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冷却设备:换向分层式小型谷物干燥机的设计

时间:2021-06-19 18:11:03 来源:互联网

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农产品加工学刊换向分层式小型谷物干燥机的设计梁立波,梁兆新(广西农业机械研宄院,南宁530007)炉等主要部件进行了设计计算,确定了合理的结构参数与工作参数。样机性能试验表明,该机干燥稻谷的处理批量为2t/批,每批干燥时间约10h,稻谷干燥成本约0.025元/kg.该机适用于一般谷物,或荔枝、龙眼、八角,以及可切成块状的农副产品如木薯和中药材等的干燥作业。

1.2设计思路(1)以塔式干燥机为主要设计,进行结构设计。

(2>选用五角形气槽,称之角状管。

由于采用了换向通风干燥箱,整个加工过程中,物料静止不动,既能节约能源,又可以解决物料受热干燥不均匀的问题,也容易实现小型化设计。

换向分层式小型谷物干燥机主要由风机、热风炉、引风道、换向机构、干燥箱以及行走机构六大部分组成。其中换向机构及干燥箱中的风道均分为3层,且与相应风道相通,工作时,上、下层风道与中间层风道的热风(废气)流向应相反。分层换向式谷物烘干机示意见。

由热风炉产生的热风,在两台单相电动鼓风机的作用下,在换向机构的控制下,通过引风道,进入干燥箱中的中间层或上、下层风道,穿透物料层,加热谷物并带走水分后,废气回到干燥箱的上、下层风道随着作物收割机械化的普及,谷物收割时段变得相对集中,然而南方多雨的气候特征却限制了自然晾晒,因此机械化谷物干燥变得越来越重要。现有的几种谷物降水干燥机,如平床干燥机、滚筒式干燥机和塔式干燥机,由于大多数机型体积大、耗能多以及操作技术要求高等原因,加上南方水稻种植农户人均农田少,每次收获量相对较少,造成了这些机型在南方广大农村的适应性较差。针对这种情况,我们设计了一种以煤或柴为热源,可分批处理,而且可以小范围移动的小型谷物干燥机。该机主要由热风炉、分层换向机构和换向通风干燥箱组成,操作简单可行。试验生产表明,该机达到了预期的设计要求。

1.1设计要求要求面向农户进行小型化设计,批次作业,处理能力为2t/批。

(2>单相电源,烘干热源为煤或柴等。

(3)要求结构简单,易操作,适用多种作业。

1972-),男,广西人,工程师,研宄方向:食品机械。

或中间层风道,再经换向机构排出机外。

分层换向式谷物烘干机示意2主要部件设计bookmark4 2.1干燥箱由可知,干燥箱的风道分为3层,以完成风向变换。为适应南方小农户每次收获量相对较小的特点,样机干燥箱分为8个分箱,用来区分每户谷物,每分箱实际容纳稻谷质量为250kg,比较接近于单户农户每天的稻谷实际收获量。当确认箱活动底板调节到位后,谷物从各分箱上部装箱。应注意:物料上层平面应在上风口以下约15cm.分箱风向示意见。所示的分箱风向示意为上、下风道进风,中风道排风时的情况(箭头为风向示意)。

用含水率为23%的稻谷作,取容重0.66t/m3,即仓容V为:由于物料不能过厚,若限定仓高不超过1m,考虑到仓顶部通风口,有效仓高取为H=0.85m.取两边仓宽和为W2=1.5m.考虑到角状管占用的实际仓容,设计仓长取为L=2.4m.结合农户每天稻谷的收获量,每边分为4个分箱,则250kg的仓容是比较现实和合理的。

换向机构是设计的关键部件,进风、排风及风向变换均在此完成。换向机构的设计示意见,换风板处于左选状态时的风向示意见。

出风口进风口(进风面密封>,当干燥介质温度和粮食水分都不变时,干燥介质流速控制在u=0.5m/s以下时作用*佳。取u=0.45m/s,风机风量Vd为:换算为每小时的风量为:为得到较高的动压,宜选用转速较高的风机;同时考虑到使用条件,配用电动机应为单相电驱动。德通公司的DT9-63系列低噪声风机中,2号A1型机风量为1 900~2500m3/h,全压932~1128Pa,轮速2800r/min,电压220V,功率1.1kW.如选用2台,则风量基本满足要求,而相对于较薄的粮层来说风压绰绰有余。同时该型风机体积比较小,价格也比较合理。

在6个部件中,换向进排风机构是关键。全机风道之间要求密封,如出现风道“短路”现象,则会影响干燥机的工作效率,严重时甚至使干燥机不能正常工作。

3样机试验样机于2001年11月在广西农业机械研究院对南宁市郊区心圩镇的几家农户刚刚收获的秋季稻谷进行了干燥试验,热源为普通无烟煤。

3.1稻谷干燥操作设计根据实际经验,干燥温度上限设为65*C.用人工添煤和调整炉门进风口大小来控制干燥温度。

每隔30min左右进行1次换向操作,并测量相应的出入口风温。

(4>停机缓苏条件:出入口风温差减小的速度加快,且温差小于8C.(6>二次加热干燥与停机条件:稻谷含水率低于设定值13%. 3.2实验数据实验数据见表1.表1实验数据项号项目名称实验参数1环境温度(22±3)C2环境湿度相对湿度72%3含水率干燥前25°/.,干燥后13°/.4一次干燥风温及时间2001-11-16T20:10,入口风温48C,出口风温26C2001-11-17T01:55,入口风温52C,出口风温40C5二次干燥风温及时间2001-11-17T08:10,入口风温60C,出口风温28C2001-11-17T13:40,入口风温55C,出口风温43C6耗煤量140kg7耗电量24.75kW.h柴作为干燥热源,则其经济效益会大大提高。

4结束语换向分层式小型谷物干燥机特别适合小型农户使用,操作简单易学,能源使用较灵活,作业范围较广,处理的物料为一般谷物、荔枝、龙眼、八角,以及可切成块状的农副产品(如木薯和中药材)等,是农民实现农产品初加工的好帮手。

从试验的实际效果以及各方面的经验来看,如果能够将加热阶段的废气予以回收(在本样机中容易实现)利用,将会大大节约能源,并使初始温度上升更快,可缩短干燥时间。


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