RU2135916C1

RU2135916C1 - Aerodynamic apparatus for drying bulk materials

Info

Publication number: RU2135916C1
Application number: RU97113906A
Authority: RU
Inventors: Е.М. Зимин; М.С. Волхонов; С.И. Сидоров; С.С. Волхонов; Г.С. Березовский
Original assignee: Костромская государственная сельскохозяйственная академия; Акционерное общество "Термопласт"
Priority date: 1997-08-06
Filing date: 1997-08-06
Publication date: 1999-08-27

Abstract

FIELD: agricultural engineering. SUBSTANCE: apparatus has fans 1, air distributors and drying boxes 5 arranged one below the other. Upper drying box has upper hopper and lower drying box is equipped with discharge device. Drying boxes are separated by perforated grids 12 into upper drying conveying channel and lower drying agent supplying channel. Active hollow overflow walls 18 are positioned above perforated grids at side adjacent to discharge windows. Cavities of walls 18 are in communication with compressed air source for providing additional action upon material. Upper perforated surface of wall 18 is made curved, with uniform curvature radius, to facilitate maintaining of uniform moisture content by stirring grain mass, returning it for recirculation and active stratification with following throwing of the material over wall 18. Surface of wall 18 faced to perforated grid has curvature gradually reducing to side reverse with respect to material conveying direction. EFFECT: intensified drying process, reduced power consumption and improved quality of material. 3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, конкретно к машинам для сушки зерна и других сыпучих материалов. The invention relates to agricultural machinery, specifically to machines for drying grain and other bulk materials.

Известна аэродинамическая зерносушилка (патент Р.Ф. RU N 2108074 C1, F 26 В 17/26, 1994), содержащая теплоизоляционный корпус с загрузочным и разгрузочными патрубками, нагревателями, вибровозбудитель, и аспирационную систему. Корпус выполнен неподвижным и снабжен платформой, установленной внутри корпуса с возможностью вибрации и имеющей наклонные, каскадно расположенные полки для перемещения зерна, в зоне стыка снабженные C-образными вилочными ворошителями. Known aerodynamic grain dryer (RF patent RU N 2108074 C1, F 26 17/26, 1994) containing a heat-insulating casing with loading and unloading pipes, heaters, vibration exciter, and aspiration system. The housing is fixed and equipped with a platform mounted inside the housing with the possibility of vibration and having inclined, cascading shelves for moving grain, equipped with C-shaped fork agitators in the junction zone.

Недостатками указанной зерносушилки являются: низкое качество воздействия C-образного вилочного ворошителя при сушке связанных материалов и зерна, имеющего соломистые засорители, сложность конструкции и большая материалоемкость. The disadvantages of this dryer are: low quality exposure to a C-shaped fork agitator when drying related materials and grain having straw weeds, design complexity and high consumption of materials.

Известен способ тепловой обработки сыпучих термочувствительных материалов (А. с. СССР N 580419, М.кл2 F 26 В 3/02, 1977), установка, реализующая этот способ содержит камеры нагрева и сушки, обеспечивающие рециркуляцию и смешивание подогретого материала с исходным. Недостатком этого способа является то, что не полностью реализуется эффективность работы расслоенного кипящего слоя, а именно отсутствует механизм возврата на дополнительную подсушку частиц имеющих повышенную влажность, путем выноса легких частиц из межзернового пространства. A known method of heat treatment of bulk thermosensitive materials (A. S. the USSR N 580419, Mkl2 F 26 B 3/02, 1977), the installation that implements this method contains heating and drying chambers, providing recirculation and mixing of the heated material with the source. The disadvantage of this method is that the working efficiency of the stratified fluidized bed is not fully realized, namely, there is no mechanism for returning to the additional drying of particles having high humidity by removing light particles from the intergranular space.

Наиболее близким к данному техническому решению является сушилка AI-KBP (Гришин М.А., Анатазевич В.И., Семенов Ю.Г. Установки для сушки пищевых продуктов - М.: Агропромиздат, 1989 с. 128...130), содержащая сушильную камеру, в которой смонтированы короба, расположенные один под другим и попарно укрепленные на вертикальных рамах-подвесках. Первый и третий короба (считая сверху) связаны с одной рамой, второй и четвертый - с другой и колеблются в противофазе в вертикальной плоскости. В каждом сушильном коробе жестко закреплено перфорированное решето, над выпускной частью которого установлен переливной порог, обеспечивающий заданный уровень толщины слоя материала. Пороги установлены с возможностью изменения высоты установки. Оптимальная высота порогов не превышает 100 мм. Под перфорированное решето подается подогретый агент сушки. В воздухоподводящей части короба имеются поворотные щитки, предназначенные для регулировки распределения воздуха под решета. Сушка материала в виброкипящем слое характеризуется высокой интенсивностью, но сопряжена с повышенным расходом электроэнергии, поскольку расход воздуха очень велик и поэтому на каждый короб требуется постановка своего вентилятора. Closest to this technical solution is the AI-KBP dryer (Grishin M.A., Anatasevich V.I., Semenov Yu.G. Installations for drying food products - M .: Agropromizdat, 1989, p. 128 ... 130), containing a drying chamber in which are mounted boxes located one below the other and pairwise mounted on vertical suspension frames. The first and third boxes (counting from above) are connected with one frame, the second and fourth - with another and oscillate in antiphase in a vertical plane. In each drying box, a perforated sieve is rigidly fixed, over the outlet part of which there is an overflow threshold providing a predetermined level of material layer thickness. Thresholds are set with the ability to change the installation height. The optimum height of the thresholds does not exceed 100 mm. A heated drying agent is fed under the perforated sieve. In the air supply part of the box there are rotary shields designed to adjust the air distribution under the sieve. The drying of the material in a vibro-boiling layer is characterized by high intensity, but is associated with increased energy consumption, since the air consumption is very large and therefore each box requires setting its own fan.

При работе сушилки продукт постепенно накапливается на решете, пока не достигнет уровня, заданного переливным порогом. За счет подпора со стороны подачи материала питателем продукт перемещается вдоль решета на второе решето. Регулируя частоту вращения питателя и высоту порогов, изменяют производительность и длительность пребывания материала в сушилке. During the operation of the dryer, the product gradually accumulates on the sieve until it reaches the level set by the overflow threshold. Due to the back pressure from the supply side of the material by the feeder, the product moves along the sieve to the second sieve. By adjusting the speed of the feeder and the height of the thresholds, the productivity and length of stay of the material in the dryer are changed.

Малая экспозиция, до 9 минут, при сушке семян зерновых колосовых культур с доведением до кондиционной влажности влечет снижение всхожести и энергии роста. A small exposure, up to 9 minutes, when drying the seeds of cereal crops with bringing to a conditioned humidity, leads to a decrease in germination and growth energy.

В этих условиях при относительно пассивных порогах, осуществляется только пересыпание материала через пороги, что не приводит к полному разобщению материала по влажности. Кроме того, невозможно индивидуально и независимо у различных порогов регулировать величину расслоения материала по влажности и перемещения в верхние слои из межзерновых пор легких частиц, для которых скорость фильтрации воздушного потока больше скорости витания. Under these conditions, with relatively passive thresholds, only the material is poured through the thresholds, which does not lead to complete dissociation of the material by humidity. In addition, it is impossible to individually and independently at various thresholds control the amount of material stratification by humidity and displacement of light particles from intergranular pores to the upper layers, for which the airflow filtration rate is greater than the speed of soaring.

Заявленное изобретение направлено на решение следующей задачи: ускорение процесса сушки при снижении тепловых затрат и повышения качества материала. The claimed invention is aimed at solving the following problem: accelerating the drying process while reducing heat costs and improving the quality of the material.

Поставленная задача решена путем размещения в сушильных коробах активных переливных порогов. Активные переливные пороги выполнены пустотелыми, внутренние полости которых сообщены с источником сжатого воздуха для дополнительного воздействия на материал. Поскольку с помощью активного переливного порога производиться выравнивание массы по влажности путем ворошения массы, возврата на рециркуляцию и активное расслоение с дальнейшим перебрасыванием ее через активный переливной порог, верхняя перфорированная поверхность активного переливного порога выполнена криволинейной с постоянным радиусом кривизны, а обращенная к перфорированному решету - с плавным уменьшением кривизны в сторону, обратную по ходу транспортирования материала. The problem is solved by placing active overflow thresholds in the drying chambers. Active overflow thresholds are hollow, the internal cavities of which are communicated with a source of compressed air for additional impact on the material. Since the active overflow threshold is used to equalize the mass in terms of moisture by tedding the mass, return to recirculation and active stratification with its further transfer over the active overflow threshold, the upper perforated surface of the active overflow threshold is made curved with a constant radius of curvature, and facing the perforated sieve - with a smooth decrease in curvature in the direction opposite to the course of transportation of the material.

Активные переливные пороги в зонах выгрузных окон шарнирно сочленены с боковыми стенками сушильных коробов с возможностью углового поворота их относительно вертикальной плоскости и фиксации. Active overflow thresholds in the areas of the unloading windows are articulated with the side walls of the drying boxes with the possibility of their angular rotation relative to the vertical plane and fixing.

Применение предлагаемой аэродинамической установки для сушки сыпучих материалов позволит: уменьшить разницу по влажности отдельных зерен до +1,0% от среднего показателя влажности и повысить показатели всхожести и энергии роста примерно на 1,5. . .2,5% сравнительно с лучшими сушилками, например шахтного типа. The use of the proposed aerodynamic installation for drying bulk materials will allow you to: reduce the difference in humidity of individual grains to + 1.0% of the average moisture content and increase the germination and growth energy by about 1.5. . .2.5% compared with the best dryers, for example shaft type.

Сушка материала в кипящем слое предлагаемого варианта заключается в рациональной организации мягкого режима переноса тепла и массы влаги с поверхностных слоев зерновки, поскольку из теории сушки известно, что при соприкосновении сухого, подсушенного материала с влажным происходит процесс влагообмена. Таким образом, повышение качества сушки достигается за счет совокупности аэродинамического воздействия струй теплоносителя на зерно и частичного сорбционного влагообмена в зонах работы активных переливных порогов. Испарение влаги с поверхностных слоев компенсируется ее поступлением из внутренних слоев без увеличения температуры зерновки. Подвод струй воздушного потока осуществляется ступенчато, поверхность активного переливного порога, в зоне преимущественно сориентированной встречным потоком перфорированного решета, перфорации не имеет. При совместной работе струй воздушного потока сушильного короба и струй, выходящих из перфорации активного переливного порога возникают две зоны. Первая зона обеспечивает постепенный прогрев материала, сушку и вынос подсушенного материала во вторую зону - сушки и транспортирования материала. Drying the material in the fluidized bed of the proposed option consists in rational organization of the soft regime of heat and moisture mass transfer from the surface layers of the grains, since it is known from the theory of drying that when a dry, dried material comes into contact with wet, a moisture exchange process occurs. Thus, an increase in the drying quality is achieved due to the combination of the aerodynamic effect of the coolant jets on the grain and partial sorption moisture exchange in the zones of active overflow thresholds. Moisture evaporation from the surface layers is compensated by its entry from the inner layers without increasing the temperature of the grain. The air stream is supplied in steps, the surface of the active overflow threshold, in the area predominantly oriented by the oncoming flow of the perforated sieve, has no perforation. When the jets of the air stream of the drying box and the jets emerging from the perforation of the active overflow threshold work together, two zones arise. The first zone provides a gradual heating of the material, drying and removal of the dried material into the second zone - drying and conveying the material.

На фиг. 1 показана схема аэродинамической установки для сушки сыпучих материалов, вид сбоку; на фиг.2 - узел I на фиг.1 в увеличенном масштабе, на фиг.3 - вид А на фиг.2. In FIG. 1 shows a diagram of an aerodynamic installation for drying bulk materials, side view; in Fig.2 - node I in Fig.1 in an enlarged scale, in Fig.3 - view A in Fig.2.

Аэродинамическая установка для сушки сыпучих материалов включает вентиляторы 1 и 2, соединенные воздухораспределителями 3 и 4 с сушильными коробами 5. Над верхним сушильным коробом установлен надсушильный бункер 6, а нижний снабжен выпускным устройством 7. В воздухораспределителях 3 и 4 имеются каналы 8 с поворотными щитками 9, предназначенными для регулировки распределения воздуха по каналам 8. Сушильные короба 5 выполнены из воздухоподводящих 10 и транспортирующих 11 каналов, между которыми жестко установлены перфорированные решета 12. Первый третий и пятый сушильные короба связаны с одной рамой 13, второй четвертый и шестой - с другой рамой 14. На рамах закреплены винтовые механизмы 15 для регулирования угла постановки сушильных коробов. В воздухоподводящих каналах 10 установлены электроподогреватели 16. В конце каждого транспортного канала 11 в зоне выпускных окон 17 (фиг.2) подвижно закреплен активный переливной порог 18, верхняя и боковые стороны которого имеют перфорацию 19 для направленного выхода воздушного потока. Верхний сушильный короб, сочлененный с надсушильным бункером порога не имеет. Активный переливной порог 18 (фиг.3) с одной стороны цапфой 20 опирается на опору 21. Цапфой и шарнирно-рычажной системой активный переливной порог устанавливается относительно вертикальной плоскости в требуемом положении. Внутренняя полость активного переливного порога с противоположной стороны сообщена с трубой 22 подвода сжатого воздуха, на фиг.1 и 2 трубы 22 подвода сжатого воздуха условно не показаны. The aerodynamic installation for drying bulk materials includes fans 1 and 2, connected by air distributors 3 and 4 with drying boxes 5. Above the upper drying box, a drying hopper 6 is installed, and the lower one is equipped with an exhaust device 7. In the air distributors 3 and 4 there are channels 8 with rotary shields 9 designed to adjust the air distribution in the channels 8. The drying boxes 5 are made of air supply 10 and transporting 11 channels, between which perforated sieves 12 are rigidly mounted. the third and fifth drying duct connected with the audio frame 13, a second fourth and sixth - the other frames of the frame 14. At fixed screw mechanisms 15 for adjusting the angle setting of drying ducts. Electric air heaters 16 are installed in the air supply ducts 10. At the end of each transport channel 11, an active overflow threshold 18 is movably fixed in the area of the outlet windows 17 (FIG. 2), the upper and lateral sides of which have a perforation 19 for directional air flow output. The upper drying box, articulated with a drying hopper has no threshold. The active overflow threshold 18 (FIG. 3) on one side of the trunnion 20 rests on a support 21. The trunnion and a pivot-lever system, the active overflow threshold is set relative to the vertical plane in the desired position. The inner cavity of the active overflow threshold from the opposite side is in communication with the pipe 22 for supplying compressed air, in figures 1 and 2 pipes 22 for supplying compressed air are not conventionally shown.

Аэродинамическая установка для сушки сыпучих материалов работает следующим образом. Aerodynamic installation for drying bulk materials is as follows.

Зерно под собственным весом из надсушильного бункера 6 поступает в транспортирующий канал 11 верхнего сушильного короба, где подпадает под воздействие струй горячего воздуха, выходящих под острым углом из щели перфорированного решета 12. Подогрев воздушного потока в воздухораспределительном канале производиться за счет работы электроподогревателей 16. В процессе перемещения зернового материала происходит подсушка и разделение его слоя на фракции, отличающиеся по аэродинамическим свойствам. Подсохшие - легкие частицы, для которых скорость фильтрации горячего воздушного потока больше их скорости витания в межзерновых порах, перемещаются в верхние слои и далее к активному переливному порогу 18. Одновременно к активному переливному порогу за счет направленных струй, выходящих из щелей перфорированной перегородки 12, перемещается и нижний слой. Через внутреннюю полость активного переливного порога обеспечивается ввод дополнительного воздуха в зерновой слой. При этом выход его струй из перфорации передней и задней поверхностей происходит навстречу перемещаемому материалу, а через верхнюю поверхность выход струй из перфорации по ходу перемещаемого материала. Выпуклая форма сторон, образующая поверхность активного переливного порога, обеспечивает ввод дополнительного воздуха по линиям, пересекающим траекторию движения материала. В результате происходит активное дополнительное разрыхление зерен и составных частей перемещаемого материала. Для исключения строго встречного воздушного потока, выходящего из перфорации активного переливного порога 18 с воздушным потоком, выходящим из перфорации решета 12, в этой зоне поверхность активного переливного порога перфорации не имеет. Такой дополнительный ввод воздуха соответствует максимальной эффективности извлечения подсохших - легких зерен из межзернового пространства в верхние слои и их пересыпание через верхнюю поверхность активного переливного порога, а также выноса пыли и легких примесей в аспирационную систему. В зависимости от вида материала и его влажности, наличия пыли и легких примесей положение активного переливного порога регулируют шарнирно-рычажной системой. Подсушенный материал на верхнем сушильном коробе пересыпается на следующий за счет работы верхней перфорированной поверхности активного переливного порога. Боковой поверхностью активного переливного порога масса зерна частично возвращается в зону транспортного канала, оставшееся зерно на поверхности перфорированной перегородки поступает на второй короб и так далее с короба на короб. Grain under its own weight from the drying bin 6 enters the conveying channel 11 of the upper drying box, where it is exposed to jets of hot air coming out at an acute angle from the slit of the perforated sieve 12. The air flow in the air distribution channel is heated by operation of electric heaters 16. In the process moving the grain material, drying occurs and its layer is divided into fractions that differ in aerodynamic properties. Dry — light particles for which the filtration rate of the hot air stream is greater than their rate of soaking in the intergranular pores, move to the upper layers and then to the active overflow threshold 18. Simultaneously to the active overflow threshold due to the directed jets leaving the slots of the perforated partition 12, it moves and bottom layer. Through the internal cavity of the active overflow threshold, additional air is introduced into the grain layer. In this case, the exit of its jets from the perforation of the front and rear surfaces occurs towards the material being moved, and through the upper surface, the jets exit from the perforation along the material being moved. The convex shape of the sides, forming the surface of the active overflow threshold, provides the input of additional air along the lines crossing the trajectory of the material. As a result, there is an active additional loosening of grains and components of the transported material. To exclude a strictly opposing air flow exiting the perforation of the active overflow threshold 18 with the air flow exiting the perforation of the sieve 12, the surface of the active overflow threshold does not have perforation in this zone. Such an additional air inlet corresponds to the maximum efficiency of extracting dried - light grains from the intergranular space to the upper layers and pouring them through the upper surface of the active overflow threshold, as well as the removal of dust and light impurities into the aspiration system. Depending on the type of material and its moisture content, the presence of dust and light impurities, the position of the active overflow threshold is regulated by a hinged-lever system. The dried material on the upper drying box is poured onto the next due to the work of the upper perforated surface of the active overflow threshold. The lateral surface of the active overflow threshold, the grain mass partially returns to the transport channel zone, the remaining grain on the surface of the perforated partition enters the second box and so on from the box to the box.

Охлаждение материала производится в охладительной колонке. The material is cooled in a cooling column.

Claims

1. Aerodynamic installation for drying bulk materials, containing drying boxes, located one below the other with air supply channels and perforated sieves installed above them with the ability to move in height to remove material overflow thresholds, characterized in that the overflow thresholds are made active hollow, their internal the cavities are connected with a source of compressed air for an additional effect on the material, while the upper perforated surface of the active overflow threshold Execute curved with a constant radius of curvature, and facing the perforated sieve - with smooth decreasing curvature in a direction opposite to the course of the conveying material.

2. The aerodynamic installation for drying bulk materials according to claim 1, characterized in that the jets of air flow are carried out stepwise, the surface of the active overflow threshold in the area predominantly oriented by the oncoming flow of the perforated sieve has no perforation.

3. The aerodynamic installation for drying bulk materials according to claim 1, characterized in that the active overflow thresholds in the areas of the discharge windows are articulated with the side walls of the drying boxes with the possibility of their angular rotation relative to the vertical plane and fixing.