Автоматична сушарка насіння

Реферат: Винахід належить до техніки управління процесами інфрачервоного сушіння зерна та інших матеріалів. Запропонований спосіб знайде використання у харчовій, переробній промисловості і сільському господарстві. Пристрій для автоматично керованого сушіння насіння складається з зон інфрачервоного безпосереднього нагрівання насіння, що розташовані в шаховому порядку зверху і знизу відносно площин вібротранспортерів, по яких рухається насіння, і зон адіабатичного дозрівання-сушіння насіння. В пристрої передбачені датчики температури в зонах нагрівання, що за допомогою регулюючого контролеру зв'язані з симісторами електроживлення інфрачервоних нагрівачів, датчики початкової і кінцевої вологи насіння, датчика розрідження перед витяжним вентилятором, що зв'язані з регулюючим контролером. Вхідний вібротранспортер обладнаний пристроєм рівномірного розподілення шару очищеного від домішок насіння, що йде на сушіння, вібротранспортери представляють собою окантовані металеві сітки, що мають чарунки розміром 0,6-0,8 від розміру насіння, яке сушать. В кожній із зон теплової обробки, які вздовж осі вібротранспортера складаються з трьох зон інфрачервоного безпосереднього нагрівання насіння і трьох зон вібраційного адіабатичного UA 115077 C2 (12) UA 115077 C2 дозрівання-сушіння, встановлений датчик температури насіння або сітки вібротранспортеру в середній із цих зон інфрачервоного нагрівання, пов'язаний за допомогою регулюючого контролера з симісторами всіх трьох інфрачервоних нагрівачів вказаної зони теплової обробки. Кожен вібротранспортер механічно зв'язаний зі своїм електроприводом і закріплений за допомогою шатунів на своїй рамі, яка представляє собою шарнірний рухомий паралелепіпед, закріплений за допомогою шарнірної опори в корпусі даного пристрою з одного боку, а з іншого боку - за допомогою гвинтової пари, де гвинт рухомо закріплений у цьому корпусі, а гайка - на вказаній рамі. На рамі за допомогою штанг із змінною довжиною закріплені інфрачервоні нагрівачі, осі яких перпендикулярні осі вібротранспортеру. На виході вібротранспортерів встановлені датчики температури, зв'язані з симісторами інфрачервоних нагрівачів зон термообробки за допомогою регулюючого контролера, на виході вібротранспортерів також встановлені датчики вологи насіння, які за допомогою регулюючого контролеру зв'язані із цими симісторами і виконавчими механізмами приводів вказаних гвинтових пар. UA 115077 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід належить до техніки управління процесами інфрачервоного сушіння зерна та інших матеріалів. Запропонований спосіб знайде використання у харчовій, переробній промисловості і сільському господарстві. Відомі різноманітні пристрої для інфрачервоного сушіння матеріалів. Відомий пристрій інфрачервоного сушіння соняшникового насіння, що складається з інфрачервоних випромінювачів-нагрівачів, закріплених на діелектричних опорах над лотками, що несуть шар насіння, і дно яких виконано з тефлонової стрічки нескінченних транспортерів. В пристрої також передбачений вентилятор [Патент РФ 2453782. Демидов С.Ф., Вороненко Б.А., Пеленко В.В., Демидов А.С., Агеев М.В., Усманович И.И. Устройство для инфракрасной сушки семян]. Недоліком цього способу є нерівномірність теплової обробки насіння, що спричинена нагріванням з одного напряму (зверху), що спричиняє перегрів верхнього шару насіння і недогрів нижнього шару. Цей перегрів в подальшому спричиняє погіршення мікробіологічних характеристик якості насіння і знижує їх сортність. Найбільш близьким до запропонованого є пристрій, що являє собою шнек-підігрівач, який містить зони підігріву і адіабатичного дозрівання-сушіння. В кожній зоні підігріву встановлений нагрівач інфрачервоного безпосереднього випромінювання зерна зверху, ТЕН для нагрівання зерна знизу крізь дно шнека, датчик температури зерна або бокової стінки шнека, зв'язаний крізь регулюючий контролер з симістором інфрачервоного нагрівача, датчик температури дна шнека крізь регулюючий контролер зв'язаний з симістором ТЕНа. Для створення розрідження в зонах дозрівання-сушіння передбачений вентилятор [ПУ 89433. Муратов В.Г. Спосіб автоматично керованої термообробки зерна]. Даний пристрій вибрано прототипом. Прототип і винахід, що заявляється, мають наступні спільні ознаки: - пристрій містить зони інфрачервоного безпосереднього нагрівання насіння зверху і зони адіабатичного дозрівання-сушіння насіння; - датчики температури в зонах нагрівання зв'язані крізь регулюючий контролер з симісторами інфрачервоних нагрівачів; - датчики початкової і кінцевої вологи насіння, датчик розрідження перед витяжним вентилятором, зв'язані з регулюючим контролером. Недоліками способу за прототипом є висока енерговитратність процесу та нерівномірність нагрівання в шарах насіння при проходженні по шнеку, що призводить до перегріву великої частки насіння і зниження його якості. В основу винаходу поставлено задачу створити удосконалений пристрій для автоматично керованого сушіння насіння. Поставлена задача вирішена в запропонованому пристрої для автоматично керованого сушіння насіння, що складається з зон інфрачервоного безпосереднього нагрівання насіння зверху і зон адіабатичного дозрівання-сушіння насіння, датчиків температури в зонах нагрівання, що за допомогою регулюючого контролеру зв'язані з симісторами інфрачервоних нагрівачів, датчиків початкової і кінцевої вологи насіння, датчика розрідження перед витяжним вентилятором, що зв'язані з регулюючим контролером, тим, що, на відміну від прототипу, вхідний вібротранспортер обладнаний пристроєм рівномірного розподілення шару очищеного від домішок насіння, що йде на сушіння, вібротранспортери являють собою окантовані металеві сітки, що мають чарунки розміром 0,6-0,8 від розміру насіння, яке сушать, зони інфрачервоного безпосереднього нагріву насіння розташовані в шаховому порядку зверху і знизу відносно площин вказаних сіток, в кожній із зон теплової обробки, які вздовж осі вібротранспортера складаються з трьох зон інфрачервоного безпосереднього нагрівання насіння і трьох зон вібраційного адіабатичного дозрівання-сушіння, встановлений датчик температури насіння або сітки вібротранспортеру в середній із цих зон інфрачервоного нагрівання, пов'язаний за допомогою регулюючого контролера з симісторами всіх трьох інфрачервоних нагрівачів вказаної зони теплової обробки, кожен вібротранспортер механічно зв'язаний зі своїм електроприводом і закріплений за допомогою шатунів на своїй рамі, яка являє собою шарнірний рухомий паралелепіпед, закріплений за допомогою шарнірної опори в корпусі даного пристрою з одного боку, а з іншого боку - за допомогою гвинтової пари, де гвинт рухомо закріплений у цьому корпусі, а гайка - на вказаній рамі, де за допомогою штанг із змінною довжиною закріплені інфрачервоні нагрівачі, осі яких перпендикулярні осі вібротранспортеру, на виході вібротранспортерів встановлені датчики температури, зв'язані з симісторами інфрачервоних нагрівачів зон термообробки за допомогою регулюючого контролера, на виході вібротранспортерів також встановлені датчики вологи насіння, які за допомогою регулюючого 1 UA 115077 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 контролеру зв'язані із цими симісторами і виконавчими механізмами приводів вказаних гвинтових пар. На кресленні показана схема запропонованого пристрою автоматично керованого сушіння насіння. Очищене від домішок вологе насіння направляють крізь пристрій 1 рівномірного розподілення шару насіння на вібротранспортері 2. В якості пристрою 1 може використовуватися, наприклад, обладнаний електроприводом гнучкий рукав, крізь який подають насіння, вихідний отвір якого безперервно і рівномірно переміщують в горизонтальній площині поперек осі вібротранспортеру 2 вправо-вліво. Вібротранспортер 2 являє собою металеву сітку в окантовці з розміром чарунок 0,6-0,8 від розміру насіння, яка підвішена на шатунах 3, що шарнірно закріплені в рамі 4. Електропривід 5, механічно зв'язаний з вібротранспортером 2, коливає його на вказаних шатунах, що призводить до переміщення насіння вздовж сітки вібротранспортеру 2. Рама 4 являє собою рухомий шарнірний паралелепіпед, закріплений на шарнірній опорі 6 в герметичному корпусі 7 запропонованого пристрою (сушарки). Інший кінець рами 4 закріплений в корпусі 7 за допомогою гвинтової пари з виконавчим механізмом 8. Гвинт цієї гвинтової пари рухомо кріпиться до корпусу 7, а гайка - до рами 4. При обертанні вказаного гвинта рама 4, а з нею і вібротранспортер 2, змінює свій нахил до горизонту, що дозволяє регулювати продуктивність вібротранспортера 2, змінюючи час перебування насіння на ньому. На рамі 4 поперек транспортеру 2 за допомогою рухомих штанг 9 встановлені інфрачервоні випромінювачі 10 (осі випромінювачів 10 перпендикулярні осі транспортеру 2). Зміна довжини штанг 9 дозволяє змінювати відстань інфрачервоних випромінювачів 10 до шару насіння, що, в свою чергу, дозволяє змінювати потужність нагріву в залежності від виду насіння. При цьому інфрачервоні випромінювачі 10 змонтовані на рамі 4 в шаховому порядку над і під вібротранспортером 2 відносно його площини так, що вони за допомогою своїх відбивачів направляють потік інфрачервоного безпосереднього випромінювання на насіння, яке переміщується вздовж сітки вказаного вібротранспортеру зверху і знизу (крізь чарунки цієї сітки). Таке розташування інфрачервоних випромінювачів 10 формує низку зон теплової обробки насіння, кожна з яких складається з зон, які почергово проходить насіння: першого інфрачервоного нагрівання зверху (або знизу), першого вібраційного адіабатичного дозріваннясушіння (конвективного віброохолодження за рахунок тепломасообміну з потоком повітря крізь шар насіння при його вібротранспортуванні вздовж сітки вібротранспортера), другого інфрачервоного нагрівання насіння знизу крізь чарунки сітки вібротранспортеру 1 (або зверху), другого вібраційного адіабатичного дозрівання-сушіння, третього інфрачервоного нагрівання зверху (або знизу) і третього вібраційного адіабатичного дозрівання-сушіння. Після теплової обробки на вібротранспортері 2 насіння поступає у збірник-відстійник 11, з виходу якого насіння потрапляє на другий вібротранспортер 12, закріплений шарнірно за допомогою шатунів 13 в рамі 14, яка являє собою шарнірний рухомий паралелепіпед. Електропривод 15, механічно зв'язаний з вібротранспортером 12, призводить до його коливань на шатунах 13. Рама 14, в свою чергу, закріплена в корпусі 7 за допомогою шарнірної опори 16 і гвинтової пари с виконавчим механізмом 17. Обертання гвинта цієї пари, рухомо закріпленого в корпусі 7, за допомогою відповідної гайки, яка закріплена на рамі 14, призводить до зміни кута нахилу цієї рами і, відповідно, вібротранспортера 12 до горизонту, що змінює його продуктивність. На рамі 14 змонтовані такі ж інфрачервоні нагрівачі 10, як і на рамі 4. Ці, інфрачервоні нагрівачі, закріплені на рамі 14 поперек транспортеру 12 на штангах 9 змінної довжини, розташовані зверху і знизу в шаховому порядку відносно площини цього вібротранспортеру 12 і створюють таку ж низку зон термообробки насіння, як і на транспортері 2. В кожній зоні теплової обробки обох вібротранспортерів 2 і 12 регулюють температуру насіння за сигналом датчика температури 18, встановленого в зоні другого інфрачервоного безпосереднього нагрівання, наприклад, на сітці вібротранспортера. Регулюючий контролер 19 за сигналами цього датчика змінює періоди відкриття симісторів 20 електроживлення всіх трьох інфрачервоних нагрівачів даної зони теплової обробки, змінюючи в ній потужність нагріву насіння. Для ефективного сушіння і охолодження застосовано розрідження, яке створює витяжний вентилятор 21 з електроприводом 22. Цей вентилятор видаляє надлишкову вологу з пароповітряною сумішшю в атмосферу. Для подачі свіжого повітря в зони термообробки зерна в нижній частині корпуса 7 передбачені регулюючі заслінки або шибери 23. Для контролю розрідження передбачений датчик 24, зв'язаний з регулюючим контролером 19. Датчик температури 25 і вологи 26 насіння, що встановлені у збірнику-відстійнику 11, зв'язані за допомогою регулюючого контролеру 19 з симісторами 20 електроживлення 2 UA 115077 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 інфрачервоних нагрівачів 10 вібротранспортера 2. При відхиленні температури або вологи насіння від заданих значень регулюючий контролер корегує задані значення температур в зонах теплової обробки насіння вказаного вібротранспортера. Датчик вологи 26, крім того, зв'язаний з виконавчим механізмом 8 цього вібротранспортера за допомогою регулюючого контролера 19, що дозволяє корегувати нахил вібротранспортера 2, змінюючи час перебування насіння в його зонах термообробки. На виході вібротранспортера 12 також встановлені датчики температури 27 і вологи 28 насіння, зв'язані за допомогою регулюючого контролера 19 з симісторами 20 електроживлення інфрачервоних нагрівачів 10 вібротранспортера 12. При відхиленні температури або вологи насіння від заданих значень регулюючий контролер корегує задані значення температур в зонах теплової обробки насіння вібротранспортера 12. Датчик вологи 28, крім того, зв'язаний з виконавчим механізмом 17 цього вібротранспортера за допомогою регулюючого контролера 19, що дозволяє корегувати нахил вібротранспортера 12, змінюючи час перебування насіння в його зонах термообробки. З виходу вібротранспортера 12 сухе насіння направляють у збірник (тут не показаний). В залежності від виду насіння, що сушать, за допомогою зміни довжини штанг 9, змінюють відстань інфрачервоних нагрівачів 10 від шару насіння. Вологу кожної нової партії насіння вимірюють за допомогою датчика 29, який зв'язаний з симістрами 20 інфрачервоних нагрівачів 10 за допомогою регулюючого контролера 19, який формує задані значення температур окремо для кожної зони термообробки насіння. Проведене комп'ютерне моделювання і результати натурних експериментів в умовах реального виробництва на ЧП "Віктом" підтвердили високу ефективність заявленого пристрою для автоматично керованого сушіння насіння. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ Пристрій для автоматично керованого сушіння насіння, що містить встановлений у корпусі пристрій для переміщення насіння з електроприводом, інфрачервоні нагрівачі, виконані з можливістю утворення зон інфрачервоного безпосереднього нагрівання насіння і зон адіабатичного дозрівання-сушіння насіння, регулюючий контролер та витяжний вентилятор з датчиком розрідження, який відрізняється тим, що пристрій для переміщення насіння виконаний у вигляді вхідного та вихідного вібротранспортерів, виконаних у вигляді окантованих металевих сіток з чарунками розміром 0,6-0,8 від розміру насіння, між якими розташований збірник-відстійник з датчиками температури і вологи насіння, при цьому інфрачервоні нагрівачі в зоні інфрачервоного безпосереднього нагрівання насіння розташовані в шаховому порядку зверху і знизу відносно площин вказаних сіток, а в середній з кожних трьох зон інфрачервоного безпосереднього нагрівання насіння встановлений датчик температури насіння або сітки вібротранспортеру, пов'язаний за допомогою регулюючого контролера з симісторами інфрачервоних нагрівачів вказаних трьох зон, при цьому вхідний вібротранспортер обладнаний пристроєм рівномірного розподілення шару очищеного від домішок насіння, а кожен вібротранспортер закріплений за допомогою шатунів на рамі, що встановлена у корпусі за допомогою шарнірної опори та гвинтової пари з виконавчим механізмом, причому гвинт рухомо закріплений до корпусу, а гайка - до рами, на якій за допомогою штанг із змінною довжиною встановлені інфрачервоні нагрівачі, осі яких перпендикулярні осі вібротранспортеру, а на виході вихідного вібротранспортера встановлені датчики температури і вологи насіння, пов'язані за допомогою регулюючого контролера з симісторами інфрачервоних нагрівачів і виконавчими механізмами вказаних гвинтових пар. 3 UA 115077 C2 Комп’ютерна верстка М. Мацело Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4