CN105767164B - 一种作物种子多场协同干燥机 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种作物种子多场协同干燥机，包括热风炉、换热器、热风管道、烟气管道、比例阀、远红外线发生装置、缓苏段、降压闪蒸干燥段、逆混流引风干燥段、排粮段、进气角盒、排气角盒、排气管道、引流管、引风机、除尘室、提升机、排粮装置、机下皮带机、水分及干燥温度在线检测仪。本发明通过回收干燥系的烟气余热，产生远红外线热辐射，改善种子组织功能，强化传热，采用降压闪蒸快速干燥和逆混流引风干燥多场协同、提高了干燥速率和干燥均匀度，种子在自身重力下流动，不会产生机械损伤和残留种子，大幅度提高干燥机的通用性，结构简单、适应各类作物种子及颗粒物料的干燥，有效解决现有技术中干燥效率低、去水慢、干燥不均、能耗高等问题。

Description

一种作物种子多场协同干燥机

技术领域

本发明涉及作物种子干燥技术领域，尤其涉及一种作物种子多场协同干燥机及其干燥方法。

背景技术

作物种子包括粮食作物种子、油料作物种子、蔬菜种子等，干燥工艺和方法对其活力、发芽率、加工性及耐储藏性产生很大影响。为了强化干燥过程、提高干燥速率、节约能耗，围绕静置层干燥，流动层(横流、顺流、逆流、混流)干燥、连续干燥、循环式干燥-缓苏等各种工艺方式和***主观热量消耗等，设计了多种不同结构形式的干燥机。基于的设计理念是供热、去水，普遍的做法是人为地把空气加热，送入干燥层，由干燥空气向种子提供水分汽化所需的热量并接纳水分，然后带到机外，存在的共同缺陷是：设计干燥机时，把节能降耗、改良品质的注意力集中在了主观热量消耗上，却忽视了干燥系不同形式的客观的有效利用和多场协同去水的作用。这种做法不仅在干燥机作业效率和节能方面难以有实质性的进步，而且，只能依赖抬高热风温度来强化干燥过程，提高干燥速率，在通风时，种子经历的是持续升温的过程，会经常出现种子的温度超过限定值，从而影响其干燥品质，并且，这种方法去水的均匀性差、能耗高，干燥机的通用性较差。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种适应粮食、油料、蔬菜等各类作物种子，干燥效率高、能耗低，干燥速度快、均匀性好并能保持种子活力的多场协同干燥机。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种作物种子多场协同干燥机，包括干燥机本体、热风炉、换热器、热风管道、烟气管道、比例阀、远红外线发生装置、进气角盒、排气角盒、排气管道、引风机、除尘室、提升机、以及机下皮带机；所述干燥机本体的顶部设有进料口，底部设有出料口，干燥机本体内自上而下依次设置缓苏段、降压闪蒸干燥段、逆混流引风干燥段和排粮段；所述缓苏段上端与进料口相通，排粮段下端与出料口相通；所述降压闪蒸干燥段设计在逆混流引风干燥段的上方。种子干燥是远红外线热辐射、降压闪蒸、逆混流引风多场协同作用的结果。

所述热风炉、换热器、热风管道依次连接，所述热风管道的出风口与逆混流引风干燥段进风侧相连通，热风经换热器、逆混流引风干燥段、排气管道、引风机到达除尘室。所述烟气管道、比例阀和远红外线发生装置依次连接，所述换热器的出烟口与烟气管道连通，烟气经换热器、烟气管道、比例阀、远红外线发生装置、排气管道、引风机到达除尘室；该远红外线是利用干燥***中的烟气余热在远红外线发生装置上产生的。所述排气管道、引风机和除尘室依次连接，排气管道的进风口分别与远红外线发生装置的出风口和逆混流引风干燥段的出风口连通，将热风和烟气送至除尘室。

所述远红外线发生装置位于缓苏段的下方，逆混流引风干燥段的上方；所述排气角盒的下缘与降压闪蒸干燥段的下缘平齐，排气角盒的出风端与排气管道连通；所述进气角盒位于排气角盒的下方，且与排气角盒水平反向排列并错位设置，其下缘与逆混流引风干燥段的下缘平齐，进风端与热风管道连通，使热风从下往上穿过逆混流引风干燥段后到达排风管道；所述降压闪蒸干燥段实现的是种子在远红外线辐射场中降压闪蒸干燥，压差是由引风机的进风端匹配逆混流引风干燥段的厚度实现的。

所述机下皮带机位于出料口的下方，收集排粮段排出的种子；所述提升机设置在干燥机的一侧，一端与机下皮带机连接，另一端延伸至进料口，将种子从机下皮带机运输至进料口。

所述作物种子多场协同干燥机，其中，所述进气角盒的进风端开口比另一端大，另一端与干燥机本体连接；所述排气角盒的出风端开口比另一端大，另一端与干燥机本体连接；所述进气角盒和排气角盒的底部均设为敞开结构。

相邻进气角盒间的间距大于其角盒的断面宽度；相邻排气角盒间的间距大于其角盒的断面宽度。

所述排气管道上还设有引流管，所述引流管设置在排气管道的底部，其作用是***积水。

所述排粮段还包括用于检测种子水分和温度的检测仪；所述检测仪固定在干燥机本体上，位于排粮装置的下方。

所述的排粮装置设置在排粮段内，它是一个可由曲柄连杆机构驱动做往复运动的机件。

所述远红外线发生装置采用普通碳钢制作而成。

本发明的工作原理是：种子由提升机提升到干燥机的顶部，从进料口处落入干燥机本体，干燥机装满后，按顺序开启引风机、机下皮带机、提升机和排粮装置。种子便在干燥机内完全依赖自重，顺着向下缓慢流动，直至散落到机下皮带机上。机下皮带机把排出的种子再次送回提升机，再由提升机提升到干燥机的顶部，送入干燥机本体，实现循环干燥，与此同时，热风炉中的烟气，在引风机的引力下，流经换热器、比例阀后，进入远红外线发生装置，在远红外线发生装置中把其携带的部分余热转化成远红外辐射能，提供给流动的种子。由于远红外线发生装置设计在干燥机内，周围被松散流动的种子所包围；所以，远红外线发生装置对干燥机内种子的总辐射角系数等于1，即远红外线发生装置外表产生的辐射能会全部被种子吸收，补充了种子的内能，改善了种子的组织功能。又因为本发明采用逆混流引风干燥方式，所以，排气角盒中的空气压力必然远低于缓苏段内的空气压力，这样就使降压闪蒸干燥段的上下自然形成了较大的空气压差，很显然，种子在流经降压闪蒸干燥段时，经历的是伴随连续向下流动降压的同时，连续吸收辐射能的过程。在该过程中，当压力低于其所对应的饱和温度时，高湿种子上的自由水就要消耗种子的内能发生闪蒸，从而使种子的温度迅速降低。这样就实现了高湿种子在远红外线辐射场中的降压闪蒸干燥。这种干燥方式既能大幅度强化干燥过程，又能保证种子自身的干燥温度不超限，同时，也能利用远红外线的调节作用，改良种子的组织功能，提高种子的干燥品质。

本发明利用干燥***中的烟气余热在远红外线发生装置中发生远红外线的原理，强化种子表面传热、改善种子组织功能，通过逆混流引风降压，实现种子闪蒸干燥和自身降温。与现有技术相比，具有保持种子高活力、快速去水、适应不同地区、以及多场协同干燥机的优点，具体体现如下：

一、高湿种子在远红外线辐射场中降压闪蒸干燥，既有效提高了种子的干燥效果，又保证了种子自身的干燥温度不超限，同时也利用了远红外线的调节作用，改良了种子组织功能，提高了种子干燥的品质。

二、本发明采用上下错位排列的排气角盒和进气角盒结构，基于逆混流干燥原理，使种子在干燥过程中不断换位并改变流动形态，实现了种子在各个方向上均匀受热，提高了种子干燥的均匀性。

三、种子在干燥机内完全依赖自重自上而下地流动，不需要其他机构辅助驱动，既不会损伤种子，机内也不会残留种子，并且结构简单、操作简便，有效提高了干燥机的通用性，适应各类作物种子及颗粒物料的干燥。

附图说明

图1是本发明所提供的干燥机的主视图。

图2是本发明所提供的干燥机的左视图。

图3是本发明所提供的干燥机本体的主视图。

图4是本发明所提供的远红外线发生装置的主视图。

图5是本发明所提供的远红外线发生装置的左视图。

图6是本发明所提供的排气角盒的主视图。

图7是本发明所提供的排气角盒的左视图。

图中的标号对应的名称如下：110—干燥机本体；210—热风炉、220—换热器、230—热风管道；310—缓苏段、320—降压闪蒸干燥段、321—远红外线发生装置、322—膨胀室、323—比例阀、324—灰舌；330—逆混流引风干燥段、331—进气角盒、332—排气角盒；340—排粮段、341—排粮装置、342—检测仪；410—提升机、420—机下皮带机；510—排气管道、511—引流管、520—引风机、530—除尘室。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明作进一步说明。

结合图1、图2和图3所示，本发明公开了一种作物种子多场协同干燥机，该干燥机尤其适合用于高湿粮食作物种子、油料作物种子、蔬菜种子的干燥。本干燥机包括干燥机本体110、热风炉210、换热器220、热风管道230、烟气管道、比例阀323、远红外线发生装置321、进气角盒331、排气角盒332、排气管道510、引风机520、除尘室530、提升机410、以及机下皮带机420。所述干燥机本体110的顶部设有进料口，底部设有出料口，干燥机本体110内自上而下设有缓苏段310、降压闪蒸干燥段320、逆混流引风干燥段330和排粮段340。

本干燥机的种子流动方式为循环流动，沿种子流动方向包括依次设置提升机410、塔顶、缓苏段310、降压闪蒸干燥段320、排气角盒332、逆混流引风干燥段330、进气角盒331、排粮段340、排粮装置341、水分及干燥温度在线检测仪342、机下皮带机420。伴随干燥过程的烟气流动方向，依次设置热风炉210、换热器220、烟气管道、远红外线发生装置321、排气管道510、引风机520、除尘室530。沿伴随干燥过程的热风流动方向，依次设置热风炉210、换热器220、热风管道230、进气角盒331、逆混流引风干燥段330、排气角盒331、排气管道510、引风机520、除尘室530。

所述缓苏段310的上端与进料口连通，种子进入干燥机本体110后直接落入缓苏段310内。排粮段340下端与出料口连通，种子经排粮段340，由排粮装置341有序地排出干燥机本体110，落入机下皮带机420，机下皮带机420将种子输送至提升机410，提升机410将种子送回到进料口，使种子不断循环流动。所述降压闪蒸干燥段320设计在逆混流引风干燥段330的上方，种子干燥是由远红外线热辐射、降压闪蒸、逆混流引风多场协同作用的结果。

所述热风炉210、换热器220、热风管道230依次连接，所述热风管道230的出风口与逆混流引风干燥段330连通，热风经换热器220、逆混流引风干燥段330、排气管道510、引风机520到达除尘室530。所述烟气管道、比例阀323和远红外线发生装置321依次连接，所述换热器220的出烟口与烟气管道连通，烟气经换热器220、烟气管道、比例阀323、远红外线发生装置321、排气管道510、引风机520到达除尘室530；该远红外线是利用干燥***中的烟气余热在远红外线发生装置321上产生，并向松散流动的种子辐射。所述排气管道510、引风机520和除尘室530依次连接，排气管道510的进风口分别与远红外线发生装置321的出风口和逆混流引风干燥段330的出风口连通，将热风和烟气送至除尘室530。

所述远红外线发生装置321位于缓苏段310的下方，对松散流动的种子进行远红外线辐射。

结合图1至图7所示，所述进气角盒331的进风端开口比另一端大，另一端与干燥机本体110连接；所述排气角盒332的出风端开口比另一端大，另一端与干燥机本体110连接。所述进气角盒331和排气角盒332的底部均设为敞开结构。所述排气角盒332的下缘与降压闪蒸干燥段320的下缘平齐，排气角盒332的出风端与排气管道510连通。所述进气角盒331位于排气角盒332的下方，且与排气角盒332水平反向排列并错位设置，进气角盒331的下缘与逆混流引风干燥段330的下缘平齐，进风端与热风管道230连通，使热风从下往上穿过逆混流引风干燥段330后到达排风管道510。所述降压闪蒸干燥段320实现的是种子在远红外线辐射场中降压闪蒸干燥，压差是由引风机的进风端匹配逆混流引风干燥段330的厚度实现的。

所述机下皮带机420位于出料口的下方，收集排粮段340排出的种子；所述提升机410设置在干燥机的一侧，一端与机下皮带机420连接，另一端延伸至进料口，将种子从机下皮带机420运输至进料口，使种子在干燥机内循环干燥。

优选的，为了避免高湿种子在干燥过程中出现桥架现象，所述进气角盒331间隔排列设置，相邻所述进气角盒331的间距大于其断面宽度。所述排气角盒332间隔排列设置，相邻所述排气角盒332的间距大于其断面宽度。

优选的，为了方便排出种子，所述干燥机还包括将种子有序地从出料口排出的排粮装置341，所述排粮装置341设置在排粮段340内，是一个可由曲柄连杆机构驱动做往复运动的机件。种子进入排粮装置341后随排粮装置341做往复运动，在往复运动的过程中按顺序散落到机下皮带机420。

进一步的，为了控制进入远红外线发生装置321的烟气流量，获得更好的干燥效果。本实施例中的降压闪蒸干燥段320还包括膨胀室322、以及灰舌324。所述膨胀室322设置在远红外线发生装置321的一端，并与比例阀323的一端连通。所述比例阀323的另一端分别与进风管道和灰舌324连通，控制进入膨胀室322的风量；所述灰舌324竖直设置，将沉积的烟灰颗粒排出。热风炉210产生的烟气从比例阀323进入膨胀室322后膨胀，其流速会降低，较大的烟尘颗粒会在此沉积。若比例阀323的开度较小或停止引风时，烟尘颗粒会在自身重力的作用下，自动从灰舌324管道排出。

进一步的，在严寒低温的环境下干燥时，为了防止干燥废气在排气管道510中凝结成液态水大量沉积。如图1所示，本实施例中的排气管道510上还设有用于排出积水的引流管511，所述引流管511设置在排气管道510的底部，当排气管道510产生积水，积水会在自身重力作用下从引流管511流出。

进一步的，为了实时监控干燥机的运行状态，出现故障后能够及时处理。本实施例中的排粮段340还包括用于检测水分和干燥温度的检测仪342。所述检测仪342为在线检测仪342，固定在干燥机本体110上，位于排粮装置341的下方。

本实施例中的水分及干燥温度在线检测仪342、比例阀323可以在市场上购得，远红外线发生装置321采用普通碳钢制作而成。

本发明提供的作物种子多场协同干燥机工作时，种子由提升机410提升到干燥机的塔顶落入干燥机，干燥机装满后，按顺序开启引风机520、提升机410、机下皮带机420、排粮装置341。种子便在干燥机内完全依赖自重，顺序向下缓慢流动，散落到机下皮带机420上，由机下皮带机420把排出的种子送回提升机410，再由提升机410提升到塔顶，实现循环干燥，与此同时，热风炉210中的烟气，在引风机520的引力下，流经换热器220后，进入远红外线发生装置321，在远红外发生装置321中把其携带的部分余热转化成远红外线辐射能，提供给流动的种子，由于远红外线发生装置321设计在干燥机内，周围被松散流动的种子所包围，所以，远红外线发生装置321对干燥机内种子的总辐射角系数等于1，即远红外线发生装置321的外表产生的辐射能会全部被种子吸收，转化为种子的内能，又因为干燥采用了逆混流引风干燥方式，排气角盒332中的空气压力必然远低于缓苏段310内的空气压力，这样就使降压闪蒸干燥段320的上下自然形成了较大的空气压差，很显然，种子在充满红外线热辐射的降压闪蒸干燥段320内，经历的是伴随向下流动连续降压的过程。在该过程中，当压力低过种子表面温度所对应的饱和压力时，高湿种子上的自由水就要消耗种子的内能发生闪蒸，从而使种子的温度迅速降低，这样就实现了高湿种子在远红外线辐射场中的降压闪蒸干燥，既大幅度强化了干燥过程，又保证了种子自身的干燥温度不超限，也利用了远红外线调节作用，改良了种子组织功能，提高了干燥品质。由于种子进入干燥机后，完全依赖自重连续流动，所以，种子从降压闪蒸干燥段流入逆混流引风干燥段330时，受上下错位排列的排气角盒332和进气角盒331的导向作用不断换位并改变流态，使得种子在各个方向上均匀受风，不仅提高了种子干燥的均匀性，同时，也不会产生机械损伤和在干燥机内残留种子，大幅度提高了干燥机的通用性，适应各类作物种子及颗粒物料的干燥。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，例如，对本发明中的各组分的常见/惯用的替换等，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种作物种子多场协同干燥机，其特征在于，包括干燥机本体、热风炉、换热器、热风管道、烟气管道、比例阀、远红外线发生装置、进气角盒、排气角盒、排气管道、引风机、除尘室、提升机、以及机下皮带机；所述干燥机本体的顶部设有进料口，底部设有出料口，干燥机本体内自上而下依次设置设有缓苏段、降压闪蒸干燥段、逆混流引风干燥段和排粮段；所述缓苏段上端与进料口相通，排粮段下端与出料口相通；

所述热风炉、换热器、热风管道依次连接，所述热风管道的出风口与逆混流引风干燥段的进风侧相连通，将热风送至逆混流引风干燥段内；所述烟气管道、比例阀和远红外线发生装置依次连接，所述换热器的出烟口与烟气管道连通，将烟气送至远红外线发生装置；所述排气管道、引风机和除尘室依次连接，排气管道的进风口分别与远红外线发生装置的出风口和逆混流引风干燥段的出风口连通，将热风和烟气送至除尘室；

所述远红外线发生装置位于缓苏段的下方，逆混流引风干燥段的上方；所述排气角盒的下缘与降压闪蒸干燥段的下缘平齐，排气角盒的出风端与排气管道连通；所述进气角盒位于排气角盒的下方，且与排气角盒水平反向排列并错位设置，其下缘与逆混流引风干燥段的下缘平齐，进风端与热风管道连通，使热风从下往上穿过逆混流引风干燥段后到达排风管道；远红外线是由所述远红外线发生装置回收干燥***中烟气余热产生的；

所述机下皮带机位于出料口的下方，收集排粮段排出的种子；所述提升机设置在干燥机的一侧，一端与机下皮带机连接，另一端延伸至进料口，将种子从机下皮带机运输至进料口；

所述进气角盒的进风端开口比另一端大；所述进气角盒和排气角盒分别与干燥机本体固定连接；所述进气角盒和排气角盒的底部均设为敞开结构。

2.根据权利要求1所述作物种子多场协同干燥机，其特征在于，相邻所述进气角盒间的间距大于进气角盒的断面宽度；相邻所述排气角盒间的间距大于排气角盒的断面宽度。

3.根据权利要求1或2所述作物种子多场协同干燥机，其特征在于，所述排气管道上还设有引流管，所述引流管设置在排气管道的底部，将积水排出。

4.根据权利要求1或2所述作物种子多场协同干燥机，其特征在于，所述排粮段还包括用于检测水分和温度的检测仪；所述检测仪固定在干燥机本体上，位于排粮装置的下方。

5.根据权利要求1或2所述作物种子多场协同干燥机，其特征在于，所述干燥机还包括将种子有序地从出料口排出的排粮装置，所述排粮装置设置在排粮段内，是一个由曲柄连杆机构驱动，并做往复运动的装置。

6.根据权利要求1或2所述作物种子多场协同干燥机，其特征在于，所述远红外线发生装置采用普通碳钢制作而成。