Установка для сушки зерна

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТАНОВКА ДЛЯ СУШКИ ЗЕРНА(71) Заявитель Учреждение образования Белорусский государственный аграрный технический университет(72) Авторы Синяков Анатолий Леонидович Коротинский Виктор Андреевич Цубанов Александр Григорьевич(73) Патентообладатель Учреждение образования Белорусский государственный аграрный технический университет(57) 1. Установка для сушки зерна, содержащая теплогенератор с дымовой трубой и основным теплообменником, два основных центробежных вентилятора, шахтную сушилку с бункером, оборудованную двумя сушильными секциями зерна, распределительные коллекторы теплого воздуха которых присоединены через основные распределительный коллектор и теплообменник к выходу первого центробежного вентилятора, и секцией для охлаждения зерна, собирающий коллектор холодного воздуха которой присоединен ко входу второго центробежного вентилятора, вход которого сообщен с наружной средой, с которой также сообщены собирающие коллекторы теплого воздуха сушильных секций,входы первого центробежного вентилятора и распределительного коллектора холодного воздуха секции охлаждения зерна, отличающаяся тем, что она снабжена перфорированными 54512009.08.30 воздухораспределительными трубами, четырьмя трубами-дымоходами с шиберами, двумя воздуховодами с шиберами и дополнительными двумя теплообменниками с распределительными и собирающими коллекторами дымовых газов и холодного воздуха, центробежным вентилятором и распределительным коллектором теплого воздуха, а дымовая труба теплогенератора выполнена из двух верхней и нижней секций, которые установлены с вертикальным зазором, при этом распределительные и собирающие коллекторы дымовых газов дополнительных теплообменников через трубы-дымоходы с шиберами соответственно присоединены к нижней и верхней секциям дымовой трубы, а перфорированные воздухораспределительные трубы расположены в бункере шахтной сушилки и через дополнительный распределительный коллектор теплого воздуха присоединены к выходу дополнительного центробежного вентилятора, ко входу которого через воздуховоды с шиберами присоединены собирающие коллекторы холодного воздуха дополнительных теплообменников, распределительные коллекторы холодного воздуха которых сообщены с наружной средой. 2. Установка для сушки зерна по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительные теплообменники выполнены в виде кожухотрубных теплообменников с перекрестным движением дымовых газов и холодного воздуха через них. 3. Установка для сушки зерна по п. 1, отличающаяся тем, что теплопередающие трубы кожухотрубных теплообменников выполнены из коррозионно-термостойкого материала,например из нержавеющей стали.(56) 1. Драганов Б.Х. и др. Применение теплоты в сельском хозяйстве. - Киев Вища школа, 1983. - С. 183. 2. Зуев В.П., Шкрабак Применение теплоты в сельском хозяйстве. - Ленинград Колос, 1976. - С. 116-117. Предлагаемое техническое решение относится к установкам для сушки зерна, теплогенераторы которых работают на твердом топливе каменном угле, древесине, торфе. Известна конструкция установки для сушки зерна, теплогенератор которой работает на жидком топливе 1. Известная установка содержит две шахтные сушилки, каждая из которых имеет две сушильные и две охладительные секции зерна два центробежных вентилятора по числу шахт два бункера для зерна, теплогенератор с дымовой трубой, в топке которого происходит процесс сжигания жидкого топлива с целью получения высокотемпературного газа,который в осадочной камере и циклоне освобождается от углерода и поступает в смесительную камеру, где смешивается с наружным воздухом с целью получения сушильного агента с требуемой температурой. Под действием разрежения, создаваемого каждым центробежным вентилятором, сушильный агент из камеры смешивания и холодный воздух из окружающей среды соответственно поступают в секции сушки и охлаждения зерна. Отработавшие сушильный агент и холодный воздух с выходов секций поступают на вход центробежного вентилятора и выбрасываются в окружающую среду. Влажное зерно порциями подается в бункеры и из них поступает в шахты, падая сверху вниз. При этом зерно в сушильных секциях омывается сушильным агентом, а в охладительных секциях - холодным воздухом. В результате этого ускоряется процесс сушки зерна. После секции окончательного охлаждения зерно поступает к разгрузочным нориям. К недостаткам известной конструкции сушильной установки следует отнести большой расход жидкого топлива и невозможность использования твердого топлива для сушки 2 54512009.08.30 зерна. Большой расход жидкого топлива обусловлен низким коэффициентом использования теплоты сушильного агента при конвективной сушке зерна. Невозможность использовать твердое топливо для сушки зерна обусловлена конструкцией теплогенератора сушилки. Наиболее близкой к заявляемой конструкции установки для сушки зерна является установка, теплогенератор которой может работать как на жидком, так и на твердом топливе 2. Установка для сушки зерна содержит теплогенератор с дымовой трубой и основным теплообменником, два основных центробежных вентилятора, шахтную сушилку с бункером, оборудованную двумя сушильными секциями зерна, распределительные коллекторы теплого воздуха которых присоединены через основные распределительный коллектор и теплообменник к выходу первого центробежного вентилятора, и секцией для охлаждения зерна, собирающий коллектор холодного воздуха которой присоединен ко входу второго центробежного вентилятора, вход которого сообщен с наружной средой, с которой также сообщены собирающие коллекторы теплого воздуха сушильных секций, входы первого центробежного вентилятора и распределительного коллектора холодного воздуха секции охлаждения зерна. Недостатком конструкции этой сушильной установки зерна является пониженная эффективность работы. Пониженная эффективность работы обусловлена тем, что не вся тепловая энергия, получаемая при сжигании топлива в теплогенераторе, используется для сушки зерна часть тепловой энергии идет на нагрев холодного воздуха в теплообменнике для получения сушильного агента с требуемой температурой, а вторая часть тепловой энергии выбрасывается с дымовыми газами в окружающую среду через дымовую трубу теплогенератора, в результате чего увеличивается расход топлива на сушку зерна. Задачей предлагаемой полезной модели является повышение эффективности работы установки для сушки зерна. Задача решается тем, что известная установка для сушки зерна, содержащая теплогенератор с дымовой трубой и основным теплообменником, два основных центробежных вентилятора, шахтную сушилку с бункером, оборудованную двумя сушильными секциями зерна, распределительные коллекторы теплого воздуха которых присоединены через основные распределительный коллектор и теплообменник к выходу первого центробежного вентилятора, и секцией для охлаждения зерна, собирающий коллектор холодного воздуха которой присоединен ко входу второго центробежного вентилятора, выход которого сообщен с наружной средой, с которой также сообщены собирающие коллекторы теплого воздуха сушильных секций, входы первого центробежного вентилятора и распределительного коллектора холодного воздуха секции охлаждения зерна, снабжена перфорированными воздухораспределительными трубами, четырьмя трубами-дымоходами с шиберами, двумя воздуховодами с шиберами и дополнительными двумя теплообменниками с распределительными и собирающими коллекторами дымовых газов и холодного воздуха, центробежным вентилятором и распределительным коллектором теплого воздуха, а дымовая труба теплогенератора выполнена из двух верхней и нижней секций, которые установлены с вертикальным зазором, при этом распределительные и собирающие коллекторы дымовых газов дополнительных теплообменников через трубы-дымоходы с шиберами соответственно присоединены к нижней и верхней секциям дымовой трубы, а перфорированные воздухораспределительные трубы расположены в бункере шахтной сушилки и через дополнительный распределительный коллектор теплого воздуха присоединены к выходу дополнительного центробежного вентилятора, ко входу которого через воздуховоды с шиберами присоединены собирающие коллекторы холодного воздуха дополнительных теплообменников, распределительные коллекторы холодного воздуха которых сообщены с наружной средой. С целью упрощения эксплуатации установки для сушки зерна дополнительные теплообменники выполнены в виде кожухотрубных теплообменников с перекрестным движе 3 54512009.08.30 нием дымовых газов и холодного воздуха через них, при этом теплопередающие трубы кожухотрубных теплообменников выполнены из коррозионно-термостойкого материала,например из нержавеющей стали. Сущность предлагаемой полезной модели установки для сушки зерна поясняется схемой установки, изображенной на фигуре. Установка для сушки зерна содержит теплогенератор 1 с дымовой трубой, которая выполнена из двух нижней 2 и верхней 3 секций основной теплообменник 4, расположенный в теплогенераторе два основных центробежных вентилятора 5, 6 шахтную сушилку 7 с бункером 8 для зерна, которая оборудована двумя сушильными секциями 9, 10 с распределительными 11, 12 и собирающими 13, 14 коллекторами теплого воздуха и секцией 15 для охлаждения зерна с распределительным 16 и собирающим 17 коллекторами холодного воздуха основной распределительный коллектор 18 с входным патрубком 19 и выходными 20 и 21. Установка для сушки зерна снабжена перфорированными воздухораспределительными трубами 22, четырьмя трубами-дымоходами 23, 24, 25, 26 с шиберами 27, 28, 29, 30 двумя дополнительными теплообменниками 31, 32 с распределительными 33, 34, 35, 36 и собирающими коллекторами 37, 38, 39, 40 дымовых газов и холодного воздуха дополнительными центробежным вентилятором 41 и распределительным коллектором 42 теплого воздуха с входным патрубком 43 и выходными патрубками 44 двумя воздуховодами 45,46 с шиберами 47, 48. Сушильные секции 9, 10 зерна шахтной сушилки 7 через собирающие коллекторы 13,14 теплого воздуха сообщены с наружной средой и через распределительные коллекторы 11, 12, основной распределительный коллектор 18 с входным патрубком 19 и выходными 20 и 21, основной теплообменник 4 присоединены к выходу центробежного вентилятора 5, вход которого сообщен с наружной средой, с которой также сообщен распределительный коллектор 16 холодного воздуха секции 15 охлаждения зерна, собирающий коллектор 17 холодного воздуха которой присоединен ко входу центробежного вентилятора 6, выход которого сообщен также с наружной средой. Секции 2 и 3 дымовой трубы теплогенератора 1 установлены с вертикальным зазором, и к ним соответственно присоединены распределительные коллекторы 33, 34 дымовых газов дополнительных теплообменников 31, 32 через трубы-дымоходы 23, 25 с шиберами 28, 29 и собирающие коллекторы 37, 38 дымовых газов этих теплообменников через трубы-дымоходы 24, 26 с шиберами 27, 30. Перфорированные воздухораспределительные трубы 22 расположены в бункере 8 для зерна и присоединены через дополнительный распределительный коллектор 42 с входным патрубком 43 и выходными патрубками к выходу дополнительного центробежного вентилятора 41, ко входу которого присоединены собирающие коллекторы 39, 40 холодного воздуха дополнительных теплообменников 31, 32 соответственно через воздуховод с шибером 47 и воздуховод 46 с шибером 48. Распределительные коллекторы 36, 35 холодного воздуха дополнительных теплообменников 31 и 32 сообщены с наружной средой. Для утилизации теплоты дымовых газов, поступающих в секцию 2 дымовой трубы теплогенератора 1, работающего на твердом топливе (отходы древесины), применены в конструкции установки для сушки зерна кожухотрубные теплообменники 31 и 32, теплопередающие трубы которых выполнены из нержавеющей стали. Заявляемая установка для сушки зерна работает следующим образом. Перед вводом в работу установки шиберы 27, 28 и 48 закрыты, а шиберы 29, 30 и 47 открыты, при этом обеспечивается работа дополнительного теплообменника 31. Подключают к электросети двигатель вентилятора 5, и он подает холодный воздух в топку теплогенератора 1 и в секции 9, 10 сушки зерна через основные теплообменник 4 и распределительный коллектор 18, после чего вводят в работу теплогенератор 1 путем сжигания твердого топлива в топке теплогенератора 1. При сжигании топлива в топке тепло 4 54512009.08.30 генератора образуются высокотемпературные дымовые газы, часть тепловой энергии которых идет на нагрев холодного воздуха, проходящего через теплообменник 4, а другая часть тепловой энергии дымовых газов выбрасывается в окружающую среду с дымовыми газами, которые из теплогенератора 1 сначала поступают в секцию 2, а затем в секцию 3 дымовой трубы через теплообменник 31. После этого вводят в работу вентилятор 41, и он начинает подавать воздух в массив зерна бункера 8 через перфорированные трубы 22, предварительно подогретого в теплообменнике 31 второй частью теплоты дымовых газов теплообменника. Теплый воздух, проходя через массив зерна, предварительно нагревает зерно перед подачей его в шахтную сушилку 7. Затем при непрерывной работе вентиляторов 5 и 41,теплогенератора 1 и теплообменника 31 подают зерно из бункера 8 в шахтную сушилку 7 и вводят в работу вентилятор 6. Падая по шахте сверху вниз, зерно проходит через сушильные секции 9, 10, где нагревается дополнительно теплым воздухом, подаваемым вентилятором 5 в секции 9, 10. При нагреве зерна влага, содержащаяся в нем, переходит в пар, который вместе с охлажденным теплым воздухом в секциях 9 и 10 выбрасывается в окружающую среду через коллекторы 13 и 14 секций. Зерно, высушенное в секциях 13 и 14, затем поступает в секцию охлаждения 15, где охлаждается холодным воздухом, протягиваемым через секцию вентилятором 6. После секции охлаждения зерно поступает в разгрузочное устройство. При непрерывной работе теплообменника 31, в котором осуществляется процесс нагрева холодного воздуха за счет теплоты дымовых газов теплогенератора, температура дымовых газов понижается перед поступлением их в окружающую среду через секцию 3 дымовой трубы. При движении дымовых газов через теплообменник 31 на внутренних поверхностях теплопередающих труб оседают углерод в виде сажи, пылинки золы, образующиеся при сжигании твердого топлива. Кроме того, при понижении температуры дымовых газов в теплообменнике 31 происходит процесс конденсации водяных паров и паров смолы на внутренней поверхности теплопередающих труб. Образующийся слой грязи на внутренней поверхности труб, состоящий из сажи, золы и смолы, уменьшает коэффициент теплопередачи теплообменника, а следовательно, и его тепловую мощность. Для восстановления тепловой мощности теплообменника 31 необходимо периодически очищать внутренние поверхности теплопередающих труб от слоя грязи, не прерывая работу сушильной установки. Для этого открывают шиберы 27, 28 и 48 и закрывают шиберы 29, 30 и 47. В этом случае в работу вводится дополнительный теплообменник 32 и прекращает работать теплообменник 31. Для очистки теплопередающих труб теплообменника 31 от слоя грязи демонтируют коллекторы 34 и 38 и производят очистку труб механическим и химическим способами. Далее процесс работы установки для сушки зерна повторяется. Таким образом, в процессе работы заявляемой установки для сушки зерна происходит достижение поставленной технической задачи - повышение эффективности работы установки за счет дополнительного использования при помощи дополнительных теплообменников теплоты дымовых газов теплогенератора для предварительного нагрева зерна в бункере перед подачей его в шахтную сушилку, в результате чего уменьшается расход топлива на сушку зерна. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 5