Сушилка контейнерная для сушки вороха семян сельскохозяйственных культур

Сушилка контейнерная для сушки вороха семян сельскохозяйственных культур

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к технике сушки сыпучих материалов, например семян сельскохозяйственных культур, и может быть использовано в сельском хозяйстве, а именно в агрокомплексах, семеноводческих фирмах, опытно-семеноводческих хозяйствах, в НИИ с сельскохозяйственным профилем для сушки зерновых, зернобобовых и масличных культур.

Известна сушилка для лабораторных исследований по а.с. СССР № 1015209 A, F 26 В 9/06, F 26 В 21/06, содержащая сушильные камеры с сетчатыми днищами и воздуховоды, которые в местах подключения к ним сушильных камер снабжены заслонками.

Недостатком известного технического решения является недостаточно высокая равномерность сушки из-за несовершенной конструкции устройства для подвода теплоносителя к сушильной камере, в частности заслонка не обеспечивает равномерное распределение теплоносителя по всей площади днища камеры, а следовательно, и по всему объему высушиваемого вороха.

Наиболее близкой к заявляемому техническому решению является контейнерная сушилка (прототип), представленная в рекомендациях Всесоюзного научно-исследовательского института масличных культур (Бортников, А.И. Демченко, А.Г. Мамонцев, И.П. Рекомендации по применению линии для послеуборочной обработки коробочек клещевины - Краснодар, 1990. - С.8-9, 12-17).

Известная контейнерная сушилка включает теплогенератор, теплоподводящий канал для подачи теплового агента (подогретого воздуха) и комплект специальных контейнеров, каждый из которых представляет собой металлическую емкость прямоугольной формы с перфорированным днищем, захватывающим устройством в виде крюка с опорной рамкой и разгрузочным окном. Теплоподводящий канал формируется из модулей, каждый из которых представляет собой открытую сверху прямоугольную камеру, т.е. выполнен из прямоугольного каркаса и прикрепленных к нему боковых стенок и днища. Последний, по ходу теплоносителя, модуль выполнен с закрытым концевым торцом. Верхняя часть модуля сушилки (по периметру) снабжена уплотнительным устройством, изготовленным из прорезиненного ремня. Внутри каждого модуля установлен регулируемый клапан, выполненный в виде плоского щита, помещенного между боковыми стенками модуля и одним концом консольно подсоединенного к верхнему, дальнему от входа теплового агента в модуль, торцевому ребру каркаса. Имеется и устройство для регулирования положения клапана, установленное на днище модуля под свободным концом плоского щита, состоящее из оси, рычага и подъемника, воздействующего на свободный конец щита снизу. Рукоятка для изменения положения клапана и фиксатор ее положения расположены с внешней стороны модуля.

Недостатком прототипа является тот факт, что при изменении положения клапана в процессе сушки, т.е. в потоке теплоносителя, большая парусность клапана требует приложения больших усилий к устройству регулировки или необходимости отключить теплогенератор и прекратить поток теплоносителя, что отрицательно сказывается на процессе сушки и на работе самого теплогенератора. Кроме того, при изменении положения клапана в процессе сушки резко изменяется объем теплоносителя, подаваемого под днище контейнера, что усложняет контроль за режимом сушки, а также не обеспечивается оптимальный режим сушки в последнем контейнере, т.к. в последнем модуле создаются завихрения части потока теплоносителя, и без того ослабленного по пути от теплоносителя.

ЗАДАЧА, решаемая заявляемым изобретением: повышение эффективности сушки за счет обеспечения более равномерной подачи теплоносителя к вороху семян в контейнерах и уменьшение трудозатрат на обслуживание сушилки за счет облегчения процесса регулирования подачи потока теплоносителя к контейнерам при сушке вороха с разной влажностью или разных культур, или путем прекращения подачи теплоносителя к какому-то контейнеру с высушенным ворохом, снятия его с модуля, установки на его место другого с влажным ворохом без нарушения процесса сушки в других контейнерах и без отключения теплогенератора.

ЦЕЛЬ изобретения: обеспечить постоянный объем теплоносителя под большей частью днища контейнера во всех модулях и плавную регулировку под остальной его частью в процессе сушки, т.е. в потоке теплоносителя, уменьшить степень изменения парусности клапана в процессе изменения потока подаваемого к контейнерам теплоносителя, обеспечить оптимальные условия подачи теплоносителя под днище контейнера в последнем модуле, совместить регулировочное устройство с клапаном.

Технический результат достигается тем, что в известной контейнерной сушилке, включающей теплоподводящий канал, составленный из последовательно соединенных модулей, каждый из которых выполнен из прямоугольного каркаса и прикрепленных к нему боковых стенок и днища и снабжен по периметру верхней своей части уплотняющим устройством, и контейнеры прямоугольной формы с перфорированными днищами, плотно устанавливающиеся по одному на каждый модуль, внутри которого установлен регулирующий клапан, выполненный в виде плоского щита, расположенного между боковыми стенками модуля и одним концом соединенного с верхним, дальним от входа теплоносителя в модуль, торцевым ребром его каркаса, а с внешней его стороны расположена рычаг-рукоятка для изменения положения клапана и фиксатор ее положения, при этом последний модуль выполнен с закрытым концевым торцом, согласно изобретнию регулирующий клапан выполнен составным, по крайней мере из двух частей, одна из которых неподвижна и жестко прикреплена к верхнему, дальнему от входа теплоносителя в модуль, торцевому ребру каркаса модуля и к его боковым стенкам с уклоном вниз в сторону поступающего в него теплоносителя, другая же часть клапана соединена с нижним концом его неподвижной части с помощью цилиндрического шарнира и по своей длине короче последней, рычаг-рукоятка для изменения положения клапана связана непосредственно с подвижной его частью, а последний модуль снабжен ограничителем в виде пластины, установленной вертикально на его днище между боковыми стенками в одной плоскости с нижней кромкой неподвижной части клапана. При этом, в частности, уклон неподвижной части клапана вниз от горизонтальной плоскости составляет 10-14%, она снабжена двумя втулками, установленными вдоль ее нижней кромки по ее краям, и выполняющими роль подшипников скольжения в цилиндрическом шарнире, подвижная же часть клапана жестко закреплена на валу, установленном в указанных втулках с возможностью вращения вокруг оси, выполняющем роль цапфы в цилиндрическом шарнире, одним концом проходящем наружу сквозь боковую стенку модуля и снабженном рычагом-рукояткой для изменения положения подвижной части клапана, длина которой меньше длины неподвижной части в 3,5-4 раза, общая же их длина больше длины модуля, а высота ограничителя больше величины зазора между днищем и нижней кромкой, опущенной вертикально вниз подвижной части клапана.

Сопоставительный анализ заявляемого технического решения с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемая сушилка отличается от известной: 1) формой выполнения известного элемента "регулирующий клапан" (в прототипе клапан выполнен в виде подвижного плоского щита, одним концом консольно соединенного с верхним торцевым ребром каркаса модуля, а в заявляемой сушилке клапан выполнен составным, по крайней мере из двух частей, одна из которых неподвижна и жестко закреплена к указанному выше ребру и боковым стенкам модуля с уклоном вниз в сторону поступающего в модуль теплоносителя, а другая - подвижная, соединена с нижним концом его неподвижной части с помощью цилиндрического шарнира и по своей длине меньше последней); 2) взаимным расположением известных элементов "клапан" и "устройство для его регулировки" (в прототипе устройство регулирования положения клапана выполнено отдельным от клапана и размещено на днище модуля, а в заявляемой сушилке оно размещено на самом клапане - на его подвижной части, а точнее: на валу, жестко соединенном с последней) 3) дополнительным элементом в последнем модуле: "ограничителем в виде пластины, установленной вертикально на его днище между боковыми стенками в одной плоскости с нижней кромкой неподвижной части клапана. Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию патентоспособности "новизна".

Исследуя уровень техники в процессе проведения патентного поиска по всем видам сведений, общедоступных в печати, мы не выявили технических решений, имеющих совокупность отличительных от прототипа признаков заявляемой сушилки. Заявляемое техническое решение для специалиста с так называемыми нормальными средними знаниями в этой области явным образом не следует из уровня техники. К заявляемой совокупности признаков сушилки мы пришли после многолетних опытов, проводимых при использовании прототипа и внесении в него полезных изменений с целью сделать так, чтобы с меньшими усилиями можно было плавно изменять положение регулирующего клапана в любом модуле в потоке теплоносителя без отключения теплогенератора, т.е. уменьшить парусность клапана и обеспечить более легкую возможность его регулировки вплоть до прекращения подачи теплоносителя к любому контейнеру в любое время в процессе сушки, не нарушая ее процесса в других контейнерах, а также "улучшить" подачу теплоносителя к последнему контейнеру. Следовательно, вся совокупность отличительных от прототипа признаков является новой, и заявляемое техническое решение соответствует критерию патентоспособности "изобретательский уровень".

Заявляемое техническое решение соответствует и критерию патентоспособности "промышленная применимость", так как оно может быть использовано в сельском хозяйстве. И, кроме того, в описании изобретения представлены средства, с помощью которых возможно осуществление технического решения в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте формулы изобретения.

На фиг.1 схематически представлена сушилка контейнерная для сушки вороха семян сельскохозяйственных культур, на фиг.2 - схематически представлен модуль сушилки.

Сушилка включает теплоподводящий канал 1 для подачи теплоносителя, составленный из последовательно соединенных модулей 2, и контейнеры 3 прямоугольной формы с перфорированными днищами, плотно устанавливающиеся по одному на каждый модуль, каждый модуль выполнен из прямоугольного каркаса 4 и прикрепленных к нему боковых стенок 5 и днища 6, внутри модуля установлен регулирующий клапан плоской формы, состоящий из двух частей, одна 7 из которых неподвижна и жестко прикреплена к верхнему, дальнему от входа теплоносителя в модуль, торцевому ребру каркаса модуля и к его боковым стенкам с уклоном вниз в сторону поступающего в него теплоносителя, другая же часть 8 клапана соединена с нижним концом его неподвижной части 7 с помощью цилиндрического шарнира 9 и по своей длине короче последней (7), с внешней стороны модуля расположен рычаг-рукоятка 10, соединенный с подвижной частью 8 клапана, и фиксатор ее положения 12, а последний модуль снабжен ограничителем 11 в виде пластины, установленной вертикально на его днище 6 между боковыми стенками 5 в одной плоскости с нижней кромкой неподвижной части 7 клапана. Каждый модуль 2 снабжен в верхней своей части по периметру уплотняющим устройством 13.

Сушилка работает следующим образом.

Если сушат ворох семян одной и той же культуры с приблизительно одинаковой влажностью одновременно во всех контейнерах, то важно, чтобы поток теплоносителя поступал равномерно во все контейнеры. При этом руководствуются следующим. В первом от теплогенератора модуле 2 неподвижную часть 7 регулирующего клапана устанавливают при помощи рычага-рукоятки 10 и фиксатора 12 в такое положение, при котором высота окна, пропускающего поток теплоносителя к контейнеру 3, равна Н:n, где Н - высота окна при открытом таким образом клапане в модулях, когда подвижная его часть устанавливается в одной плоскости с неподвижной, n - количество "работающих" модулей в канале, над которыми установлены контейнеры, заполненные ворохами. В каждом последующем модуле высоту окна увеличивают дополнительно на эту же величину, устанавливая подвижную часть клапана в соответствующее положение и фиксируя это положение при помощи фиксатора. Клапан последнего модуля открывают полностью, когда подвижная часть клапана находится в отвесном положении и тесно соприкасается с ограничителем 11, установленным вертикально на днище 6 модуля 2 между боковыми его стенками 5 в одной плоскости с нижней кромкой неподвижной 7 части клапана. Включают теплогенератор, подсоединенный к теплоподводящему каналу 1, составленному из последовательно соединенных модулей 2. Теплоноситель (подогретый воздух) поступает в первый от теплогенератора модуль и регулирующим клапаном разделяется на две части: (а) часть теплоносителя поступает над клапаном под перфорированное днище контейнера и через его отверстия сквозь ворох семян выходит наружу, увлекая за собой влагу семян; (б) другая часть теплоносителя поступает под клапаном в следующий модуль и там разделяется на две части, как в первом модуле, и т.д. В последнем модуле весь теплоноситель, вошедший в него, поступает над клапаном под днище контейнера и работает, как (а). В процессе сушки измеряют температуру поступающего теплоносителя и влажность вороха в каждом контейнере и в зависимости от этих показателей осуществляют регулировку подаваемого теплоносителя в потоке (не выключая теплогенератор) - изменяя положение подвижной части клапана относительно неподвижной, и изменяя этим самым сечение потока теплоносителя, направляемого под днище контейнера. Так как в каждом предыдущем модуле теплового тракта скорость потока теплоносителя и его температура выше, чем в каждом последующем, то в каждом предыдущем модуле подвижную часть клапана устанавливают под меньшим углом к горизонтальной плоскости, уменьшая этим самым количество подаваемого под контейнеры теплоносителя от последнего модуля к первому (по отношению к теплогенератору). Этим достигается одновременное окончание сушки во всех контейнерах, если сушат семена одной культуры с приблизительно одинаковой влажностью вороха. Возможен и другой вариант сушки: когда регулирующие клапаны во всех модулях, кроме последнего, устанавливают с помощью рычага-рукоятки и фиксатора в одинаковое положение, при котором в зависимости от вида культуры (если одновременно сушат семена разных культур) и влажности вороха время окончания сушки в разных контейнерах будет разным. При этом для снятия с теплового тракта очередного "готового" контейнера, не отключая теплогенератор, делают следующее: устанавливают с помощью рычага-рукоятки и фиксатора подвижную часть клапана в верхнее положение, перекрыв подачу теплоносителя к днищу контейнера и направив весь его поток в следующий модуль. В последнем модуле подвижная часть клапана находится в отвесном положении, при котором она нижней своей частью перекрывает ограничитель, установленный вертикально на днище модуля в одной плоскости с нижней кромкой неподвижной части клапана, и весь поток теплоносителя направляется под днище последнего контейнера, чем повышается эффективность сушки в нем при условии, что в последний модуль приходит более "слабый" поток (и по скорости и по температуре).

Пример.

Для получения теплоносителя (подогретого воздуха) использовали серийно выпускаемый теплогенератор ТАУ-1,5.

В качестве теплоподводящего канала использовали конструкцию, состоящую из десяти последовательно соединенных между собой модулей.

В качестве модуля использовали открытую сверху прямоугольную камеру, выполненную из прямоугольного каркаса (длина - 2180 мм, ширина - 1610 мм, высота - 840 мм) и прикрепленных к нему боковых стенок и днища, изготовленных из листовой стали толщиной 1,2 мм. К верхней части модуля по периметру было прикреплено уплотняющее устройство, изготовленное из прорезиненного ремня.

В качестве контейнера использовали конструкцию в виде металлической емкости прямоугольной формы (длина - 2070 мм, ширина - 1610 мм, высота - 1040 мм), которая соответствовала форме верхней части модуля. Днище контейнера - перфорированное, изготовлено из пробивных решетных полотен. Контейнер имел захватывающее устройство в виде крюка с опорной рамкой и разгрузочное окно, в верхней части которого закреплен фартук, длина и ширина которого больше, чем соответствующие размеры выгрузного окна, а отверстия в днище контейнера - меньше размеров семян.

Внутри модуля был установлен регулирующий клапан, изготовленный из листовой стали толщиной 1,2 мм и выполненный из двух частей: неподвижной и подвижной. Одна часть клапана - неподвижная представляла собой металлический лист длиной 180 см, установленный между боковыми стенками модуля с уклоном вниз, равным 12%, в сторону поступавшего в него теплоносителя и жестко прикрепленный одним концом к верхнему, дальнему от входа теплоносителя в модуль, торцевому ребру каркаса модуля и к его боковым стенкам. Другая часть клапана (подвижная) была короче неподвижной в четыре раза и выполнена из такого же листа стали толщиной 1,2 мм и соединена с нижним концом неподвижной части с помощью цилиндрического шарнира, классически предусматривающего соединение "подшипник скольжения - цапфа", который был выполнен, в частности, так: вдоль нижней кромки неподвижной части клапана по ее краям были закреплены втулки, выполнявшие роль подшипников скольжения в цилиндрическом шарнире, во втулках был установлен вал с возможностью вращения вокруг оси с прикрепленной к нему подвижной частью, выполнявший роль цапфы в цилиндрическом шарнире. Этот вал одним концом проходил наружу сквозь боковую стенку модуля и на нем была закреплена рычаг-рукоятка для изменения положения подвижной части клапана. На внешней стороне боковой стенки модуля был расположен и фиксатор положения рычага-рукоятки, выполненный в виде планки с пазами в ней, расположенными вертикально в ряд с определенным шагом, зависящим от желаемой степени плавности регулировки положения подвижной части клапана. После установки подвижной части клапана рычагом-рукояткой в нужное положение эту ручку вводили в соответствующий паз и фиксировали там.

На заявляемой сушилке, состоящей из указанного выше оборудования, осуществляли обработку ворохов семян высших репродукций клещевины, сои, подсолнечника и других культур, причем применение указанной сушилки позволяло своевременно, с меньшими трудозатратами эффективно сушить весь поступавший с поля зерновой ворох в потоке с уборкой, независимо от его влажности, сорта, засоренности, что способствовало сохранению всего выращенного урожая.

Выполнение регулирующего клапана составным, по крайней мере из двух частей, одна из которых неподвижно прикреплена к верхнему торцевому ребру каркаса модуля и его боковым стенкам с уклоном вниз в сторону поступающего в него теплоносителя обеспечивает постоянный объем камеры под большей частью днища контейнера, образуемый неподвижной частью клапана, боковыми стенками и днищем контейнера, что в свою очередь обеспечивает стабильный объем теплоносителя под днищем контейнера и стабильное отсечение другой его части для дальнейшего продвижения по тепловому каналу и более равномерному распределению его для других контейнеров, обеспечивая равномерность сушки, а следовательно, и ее эффективность.

Выполнение другой части клапана подвижной, соединенной с нижним концом его неподвижной части с помощью цилиндрического шарнира, и по своей длине короче последней обеспечивает в процессе сушки возможность более легкой и плавной регулировки объема теплового потока, подаваемого к контейнеру, т.к. площадь подвижной части клапана небольшая по сравнению с общей площадью всей его поверхности и сопротивление ее потоку теплоносителя достаточно слабое (парусность клапана изменяется меньше), обеспечивая возможность более легкой регулировки потока теплоносителя, без отключения теплогенератора.

Связь рычага-рукоятки для изменения положения регулирующего клапана непосредственно с подвижной его частью (через вал) обеспечивает упрощение конструкции регулировочного устройства и возможность совмещения его с самим клапаном, что упрощает конструкцию сушилки в целом.

Установка пластины-ограничителя в последнем модуле на его днище между боковыми стенками вертикально в одной плоскости с нижней кромкой неподвижной части клапана обеспечивает полную подачу всего теплоносителя, дошедшего до последнего модуля, под днище последнего контейнера, повышая эффективность сушки.

Эти отличительные от прототипа признаки заявляемого изобретения необходимы и достаточны для обеспечения относительно стабильной и равномерной подачи теплоносителя и плавного и легкого регулирования подаваемого его количества под днище контейнеров непосредственно в потоке, в процессе сушки, без отключения теплогенератора.

В целом вся совокупность существенных признаков заявляемого технического решения обеспечивает достижение поставленной цели и решение поставленной задачи.

1. Сушилка контейнерная для сушки вороха семян сельскохозяйственных культур, включающая теплоподводящий канал, составленный из последовательно соединенных модулей, каждый из которых выполнен из прямоугольного каркаса и прикрепленных к нему боковых стенок и днища и снабжен по периметру верхней своей части уплотняющим устройством, и контейнеры прямоугольной формы с перфорированными днищами, плотно устанавливающиеся по одному на каждый модуль, внутри которого установлен регулирующий клапан, выполненный в виде плоского щита, расположенного между боковыми стенками модуля и одним концом соединенного с верхним, дальним от входа теплоносителя в модуль, торцевым ребром его каркаса, а с внешней его стороны расположена рычаг-рукоятка для изменения положения клапана и фиксатор ее положения, при этом последний модуль выполнен с закрытым концевым торцом, отличающаяся тем, что регулирующий клапан выполнен составным, по крайней мере, из двух частей, одна из которых неподвижна и жестко прикреплена к верхнему, дальнему от входа теплоносителя в модуль, торцевому ребру каркаса модуля и к его боковым стенкам с уклоном вниз в сторону поступающего в него теплоносителя, другая же часть клапана соединена с нижним концом его неподвижной части с помощью цилиндрического шарнира и по своей длине короче последней, рычаг-рукоятка для изменения положения клапана связана непосредственно с подвижной его частью, а последний модуль снабжен ограничителем в виде пластины, установленной вертикально на его днище между боковыми стенками в одной плоскости с нижней кромкой неподвижной части клапана.

2. Сушилка по п.1, отличающаяся тем, что уклон неподвижной части клапана вниз от горизонтальной плоскости составляет 10-14%.

3. Сушилка по п.1, отличающаяся тем, что подвижная часть клапана короче неподвижной в 3,5-4 раза, а их общая длина больше длины модуля.

4. Сушилка по п.1, отличающаяся тем, что неподвижная часть клапана снабжена двумя втулками, выполняющими роль подшипников скольжения в цилиндрическом шарнире.

5. Сушилка по п.4, отличающаяся тем, что втулки установлены вдоль нижней кромки неподвижной части клапана по ее краям.

6. Сушилка по п.1, отличающаяся тем, что подвижная часть клапана жестко закреплена на валу, установленном во втулках, которыми снабжена неподвижная его часть, с возможностью вращения вокруг оси, одним концом проходящей наружу сквозь боковую стенку модуля и выполняющей роль цапфы в цилиндрическом шарнире.

7. Сушилка по п.1 или 6, отличающаяся тем, что рычаг-рукоятка для изменения положения подвижной части клапана закреплена на валу.

8. Сушилка по п.1, отличающаяся тем, что высота ограничителя больше величины зазора между днищем и нижней кромкой опущенной вертикально вниз подвижной части клапана.