[go: up one dir, main page]

RU2363901C1 - Method and device of formation and drying of grain layer - Google Patents

Method and device of formation and drying of grain layer Download PDF

Info

Publication number
RU2363901C1
RU2363901C1 RU2008112486/06A RU2008112486A RU2363901C1 RU 2363901 C1 RU2363901 C1 RU 2363901C1 RU 2008112486/06 A RU2008112486/06 A RU 2008112486/06A RU 2008112486 A RU2008112486 A RU 2008112486A RU 2363901 C1 RU2363901 C1 RU 2363901C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
grain
drying
layer
height
bin
Prior art date
Application number
RU2008112486/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Викторович Голубкович (RU)
Александр Викторович Голубкович
Сергей Анатольевич Павлов (RU)
Сергей Анатольевич Павлов
Original Assignee
Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт механизации сельского хозяйства (ГНУ ВИМ Россельхозакадемии)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт механизации сельского хозяйства (ГНУ ВИМ Россельхозакадемии) filed Critical Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт механизации сельского хозяйства (ГНУ ВИМ Россельхозакадемии)
Priority to RU2008112486/06A priority Critical patent/RU2363901C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2363901C1 publication Critical patent/RU2363901C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Drying Of Solid Materials (AREA)

Abstract

FIELD: agriculture.
SUBSTANCE: invention relates to postharvest handling of grain and can be used in agriculture and cereal products system. Method of formation and drying of grain layer includes formation of grain layer on sieve tapered surface in top part of the device, its drying by high-temperature drying agent, discharge of material into bottom part of device and finish drying by outside air on horizontal grid. New in the method is that bottom part of dried layer on sieve tapered surface is permanently or intermittently discharged on horizontal grid and finish drying at accumulation of grain mass, equal to M=Gn·τbin.+hH F ρ, t, where M - grain mass, t; Gn - nameplate capacity of device, t/h; τbin. - binning cycle time, h; hH - height of drying area, m; ρ - grain bulk density, p=0.75 t/m3, F- area of horizontal grid, m2. Device for formation and drying of grain layer contains body with uniform cross-section by height, sieve tapered surface in top part of device and horizontal grid in its bottom part, supplying facilities of damp and unloading of dried grain. New in the device is that area of horizontal grid is equal
Figure 00000019
where τbin- binning cycle time - cooling of grain on horizontal grid, τcbincool, h; τbin. - binning cycle time; τcool -cooling cycle duration; hc - height of grain; hc=hH+hbin=hH+hH τbin/ τcool=hH(1+τbin/ τcool); hbin - height of binned layer of grain, hH - height of drying area, m.
EFFECT: invention must provide qualitative and economical drying of grain by means of rational formation of layer.
6 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к послеуборочной обработке зерна и может быть использовано в сельском хозяйстве, системе заготовок и в других отраслях народного хозяйства при сушке термочувствительных материалов.The invention relates to post-harvest grain processing and can be used in agriculture, the procurement system and in other sectors of the national economy when drying heat-sensitive materials.

Известен способ формирования слоя зерна в вентилируемых бункерах или в бункерах для хранения высушенного зерна [1]. Зерно подают в верхнюю часть устройства, далее под действием силы тяжести в его нижней части формируют слой. Профиль слоя в поперечном сечении может иметь треугольную форму при отсутствии распределительного устройства или выравненную, если это устройство имеется. После формирования слоя зерно продувают наружным (подогретым) воздухом. Этот способ формирования и сушки слоя зерна достаточно надежен, прост и широко распространен в сельском хозяйстве. Основной его недостаток - невозможность использования для современных энергосберегающих многоэтапных технологий сушки.A known method of forming a layer of grain in ventilated bins or in bins for storing dried grain [1]. The grain is fed into the upper part of the device, then, under the action of gravity, a layer is formed in its lower part. The cross-sectional profile of the layer may be triangular in the absence of a switchgear or even if this device is present. After the formation of the layer, the grain is purged with external (heated) air. This method of forming and drying the grain layer is quite reliable, simple and widespread in agriculture. Its main drawback is the inability to use drying for modern energy-saving multi-stage drying technologies.

Известен способ формирования и сушки слоя зерна на решетке конусной поверхности в верхней части устройства, сушку его высокотемпературным теплоносителем, периодическую периферийную разгрузку высушенного материала в нижнюю часть устройства и досушку (охлаждение) на горизонтальной решетной поверхности наружным воздухом [2]. Слой является стационарным с переменной высотой по образующей.A known method of forming and drying a grain layer on a conical surface grate in the upper part of the device, drying it with a high-temperature coolant, periodic peripheral unloading of the dried material in the lower part of the device and drying (cooling) on the horizontal sieve surface with outside air [2]. The layer is stationary with a variable height along the generatrix.

В известном способе формирование слоя осуществляется соответствующим расположением круговых пластин на конусной решетке, задерживающих материал, а в нижней части устройства периодической разгрузкой зерна из периферийных засыпных воронок.In the known method, the formation of the layer is carried out by the corresponding arrangement of circular plates on a conical lattice, delaying the material, and in the lower part of the device by periodic unloading of grain from peripheral filling funnels.

Известно устройство для его осуществления, содержащее корпус, конусную решетку, средства периферийной разгрузки материала из верхней части корпуса, горизонтальную решетку в нижней части, средства подачи влажного и разгрузки сухого и охлажденного материала [3]. Конусная решетка содержит круговые пластины для равномерного распределения зерна.A device for its implementation is known, comprising a housing, a cone grating, means for peripheral unloading of material from the upper part of the housing, a horizontal grating in the lower part, means for supplying wet and unloading dry and cooled material [3]. The cone lattice contains circular plates for even grain distribution.

Этот способ и устройство по своей сущности наиболее близки к заявленным и приняты за прототип.This method and device in essence is closest to the claimed and taken as a prototype.

Однако известный способ не позволяет формировать слой постоянной высоты по конусной поверхности, что необходимо для снижения неравномерности сушки зерна, а нижний слой зерна, прилегающий к конусной решетке, ограничивает температуру агента сушки нагревом зерна до 50°С, а семян 45°С. Поэтому температура агента сушки не может быть выше чем на 10…15°С температуры нагрева материала. Особенно когда высушивают высоковлажный материал и с длительным циклом продувки, а низкая температура агента сушки снижает эффективность известного способа.However, the known method does not allow the formation of a layer of constant height on the conical surface, which is necessary to reduce the unevenness of drying of the grain, and the lower layer of grain adjacent to the cone lattice limits the temperature of the drying agent by heating the grain to 50 ° C, and seeds of 45 ° C. Therefore, the temperature of the drying agent cannot be higher than 10 ... 15 ° C of the heating temperature of the material. Especially when dried high-moisture material and with a long purge cycle, and the low temperature of the drying agent reduces the effectiveness of the known method.

Технической задачей изобретения является обеспечение качественной и экономичной сушки зерна путем рационального формирования слоя. Поставленная задача решается за счет того, что в способе формирования и сушки слоя зерна (семян, материала), включающего формирование слоя зерна на решетной конусной поверхности в верхней части устройства, его сушку высокотемпературным агентом сушки, разгрузку материала в нижнюю часть устройства и досушку на горизонтальной решетке наружным воздухом, согласно изобретения, нижнюю часть высушиваемого слоя зерна на решетной конусной поверхности постоянно или периодически разгружают на горизонтальную решетку и досушивают на ней при накоплении массы зерна, равнойAn object of the invention is to provide high-quality and economical drying of grain by rational formation of the layer. The problem is solved due to the fact that in the method of forming and drying a grain layer (seeds, material), including the formation of a grain layer on a sieve conical surface in the upper part of the device, its drying with a high-temperature drying agent, unloading the material in the lower part of the device and drying on a horizontal according to the invention, the lower part of the grain layer to be dried on a lattice conical surface is continuously or periodically unloaded onto a horizontal lattice and dried on it when accumulated the mass of grain equal to

M=Gnτотл+hHFρ, т,M = G n τ ex + h H Fρ, t,

где М - масса зерна, т; Gn - паспортная производительность устройства, т/ч; τотл - длительность цикла отлежки, ч; hH - высота зоны досушки, м; ρ - объемная плотность зерна, ρ=0,75 т/м3; F - поверхность горизонтальной решетки, м2, кроме того, высоту слоя на решетной конусной поверхности поддерживают постоянной относительно образующей, а разгрузку материала из верхней части устройства осуществляют по его оси.where M is the mass of grain, t; G n - passport productivity of the device, t / h; τ ex - the duration of the tracking cycle, h; h H is the height of the drying zone, m; ρ is the bulk density of the grain, ρ = 0.75 t / m 3 ; F is the surface of the horizontal lattice, m 2 , in addition, the layer height on the lattice conical surface is kept constant relative to the generatrix, and the material is unloaded from the top of the device along its axis.

Поставленная задача осуществляется также тем, что в устройстве для формирования и сушки слоя зерна, содержащем корпус с постоянным сечением по высоте, конусную решетную поверхность в верхней части корпуса и горизонтальную решетку в его нижней части, средства подачи влажного и разгрузки высушенного и охлажденного материала. Согласно изобретению площадь горизонтальной решетки равнаThe task is also carried out by the fact that in the device for forming and drying a grain layer containing a body with a constant cross section in height, a conical grating surface in the upper part of the body and a horizontal grating in its lower part, means for supplying wet and unloading dried and cooled material. According to the invention, the horizontal grating area is

Figure 00000001
Figure 00000001

где τц - длительность цикла отлежки и охлаждения зерна на горизонтальной решетке, τцотлохл, ч; hс=hH+hOT=hH+hHτотлохл=hН(1+τотлохл); hOT - высота отлеживаемого слоя зерна, hH - высота зоны досушки, м, кроме того, на решетной конусной поверхности установлено средство удаления нижнего слоя материала (шнек), а над ней дополнительная решетка, формирующая слой равной высоты, конусная и дополнительная решетки снабжены приводом, распределителем и средством удаления нижнего слоя материала.where τ n - duration and cooling cycle binning grain to a horizontal grille, τ n = τ + τ exc OHL, h; h c = h H + h OT = h H + h H τ exc / τ cool = h N (1 + τ exc / τ cool ); h OT is the height of the grain layer to be traced, h H is the height of the drying zone, m, in addition, a means for removing the lower layer of material (auger) is installed on the sieve cone surface, and above it an additional grate forming a layer of equal height, the cone and additional gratings are provided drive, distributor and means for removing the lower layer of material.

Сравнение заявленного способа с прототипом показывает, что новым в способе является то, что нижнюю часть высушиваемого слоя зерна на решетной конусной поверхности постоянно или периодически разгружают на горизонтальную решетку и досушивают при накоплении на ней массы зерна, равнойComparison of the claimed method with the prototype shows that the new method is that the lower part of the dried grain layer on the sieve cone surface is constantly or periodically unloaded on a horizontal grate and dried with the accumulation of grain mass on it equal to

M=Gnτотл+hHFρ, т,M = G n τ ex + h H Fρ, t,

кроме того, высоту слоя на решетной конусной поверхности поддерживают постоянной относительно образующей, а разгрузку материала из верхней части устройства осуществляют по его оси.in addition, the height of the layer on the sieve conical surface is kept constant relative to the generatrix, and the material is unloaded from the upper part of the device along its axis.

Сравнение заявленного устройства с прототипом показывает, что новым в устройстве является то, что площадь горизонтальной решетки равнаComparison of the claimed device with the prototype shows that the new device is that the area of the horizontal lattice is

Figure 00000001
Figure 00000001

кроме того, на решетной конусной поверхности установлено средство удаления нижнего слоя материала (шнек), а над ней - дополнительная решетка, формирующая слой равной высоты, конусная и дополнительная решетки снабжены приводами, распределителем и средствами удаления нижнего слоя материала.in addition, a means for removing the lower layer of material (auger) is installed on the grating conical surface, and above it there is an additional grate forming a layer of equal height, the cone and additional gratings are equipped with drives, a distributor, and means for removing the lower material layer.

Таким образом, изобретение соответствует критерию «новизна».Thus, the invention meets the criterion of "novelty."

Данный способ может быть осуществлен только при предложенном конструктивном решении, таким образом, обеспечено «единство изобретения».This method can be implemented only with the proposed constructive solution, thus ensuring the “unity of invention”.

Изобретение является и «промышленно применимым», так как может использоваться в сельском хозяйстве.The invention is also “industrially applicable”, as it can be used in agriculture.

Изобретение соответствует критерию «изобретательский уровень», так как может быть достигнут результат, удовлетворяющий существующую потребность, а именно качественная и энергосберегающая сушка зерна.The invention meets the criterion of "inventive step", since a result can be achieved that satisfies an existing need, namely, high-quality and energy-saving grain drying.

Изобретение поясняется чертежами. На фиг.1 изображена схема общего вида устройства, на фиг.2 - кривые сушки и температуры нагрева семян.The invention is illustrated by drawings. Figure 1 shows a diagram of a General view of the device, figure 2 - curves of drying and heating temperature of the seeds.

Устройство включает средство загрузки зерна 1, корпус устройства 2, решетную конусную поверхность 3, средство удаления нижнего слоя (шнек) зерна 4, привод этого средства 5, верхнюю, ограничивающую и дополнительную формирующую слой решетку 6, распределитель зерна 7, катки конусной решетки 8, привод этих катков 9, теплогенератор 10, воздушный канал 11, вентилятор 12, горизонтальную решетку в нижней части корпуса 13, разгрузочное средство 14, вентилятор для подачи наружного (подогретого) воздуха 15, калорифер 16, слой 17 зерна в верхней части устройства, слой 18 в нижней части устройства, обтекатель шнека 19, загрузочный бункер 20, поток зерна, поступающий на сушку 21, тоже высушенный и охлажденный поток 22 зерна, сбрасываемый в норию 23, и отработавший агент сушки 24.The device includes a means of loading grain 1, the housing of the device 2, a lattice conical surface 3, means for removing the lower layer (screw) of grain 4, the drive of this means 5, the upper, limiting and additional forming layer layer lattice 6, a grain distributor 7, rollers of the cone lattice 8, the drive of these rollers 9, a heat generator 10, an air duct 11, a fan 12, a horizontal grill in the lower part of the housing 13, discharge means 14, a fan for supplying external (heated) air 15, an air heater 16, a grain layer 17 in the upper part of the device, a layer 18 in the lower part of the device fairing screw 19, the hopper 20, the grain stream entering drying 21 also dried and cooled stream 22 grain discharged into noriyu 23 and 24, the exhaust drying agent.

Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.

На верхней конусной решетке формируют слой постоянной высоты, по мере достижения нижним слоем зерна, прилегающим к этой поверхности, кондиционной или заданной влажности его удаляют, разгружая по оси в нижнюю часть устройства, одновременно добавляя влажное зерно. Слой зерна в верхней части устройства продувают высокотемпературным агентом сушки, в нижней части после формирования слоя заданной массы - наружным (подогретым) воздухом.A layer of constant height is formed on the upper cone lattice, as the lower layer of grain adjacent to this surface reaches a conditioned or predetermined humidity, it is removed by unloading along the axis in the lower part of the device, while adding wet grain. The grain layer in the upper part of the device is purged with a high-temperature drying agent, in the lower part after the formation of a layer of a given mass - with external (heated) air.

Работа устройства осуществляется следующим образом.The operation of the device is as follows.

Средством загрузки (нория) 1 поток зерна 21 подают в загрузочный бункер 20, на конусную решетку 3 и располагают на ней под углом естественного откоса. Избыток зерна (сверх разгружаемого) 23 после переполнения бункера 20 сбрасывается в норию 1. После подсушки зерна на конусной решетке 3 включают приводы 9 и 5, шнеком 4 разгружают нижний слой зерна, которое поступает в распределитель 7 и далее на решетку 13, где формируется толстый слой зерна 18. Верхний слой зерна продувают высокотемпературным агентом сушки, приготовленным в теплогенераторе 10 и подаваемым вентилятором 12 через воздушный канал 11. Нижний слой продувают наружным воздухом посредством вентилятора 15, при необходимости его подогревают в калорифере 16. Отработавшие высокотемпературный агент сушки и наружный воздух 24 удаляют через фрамуги в верхней части корпуса 1. Высушенное и охлажденное зерно 22 средством разгрузки 14 удаляют из устройства. Решетка 3 вращается посредством катков 8 и привода 9. Разгрузку материала с этой решетки осуществляют согласно показаниям поточного влагомера, установленного после распределителя 7 (на схеме не показан), а с горизонтальной решетки - согласно показаниям стационарного влагомера (на схеме не показан), расположенного над разгрузочным средством 14, срабатывающим через определенные промежутки времени. Нормальный режим работы устройства предусматривает постоянную работу разгрузочных средств 4 и 14. Полную разгрузку устройства проводят средством 14, зачищают решетку 13 вручную.Means of loading (noriya) 1 grain flow 21 is fed into the loading hopper 20, on the cone grate 3 and placed on it at an angle of repose. The excess grain (over discharged) 23 after overflowing the hopper 20 is discharged into the elevator 1. After drying the grain on the cone grate 3, the drives 9 and 5 are turned on, the bottom layer of grain is unloaded by the screw 4, which enters the distributor 7 and then onto the grate 13, where a thick grain layer 18. The upper layer of grain is blown with a high-temperature drying agent prepared in a heat generator 10 and supplied by a fan 12 through the air channel 11. The lower layer is blown with external air through a fan 15, if necessary, it is heated in the heater 16. The spent high-temperature drying agent and the outside air 24 are removed through transoms in the upper part of the housing 1. The dried and cooled grain 22 by means of unloading 14 is removed from the device. The grate 3 is rotated by means of rollers 8 and drive 9. The material is unloaded from this grate according to the readings of the flow moisture meter installed after the distributor 7 (not shown in the diagram), and from the horizontal grate according to the readings of a stationary moisture meter (not shown in the diagram) located above unloading means 14, triggered at regular intervals. The normal mode of operation of the device provides for the continuous operation of the unloading means 4 and 14. The complete unloading of the device is carried out by means of 14, the grill 13 is cleaned manually.

На фиг.2 приведены кривые сушки (1, 3) и нагрева (2, 4) семян пшеницы, полученные в модельной лабораторной установке, представляющей собой решетную кассету высотой 0,07 м, при скорости агента сушки 0,4 м/с и его температуре 70°С, подаваемого в слой высотой 0,25 м. Кривые 1 и 2 относятся к стационарному слою, кривые 3 и 4 к слою, из которого каждые ~ 20 мин удаляли кассету с подсушенным нижним слоем высотой 0,07 м, одновременно добавляя при этом сверху такую же кассету с влажным материалом.Figure 2 shows the drying curves (1, 3) and heating (2, 4) of wheat seeds obtained in a model laboratory setup, which is a sieve cassette 0.07 m high, with a drying agent speed of 0.4 m / s and its temperature 70 ° С supplied to a layer with a height of 0.25 m. Curves 1 and 2 relate to a stationary layer, curves 3 and 4 to a layer from which a cassette with a dried lower layer of 0.07 m high was removed every ~ 20 min, at the same time adding while on top of the same cassette with wet material.

Как следует из фиг.2, менее длительная сушка - при удалении нижнего высушенного слоя, при этом температура семян в конце сушки не превышает допустимую ~ 45±2°С.As follows from figure 2, a shorter drying time - when removing the lower dried layer, while the temperature of the seeds at the end of drying does not exceed the permissible ~ 45 ± 2 ° C.

Так как зона сушки в слое распространяется по направлению агента сушки, то в момент достижения в верхней части слоя кондиционной влажности 14% семена в нижней части будут пересушены. Чем выше температура агента сушки, тем выше неравномерность по влажности, которая согласно исходным требованиям на сушку для семян не должна превышать ±1,5%, для зерна ±2%. Поэтому для подготовки качественных семян их высушивают при температуре агента сушки, не превышающей температуру нагрева семян более чем на 10…15°С. Чем выше исходная влажность семян, тем ниже его предельно допустимая температура нагрева и температура агента сушки. При удалении высушенного слоя имеется возможность как исключить перегрев, так и выдержать допустимую неравномерность сушки. Поэтому температура агента сушки повышена более чем на 10…15°С относительно температуры материала с соответствующим повышением эффективности сушки.Since the drying zone in the layer extends in the direction of the drying agent, then at the moment of reaching the top of the layer of conditioned humidity of 14%, the seeds in the lower part will be overdried. The higher the temperature of the drying agent, the higher the unevenness in humidity, which according to the initial requirements for drying for seeds should not exceed ± 1.5%, for grain ± 2%. Therefore, to prepare high-quality seeds, they are dried at a drying agent temperature not exceeding the heating temperature of the seeds by more than 10 ... 15 ° C. The higher the initial seed moisture, the lower its maximum allowable heating temperature and the temperature of the drying agent. When removing the dried layer, it is possible to both eliminate overheating and withstand the permissible unevenness of drying. Therefore, the temperature of the drying agent is increased by more than 10 ... 15 ° C relative to the temperature of the material with a corresponding increase in the drying efficiency.

В предложенном способе слой в верхней части устройства формируют на вращающейся поверхности, зерно поступает в полость, ограниченную двумя решетками, что обеспечивает выравненность его по высоте по всей поверхности образующей конуса. На поверхности конусной решетки установлен шнек, над ним закреплен обтекатель, разгружающий шнек от давления вышерасположенных слоев материала. Влажный материал из загрузочного бункера 20 поступает в канал, образованный верхней решеткой и обтекателем, распределяется вдоль него и заполняет полость вместо удаляемого шнеком.In the proposed method, a layer in the upper part of the device is formed on a rotating surface, the grain enters the cavity bounded by two gratings, which ensures its uniformity in height over the entire surface of the generatrix of the cone. A screw is installed on the surface of the cone lattice, a fairing is fixed above it, unloading the screw from the pressure of the upper layers of the material. Wet material from the feed hopper 20 enters the channel formed by the upper grill and fairing, is distributed along it and fills the cavity instead of being removed by a screw.

При досушке зерна на горизонтальной решетке наружным воздухом целесообразно снять 2…3% влаги, что существенно повысит эффективность способа. Для этого необходимо предусмотреть отлежку и охлаждение зерна при условиях, обеспечивающих максимальный влагосъем в достаточно короткое время. Ранее были определены эти условия [4], в частности для зерна пшеницы τохл=5…6 ч, τотл≈4 ч, удельная подача наружного воздуха q=80…120 м3/ч·т.When drying the grain on a horizontal grate with outside air, it is advisable to remove 2 ... 3% moisture, which will significantly increase the efficiency of the method. For this, it is necessary to provide for grain tracking and cooling under conditions that ensure maximum moisture removal in a fairly short time. Previously, these conditions were determined [4], in particular, for wheat grain τ cool = 5 ... 6 h, τ ex ≈4 h, specific supply of external air q = 80 ... 120 m 3 / h · t.

Досушка зерна происходит в толстом слое с образованием «зоны сушки», проходя которую воздух насыщается влагой. При этом интенсивность испарения влаги постепенно снижается и на высоте hH сушка прекращается (относительная влажность воздуха приходит в равновесие с влажностью зерна). Выше зоны высотой hH располагается зона отлежки, так как отсутствует тепломассоперенос. Следовательно, прежде чем продувать зерно наружным воздухом необходимо на решетке сформировать слой, включающий зоны отлежки и сушки.Grain drying takes place in a thick layer with the formation of a “drying zone”, through which air is saturated with moisture. In this case, the evaporation rate of moisture gradually decreases and at a height h H the drying stops (the relative air humidity comes into equilibrium with the moisture content of the grain). Above the zone of height h H there is a tracking zone, since there is no heat and mass transfer. Therefore, before blowing the grain with outside air, it is necessary to form a layer on the grate, including the zones of curing and drying.

Масса этого слоя может быть записана в виде:The mass of this layer can be written as:

Figure 00000002
Figure 00000002

где М - масса зерна, т; Gn - паспортная производительность устройства, т/ч; τотл - длительность цикла отлежки, ч; hH - высота зоны досушки, м; ρ - объемная плотность зерна, ρ=0,75 т/м3; F - поверхность горизонтальной решетки, м2,where M is the mass of grain, t; G n - passport productivity of the device, t / h; τ ex - the duration of the tracking cycle, h; h H is the height of the drying zone, m; ρ is the bulk density of the grain, ρ = 0.75 t / m 3 ; F is the surface of the horizontal lattice, m 2 ,

Первый член правой части уравнения представляет собой массу зерна, которую необходимо отлежать, а второй - массу высушиваемого зерна.The first term on the right side of the equation is the mass of grain that needs to be traced, and the second is the mass of the dried grain.

При неизменных подачах подсушенного и высушенного зерна и постоянной подаче наружного воздуха «зона сушки» будет перемещаться вверх по направлению потока воздуха, оставляя за собой высушенный до равновесной влажности с наружным воздухом материал, пока высушенное зерно полностью не заполнит корпус устройства. В случае поступления на сушку зерна с отличающейся во времени влажностью режим работы разгрузочного средства на конусной решетке будет изменен, соответственно будет изменена паспортная производительность устройства как по поступающему, так и высушенному материалу, т.е. hH≈const. Постоянная величина hH гарантирует качественную досушку в том числе семян и экономическую эффективность работы устройства.With constant supply of dried and dried grain and a constant supply of external air, the “drying zone” will move upward in the direction of air flow, leaving the material dried to equilibrium humidity with external air until the dried grain completely fills the device. In the case of grain with a moisture that differs over time, the operating mode of the unloading means on the cone grate will be changed, accordingly, the passport capacity of the device will be changed for both incoming and dried material, i.e. h H ≈const. A constant value of h H guarantees high-quality drying, including seeds, and economic efficiency of the device.

Работа устройства осуществляется следующим образом.The operation of the device is as follows.

Средством загрузки (нория) 1 поток зерна 21 подают в загрузочный бункер 20, на конусную решетку 3 и располагают на ней под углом естественного откоса. Избыток зерна (сверх разгружаемого) 23 после переполнения бункера 20 сбрасывается в норию 1. После подсушки зерна на конусной решетке 3 включают приводы 9 и 5, шнеком 4 разгружают нижний слой зерна, которое поступает в распределитель 7 и далее на решетку 13, где формируется толстый слой зерна 18. Верхний слой зерна продувают высокотемпературным агентом сушки, приготовленным в теплогенераторе 10 и подаваемым вентилятором 12 через воздушный канал 11. Нижний слой продувают наружным воздухом посредством вентилятора 15, при необходимости его подогревают в калорифере 16. Отработавшие высокотемпературный агент сушки и наружный воздух 24 удаляют через фрамуги в верхней части корпуса 1. Высушенное и охлажденное зерно 22 средством разгрузки 14 удаляют из устройства. Решетка 3 вращается посредством катков 8 и привода 9. Разгрузку материала с этой решетки осуществляют согласно показаниям поточного влагомера, установленного после распределителя 7 (на схеме не показан), а с горизонтальной решетки - согласно показаниям стационарного влагомера (на схеме не показан), расположенного над разгрузочным средством 14, срабатывающим через определенные промежутки времени. Нормальный режим работы устройства предусматривает постоянную работу разгрузочных средств 4 и 14. Полную разгрузку устройства проводят средством 14, зачищают решетку 13 вручную.Means of loading (noriya) 1 grain flow 21 is fed into the loading hopper 20, on the cone grate 3 and placed on it at an angle of repose. The excess grain (over discharged) 23 after overflowing the hopper 20 is discharged into the elevator 1. After drying the grain on the cone grate 3, the drives 9 and 5 are turned on, the bottom layer of grain is unloaded by the screw 4, which enters the distributor 7 and then onto the grate 13, where a thick grain layer 18. The upper layer of grain is blown with a high-temperature drying agent prepared in a heat generator 10 and supplied by a fan 12 through the air channel 11. The lower layer is blown with external air through a fan 15, if necessary, it is heated in the heater 16. The spent high-temperature drying agent and the outside air 24 are removed through transoms in the upper part of the housing 1. The dried and cooled grain 22 by means of unloading 14 is removed from the device. The grate 3 is rotated by means of rollers 8 and drive 9. The material is unloaded from this grate according to the readings of the flow moisture meter installed after the distributor 7 (not shown in the diagram), and from the horizontal grate according to the readings of a stationary moisture meter (not shown in the diagram) located above unloading means 14, triggered at regular intervals. The normal mode of operation of the device provides for the continuous operation of the unloading means 4 and 14. The complete unloading of the device is carried out by means of 14, the grill 13 is cleaned manually.

Для расчета площади F учтем, что паспортная производительность Gn должна обеспечивать массу зерна Мо, отвечающую оптимальным условиям, тогдаTo calculate the area F, we take into account that the passport productivity G n must provide a mass of grain M о that meets optimal conditions, then

Figure 00000003
Figure 00000003

или

Figure 00000004
or
Figure 00000004

где hc - высота насыпи материала на горизонтальной решетке, м.where h c - the height of the embankment of the material on the horizontal grid, m

Приравнивая правые части уравнений (2), (3), получаемEquating the right sides of equations (2), (3), we obtain

Figure 00000005
Figure 00000005

Задаваясь значениями Gn из (4) можно определить величину F и остальные параметры устройства.Given the values of G n from (4), one can determine the value of F and other parameters of the device.

Пример расчета hH, М, Мо и F.Calculation example h H , M, M o and F.

Для расчета высоты hH составим математическую модель переноса влаги в слое зерна. Массу влаги dM1, вынесенной из слоя наружным воздухом, можно представить в видеTo calculate the height h H, we compose a mathematical model of moisture transfer in the grain layer. The moisture mass dM 1 , taken out of the layer by outside air, can be represented as

Figure 00000006
Figure 00000006

где β - коэффициент массоотдачи от зерна воздуху, м/с;where β is the mass transfer coefficient from grain to air, m / s;

dF - площадь, с которой происходит испарение влаги, м2; ρо - плотность зерна, т/м3; U0, U - влагосодержание паровоздушной пленки на поверхности зерновки и воздуха соответственно, кг/кг.dF is the area from which moisture evaporation occurs, m 2 ; ρ about - grain density, t / m 3 ; U 0 , U - moisture content of the vapor-air film on the surface of the grain and air, respectively, kg / kg

Тот же поток влаги можно представить в видеThe same flow of moisture can be represented as

Figure 00000007
Figure 00000007

где G - масса вынесенной влаги из слоя, кг/с.where G is the mass of moisture transferred from the layer, kg / s.

Приравнивая правые части выражений (5) и (6), получимEquating the right sides of expressions (5) and (6), we obtain

Figure 00000008
Figure 00000008

Рассматривая отдельный элементарный канал диаметром dэ в насыпи слоя зерна, с внутренней поверхности которого происходит испарение влаги, величину dF в (7) можно представить в видеConsidering a separate elementary channel with a diameter d e in the embankment of a grain layer, from the inner surface of which moisture evaporation occurs, the value of dF in (7) can be represented as

Figure 00000009
Figure 00000009

где dl0 - длина канала, по которому проходит воздух, м.where dl 0 is the length of the channel through which air passes, m.

Вследствие извилистости каналов средняя длина hH больше соответствующего отрезка в направлении градиента давления, т.е. высоты слоя, и может быть выраженаDue to the tortuosity of the channels, the average length h H is greater than the corresponding length in the direction of the pressure gradient, i.e. layer height, and can be expressed

Figure 00000010
Figure 00000010

где Т - коэффициент извилистости, который Карманом в случае турбулентного режима течения принят равным Т≈1,50. В случае ламинарного режима течения, который характерен для условий охлаждения зерна при V0≤0,1 м/с, где V0 - скорость воздуха в элементарных каналах слоя, м/с, можно принять Т≈1,2.where T is the tortuosity coefficient, which Karman in the case of a turbulent flow regime is taken equal to T≈1.50. In the case of the laminar flow regime, which is characteristic of grain cooling conditions at V 0 ≤0.1 m / s, where V 0 is the air velocity in the elementary channels of the layer, m / s, T≈1.2 can be taken.

Значение G можно представить в следующем видеThe value of G can be represented as follows

Figure 00000011
Figure 00000011

где dэ - эквивалентный диаметр элементарного канала, мwhere d e is the equivalent diameter of the elementary channel, m

Figure 00000012
Figure 00000012

ε - порозность слоя зерна, d'э- эквивалентный диаметр зерновки, м.ε is the porosity of the grain layer, d ' e is the equivalent diameter of the grain, m

Скорость Vo удобно выразить через порозность слоя ε, скорость воздуха над слоем V. После интегрирования (7) от О до hH и упрощений получимThe velocity V o is conveniently expressed in terms of the porosity of the layer ε, the air velocity above the layer V. After integration (7) from O to h H and simplifications, we obtain

Figure 00000013
Figure 00000013

где U1, U2 - влагосодержание воздуха на входе и выходе из элементарного канала, кг/кг.where U 1 , U 2 - moisture content of air at the inlet and outlet of the elementary channel, kg / kg

Значения U1 и U2 могут быть определены изThe values of U 1 and U 2 can be determined from

Figure 00000014
Figure 00000014

где φ - относительное влагосодержание воздуха; Р, РH - атмосферное давление и давление насыщенного пара соответственно, кПа.where φ is the relative moisture content of the air; P, P H - atmospheric pressure and saturated vapor pressure, respectively, kPa.

При температуре наружного воздуха 15°С и φ=0,7 величина U1=0,007 кг/кг. Для расчета величины U0 примем следующие допущение.At an outdoor temperature of 15 ° C and φ = 0.7, the value of U 1 = 0.007 kg / kg. To calculate the value of U 0 we accept the following assumption.

После отлежки поверхность зерновки увлажняется с образованием паровоздушной пленки, величину φ0 при расчете U0 для указанных температурных условий можно принять φ=0,99. Будем полагать, что φ=const в течение всего процесса охлаждения зерна, кроме того, температуру зерна примем средней между начальной θH=45°С и конечной θK=20°С-θ=32,5°С. Тогда получим РH=5,0 кПа и U0=0,034 кг/кг.After curing, the surface of the grain is moistened with the formation of a vapor-air film; the value of φ 0 when calculating U 0 for the indicated temperature conditions can be taken to be φ = 0.99. We will assume that φ = const during the whole process of cooling the grain, in addition, we will take the grain temperature as average between the initial θ H = 45 ° C and the final θ K = 20 ° C-θ = 32.5 ° C. Then we get P H = 5.0 kPa and U 0 = 0.034 kg / kg.

Рассчитаем среднюю температуру воздуха на выходе из «зоны сушки» (tH=15°С, tK=45°С) tcp=30°С и примем предельно допустимое влагосодержание по условиям конденсации паров - φ=0,8, тогда U2=0,021 кг/кг и величина натурального логарифма ln(U0-U1/U0-U2)≈0,7.We calculate the average air temperature at the outlet of the “drying zone” (t H = 15 ° C, t K = 45 ° C) t cp = 30 ° C and take the maximum permissible moisture content under vapor condensation conditions - φ = 0.8, then U 2 = 0.021 kg / kg and the value of the natural logarithm l n (U 0 -U 1 / U 0 -U 2 ) ≈0.7.

После подстановки величин U0, U1 и U2 в (12), принимая среднюю величину β≈0,5·10-4 м2/ч (для 32,5°С) [5], скорость воздуха V=0,025 м/с (удельная подача q≈120 м3/ч·т), порозность слоя ε=0,45, dэ≈1,6·10-3 м, получим hc=1,35 м.After substituting the values of U 0 , U 1 and U 2 in (12), taking the average value β≈0.5 · 10 -4 m 2 / h (for 32.5 ° С) [5], the air velocity V = 0.025 m / s (specific feed q≈120 m 3 / h · t), porosity of the layer ε = 0.45, d e ≈1.6 · 10 -3 m, we obtain h c = 1.35 m

Принимая Gn=10 т/ч; τотл=4 ч; τохл=5 ч; диаметр корпуса 8,5 м; (F=50,2 м) hH≈1,35 м из (1) и (2) получим:Taking G n = 10 t / h; τ ex = 4 hours; τ cool = 5 hours; case diameter 8.5 m; (F = 50.2 m) h H ≈1.35 m from (1) and (2) we obtain:

М=10·4+1,35·50,2·0,75≈91 тM = 10 · 4 + 1.35 · 50.2 · 0.75≈91 t

hс=1,35(1+0,8)=2,43 мh c = 1.35 (1 + 0.8) = 2.43 m

из (4)

Figure 00000015
.from (4)
Figure 00000015
.

Погрешность расчета по F по сравнению с принятым диаметром 8 м не превышает 3%, следовательно, для устройства производительностью 10 т/ч величина F≈50 м2 оптимальна. При этом подача вентилятора 15 составит ~10 тыс. м3/ч, а мощность калорифера 16, исходя из максимального подогрева воздуха на 6°С - 7,5 кВт.The calculation error for F compared to the accepted diameter of 8 m does not exceed 3%, therefore, for a device with a capacity of 10 t / h, the value F≈50 m 2 is optimal. In this case, the supply of fan 15 will be ~ 10 thousand m 3 / h, and the power of the air heater 16, based on the maximum heating of the air at 6 ° C - 7.5 kW.

Источники информацииInformation sources

1. М.А.Теленгатор, B.C.Уколов, В.М.Цециновский. Обработка семян зерновых культур. - «Колос», М., 1972, 76 с.1. M.A. Telengator, B.C. Ukolov, V.M. Tsetsinovsky. Grain seed treatment. - "The Ear", M., 1972, 76 p.

2. Хранение и переработка зерна // Экспресс-информация. Элеваторная промышленность за рубежом, вып.6, М., 1989, с.1.2. Storage and processing of grain // Express information. The elevator industry abroad, issue 6, M., 1989, p.1.

3. Рекламный листок «Top DRY Specifications».3. Leaflet “Top DRY Specifications”.

4. Патент РФ №2305241, МПК8 F26B 17/12, 2006 (прототип).4. RF patent №2305241, IPC8 F26B 17/12, 2006 (prototype).

Claims (6)

1. Способ формирования и сушки слоя зерна, включающий формирование слоя зерна на решетной конусной поверхности в верхней части устройства, его сушку высокотемпературным агентом сушки, разгрузку материала в нижнюю часть устройства и досушку наружным воздухом на горизонтальной решетке, отличающийся тем, что нижнюю часть высушиваемого слоя зерна на решетной конусной поверхности постоянно или периодически разгружают на горизонтальную решетку и досушивают на ней при накоплении массы зерна, равной M=Gn·τотл+hHFρ, т,
где М - масса зерна, т; Gn - паспортная производительность устройства, т/ч; τотл - длительность цикла отлежки, ч; hH - высота зоны сушки, м; ρ - объемная плотность зерна, ρ=0,75 т/м3, F - поверхность горизонтальной решетки, м2.
1. A method of forming and drying a grain layer, including the formation of a grain layer on a sieve conical surface in the upper part of the device, its drying with a high-temperature drying agent, unloading the material into the lower part of the device and drying with outside air on a horizontal grate, characterized in that the lower part of the dried layer grains on a lattice conical surface are constantly or periodically unloaded on a horizontal lattice and dried on it with the accumulation of grain mass equal to M = G n · τ ex + h H Fρ, t,
where M is the mass of grain, t; G n - passport productivity of the device, t / h; τ ex - the duration of the tracking cycle, h; h H is the height of the drying zone, m; ρ is the bulk density of the grain, ρ = 0.75 t / m 3 , F is the surface of the horizontal lattice, m 2 .
2. Способ формирования и сушки слоя зерна по п.1, отличающийся тем, что высоту слоя на решетной конусной поверхности поддерживают постоянной относительно образующей.2. The method of forming and drying a grain layer according to claim 1, characterized in that the layer height on the sieve conical surface is kept constant relative to the generatrix. 3. Способ формирования и сушки слоя зерна по п.1, отличающийся тем, что разгрузку зерна из верхней части устройства осуществляют по его оси.3. The method of forming and drying a grain layer according to claim 1, characterized in that the grain is unloaded from the upper part of the device along its axis. 4. Устройство для формирования и сушки слоя зерна, содержащее корпус с постоянным сечением по высоте, конусную решетную поверхность в верхней части корпуса и горизонтальную решетку в его нижней части, средства подачи влажного и разгрузки высушенного охлажденного зерна, отличающееся тем, что площадь горизонтальной решетки равна
Figure 00000016
, м2,
где τц - длительность цикла отлежки - охлаждения зерна на горизонтальной решетке, τцотлохл, ч; τотл - длительность цикла отлежки; τохл - длительность цикла охлаждения; hc - высота насыпи зерна;
hс=hH+hOT=hH+hH τотлохл=hH(1+τотлохл); hOT - высота отлеживаемого слоя зерна, hH - высота зоны сушки, м.
4. A device for forming and drying a grain layer, comprising a housing with a constant cross section in height, a conical grating surface in the upper part of the housing and a horizontal grating in its lower part, means for supplying wet and unloading dried cooled grain, characterized in that the horizontal grating area is equal to
Figure 00000016
, m 2 ,
where τ n - cycle time binning - cooling the grains on a horizontal lattice, τ n = τ + τ exc OHL, h; τ ex - the duration of the tracking cycle; OHL τ - duration of the cooling cycle; h c is the height of the embankment of grain;
h c = h H + h OT = h H + h H τ ex / τ cool = h H (1 + τ ex / τ cool ); h OT is the height of the grain layer to be traced, h H is the height of the drying zone, m
5. Устройство для формирования и сушки слоя зерна по п.4, отличающееся тем, что на решетной конусной поверхности установлено средство удаления нижнего слоя зерна (шнек), а над ней - дополнительная решетка, формирующая слой равной высоты.5. A device for forming and drying a grain layer according to claim 4, characterized in that a means for removing the lower grain layer (auger) is installed on the sieve cone surface, and above it there is an additional grate forming a layer of equal height. 6. Устройство для формирования и сушки слоя зерна по п.4, отличающееся тем, что конусная и дополнительная решетки снабжены приводами, распределителем и средствами удаления нижнего слоя зерна. 6. A device for forming and drying a grain layer according to claim 4, characterized in that the cone and additional gratings are equipped with drives, a distributor and means for removing the lower grain layer.
RU2008112486/06A 2008-03-31 2008-03-31 Method and device of formation and drying of grain layer RU2363901C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008112486/06A RU2363901C1 (en) 2008-03-31 2008-03-31 Method and device of formation and drying of grain layer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008112486/06A RU2363901C1 (en) 2008-03-31 2008-03-31 Method and device of formation and drying of grain layer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2363901C1 true RU2363901C1 (en) 2009-08-10

Family

ID=41049646

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008112486/06A RU2363901C1 (en) 2008-03-31 2008-03-31 Method and device of formation and drying of grain layer

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2363901C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2656531C1 (en) * 2017-05-26 2018-06-05 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) Method of automatic control of the grain dryer and device for its implementation

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1160217A1 (en) * 1982-10-18 1985-06-07 Kz Khim Tekh Inst Kirova Shaft drier for loose materials
SU1173137A1 (en) * 1984-03-21 1985-08-15 Сумский Филиал Харьковского Ордена Ленина Политехнического Института Им.В.И.Ленина Heat exchanger for thermal treatment of bulk materials
SU1210029A1 (en) * 1984-10-11 1986-02-07 Одесский технологический институт пищевой промышленности им.М.В.Ломоносова Recirculation drier
SU1267144A1 (en) * 1984-12-25 1986-10-30 Украинский Филиал Всесоюзного Научно-Исследовательского Института Комбикормовой Промышленности Apparatus for heat treatment of loose materials
RU2305241C1 (en) * 2006-04-10 2007-08-27 Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт механизации сельского хозяйства (ГНУ ВИМ Россельхозакадемии) Grain drying method

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1160217A1 (en) * 1982-10-18 1985-06-07 Kz Khim Tekh Inst Kirova Shaft drier for loose materials
SU1173137A1 (en) * 1984-03-21 1985-08-15 Сумский Филиал Харьковского Ордена Ленина Политехнического Института Им.В.И.Ленина Heat exchanger for thermal treatment of bulk materials
SU1210029A1 (en) * 1984-10-11 1986-02-07 Одесский технологический институт пищевой промышленности им.М.В.Ломоносова Recirculation drier
SU1267144A1 (en) * 1984-12-25 1986-10-30 Украинский Филиал Всесоюзного Научно-Исследовательского Института Комбикормовой Промышленности Apparatus for heat treatment of loose materials
RU2305241C1 (en) * 2006-04-10 2007-08-27 Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт механизации сельского хозяйства (ГНУ ВИМ Россельхозакадемии) Grain drying method

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2656531C1 (en) * 2017-05-26 2018-06-05 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) Method of automatic control of the grain dryer and device for its implementation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2964453C (en) Mixed flow grain dryer with vacuum cool heat recovery system
US4372053A (en) Dryer for particulate material
RU2466793C1 (en) Method of drying seeds and grain and device for its implementation
CN106172737B (en) A kind of grain drier of body vibration metering discharge and part circulation
US5443539A (en) Particulate dryer
RU2363901C1 (en) Method and device of formation and drying of grain layer
US3302297A (en) Drying apparatus and method
RU2395047C1 (en) Method and device for drying of seeds and grain
RU2663595C1 (en) Chamber grain drier
RU2382304C1 (en) Method and device for drying loose materials
RU2453782C2 (en) Apparatus for infrared drying of seeds
CN105546961A (en) Medicinal material stewing and drying device
KR102029859B1 (en) Conveyor type dryer having a supply air drying properties
RU2287751C1 (en) Convective drier
CN108432474A (en) A kind of silo for the heat dissipation that dehumidifies
CN106766810A (en) A kind of drying machine
RU2340844C1 (en) Method and facility for grain drying
RU2382966C1 (en) Seed and grain drying method
RU2422206C1 (en) Method dry seeds and grains and device for its realisation
KR101546382B1 (en) Discharging Type of Fine Particles Granules is Exclusive Drying Device for Energy Saving
RU198401U1 (en) DEVICE FOR DRYING SEEDS
CN205547194U (en) Belt type grain drying device
CN211400562U (en) Tilting drying device and drying equipment
RU49200U1 (en) GRAIN DRYER
RU2379606C1 (en) Convection heater

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100401