Машины для сушки зерна устройство работа

Классификация зерносушилок

Зерносушилки классифицируют по виду используемого топлива — твердое, жидкое или газообразное; по виду агента сушки — нагретый воздух или его смесь с топочными газами; по характеру процесса сушки — периодического или непрерывного действия; по мобильности — стационарные или передвижные; по направлению движения агента сушки относительно зернового потока — прямоточные, противоточные, с поперечным потоком, со смешанным потоком; по состоянию зернового слоя — с неподвижным, подвижным, псевдоожиженным (кипящим) и взвешенным слоем.

Сушилки с подвижным зерновым слоем

Сушилки с подвижным зерновым слоем наиболее распространены. По конструктивному оформлению они могут быть шахтными, барабанными и вибрационными.

Шахтные сушилки оборудованы шахтами с расположенными внутри них в шахматном порядке коробами. Зерно под собственным весом движется сверху вниз, агент сушки — в поперечном и вертикальном направлениях.

Барабанные зерносушилки имеют сушильную камеру в виде пустотелого стального цилиндра (барабана).

Внутри барабана закреплены лопасти и полочки. При вращении барабан своими лопастями поднимает и сбрасывает поступающее в него зерно. Пересыпаясь с полочки на полочку, зерно сушится нагретым агентом и перемещается вдоль барабана в направлении газового потока.

Вибрационные зерносушилки состоят из ряда решет, расположенных одно под другим. Для перемещения и лучшего перемешивания зерна решета приводятся в колебательное движение. Движущееся на решете зерно пронизывается нагретым агентом сушки, подаваемым снизу вверх.

Сушка зерна в неподвижном слое

Сушка зерна в неподвижном слое применяется в вентилируемых бункерах, в лотковых, платформенных и других сушилках.

Вентилируемые бункера состоят из бункера и вентилятора с воздухоподогревателем и воздухопроводом. Подогретый воздух пронизывает слой влажного зерна в бункере и тем самым высушивает его. Эти установки применяют также для вентилирования зерна наружным воздухом при его охлаждении и консервации.

Лотковые сушилки состоят из топки, вентилятора и одного или нескольких лотков, изготовленных из перфорированного металлического листа. Нагретый агент сушки пронизывает неподвижный слой зерна на лотках, нагревает зерно и удаляет из него влагу.

Напольные сушилки предназначены для сушки или консервирования холодным воздухом зерна, льновороха, сена и т. п. Воздух или агент сушки подают через перфорированный или щелевой пол.

Сушка зерна в псевдоожиженном слое

Сушка зерна в псевдоожиженном слое заключается в следующем. Зерно размещают на решете и продувают нагретым агентом сушки. Скорость газового потока постепенно увеличивают, и когда его подъемная сила становится близкой к силе тяжести отдельных зерен, давление зерен одно на другое исчезает и слой переходит в псевдоожиженное состояние. В псевдоожиженном (кипящем) слое происходит интенсивное перемешивание и движение зерен, такой слой напоминает маловязкую жидкость, поэтому подсохшие зерна всплывают на поверхность слоя и выводятся из сушилки.

Пневмогазовые рециркуляционные сушилки

Пневмогазовые рециркуляционные сушилки представляют собой трубу, в которую с большой скоростью вентилятором подается агент сушки, в нижнюю часть трубы-сушилки подается и влажное зерно. Газовым потоком в течение нескольких секунд оно нагревается до необходимой температуры и поднимается в шахту. В верхней части шахты зерно выдерживается некоторое время. Нижняя часть шахты разделена вертикальной перегородкой на две зоны. Из правой зоны охлаждения зерно вновь поступает (рециркулирует) в трубу-сушилку, смешивается с влажным зерном, затем масса попадает в шахту на выдержку и охлаждение. Из левой зоны сухое зерно выводится наружу.

Классификация топок для сушки

Различают топки прямого действия, в которых агент сушки получается в результате непосредственного смешивания топочных газов с воздухом, и непрямого действия (топки-теплообменники) с нагревом воздуха в калорифере. При использовании топок прямого действия продукты сгорания топлива входят в соприкосновение с зерном. Поэтому в топках зерносушилок топливо должно сгорать полностью, а топочные газы хорошо перемешиваться с наружным воздухом. Дым, копоть, зола, несгоревшие частицы топлива не должны попадать в сушильную камеру.

Устройство топки для сжигания жидкого топлива

Топка для сжигания жидкого топлива состоит из форсунки, камеры сгорания, отражательного экрана, кожуха, теплоизоляционного экрана и смесительной камеры.

Топливо от насоса подается к форсунке и одновременно к ней поступает сжатый воздух от вентилятора.

Топливо распыляется и смешивается с воздухом. Образовавшаяся горючая смесь загорается от электрической свечи. Топочные газы поступают в смесительную камеру, выполненную в виде улитки. Сюда же по кольцевым каналам, образованным кожухом, теплоизоляционным экраном и камерой сгорания, поступает наружный воздух и смешивается в камере с топочными газами. Образовавшаяся газовоздушная смесь (агент сушки) вентиляторами нагнетается в сушильную камеру для сушки зерна.

Свеча зажигания включается автоматически при пуске электродвигателя топливного насоса; если в течение некоторого времени воспламенение не произошло, реле времени выключает электродвигатель.

Пламя контролируется фотоэлементом. В случае срыва пламени с фотоэлемента подается сигнал на магнитный пускатель электродвигателя топливного насоса, электродвигатель выключается, и подача топлива прекращается.

Устройство сушильной камеры шахтной зерносушилки

Сушильная камера шахтной зерносушилки выполнена в виде вертикальной шахты прямоугольного сечения. Внутри шахты размещены в шахматном порядке короба. Короба имеют вид желоба, повернутого открытой частью вниз. Один из торцов каждого короба имеет окно, другой закрыт. Горизонтальные ряды коробов разделяются на подводящие и отводящие. По вертикали эти короба чередуются. Подводящие короба сушильной камеры имеют окна со стороны смесительной камеры топки и служат для подвода агента сушки. Окна отводящих коробов расположены со стороны вентиляторов. Пространство между коробами заполняется зерном, короба же остаются пустыми. Агент сушки, проходя из подводящих коробов в отводящие, пронизывает зерновой слой в шахте, нагревает зерно и удаляет от него испарившуюся влагу. В середине шахты два смежных ряда коробов могут быть сделаны подводящими, при этом направление движения агента сушки изменится с восходящего на нисходящий, в результате нагрев зерна будет равномернее. Иногда подводящие и отводящие короба чередуют в горизонтальном ряду. При этом в вертикальных стенках коробов могут быть сделаны отверстия в виде жалюзи, тогда агент сушки или воздух продувают зерно в горизонтальном и вертикальном направлениях.

Устройство сушильной камеры барабанной зерносушилки

Сушильная камера барабанной зерносушилки представляет собой стальной цилиндр (барабан), разделенный перегородками на четыре или шесть секторов. На внутренней поверхности барабана и перегородках закреплены полочки и лопасти. При вращении барабана зерно поднимается лопастями и свободно пересыпается с них. Агент сушки и зерно подают с одной и той же стороны барабана. Поэтому под действием газового потока зерно медленно перемещается в противоположную сторону цилиндра. Этому же способствует наклон цилиндра.

Зерносушилки: классификация и виды

Устройство и работа

Зерносушилки, нагрев зерна в которых осуществляется за счет сжигания топлива, наиболее распространены в сельском хозяйстве и промышленности. Такие зерносушилки бывают стационарными, т.е. с неподвижно размещенным оборудованием в специальных зданиях, а также передвижными.

Устройство их несложно. Все они имеют нагревательную печь (топку) и камеру для высушиваемого зерна. Топки сушилок чаще всего работают на твердом топливе — дровах, каменном угле и торфе. Камеры для высушиваемого зерна в зависимости от конструкции и производительности сушилки имеют различную форму и объем. Зерно в камере в момент сушки может находиться в неподвижном состоянии (в сушилках периодического действия) или в непрерывном медленном движении (в сушилках непрерывного действия).

Тепловая энергия от топки к высушиваемому зерну во всех современных сушилках передается, главным образом, путем конвективного теплообмена. Конвекцией называется передача теплоты путем перемещения слоев газообразного или жидкого вещества.

Передача тепла конвекцией от топки к зерну производится или потоками нагретого воздуха, или смесью воздуха с топочными газами.

В первом случае воздух нагревается за счет соприкосновения с горячей поверхностью топки или с металлическими трубами, по которым проходят газообразные продукты горения. Тепло, выделяющееся при сгорании топлива, передается воздуху только через кладку печи или стенки специальных труб, а образующиеся топочные газы выбрасываются наружу, вследствие чего теряется большое количество тепловой энергии.

Такие нагревательные устройства называются калориферными. Калориферные топки имеют низкий коэффициент полезного действия и поэтому требуют повышенного расхода топлива.

Значительно более эффективными и экономичными являются устройства, обеспечивающие нагрев зерна смесью топочных газов с воздухом. При этом коэффициент полезного действия топки повышается, а расход топлива резко снижается. Такие нагревательные устройства называются топками прямого действия.

Наиболее широко применяются зерносушилки, работающие на смеси топочных газов с воздухом.

При эксплуатации сушилок с топками прямого действия необходимо предупреждать возможность попадания искр из топки в сушильную камеру, а также осуществлять тщательный контроль и наблюдение за режимом сушки во избежание подачи в зерно чрезмерно горячей газовоздушной смеси.

Основное требование, которому должны удовлетворять все зерносушилки, заключается в том, чтобы зерно в процессе сушки нагревалось равномерно, без пригорания и местных перегревов. Максимальная температура нагрева зерен во избежание их порчи не должна превышать установленных нормативных величин: 40-45° — при сушке семенного зерна и 50-55° — при сушке продовольственно-фуражного зерна. Температура теплоносителя при этом может быть значительно выше.

Сушильные установки по степени сложности и особенностям конструкции делятся на две основные группы: простейшие и механизированные

Основные типы

В зависимости от устройства камеры для высушивания зерна и способа передачи тепловой энергии простейшие зерносушилки могут быть подовыми, стеллажными и жалюзийными (с естественной тягой теплоносителя).

Подовые

Рис. 1. Подовая зерносушилка

Подовая зерносушилка (рис. 1) представляет собой обычную кирпичную печь 1 с выравненной верхней поверхностью 2, на которую тонким слоем (4-6 см) насыпают сырое зерно. Для лучшего использования тепла топочных газов топка имеет развитую систему дымооборотов 3.

Зерно, соприкасаясь с горячей поверхностью пода топки, прогревается неравномерно. Чтобы не допустить пригорания нижних слоев, зерно систематически надо перемешивать. По окончании сушки зерно ссыпают на площадку для охлаждения в естественных условиях.

Производительность такой сушилки примерно 0,5 т зерна в сутки с 1 м 2 площади пода при снижении влажности на 3-4%.

Подовые сушилки малоэффективны: ими расходуется большое количество топлива при малой производительности, нижние слои зерна в них пригорают, в процессе сушки и охлаждения зерна приходится затрачивать большое количество физического труда. Эти зерносушилки сильно устарели, но кое-где еще эксплуатируются.

Стеллажные

В этих сушилках зерно нагревается за счет теплого воздуха, который проходит через тонкий слой зерна, лежащего неподвижно на решетчатом стеллаже. Воздух нагревается от соприкосновения с поверхностью топки или металлическими трубами (калориферами), по которым проходят дымовые продукты. Если в подовой сушилке зерно высушивается в результате соприкосновения с нагретым телом, то в стеллажной нагрев зерна осуществляется конвекционными потоками нагретых топкой масс воздуха. Зерносушилка такого типа показана на рис. 2.

Рис. 2. Стеллажная зерносушилка

В нижней части одноэтажного здания 1 размещается топка 2 с очень развитой системой дымооборотов и большой поверхностью теплоотдачи. Для увеличения поверхности соприкосновения с воздухом в топке делают специальные горизонтальные и вертикальные воздушные каналы 3 с защитным козырьком 4 от попадания в них отходов зерна. Над топкой находятся один или два горизонтальных стеллажа 5 (в виде металлической сетки или настила из плетеных прутьев), на которые насыпается тонким слоем зерно.

Работает зерносушилка следующим образом. При сжигании топлива воздух, находящийся в помещении, нагревается от соприкосновения с горячей поверхностью кладки и поднимается вверх, а на его место по приточным каналам 6 поступает наружный воздух. Теплый воздух, проходя через зерно на стеллаже, нагревает его, отнимает влагу и затем выходит по вытяжным трубам 7 наружу. Температура воздуха обычно не превышает 40-50°.

Стеллажные зерносушилки, как и подовые, обладают большими недостатками. Они расходуют много топлива, малопроизводительны и требуют для обслуживания большой затраты физического труда. Производительность их не превышает 0,5-0,7 т высушенного зерна в сутки с 1 м 2 поверхности стеллажей при снижении влажности его на 3-4%. Стеллажные зерносушилки до сих пор эксплуатируются в небольших колхозах.

Жалюзийные

В описанных выше стеллажных и подовых зерносушилках при сжигании топлива используется только то тепло, которое передается через их стенки, а образующиеся топочные газы вместе с большим количеством тепла бесцельно выбрасываются наружу.

В настоящее время во всех зерносушилках, более совершенных, чем стеллажные и подовые, сушка зерна производится с использованием тепла, находящегося в продуктах горения топлива. Температура дымовых продуктов снижается путем разбавления их наружным воздухом. Нормальное соотношение воздуха и топочных газов вполне обеспечивает получение нужной температуры смеси (теплоносителя) и сушку зерна без перегрева, изменения его цвета, появления на нем копоти и запаха дыма.

Во всех жалюзийных сушилках, принципиальная схема которых показана на рис. 3, теплоноситель 1 (смесь топочных газов с воздухом) пронизывает тонкий слой зерна 2, движущегося сверху вниз между наклонно расположенными полками 3, которые и называются жалюзями. Температура теплоносителя легко регулируется и может быть различной в зависимости от сорта высушиваемого зерна и его назначения. Для семенного зерна она обычно принимается в 55-70° при нагреве самого зерна не выше 40-45°, а для продовольственно-фуражного — от 80 до 110° при нагреве самого зерна до 50-55°.

Рис. 3. Принципиальная схема жалюзийной зерносушилки

Жалюзийные сушилки могут быть простые (с естественной тягой теплоносителя, с ручной загрузкой и выгрузкой зерна) и механизированные.

Из простейших жалюзийных зерносушилок наиболее широко в колхозах применяются сушилки ПЗС-3 системы инженера Ф.Т. Гоголева (рис. 4). Эта сушилка устроена следующим образом. Внутри здания 1 зерносушилки имеется изолированное помещение 2, в центре которого находится топка 3. Боковые стены помещения 2 выполнены в виде жалюзей 4 с загрузочным ларем 5 для зерна, выходящим на чердак, и разгрузочным приспособлением 6. Для вытяжки отработанной газовоздушной смеси имеются вытяжные камеры 7 с трубами 8. Сырое зерно загружается из чердачного помещения в лари; просушенное — периодически порциями выпускается в разгрузочные ящики, а из них в мешки.

Рис. 4. Зерносушилка ПЗС-3 системы инженера Ф.Т. Гоголева

Для сушки зерна разжигают топку и устанавливают режим горения топлива без сажевыделения и копоти. Дымовые продукты при розжиге выбрасываются наружу через растопочную трубу 9. После того как процесс горения установился, растопочную трубу перекрывают задвижкой 10, и продукты горения через специальные отверстия — душники 11 — выходят в помещение 2. Попадая в пространство между сушильными камерами, газы смешиваются с воздухом, который проникает в помещение через приточные каналы 12. Образовавшаяся горячая смесь не имеет другого выхода, кроме как через жалюзи с зерном в вытяжные камеры, а из них — по вытяжным трубам наружу.

Производительность этой сушилки — примерно 300 кг зерна в час при снижении влажности его на 5%. Подобное же устройство имеют зерносушилки ПЗС-2 и ПЗС-4.

Кроме зерносушилок системы Ф.Т. Гоголева, в сельском хозяйстве находят применение простейшие жалюзийные зерносушилки системы А.Ф. Григоровича.

Сушилка Григоровича представляет собой вертикальный, обшитый досками пустотелый цилиндр высотой около 3,2 м и диаметром 1,6 м. Внутри кольцевого пространства цилиндра расположены 24 деревянные жалюзийные колонки.

Сушильная камера установлена на кирпичной топке, сверху ее имеются круглый загрузочный ларь и центральная вытяжная труба.

Газовоздушная смесь из топки поступает сразу во все жалюзийные колонки, высушивает зерно и затем выбрасывается по вытяжной трубе наружу. Производительность этой зерносушилки примерно такая же, как и описанной выше.