устройство для высокочастотной сушки сыпучих материалов

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫСОКОЧАСТОТНОЙ СУШКИ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ, преимущественно семян сельскохозяйственных культур, содержащее экранированную камеру с размещенными в ней высоковольтным электродом и наклонным желобом, образованным заземленным электродом с отверстиями и двумя изоляционными пластинами, систему приточно-вытяжной вентиляции, загрузочный бункер над желобом и патрубок разгрузки, отличающееся тем, что, с целью повышения качества сушки путем импульсного воздействия электромагнитного поля высокой частоты на высушиваемый материал, оно снабжено дополнительными аналогичными желобами и загрузочными бункерами над ними, причем в каждом желобе заземленный электрод размещен снизу, а высоковольтный электрод выполнен перфорированным и расположен над всеми желобами, при этом последние установлены в камере с возможностью перемещения при помощи шатунов, соединенных с двумя коленчатыми валами, а каждый загрузочный бункер снабжен клапаном и направляющим фторопластовым лотком с опорным роликом.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам высокочастотной сушки сыпучих материалов, например семян сельскохозяйственных культур (зерновых и зернобобовых).

Известна установка для высокочастотной сушки сыпучих материалов, где содержится экранированная камера с размещенными в ней высоковольтным электродом и желобом, образованным заземленным электродом и двумя изоляционными пластинами, система вентиляции.

Недостатком является то, что установка не позволяет осуществить импульсный режим сушки, способствующий применению более высоких температур чем обычно с сохранением при этом посевных качеств семян.

Обычно во избежание перегрева и ухудшения качества зерна влажность его снижается за один прием сушки не более чем на 6-7%. При необходимости большего снижения влажности приходится применять двух-трехкратный пропуск зерна через сушилку или устанавливать последовательно несколько сушилок. Повторная сушка сырого зерна усложняет поточную обработку, резко снижает коэффициент использования сушильных мощностей, приводит к непроизводительным затратам средств на погрузочно-разгрузочные работы.

Целью изобретения является повышение качества сушки путем импульсного воздействия электромагнитного поля высокой частоты на материал.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено дополнительными аналогичными желобами и загрузочными бункерами над ними, причем в каждом желобе заземленный электрод размещен снизу, а высоковольтный электрод выполнен перфорированным и расположен над всеми желобами, при этом последние установлены в камере с возможностью перемещения при помощи шатунов, соединенных с двумя коленчатыми валами, а каждый загрузочный бункер снабжен клапаном и направляющим фторопластовым лотком с опорным роликом.

На фиг. 1 представлен общий вид устройства; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - расположение желобов под высоковольтным электродом.

Устройство состоит из экранированной камеры 1, в которой наклонно установлены высоковольтный перфорированный электрод 2 и прямоугольные перфорированные желоба 3. Каждый желоб образован заземленным электродом 4 и фторопластовыми бортами 5 и связан с коленчатыми валами 6 (на фиг.2, 3 показана ось вала 6) посредством шатунов 7.

Над высоковольтным электродом закреплен патрубок 8 системы вытяжной вентиляции. В нижней части экранированной камеры расположен патрубок разгрузки 9, а в верхней части находятся бункера 10. Бункера расположены над соответствующими желобами и каждый бункер состоит из клапана 11 с направляющей 12 и направляющегося фоторопластового лотка 13. Направляющий лоток 13 закреплен на шарнире 14 и на конце содержит фторопластовый опорный ролик 15. Лоток 13 перемещается вверх, когда желоб 3 движется к высоковольтному электроду, и вниз, когда желоб движется от высоковольтного электрода. Вертикального положения лоток 13 не достигает, т.к. имеется ограничитель 16. Желоба описывают круговую траекторию 17 движения. По желобам перемещается сыпучий материал 18. Количество желобов соответствует количеству ступеней коленчатого вала. Желоба движутся в направлении движения коленчатого вала. Атмосферный воздух в камеру 1 попадает через приточный патрубок 19 и бункер 10.

Устройство работает следующим образом.

Включают вытяжной вентилятор, подают напряжение на электроды 2, 4 высокочастотного конденсатора от высокочастотного генератора. Включают привод коленчатых валов 6. При вращении кривошипа коленчатого вала 6 желоб 3 совершает возвратно-поступательное движение по круговой траектории 17, перемещаясь от верхней мертвой точки до нижней и обратно. При движении желоба 3 вниз опускается вниз клапан 11 с лотком 13, тем самым прекращается высыпание сыпучего материала 18 на желоб. При движении желоба 3 вверх как только нижнее основание желоба коснется опорного ролика 15 лоток 13 вместе с клапаном 11 поднимается вверх и материал 18 начнет высыпаться из бункера 10 в желоб 3 в начале его длины. Когда желоб 3 находится в верхней мертвой точке, материал 18 нагревается в электромагнитном поле высокой частоты при наибольшей напряженности.

При движении желоба 3 вниз напряженность электромагнитного поля ослабевает. Самое слабое электромагнитное поле будет тогда, когда желоб 3 находится в нижней мертвой точке. Одновременно с движением желоба 3 материал 18 перемещается по желобу за счет его наклонного расположения под действием собственного веса. Далее сыпучий материал выгружается через патрубок разгрузки 9.

За счет кривошипного вала 6 одновременно в электромагнитном поле находятся все желоба 3, но под разным уровнем напряженности электрического поля, так как межэлектродное расстояние разное. За один цикл каждый желоб 3 окажется в электромагнитном поле максимальной напряженности (желоб находится в верхней мертвой точке и межэлектродное расстояние минимальное) и в электромагнитном поле минимальной напряженности (желоб находится в нижней мертвой точке, а межэлектродное расстояние максимальное).

Таким образом выдерживается импульсный режим сушки сыпучего материала, который заключается в чередовании нагрева и охлаждения. При импульсном режиме возможно применение более высоких чем обычно температур. Чередование повышенной температуры с охлаждением обеспечивает допустимую температуру нагрева семян и сохранение их посевных качеств. Продолжительность импульсов зависит от температуры атмосферного воздуха и мощности высокочастотного генератора. Максимальная температура нагрева зерна не должна превышать 45^оС. Наклон желобов зависит от показателя сыпучести семян, влажности материала и времени сушки. Мягкий режим сушки зависит от частоты и дозы импульсов. Кроме того, время сушки и частота импульсов регулируются скоростью привода коленчатого вала.

Под воздействием электромагнитного поля высокой частоты влага из материала выделяется изнутри, а поверхностная влага из камеры 1 удаляется атмосферным воздухом, поступившим через приточный патрубок 19, через патрубок 8 системы вытяжной вентиляции.

Для исключения замыкания электродов желоба 3 выполнены с изоляционными (фторопластовыми) бортами 5, направляющий лоток 13 и опорные ролики 15 также выполнены из фторопласта.

Лоток 13 закреплен на шарнире 14 и поворачивается на определенный угол, так как имеется ограничитель 16. Клапан 11 движется внутри направляющей 12.

Влажность сырого зерна в камере снижается до заданной точки в результате многократного импульсного воздействия электромагнитного поля на материал.

В самом верхнем положении высушиваемый материал нагревается в несколько десятков раз выше, чем в нижней мертвой точке. Следовательно, путем нагревания до предельно допустимой температуры 45^оС (в верхней точке), а затем постепенного охлаждения сыпучего материала обеспечивается повышенная скорость испарения влаги из материала.

Как известно, значения коэффициентов массопроводности у зерновых очень малы, т.е. инерционность поля влажности значительно превышает инерционность температуры поля. Следовательно, процесс сушки зерна лимитируется интенсивностью внутреннего переноса влаги, в результате чего при сушке влажного зерна необходимы комбинированные циклы нагрева и охлаждения. Если не учитывать эти особенности, то парообразование и действие избыточного давления в зерне в процессе сушки приводит к внутренним перенапряжениям и растрескиванию зерна.

Использование периодов охлаждения в данной конструкции позволяет благоприятно влиять на качество высушиваемого зерна. За это время обеспечивается выравнивание влажности между оболочкой зерен и внутренней зоной. Такая конструкция способствует достижению более высокой степени использования тепла в сушилке и улучшению качества сушки зерна. Данная установка проста в изготовлении.