання врожаю сприятливих для обраного географічного району погодних умовах, тиск у вакуумній камері стабілізувався на заданому рівні.

У випадку погіршення, у порівнянні із середньостатистичними, погодними умовами для запобігання зниження тиску у вакуумній камері нижче заданого рівня, роботу вакуумного насоса переводять із безперервного в циклічний режим.

Для зменшення потрібної об'ємної продуктивності вакуумного насоса додатково включають холодильну машину. При відкритті вентиля частина пару води починає конденсуватися на поверхні випарника. Зерно, висушене до заданої вологості, вивантажується знизу камери (Спосіб вакуумного сушіння зерна (Патент Росії на винахід ВО 2163993).

Недоліком відомого способу є витратність, а конструктивне виконання його досить складне.

Реалізація способу заснована на сушінні зернистого продукту шляхом розміщення його в обмеженому об'ємі і за допомогою відповідного устаткування вакуумують. За рахунок створення вакууму, при відкачуванні повітря із замкнутого простору відбувається відділення часток вологи з поверхні зернистого продукту.

Крім того, за рахунок вакуумування відбувається переміщення вологи із внутрішньої частини зернистих часток до периферії. При довгостроковому вакуумуванні може відбутися не тільки поверхневе, але й внутрішнє зневоднювання продукту.

Недоліком відомого способу є те, що він економічно недоцільний при зневоднюванні значних об'ємів зернистого продукту.

Зо Це пояснюється тим, що зневоднювання продукту здійснюється в обмеженому замкнутому просторі, циклічно й поетапно. При зазначеному способі необхідно затрачати час на завантаження продукту, його вакуумування й наступне завантаження. Крім того, конструкція пристрою, що реалізує спосіб, повинна бути досить складна й забезпечувати необхідну глибину вакуумування для одержання товарного продукту.

Як показала практика, вакуумування для його наступного зневоднювання вимагає тривалого періоду часу, що в принципі неприйнятно при переробці значних об'ємів, наприклад, зернових продуктів, особливо в період збору врожаю, коли за короткий період часу необхідно довести вологість продукту до кондиційного стану для наступного зберігання або переробки.

Найбільш близьким рішенням, вибраним як прототип, є спосіб сушіння зернистого продукту.

Відомий спосіб полягає в тому, що для сушіння зернистого продукту тепловий агент у вигляді підігрітого повітря направляється у бік сипучого продукту, який знаходиться за перфорованою перегородкою. Тепловим агентом за рахунок великої швидкості його переміщення відбувається механічне видалення вологи з поверхні зернистого продукту.

Ефективність способу забезпечується за рахунок регламентованої температури повітря та швидкості його руху.

У цілому, відомий спосіб реалізується при бункерному сушінні зернистих продуктів, що є малопродуктивним й економічно недоцільним. При значних обсягах продукту, зернистий продукт здійснює значний опір потоку при його проникненні. Крім того, для сушіння значного об'єму зернистого продукту потрібні значні енерговитрати для підтримки теплового агента на заданій температурі. При реалізації способу потрібна висока стартова температура теплового агента, тому що зернистий продукт інтенсивно поглинає тепло, величина температури якого знижується до виходу із шару зернистого продукту. Це приводить до того, що сушіння зернистого продукту є нерівномірним, так як шари продукту, в які входить тепловий агент, виходять пересушеними, що може привести до втрати його кондиційних властивостей особливо при сушінні органічних продуктів, а шари продукту, які перебувають на границі виходу теплового агента, є недостатньо зневодненими й потребують витрат часу й тепла для доведення до кондиційного стану (Патент України на винахід Мо 605 87 А, опубл. 15.10.2003, бюл. Мо 10).

Відома сушарка для сипучого продукту, яка містить корпус із вертикальними робочими камерами прямокутного перетину, у протилежних стінках яких виконані вікна, а усередині бо корпуса встановлені вертикальні перфоровані пластини, колектор для підведення і відведення сушильного агента, завантажувальний і розвантажувальний бункери з'єднані зі стінками корпуса у верхній і нижній його частинах, з розсікачами, установленими у вікнах двох протилежних вертикальних перфорованих стінок корпуса, а також у вікнах, виконаних в перфорованих вертикальних пластинах, які установлені паралельно перфорованим стінкам корпуса і разом із двосхилим дахом утворюють колектор, розташований у центральній частині корпуса, а також робочі камери між стінками корпуса і пластинами колектора, причому усі елементи, які утворюють колектор, перфоровані (Патент Росії Мо 20373, Б26817/121.

Недоліком відомої конструкції є нерівномірність теплової обробки продукту. Після розвантаження зернистого продукту, у загальній масі можуть бути присутні як висушені зернисті частки, так ї зернисті частки зі зниженою і надлишковою вологістю. Це негативно позначається на якості сировини для подальшого зберігання, транспортування і переробці.

Конструкція пристрою визначає обмежений об'єм камер, що негативно позначається на його продуктивності. Пристрій може бути використано тільки при невеликому технологічному навантаженні.

Крім того, відома конструкція характеризується значною металоємністю, що збільшує витрати на її виготовлення і, відповідно, негативно позначається на собівартості обробки зернистого продукту.

Відома конструкція пристрою для сушіння зернистого продукту, яка містить, принаймні, один впускний короб і один випускний короб для створення потоку продувного текучого середовища у напрямку, поперечному щодо напрямку потоку продукту, що зневоднюється, між якими встановлені теплопередавальні пластини із системою для підведення потоку текучого середовища, що нагріває, які проникні для продувного текучого середовища, встановлені із проміжком між ними для проходження потоку продукту, що висушується (Патент України Мо 95288 Бюл. Мо 14, 2011 р.).

Недоліком відомого пристрою є те, що в його конструкції присутні теплопередавальні пластини, які ускладнюють конструкцію при виготовленні і експлуатації. Наявність теплопередавальних пластин у відомому пристрої приводить до зниження продуктивності установки через значний аеродинамічний опір потоку зернистого продукту.

Це приводить до його нерівномірного сушіння, зниження якісних показників процесу

Зо зневоднення. Пристрій не може бути виготовлено в мобільному варіанті, що знижує область його застосування.

Найбільш близьким рішенням, вибраним як прототип, є пристрій для сушіння зернистих продуктів, виконаний у вигляді короба з завантажувальним і розвантажувальним прорізами (Патент 05 6.880.263 на винахід).

Відомий пристрій має вентиляційні канали для підведення газоподібного робочого тіла заданої температури, що забезпечує нагрівання зернистого продукту до необхідної температури, відведення зайвої вологи і зниження загальної вологості до необхідного рівня вмісту вологи в продукті.

Особливістю пристрою є те, що канали виконані по висоті короба, а їхні стінки є перфорованими. В одні вентиляційні канали подається газоподібний теплоносій, а із суміжними з ними вентиляційні канали здійснюється відвід газоподібного теплоносія й, відповідно, відвід його в атмосферу.

Пристрій виконаний у вигляді одного блока з вентиляційними каналами, функція яких підводити газоподібний продукт і відводити його з викидом в атмосферу. Відома конструкція вимагає складної і металоємної системи трубопроводів, що ускладнює експлуатацію пристрою, особливо при виконанні планових та аварійних ремонтів.

Істотним недоліком відомого пристрою є те, що система підведення газоподібного носія для сушіння продуктів має значний аеродинамічний опір, не рівномірність розподілення опору по довжині каналів підводу/виводу теплоносія, що знижує продуктивність вентиляторної установки, а значить і ефективність зниження вологості продукту.

Крім того, відома система подачі повітря визначає нерівномірне зниження вологості продукту, що приводить до нерівномірного сушіння продукту, при якій частина його буде недостатньо висушена, а частина буде мати підвищену вологість.

Конструкція відомого пристрою вимагає потужних вентиляторних установок або виконується в обмежених габаритних розмірах у довжину (вздовж повітряних каналів). У першому випадку потрібні значні енергетичні витрати і ускладнюється забезпечення мобільності установки для виконання робіт у безпосередній близькості від виробництва зернових продуктів. У другому випадку обмеження геометричних параметрів приводить до малої продуктивності установки, що неприйнятно при необхідності переробки значних об'ємів вихідної сировини або сировини зі бо значною вологістю.

Конструкція не передбачає застосування транспортуючого засобу безперервної дії, який забезпечує рівномірний розподіл зернистого продукту таким чином, що, в першу чергу, заповнюється перша ємність, а заповнення наступної ємності в наступну чергу здійснюється після заповнення попередньої.

Пристрій не передбачає можливості застосування систем автоматизації для розподілу потоків повітря при сушінні зернистих продуктів.

Конструкція визначає наявність застійних зон, у яких зерно не піддається тепловій обробці і вентиляції, що приводить до неможливості зниження рівня вологості зерна до необхідного рівня.

В основу першого із групи винаходів поставлено завдання вдосконалення способу сушіння зернистих продуктів за рахунок формування основного осьового потоку підігрітого повітря, що розділяється на перпендикулярні периферійні потоки, які направляють крізь пошарово розділені регламентовані об'єми зернистих продуктів. Шари зернистого продукту розділяють між собою - суміжно по обидва боки осьового потоку підігрітого повітря й уздовж осьового потоку паралельними шарами розділеними вільним простором.

У простір між шарами здійснюють подачу повітря, який направляють у бік шарів зернистого продукту. Після взаємодії потоку підігрітого повітря із зернистим продуктом, він надходить у суміжно розташований вільний простір між паралельними шарами зернистого продукту й звідти - в атмосферу.

Проникнення підігрітого повітря відбувається крізь спадний потік зернистого продукту, який безупинно рухається. Формування багатошарового потоку зернистого продукту здійснюється поетапно шарами за допомогою застосування транспортуючого засобу безперервної дії.

Виймання зернистого продукту зі спадних шарів, який переміщається в зону розвантаження під дією, гравітації, здійснюють за допомогою транспортуючого засобу безперервної дії з можливістю циркулюючої подачі зернистого продукту в зону вихідного формування спадних шарів.

Технічний результат від використання винаходу забезпечується за рахунок того, що: - спосіб може бути реалізований у пристроях, виконаних для стаціонарних і мобільних варіантів експлуатації;

Зо - сушіння зерна виконується в безперервному потоці, який має регламентовану товщину, що дозволяє проникати потоку повітря при мінімальному аеродинамічному опорі середовища; - спосіб забезпечує високу якість сушіння, навіть при високій вологості зернистого продукту, який може бути доведений до кондиційного стану з моменту впливу на нього підігрітого повітря до моменту розвантаження його в транспортний засіб для наступного транспортування й зберігання; - формування осьового й периферійного потоків дозволяє забезпечити мінімізацію втрат теплової енергії підігрітого повітря; - реалізація способу забезпечує високу продуктивність обробки зернистого продукту при мінімізації енергетичних витрат на підігрів повітря й обробку вологого зернистого продукту; - спосіб реалізований у пристрої не вимагає значних матеріальних і трудових витрат на монтаж й експлуатацію, а також практично відсутня ймовірність виконання аварійних ремонтів;

В основу другого із групи винаходів поставлено задачу удосконалення конструкції пристрою для сушіння зернистих продуктів за рахунок того, що: - приймальна ємність являє собою два зв'язаних між собою суміжно розташованих бункерів; - між двома паралельними бункерами утворений центральний вентиляційний канал; - забезпечується постійний і рівномірний розподілений тиск у всіх ємностях бункерів; - у верхній частині бункера встановлений транспортуючий засіб безперервної дії, наприклад, скребковий конвеєр, робочий орган якого переміщується по поздовжній осі пристрою; - внутрішній простір бункерів розділений вентиляційними порожнистими перегородками (далі по тексту - перегородками), стінки яких виконані перфорованими; - внутрішній простір перегородок через одну відкритий для зовнішнього середовища або центрального вентиляційного каналу; - у верхній завантажувальній частині суміжні ємності мають завантажувальні патрубки з загальним устям; - устя патрубків, у які подається вхідний зернистого продукт, розташовані у першому ряді суміжних ємностей пристрою; - пристрій може мати два транспортуючих засоби безперервної дії, наприклад, скребкових конвеєрів, які розташовані під кожним бункером, що дозволяє переміщати, усереднювати і завантажувати в транспортний засіб зернистий продукт, забезпечуючи при цьому його 60 необхідну якість;

- пристрій може мати один транспортуючий засіб безперервної дії, який розташовують по поздовжній осі пристрою, який дозволяє забезпечити високу швидкість розвантаження з обох бункерів одночасно; - пристрій може мати високий рівень автоматизації процесу сушіння; - пристрій може бути реалізований як у стаціонарному, так і у мобільному варіантах.

Технічний результат від використання винаходу полягає в тому, що: - пристрій має високу компактність і продуктивність сушіння; - пристрій дозволяє забезпечити рівномірний тиск повітря і його температуру при взаємодії із зернистим продуктом; - пристрій дозволяє якісно почергово заповнити ємності зернистим продуктом; - пристрій дозволяє рівномірно завантажувати зернистий продукт у дві суміжні ємності і, відповідно, забезпечити його високоякісне сушіння до необхідної кондиції; - пристрій за допомогою транспортуючого засобу безперервної дії дозволяє переміщати і усереднювати зернистий продукт, забезпечуючи при цьому його необхідну якість; - пристрій дозволяє забезпечити високу швидкість розвантаження ємностей; - пристрій при використанні автоматизації може забезпечити можливість регламентованої подачі підігрітого повітря - теплоносія, залежно від параметрів вхідної сировини, а також можливість регулювання подачі повітря в завантажені ємності, перекриваючи доступ повітря, якщо ємність порожня, через недостатній обсяг зернистого продукту, що піддається сушінню; - пристрій може бути виготовлений як у стаціонарному, так і у мобільному варіантах.

Мобільний варіант дозволяє наблизити процес сушіння до місця одержання зернистого продукту, що дозволяє мінімізувати втрати зернистого продукту, забезпечити його високу якість, а також попередити псування хвороботворними грибками і цвіллю, які активізуються при високій вологості продукту.

Перша задача вирішується за рахунок того, що спосіб сушіння зернистих продуктів включає вплив на зернистий продукт підігрітим повітряним потоком, відділення вологи від зернистого продукту й відвід вологого повітря в атмосферу.

Згідно з винаходом, зернистий продукт подають у верхню частину паралельно розміщених бункерів, простір між якими ізолюють від атмосферного повітря й утворюють при цьому

Зо ізольований простір центрального вентиляційного каналу. Внутрішній простір бункерів розділяють на ємності порожніми перегородками з перфорованими стінками, які виконують переміжними - одна за іншою. Порожнину однієї з перегородок зв'язують із атмосферним повітрям, а порожнину наступної за нею перегородки зв'язують із центральними вентиляційним каналом. Зернистий продукт одночасно подають у суміжні ємності, розташовані по обидва боки осі центрального вентиляційного каналу. Після заповнення першої пари ємностей, надлишок зернистого продукту за допомогою транспортуючого засобу безперервної дії переміщують у наступну пару суміжних ємностей. Після заповнення зернистим продуктом всіх суміжних ємностей, попередньо підігріте повітря подають у центральний вентиляційний канал. Після заповнення каналу формують перпендикулярно спрямовані периферійні повітряні потоки й направляють їх у порожнину перегородок. Простір перегородок пов'язаний із центральним вентиляційним каналом. Підігріте повітря з цих перегородок через перфоровані стінки подають у ємності й пропускають через шар зернистого продукту. На виході з шару зернистого продукту повітря подають через перфоровані стінки в порожнині наступних перегородок. Внутрішній простір перегородок пов'язаний з атмосферним повітрям. Одночасно з подачею підігрітого повітря, зернистий продукт у спадному порядку під дією сил гравітації переміщають усередині ємностей, вивантажують його у нижній частині ємностей і подають у транспортний засіб безперервної дії.

Друга задача вирішується за рахунок того, що пристрій для сушіння зернистих продуктів включає приймальну ємність, пов'язану з повітроподавальним пристроєм, виконаним з можливістю примусового нагнітання теплоносія в приймальну ємність.

Відповідно до винаходу, приймальну ємність виконують у вигляді паралельно розташованих бункерів, розташованих на відстані одна від одної. Суміжні бічні стінки бункерів виконані з утворенням центрального повітроподавального каналу. Впускна частина повітроподавального каналу з'єднана з повітроподавальним пристроєм, а протилежна їй - ізольована перемичкою.

Кожний з бункерів розділений на ємності, кожна з яких має у верхній частині завантажувальний проріз. У донній частині кожної ємності виконаний розвантажувальний проріз. Ємності відділені одна від одної вентиляційними порожнистими перегородками. Стінки перегородок виконані перфорованими.

Порожнини перегородок, що чергуються, через одну пов'язані із центральним бо повітроподавальним каналом. Розташовані між ними перегородки пов'язані з атмосферним повітрям. Завантажувальні прорізи суміжних ємності, площини яких перпендикулярні поздовжньої осі центрального повітроподавального каналу, зв'язані між собою завантажувальними патрубками. Кут нахилу завантажувальних патрубків не менш кута внутрішнього тертя транспортованого зернистого продукту. Устя завантажувальних патрубків послідовно розташовані під транспортуючим засобом безперервної дії, наприклад, скребковим конвеєром. Довжина транспортуючого засобу безперервної дії не менш довжини центрального повітроподавального каналу.

Для підвищення продуктивності вивантаження зернистого продукту під кожним з бункерів, співвісно розвантажувальним прорізам ємностей, розташовані транспортуючі засоби безперервної дії, наприклад, скребкові конвеєри.

Для зниження металоємності пристрою розвантажувальні прорізи суміжних ємностей, які перпендикулярні поздовжньої осі центрального повітроподавального каналу, зв'язані між собою розвантажувальними патрубками, кут нахилу яких не менш кута внутрішнього тертя зернистого продукту, а устя розвантажувальних патрубків послідовно розташовані над транспортуючим засобом безперервної дії.

Для сушіння зернистого продукту, що має підвищену вологість, транспортуючий засіб безперервної дії, розташований під ємностями і виконаний з можливістю перевантаження зерна в транспортуючий пристрій, виконаний з можливістю його доставки до завантажувального прорізу ємностей пристрою.

Для ефективного сушіння в сполученні з оптимальною витратою повітря, що нагнітається, ширина порожнин перегородок дорівнює 30-90 мм, відстань між поздовжніми стінками ємностей дорівнює 150-500 мм.

Для регламентованої подачі повітря, що забезпечує ефективне сушіння, прорізи, які зв'язують центральний вентиляційний канал з порожниною перегородки, можуть мати стулки, виконані з можливістю ізоляції порожнини і пов'язані із системою автоматизованого керування, що контролює ступінь завантаження ємностей зернистими продуктами.

Заявлений винахід ілюструється схемами, де на фіг. 1 показана горизонтальна проекція пристрою для сушіння зернистих продуктів; на фіг. 2 - розріз по А-А фіг. 1; на фіг. З - розріз по Б-

Б фіг. 1 з розвантаженням зернистого продукту на один транспортуючий засіб безперервної дії;

Зо на фіг. 4 - розріз по Б-Б фіг. 1 з розвантаженням зернистого продукту на два транспортуючих засобів безперервної дії; На фіг. 5 - вертикальна проекція пристрою з додатковим транспортним засобом для переміщення зернистого продукту у зону завантаження приймальної ємності.

Спосіб реалізується таким чином:

Спосіб передбачає комплексний вплив на сировину підігрітого повітря, який проникає через шар зернистого продукту, що рухається. Швидкість і температура повітряного потоку регламентується у зв'язку зі ступенем вологості зернистого продукту, а також товщиною його шару.

Насичене вологою повітря після виходу із шару зернистого продукту викидається в атмосферу.

Відповідно до заявленого способу, зернистий продукт завантажують у верхню частину паралельно розміщених бункерів, які конструктивно зв'язані між собою.

Для реалізації ефективного сушіння зернистого продукту, простір між бункерами ізолюють, створюючи замкнутий простір центрального вентиляційного каналу, по поздовжній осі якого розміщають повітроподавальну установку, виконану з можливістю підігріву повітря.

Перед подачею зернистого продукту внутрішній простір бункерів розділяють на ємності порожніми перегородками з перфорованими стінками. Перегородки виконують двох конструкцій.

Одні перегородки виконують без бічної стінки, що граничить із центральним вентиляційним каналом, який забезпечує зв'язок центрального вентиляційного каналу з порожниною перегородки. Інші перегородки, які Є суміжними до вищеописаних перегородок, виконують без бічної стінки, що з'єднує порожнину перегородки з атмосферним повітрям.

Зернистий продукт подають одночасно у дві суміжні ємності по обидва боки осі центрального вентиляційного каналу. Заповнення здійснюється із застосуванням безперервно діючого завантажувального пристрою. Після заповнення ємностей, надлишок зернистого продукту переміщають у наступні ємності.

Переміщення зернистого продукту здійснюють за допомогою, наприклад, скребкового конвеєра, конструкція якого дозволяє надлишок зерна зміщати від устя завантажених ємностей до суміжних ще не завантажених ємностей.

Після заповнення ємностей до верхнього рівня, за допомогою повітроподавальної установки починають нагнітання підігрітого повітря в порожнину центрального вентиляційного каналу.

Після заповнення центрального вентиляційного каналу, підігріте повітря направляють у порожнини порожніх перегородок, формуючи тим самим периферійні потоки, осі яких перпендикулярні осі центрального осьового каналу.

Потік зернистого продукту безупинно переміщається вниз під дією сил гравітації від завантажувального прорізу до розвантажувального прорізу. У цей час підігріте повітря з порожніх перегородок проникає крізь шар зернистого продукту, що рухається.

Проходячи шар зернистого продукту, підігріте повітря нагріває його й забезпечує видалення надлишкової вологи. Повітря підвищеної вологості на виході із шару зернистого продукту надходить у порожнину перегородки, в якій відсутня бічна стінка, що єднає цю порожнину з атмосферним повітрям.

У такий спосіб уже остигле, несуче вологу повітря, викидається за межі пристрою, що реалізує спосіб.

У міру сушіння зернистого продукту він переміщається вниз ємностей за рахунок безперервного розвантаження в транспортні засоби безперервної дії.

Процес сушіння починається з моменту завантаження зернистого продукту й закінчується при виході зернистого продукту з розвантажувального прорізу ємності в транспортний засіб.

Пристрій для сушіння зернистих продуктів включає приймальну ємність у вигляді паралельних бункерів 1, 2, розташованих на відстані один від одного.

Відстань між бункерами 1, 2 визначається залежно від продуктивності повітроподавальної установки (на схемах не показано) і мінімізації втрат теплової енергії.

Між суміжними бічними стінками бункерів 1, 2 утворений обмежений простір прямокутної форми, що являє собою центральний вентиляційний канал 3, призначений для нагнітання повітря.

Впускна частина центрального вентиляційного каналу 3 з'єднана з повітроподавальним пристроєм (на схемі не показано). Повітроподавальний пристрій може бути будь-якого типу з безпосереднім підігрівом повітря, що нагнітає, або його попередньою подачею в теплообмінник.

Протилежна частина центрального вентиляційного каналу З перекрита глухою перемичкою 4, яка ізолює простір між бункерами 1, 2.

Усередині кожний з бункерів 1, 2 розділений на ємності 5 для завантаження зернистого

Зо продукту. Кожна ємність 5 має у верхній частині завантажувальний проріз 6, а в донній частині - розвантажувальний проріз 7.

Для реалізації процесу сушіння між ємностями 5 встановлені вентиляційні перегородки 8, 9 у вигляді порожніх паралелепіпедів. Стінки цих перегородок 10, що контактують із простором ємностей 5, є перфорованими з отворами заданого діаметра.

У перегородках 8 бічна зовнішня стінка 11 ізолює внутрішній простір перегородки 8 від атмосферного повітря.

У перегородках 8 відсутня четверта вертикальна стінка, яка зв'язує внутрішній простір перегородки 8 із центральним вентиляційним каналом 3.

Замість четвертої вертикальної стінки, як варіант виконання пристрою, може бути встановлена стулка (на схемах на показана) що пов'язана з автоматизованою системою керування, яка при необхідності, перекриває простір ємностей 5 в тому випадку, коли об'єм сушіння зерна невеликий і необхідно запобігти витоку повітря в атмосферу, минаючи шар завантаженого зерна.

Перегородки 8 чергуються по поздовжній осі пристрою. Перегородки 8, які описані вище, чергуються з перегородками 9, виконаними також у вигляді порожніх паралелепіпедів. Стінки 9 цих паралелепіпедів, які контактують із внутрішнім простором ємностей 5, є перфорованими. До перфорованих стінок 10 перегородки 9 примикає стінка 12, яка ізолює внутрішній простір перегородки 9 від центрального вентиляційного каналу 3. Четверта стінка в цих перегородках 9 відсутня, що дозволяє зв'язати внутрішній простір перегородки 9 з атмосферним повітрям.

Ємності 5 мають верхні завантажувальні прорізи 6 для спадного надходження зерна під дією сил гравітації.

Висока швидкість завантаження забезпечується тим, що зерно може надходити в суміжні ємності 5 розташовані поперечно поздовжньої осі пристрою. Для цього завантажувальні прорізи 6 з'єднані між собою завантажувальними патрубками 13 будь-якого круглого або прямокутного перерізу. У двох зазначених завантажувальних патрубків 13 суміжних ємностей 5 є спільне устя 14.

Завантажувальні патрубки 13 нахилені під кутом, величина якого дорівнює не менш кута внутрішнього тертя продукту, який транспортується, що забезпечує високу швидкість його зсипання в ємності 5 і запобігання забиванню патрубка 13, що може привести до простою (516) устаткування.

Над устями 14 завантажувальних патрубків 13 розташований транспортуючий засіб безперервної дії 15, наприклад, скребковий конвеєр. Довжина конвеєра 15 не менш довжини центрального вентиляційного каналу 3.

Конструктивно транспортуючий засіб безперервної дії 15 виконано з можливістю переміщення зернистого продукту від першої пари ємностей до наступної. Коли перша пара ємностей 5 заповнена до устя 14 зернистим продуктом, транспортуючий засіб 15 заповнює наступну пару ємностей 5.

Під ємностями 5 кожного бункера 1, 2 розташовані розвантажувальні прорізи 7, які перебувають співвісно над транспортуючими засобами безперервної дії 16, 17. Транспортуючі засоби 16, 17 безперервної дії призначені для перевантаження зернистого продукту та переміщення його до місця зберігання або переробки.

В одному з варіантів виконання пристрою розвантажувальні прорізи суміжних ємностей 7, перпендикулярних поздовжньої осі центрального вентиляційного каналу, зв'язані між собою розвантажувальними патрубками 18, кут нахилу патрубків не менш кута внутрішнього тертя зернистого продукту, при цьому устя розвантажувальних патрубків 18 послідовно розташовані над транспортуючим засобом безперервної дії 19.

Пристрій може мати транспортний засіб 20, який доставляє зерно до завантажувального устя 14 першої пари суміжних ємностей 5.

Встановлено, що для ефективного сушіння зернистого продукту ширина порожнин між стінками 10 перегородок 8, 9 може дорівнювати 30-90 мм мм при відстані між стінками ємностей 150-500 мм.

Прорізи, що зв'язують центральний вентиляційний канал З з порожниною перегородки 8, можуть мати стулки, які виконані з можливістю ізоляції порожнини і пов'язані із системою автоматизованого керування, що контролює ступінь завантаження ємностей 8 зернистими продуктами.

Пристрій реалізується в такий спосіб:

При збиранні зернистого продукту, наприклад, зерна будь якої культури, залежно від кліматичних умов воно має надлишкову вологість. Величина фактичної вологості може значно перевищувати величину вологості обумовлену нормативними документами, яка надає

Зо можливість тривалого зберігання зернистих продуктів або їхнього транспортування на значну відстань.

Для зниження рівня вологості зернистих продуктів служать пристрої для його сушіння, принцип роботи яких заснований на напірній подачі підігрітого повітря через шар продукту.

Вплив напірним потоком підігрітого повітря здійснюється з моменту завантаження зерна в приймальну ємність до розвантаження цього зерна для наступного транспортування.

Зерно надходить крізь завантажувальні прорізи 6 у приймальні бункери 1, 2, що розділені на ємності 5 заданого об'єму. Місцем постійного завантаження зерна є перша пара суміжних ємностей 5 пристрою. Навантаження зерна здійснюється в перші суміжні ємності 5 доти, поки рівень зерна, що надходить по похилих завантажувальних патрубках 13, не досягне їх устя 14.

Після заповнення ємностей 5 до устя 14 транспортуючий засіб безперервної дії 15, наприклад, скребковий конвеєр, переміщає надлишок зерна до устя 14 наступної пари ємностей 5 до повного їх заповнення. І так до останньої пари ємностей 5.

При заповненні ємностей 5 зернистим продуктом з повітроподавальної установки попередньо підігріте повітря подають у центральний вентиляційний канал 3. Вентиляційний канал З із протилежної сторони перекритий перемичкою 4, тому підігріте повітря спрямовується в порожнини перегородок 8.

Зовнішня стінка 11 ізолює внутрішній простір перегородки 8 від атмосферного повітря.

Після заповнення порожнин перегородок 8, повітря через перфоровані отвори в стінках 10 проникає через шар зернистого продукту. За рахунок передачі тепла від підігрітого повітря відбувається сушіння зернистого продукту до необхідного ступеня. Після того, як повітря пройшло шар зернистого продукту, воно проникає в отвори у стінках 10 наступних перегородок 9, у яких стінка 12 ізолює внутрішній простір перегородки 9, від центрального вентиляційного каналу З і іде в атмосферу.

Після сушіння зернистий продукт надходить у розвантажувальний проріз 7 кожної ємності 5 і переміщається безперервним транспортуючим засобом 15, наприклад, скребковим конвеєром у приймальний бункер.

Залежно від варіанта виконання, розвантаження висушеного зерна може здійснюватися на транспортуючі засоби безперервної дії 16, 17, наприклад, скребкові конвеєри, які розташовані під кожним з бункерів 1, 2.

Для прискорення процесу розвантаження і підвищення продуктивності пристрою зернистий продукт із суміжних ємностей 5 може подаватися в розвантажувальні патрубки 18, які з'єднують між собою з утворенням загального розвантажувального устя для кожної пари суміжних ємностей 5. Розвантажувальні устя розташовані співвісно пристрою і установлені також над транспортуючим засобом безперервної дії 19, наприклад, скребковим конвеєром, який переміщає висушене зерно в наступний транспортуючий засіб для переміщення до місця призначення.

Дослідження показали, що оптимальними параметрами пристрою, якими забезпечують високоефективне сушіння зерна, при якому мінімізується негативний вплив аеродинамічного опору конструкції, є ширина порожнин перегородок 8, 9 між ємностями 5, складає 30-90 мм, при відстані між стінками 10 ємностей 150-500 мм.

Прорізи, що зв'язують центральний вентиляційний канал З з порожниною перегородки 8, можуть мати стулки. Ці стулки виконуються з можливістю ізоляції порожнини ємності і пов'язані із системою автоматизованого керування.

При значній вологості зернистого продукту, транспортуючий засіб безперервної дії 15, 16, 17, розташований під ємностями, виконують з можливістю перевантаження зерна в транспортуючий пристрій 20, виконаний з можливістю його доставки до завантажувального устя 14 ємностей 5 пристрою.

Виконані дослідження і дослідно-промислові випробування показали, що конструкція пристрою дозволяє максимально автоматизувати процес сушіння зернистої сировини та ступеня її вологості, дозволяючи при цьому здійснювати значну економію енергоресурсів.

Пристрій може працювати в повному автоматичному режимі, забезпечуючи зниження вологості зерна до оптимального рівня.

Викиди пилу за межі пристрою можуть бути виключені за рахунок того, що повітря, яке надходить в атмосферу після сушіння, може бути ефективно очищено при застосуванні промислових фільтруючих установок різних конструкцій.

Результати досліджень показали, що сушіння проводиться без травмування зерна.

Пристрій характеризується високою ремонтоздатністю, а також розташуванням конструктивних елементів, доступ до яких дозволяє виконувати періодичне чищення, а також

Зо поточний і аварійний ремонти.

Конструкція пристрою забезпечує її низьку вартість при високій довговічності експлуатації, при достатньому рівні автоматизації, що дозволяє мінімізувати кількість обслуговуючого персоналу.

Продуктивність пристрою може бути адаптована до фактичних обсягів виробництва зернистих продуктів.

Дослідно-промислові випробування заявленої конструкції показали високу ефективність її роботи з будь-якими зернистими продуктами. Ефективність сушіння забезпечується за рахунок того, що зернистий продукт рівномірно продувається повітряним потоком заданої температури.

Пристрій може бути використаний як у стаціонарному, так і у мобільному варіантах.

Стаціонарний варіант дозволяє здійснювати сушіння зернистого продукту безпосередньо на приймальному пункті перед закладкою на зберігання. Мобільний варіант виготовлення пристрою дозволяє здійснювати сушіння безпосередньо в польових умовах, переміщаючи установку на місці збирання зернових культур і знижуючи до мінімуму час перед підготовкою зерна для зберігання або переробки.

Claims (7)

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. Спосіб сушіння зернистих продуктів, що включає вплив на зернистий продукт підігрітим повітряним потоком, відділення вологи від зернистого продукту й відвід вологого повітря в атмосферу, який відрізняється тим, що зернистий продукт подають у верхню частину паралельно розміщених бункерів, простір між якими ізолюють від атмосферного повітря й утворюють при цьому ізольований простір центрального вентиляційного каналу, причому внутрішній простір бункерів розділяють на ємності порожніми перегородками з перфорованими стінками, які чергуються одна з одною так, що порожнина однієї з перегородок пов'язана з атмосферним повітрям, а порожнина наступної за нею перегородки пов'язана з центральними вентиляційним каналом, при цьому зернистий продукт одночасно подають у суміжні ємності, розташовані по обидва боки від осі центрального вентиляційного каналу, а після заповнення першої пари ємностей, надлишок зернистого продукту, за допомогою транспортуючого засобу безперервної дії, переміщують у наступну пару суміжних ємностей і після заповнення зернистим бо продуктом всіх суміжних ємностей, попередньо підігріте повітря подають у центральний вентиляційний канал, після заповнення якого формують перпендикулярно спрямовані периферійні повітряні потоки й направляють їх у порожнину перегородок, простір яких пов'язаний із центральним вентиляційним каналом, після чого підігріте повітря із цих перегородок через перфоровані стінки подають у ємності й пропускають через шар зернистого продукту, а на виході з нього подають через перфоровані стінки в порожнини наступних перегородок, внутрішній простір яких пов'язаний з атмосферним повітрям, при цьому одночасно з подачею підігрітого повітря зернистий продукт переміщують під дією сил гравітації та вивантажують через нижні частини ємностей на транспортуючий засіб безперервної дії розташований під ємностями.

2. Пристрій для сушіння для зернистих продуктів, що містить приймальну ємність, пов'язану з повітроподавальним пристроєм, виконаним з можливістю примусового нагнітання повітря теплоносія в приймальну ємність, який відрізняється тим, що приймальну ємність виконують у вигляді паралельно розташованих бункерів, розміщених на відстані один до одного, суміжні бічні стінки яких виконані з утворенням центрального вентиляційного каналу, впускна частина якого з'єднана з повітроподавальним пристроєм, а протилежна їй - ізольована перемичкою, при цьому кожний з бункерів розділений на ємності, кожна з яких має у верхній частині завантажувальний проріз, а в донній частини - розвантажувальний проріз, при цьому ємності відділені між собою порожнистими вентиляційними перегородками, стінки яких виконані перфорованими, при цьому порожнини перегородок, що чергуються, по черзі пов'язані з центральним вентиляційним каналом та з атмосферним повітрям, причому завантажувальні прорізи суміжних ємностей, площини яких перпендикулярні поздовжній осі центрального вентиляційного каналу, пов'язані між собою завантажувальними патрубками, кут нахилу яких не менше кута внутрішнього тертя зернистого продукту, а устя завантажувальних патрубків послідовно розташовані під транспортуючим засобом безперервної дії, довжина якого не менша за довжину центрального вентиляційного каналу.

3. Пристрій для сушіння зернистих продуктів за п. 2, який відрізняється тим, що під кожним з бункерів, співвісно розвантажувальним прорізам ємностей, розташовані транспортуючі засоби безперервної дії.

4. Пристрій для сушіння зернистих продуктів за п. 2, який відрізняється тим, що Зо розвантажувальні прорізи суміжних ємностей перпендикулярних поздовжній осі центрального вентиляційного каналу, пов'язані між собою розвантажувальними патрубками, кут нахилу яких не менше кута внутрішнього тертя зернистого матеріалу, а устя розвантажувальних патрубків послідовно розташовані над транспортуючим засобом безперервної дії.

5. Пристрій для сушіння зернистих продуктів за п. 2, який відрізняється тим, що містить З5 додатковий транспортуючий засіб, пов'язаний із транспортуючим засобом безперервної дії, розташованим під ємностями, та виконаний з можливістю перевантаження на транспортуючий засіб для доставки зернистих продуктів до завантажувального прорізу першої пари ємностей.

6. Пристрій для сушіння зернистих продуктів за п. 2, який відрізняється тим, що ширина порожнин перегородок становить 30-90 мм, а відстань між стінками ємностей становить 150-500

ММ.

7. Пристрій для сушіння зернистих продуктів за п. 2, який відрізняється тим, що прорізи, які пов'язують центральний вентиляційний канал з порожниною перегородки, мають стулки, виконані з можливістю ізоляції порожнин і пов'язані із системою автоматизованого керування, що контролює ступінь завантаження ємностей зернистими продуктами.