CN104719461A - 小型粮食干燥机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种小型粮食干燥机，它包括进料斗，所述进料斗与干燥滚筒的入口连接，干燥滚筒的出口与冷却滚筒的入口连接，冷却滚筒的出口与出料斗连接，干燥滚筒的进气口与秸秆燃烧炉的热空气出口连接；干燥滚筒包括保温外筒，保温外筒内设有内滚筒，内滚筒内壁周向布设有不对称抄板，内滚筒上均设有供热风流通的孔，内滚筒和保温外筒通过封闭套封闭；保温外筒固定不动，所述内滚筒可旋转；内滚筒内设有温度传感器、湿度传感器和微处理器，温度传感器、湿度传感器将采集的数据传递给微处理器，微处理器采用无线方式将数据传输给上位机；干燥滚筒、冷却滚筒、秸秆燃烧炉置于拖车上。本发明既能解决农村秸秆焚烧问题，又能解决粮食干燥问题。

Description

小型粮食干燥机

技术领域

本发明涉及一种干燥机，具体涉及一种小型粮食干燥机。

背景技术

我国是粮食生产和消费大国，由于我国的粮食生产尤其是中小型农户粮食生产过程中的科技化程度不高，粮食生产的数量和质量偏低。据统计，我国粮食收获后在脱粒、晾晒、贮存、运输等过程中的损失高达15%，远超过联合国粮农组织规定的5%的标准。在这些损失中，每年因气候潮湿，湿谷来不及晒干或未达到安全水分而造成的霉变、发芽等损失的粮食高达5%，若按年产5亿吨粮食计算，相当于损失1500万吨粮食。因此粮食的及时干燥和贮藏成为粮食产业链重中之重的一环。

我国主要通过自然晾晒、塔式粮食干燥机及滚筒式粮食干燥机进行粮食干燥。自然晾晒不但时间长，受场地和天气影响大，而且晾晒过程中因粮食遗落也会造成相当数量的粮食损失。塔式粮食干燥机占地面积较大，使用成本高，不适合中小型农户生产；滚筒式粮食干燥机热效率较低，来料不均时易发生返料，内壁粘料量大，且有增灰现象。因此，我们迫切需要一种能适用于中小型农户的、成本低、热效率高的粮食干燥机。

目前我国的秸秆产出量已超过7亿吨，折合成标煤约为3.5亿吨。每年秸秆的焚烧现象屡禁不止，对环境的污染性极大，秸秆的直接焚烧会导致大气中二氧化硫、二氧化氮、可吸入颗粒物三项污染指数达到高峰值。秸秆的处理一直是亟待解决的问题，制约秸秆有效利用的瓶颈主要是回收成本过高。

因此，我们迫切需要一种既能解决掉农村秸秆直接焚烧问题，又能解决粮食干燥问题的机器。

发明内容

本发明的目的在于提供一种既能解决掉农村秸秆直接焚烧引起的污染问题，又能解决粮食干燥问题的小型粮食干燥机。

本发明是这样实现的：

一种小型粮食干燥机，它包括进料斗、干燥滚筒、冷却滚筒、秸秆燃烧炉、出料斗、拖车，所述进料斗、干燥滚筒、冷却滚筒、秸秆燃烧炉和出料斗置于拖车上；

所述进料斗与干燥滚筒的入口连接，所述干燥滚筒的出口与冷却滚筒的入口连接，所述冷却滚筒的出口与所述出料斗连接，所述秸秆燃烧炉的热空气出口与干燥滚筒的热风入口连接；

所述干燥滚筒包括带热风入口和热风出口的保温外筒，所述保温外筒内设有内滚筒，所述内滚筒内壁周向布设有不对称抄板，所述内滚筒上均设有供热风流通的孔，所述内滚筒和保温外筒通过封闭套封闭；所述保温外筒固定不动，所述内滚筒可旋转；

所述内滚筒内设有温度传感器、湿度传感器和微处理器，温度传感器、湿度传感器将采集的数据传递给微处理器，微处理器采用无线方式将数据传输给上位机；

所述秸秆燃烧炉包括秸秆进料口，所述秸秆进料口与燃烧堂相连通，所述燃烧堂下设有灰烬排出口，所述燃烧堂上设有热交换室，所述热交换室上设有冷空气进口、热气出口。

按上述方案，所述热交换室内设有三个热交换筒，第一热交换筒的下端通过第一横板与热交换室的热气腔壁连接，所述第一热交换筒的上端通过第二横板与第二热交换筒的上端连接，所述第二热交换筒的下端通过第三横板与第三热交换筒的下端连接，所述第三热交换筒的上端通过呈三角形盖板密封，所述冷空气进口位于三角形盖板的顶部，所述热空气出口与第一热交换筒和热气腔壁形成的空气腔连通，所述热气出口与第二热交换筒和第三热交换筒形成的热气腔连通；

所述热气腔壁位于置于第一热交换筒和第二热交换筒之间，且与第二横板有间距。

按上述方案，所述不对称抄板包括倾斜面和垂直面，所述倾斜面的一端与第一连接板连接，所述倾斜面的另一端与垂直面的一端连接，所述垂直面的另一端与第二连接板连接；所述第一连接板和第二连接板与内滚筒内壁连接。

按上述方案，所述倾斜面与垂直面形成的最小夹角α为37-44°，所述倾斜面与垂直面形成的最大夹角β为49-55°。

按上述方案，所述倾斜面与垂直面形成的最小夹角α为43°，所述倾斜面与垂直面形成的最大夹角β为54°

按上述方案，所述保温外筒的底部设有集灰槽。

按上述方案，所述保温外筒与内滚筒之间设有引热挡板。

按上述方案，所述秸秆燃烧炉的热空气出口处设有温度传感器，所述温度传感器通过数据处理单元与所述上位机连接，所述冷却滚筒内设有温度传感器和湿度传感器，所述温度传感器和湿度传感器通过数据处理单元与所述上位机连接，所述上位机控制秸秆燃烧炉的热空气出口处的阀门、干燥滚筒的出口处的阀门、冷却滚筒的出口处的阀门。

按上述方案，所述无线传输方式采用蓝牙传输。

按上述方案，所述干燥滚筒、冷却滚筒置于拖车上的支架上。

本发明中的干燥滚筒为一种新的径流式结构，干燥的热介质由秸秆燃烧炉燃烧后，洁净的二次热风（热空气）沿直径方向穿过干燥滚筒的内滚筒，从粮食内部通过，与粮食进行热交换，带走稻谷中的水分，达到干燥的目的。同时径向热风有利于形成紊流，大大提高了气体热交换效率，使粮食干燥效率明显提高。采用双滚筒式结构和不对称抄板结构，将上下料以及粮食干燥集中到一个滚筒内，有效减小滚筒长度和体积，降低了制造成本，更利于中小型农户使用。

本发明的有益效果在于：

1、采用径向热风穿过干燥滚筒的内滚筒，解决现有滚筒式粮食干燥过程中热效率低的问题，提高了粮食的干燥效率及质量；

2、滚筒转动时不对称抄板的倾斜面对粮食有轴向分力作用，在滚筒旋转的同时推动粮食前进；在滚筒进行粮食干燥过程中，不对称抄板的的垂直面与粮食接触，滚筒的旋转仅带动抄板扬起粮食，并逐渐散布在整个筒体截面上，即撒向热气流中，增加了粮食与热气流的接触面积，提高了粮食的干燥效率，并使粮食干燥均匀；

3、充分利用粮食收获过程中的附属产物—秸秆，通过秸秆代替煤等化石燃料的燃烧，不仅降低了干燥成本，而且有效利用了资源并缓解了秸秆直接焚烧所导致的资源浪费及环境污染问题；

4、采用多组温湿度传感器，能够实现粮食干燥过程中的自动化控制，实现对粮食干燥过程中质量的实时监测和质量预估，以保证粮食干燥后的质量。

附图说明

图1为本发明小型粮食干燥机的三维示意图；

图2为干燥滚筒的结构示意图；

图3为图2的A-A剖视图；

图4为干燥滚筒的内部结构示意图；

图5为不对称抄板的主视示意图；

图6为不对称抄板的俯视示意图；

图7为不对称抄板的仰视示意图；

图8为秸秆燃烧炉的结构示意图；

图9为秸秆燃烧炉的剖视图；

图10为秸秆燃烧炉燃烧膛的结构示意图；

图11为数据传输电路图；

图12为本发明的工作流程图。

图中：1、进料斗，2、冷却滚筒，3、支架，4、干燥滚筒，5、秸秆燃烧炉，6、拖车，7、保温外筒，8、封闭套，9、内滚筒，10、引热挡板，11、热风入口，12、热风出口，13、不对称抄板，14、倾斜面，15、垂直面，16、热空气出口，17、冷空气进口，18、灰烬排出口， 20、孔，21、第一连接板，22、热气出口，23、第一热交换筒，24、第一横板，25、第二热交换筒，26、第二横板，27、第三热交换筒，28、第三横板，29、三角形盖板，30、热气腔壁，31、秸秆进料口，32、燃烧堂，33、第二连接板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的说明。

参见图1-图12，一种小型粮食干燥机，它包括进料斗1、干燥滚筒4、冷却滚筒2、秸秆燃烧炉5、出料斗、拖车6，所述进料斗1、干燥滚筒4、冷却滚筒2、秸秆燃烧炉5和出料斗置于拖车上，以便操作人员移动小型粮食干燥机，为了安装方便和方便秸秆燃烧炉5中的热空气进入干燥滚筒4，所述干燥滚筒4和冷却滚筒2置于拖车6上的支架3上；

所述进料斗1与干燥滚筒4的入口连接，所述干燥滚筒4的出口与冷却滚筒2的入口连接，所述冷却滚筒2的出口与所述出料斗连接，所述秸秆燃烧炉5的热空气出口16与干燥滚筒4的热风入口11连接；

所述干燥滚筒4包括带热风入口11和热风出口12的保温外筒7，所述保温外筒7内设有内滚筒9，所述内滚筒9内壁周向布设有不对称抄板13，所述内滚筒9上均设有供热风流通的孔20，所述内滚筒9和保温外筒7通过封闭套8封闭；为了确保粮食与热空气的良好接触，我们将保温外筒7设计成固定不动，将内滚筒9设计成可旋转结构（内滚筒9可与电机连接，实现旋转功能），当热气进入保温外筒7后，通过内滚筒9上的孔20径向流入内滚筒9内，粮食在内滚筒9内随着内滚筒9旋转，受热更均匀；因粮食在旋转过程中，会产生大量的灰，可以在保温外筒7的底部设置用于集中处理粮食干燥过程中的粉尘的集灰槽，以便日后清理；为了更好的利用热空气，可以在保温外筒7与内滚筒9之间设置引热挡板10；

为了便于掌握粮食的干燥情况和确保粮食的干燥质量，可以在内滚筒9内设温度传感器、湿度传感器和微处理器，温度传感器、湿度传感器将采集的数据传递给微处理器，微处理器采用无线方式（在较佳实施例中，采用蓝牙无线传输方式）将数据传输给上位机；

所述秸秆燃烧炉5包括秸秆进料口31，所述秸秆进料口31与燃烧堂32相连通，所述燃烧堂32下设有灰烬排出口18，所述燃烧堂32上设有热交换室，所述热交换室上设有冷空气进口17、热气出口。

为了实现良好的热交换，使秸秆燃烧炉5中的热气得到充分利用，可以在热交换室内设置三个热交换筒，第一热交换筒23的下端通过第一横板24与热交换室的热气腔壁30连接，所述第一热交换筒23的上端通过第二横板26与第二热交换筒25的上端连接，所述第二热交换筒25的下端通过第三横板28与第三热交换筒27的下端连接，所述第三热交换筒27的上端通过三角形盖板29密封，所述冷空气进口17位于三角形盖板29的顶部，所述热空气出口16与第一热交换筒23和热气腔壁30形成的空气腔连通，所述热气出口22与第二热交换筒25和第三热交换筒27形成的热气腔连通；所述热气腔壁30置于第一热交换筒23和第二热交换筒25之间，且与第二横板24有间距。

为了更好的使粮食在干燥滚筒4内干燥，所述不对称抄板13包括倾斜面14和垂直面15，所述倾斜面14的一端与第一连接板21连接，所述倾斜面14的另一端与垂直面15的一端连接，所述垂直面15的另一端与第二连接板33连接；为了更好的将不对称抄板13固定在干燥滚筒4上，所述第一连接板21和第二连接板33与内滚筒9的内壁连接。为了更好的达到干燥效果，所述倾斜面14与垂直面15形成的最小夹角α为37-44°，所述倾斜面14与垂直面15形成的最大夹角β为49-55°（在较佳实施例中，可以使倾斜面14与垂直面15形成的最小夹角α为43°，倾斜面14与垂直面15形成的最大夹角β为54°）。

为了更好的节能减排，可以在秸秆燃烧炉5的热空气出口16处设温度传感器，该温度传感器通过数据处理单元与所述上位机连接；为了达到良好的冷却效果，及实时监控粮食的冷却情况，可以在冷却滚筒2内设温度传感器和湿度传感器，该温度传感器和湿度传感器通过数据处理单元与所述上位机连接，上位机控制秸秆燃烧炉5的热空气出口16处的阀门开启大小及开启速度、干燥滚筒4的出口处阀门的开启大小、冷却滚筒2的出口阀门的开启大小、内滚筒的旋转速度，实现全自动操作，具体参见图12。

本发明的保温外筒7固定不动，主要起到保温、导流作用，对提高热效率及引导热气流作用明显。内滚筒9为干燥筒，与保温外筒7发生相对转动，内滚筒9的筒壁均布有大量小孔，内滚筒9用于乘纳粮食，热空气通过小孔径向流入内滚筒9内干燥粮食。径向干燥由内向外进行，确保筒内粮食均能受热气流作用，有效提高了热交换的表面积，同时单位体积筒的容粮量也相应提高。内滚筒9上均布有不对称抄板13，起搅拌和输送粮食的作用。为保证径向流动的可靠性，我们在内外滚筒之间设计有引热挡板10，以引导气体流动，保证热气流处在可控的状态。

本发明将上下料和粮食干燥集中在同一个筒内完成。抄板的小倾角为43°，大倾角为54°，在滚筒上下料时倾斜面14与粮食接触，内滚筒9转动时垂直面15对粮食有轴向分力作用，在内滚筒9旋转的同时能够推动粮食前进。在滚筒进行粮食干燥过程中，垂直面15与粮食接触，内滚筒9的旋转仅带动不对称抄板13扬起粮食，并逐渐散布在整个筒体截面上，即撒向热气流中，用来增加粮食与热气流的接触面积，强化物料与热气流的热质交换,促进干燥过程的高效进行。

本发明中的秸秆燃烧炉5中的热交换室由多层圆形金属板层叠而成，其中热交换集中区通过增大接触范围来增加热交换效率，热交换集中区有连续的三层空气加热层，使冷热空气对流，保证冷热空气充分热交换，热交换效率高且交换后温度高。

本发明中，粮食被干燥时所处的环境温度在+60℃～+80℃，选取DS18B20作为温度传感器；受潮的粮食湿度普遍在40%以上，若要达到干燥的效果需要将粮食的湿度降到20%以下，选取含有已校准数字信号输出的DHT11和DHT21作为温度传感器。将温、湿度传感器和微处理器全部设置在内滚筒9上，采用HC-05蓝牙无线模块来传输采集到的内滚筒9的温、湿度数据 ，再将信号通过蓝牙模块发送至上位机。上位机实现对接收到的数据处理和反馈，参见图11。

本发明因其体积小、结构简单、成本低，因此能适用于广大中小型农户。又因其节能减排，适合于大面积推广。

Claims (7)

1.一种小型粮食干燥机，其特征在于：它包括进料斗、干燥滚筒、冷却滚筒、秸秆燃烧炉、出料斗、拖车，所述进料斗、干燥滚筒、冷却滚筒、秸秆燃烧炉和出料斗置于拖车上；

所述进料斗与干燥滚筒的入口连接，所述干燥滚筒的出口与冷却滚筒的入口连接，所述冷却滚筒的出口与所述出料斗连接，所述秸秆燃烧炉的热空气出口与干燥滚筒的热风入口连接；

所述干燥滚筒包括带热风入口和热风出口的保温外筒，所述保温外筒内设有内滚筒，所述内滚筒内壁周向布设有不对称抄板，所述内滚筒上均设有供热风流通的孔，所述内滚筒和保温外筒通过封闭套封闭；所述保温外筒固定不动，所述内滚筒可旋转；

所述内滚筒内设有温度传感器、湿度传感器和微处理器，温度传感器、湿度传感器将采集的数据传递给微处理器，微处理器采用无线方式将数据传输给上位机；

所述秸秆燃烧炉包括秸秆进料口，所述秸秆进料口与燃烧堂相连通，所述燃烧堂下设有灰烬排出口，所述燃烧堂上设有热交换室，所述热交换室上设有冷空气进口、热气出口。

2.如权利要求1所述的小型粮食干燥机，其特征在于：所述热交换室内设有三个热交换筒，第一热交换筒的下端通过第一横板与热交换室的热气腔壁连接，所述第一热交换筒的上端通过第二横板与第二热交换筒的上端连接，所述第二热交换筒的下端通过第三横板与第三热交换筒的下端连接，所述第三热交换筒的上端通过三角形盖板密封，所述冷空气进口位于三角形盖板的顶部，所述热空气出口与第一热交换筒和热气腔壁形成的空气腔连通，所述热气出口与第二热交换筒和第三热交换筒形成的热气腔连通；

所述热气腔壁位于第一热交换筒和第二热交换筒之间，且与第二横板有间距。

3.如权利要求1所述的小型粮食干燥机，其特征在于：所述不对称抄板包括倾斜面和垂直面，所述倾斜面的一端与第一连接板连接，所述倾斜面的另一端与垂直面的一端连接，所述垂直面的另一端与第二连接板连接；所述第一连接板、第二连接板与内滚筒内壁连接。

4.如权利要求3所述的小型粮食干燥机，其特征在于：所述倾斜面与垂直面形成的最小夹角α为37-44°，所述倾斜面与垂直面形成的最大夹角β为49-55°。

5.如权利要求1所述的小型粮食干燥机，其特征在于：所述保温外筒的底部设有集灰槽。

6.如权利要求1或5所述的小型粮食干燥机，其特征在于：所述保温外筒与内滚筒之间设有引热挡板。

7.如权利要求1所述的小型粮食干燥机，其特征在于：所述秸秆燃烧炉的热空气出口处设有温度传感器，所述温度传感器通过数据处理单元与所述上位机连接，所述冷却滚筒内设有温度传感器和湿度传感器，所述温度传感器和湿度传感器通过数据处理单元与所述上位机连接，所述上位机控制秸秆燃烧炉的热空气出口处的阀门、干燥滚筒的出口处的阀门、冷却滚筒的出口处的阀门。