專利名稱：谷物復合工藝干燥機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及農產品加工機械設備，尤指一種谷物復合工藝干燥機。
傳統的谷物干燥機進行谷物干燥多為單一干燥工藝和單一風溫，其優點是制造簡單、技術難度小，但其缺點是浪費能源、干燥后物料水份存有不均勻性，谷物品質不易得到保證，諸如稻谷烘干后爆腰率明顯提高，特別對于熱敏感性強的谷物不能實現快速干燥。
針對現有谷物干燥機的不足之處，本實用新型的主要目的是提供一種高效節能、保證物料干燥品質、可廣泛應用于農產品中多種顆粒狀物料干燥降水用途的谷物復合工藝干燥機。
首先，本實用新型的設計人在多年理論研究和實際試驗的基礎上，根據物料干燥自身具有的水分擴散轉移規律，提出了順、混流干燥加緩蘇的復合干燥理論和工藝方法，該方法克服了單一工藝干燥機的弱點，本實用新型所設計的谷物復合工藝干燥機是特為配合該方法而設計出的。
本實用新型的具體技術構成是一種谷物復合工藝干燥機，其為矩形箱式組合結構，頂部為設有進料口的料箱，料箱下兩側為干燥室，中部為風室，其特征是兩側干燥室結構相同并對稱設置，兩側的干燥室從上向下依次為分為順流干燥段、緩蘇換向交換段、混流干燥段、緩蘇段、順流干燥段、緩蘇換向交換段、混流干燥段、緩蘇段、冷卻段，底部為排糧段；其中，順流干燥室內設有多個熱風進風管，混流干燥段及冷卻段內也設有多個進風管，緩蘇換向交換段內裝有多個換向交換器，排糧段內設有排糧攪龍(是為設有螺旋翻轉齒的軸桿)，可將進入排糧段內的谷物排出干燥機外；風室又分隔成中央的高溫風室、兩側低溫風室、以及底部的冷風室；高溫風室與順流干燥段相通，低溫風室與混流干燥段相通，冷風室與冷卻段相通，冷風室外接冷風機；干燥機的熱源供應裝置包括設于外底部的一高溫風管，其一端連通干燥機的高溫風室，另端連接風機，該風機另端接通熱風入口，在熱風入口與風機之間設有風門，該風門與一聯動手柄機構連接；低溫風室連通外設的低溫熱風道，低溫熱風道另端連接另一風機，該另一風機內設有冷風控制插門，另一風機的另端亦接上述熱風入口，并于另一風機與熱風入口之間設有一另一風門，該另一風門亦與上述聯動手柄機構連接，聯動手柄機構再由一緊固螺栓定位，由此實現了利用同一熱源裝置提供不同的風溫、不同風壓、不同風量的熱風。
排糧段內還設有兩個轉向相反的排料輪，由該排料輪的轉速調整控制物料在干燥機內停留、干燥時間，并在其正上方處設有折流板，以保證物料均勻一對致下落。
所述換向交換器大小相等、結構相同、呈兩列排布，每一個換向交換器包括中間隔板，將交換器區隔成左進料管和右進料管，且左進料管與右進料管的一側是設計成單向傾斜收縮狀，可實現物料在流動中位置交換的目的，從而提高物料干燥的均勻性。
順流干燥段的熱風進風管為中間夾有鹽棉板的雙層金屬薄板角狀管，采用中間夾有鹽棉(石棉)板的雙層金屬薄板角狀管，可以有效地保證角狀管的內外側之間幾乎無熱傳導現象，可以忽略物料經過角狀管的外側時，產生溫升現象。
茲對本實用新型可達成的有益效果作進一步的理論分析說明物料干燥過程可劃分為恒速干燥階段和降速干燥階段。對于成熟后的顆粒狀谷物物料來說，干燥過程是在降速干燥的區域進行，物料干燥降水速率受其內部結構特性、理化特性、水分子的分布規律和擴散轉移規律以及外部作用條件所約束。降速干燥階段降水速率下降，單位熱耗增加。當物料處于環境溫度較高、相對濕度較低的狀態時，物料從熱空氣中吸熱后，物料內的水分子動能增加，打破了物料的原有水分子平衡狀態，物料表皮開始失去水分，產生水分梯度。物料在水分梯度和溫度的作用下，水分不斷向外轉移擴散和析出。干燥過程正是通過破壞物料原有的水分平衡狀態，通過強制加熱和通風的辦法來實現快速干燥降水，使物料處于新的穩定的安全水分平衡狀態，達到長期安全儲藏的目的。
而本實用新型使用時的工作原理是在干燥伊始，物料內的水分處于相對水分較高的原有平衡狀態時，采用順流干燥工藝，使用高溫、低濕度的熱空氣，快速提高物料溫度，增加物料內的水分子動能，當動能超過束縛水分子的約束力時，物料中的水分向外轉移擴散，物料表皮的水分開始析出。隨著物料和熱風同向向下運動，熱風溫度快速下降，相對濕度增加較快。在該干燥過程中，物料長期處于相對濕度較大的熱空氣中，表皮不會因失水過快而形成內外水分差異過大，出現表皮變硬現象。當熱空氣中的相對濕度達到一定值時，順流干燥過程結束；經過順流干燥工藝后的谷物繼續向下運動進入緩蘇換向交換段內，緩蘇期內雖然即無熱空氣，又無冷空氣通過物料，但由于物料的溫度較高，其內部的水分一直不斷向物料表皮轉移擴散，加之物料表皮又具有吸濕能力強的特點，所以經過一定時間的緩蘇后，物料內的水分梯度繼續下降，表皮變濕(俗稱‘出汗’)后，緩蘇期結束；物料繼續向下運動，進入混流干燥段，采用中低溫的混流干燥工藝，可以有效的節省能源，同樣達到快速去除表皮水分的目的。采用中低溫的混流干燥工藝，也減緩了物料內的水分梯度的繼續增大，有效的預防物料表皮水分過小引起的縮裂、爆腰現象的發生；經過混流干燥工藝后的物料，再經過一定緩蘇時間后，物料內的水分梯度繼續變小，物料水分趨向于一個含水率已降低的新平衡狀態。
物料經過上述的順流干燥一緩蘇換向一混流干燥一緩蘇后，即完成一個干燥循環過程，依據物料降水幅度要求，可以很容易地組裝成帶有兩個或三個上述干燥循環過程的干燥機，也可以在帶有一個干燥循環過程的干燥機上，采用自循環的方法實現多次干燥循環過程，以便滿足需要小生產率、大降水幅度的要求。根據試驗結果，物料經過一個干燥循環過程后，在保證干燥品質的條件下，小麥、玉米物料一次降水幅度為4～5％；稻谷物料一次降水幅度3～4％，爆腰增率2％。采用本實用新型較其它單一干燥工藝的干燥機節省能源，單位能耗下降10％以上。
綜上所述，本實用新型成功地解決了同一熱源裝置供給不同的風溫和風量的技術難關，實現了在干燥過程中，根據物料的水份梯度和物料的干燥狀態及熱空氣的溫、濕度狀況，采用不同的風溫、風量，在保證谷物干燥品質的前提下，快速干燥物料，節約能源，降低單位能耗。
以下結合附圖進一步說明本實用新型。
圖1是本實用新型整體結構示意圖。
圖2是本實用新型內部構造側面示意圖。
圖3是沿圖2所示的A-A線剖視圖，顯示緩蘇段中的換向交換器俯視圖。
圖4是圖3所示的Ⅱ部分放大圖。
圖5至圖8分別為圖4中B-B、C-C、D-D、E-E剖面圖，顯示換向交換器不同截面位置的剖面圖。
圖9是圖3的F-F剖示視，顯示在同一斷面上的兩列換向交換器工作過程。
圖10是
圖1中Ⅰ部分放大圖，顯示中間夾有保溫材料的雙層金屬薄板的角狀管斷面。
圖11是圖2中的Ⅲ部分排糧段的斷面圖。
請參見
圖1、2所示，本實用新型谷物復合工藝干燥機為矩形箱式組合結構，頂部為料箱13，料箱13頂部設有進料口131，料箱13下兩側為干燥室，中部為風室，兩側干燥室結構相同并對稱設置，兩側的干燥室從上向下依次為分為順流干燥段14、緩蘇換向交換段15、混流干燥段16、緩蘇段17、順流干燥段18、緩蘇換向交換段19、混流干燥段20、緩蘇段21、冷卻段22，底部為排糧段23，排糧段23內設有排糧攪龍12(為設有螺旋翻轉齒的軸桿)，可將進入排糧段23內的谷物排出干燥機外；另于排糧段23內設有兩個轉向相反的排料輪36，并在其正上方一定高度處設有折流板35，以保證物料均勻一對致下落(參見
圖11)；風室又分隔成中央的高溫風室24、兩側中低溫風室25、以及底部的冷風室26；高溫風室24與順流干燥段14，18相通，低溫風室25與混流干燥段16，20相通，冷風室26與冷卻段22相通，并外接冷風機(圖中未示出)，順流干燥段14，18內設有多個熱風進風管，參見
圖10，其是設計呈角狀管形式，角狀管為中間夾有鹽棉(石棉)板34的雙層金屬薄板角狀管，下落的物料與角狀管的外側接觸，并順沿角狀管向下滑落，不會有積存，通過高溫風室24引入干燥器內的熱空氣從角狀管的一端進入角狀管的里側，從角狀管的底側開口吹入物料中，采用中間夾有鹽棉(石棉)板的雙層金屬薄板角狀管，可以有效地保證角狀管的內外側之間幾乎無熱傳導現象，可以忽略物料經過角狀管的外側時，產生溫升現象；干燥機的熱源供應裝置包括設于外底部的一高溫風管11，其一端連通干燥機的高溫風室24，另端連接風機8，風機8另端接通熱風入口4，在熱風入口4與風機8之間設有風門7，該風門7與一聯動手柄機構6連接，可通過調整該聯動手柄機構6來確定高溫風道11中的風門7的開度，進而控制風機8的進口風量；另一方面低溫風室25連通外部的低溫熱風道1，低溫熱風道1另端連接另一風機2，該另一風機2內另設有冷風控制插門10，由調整該插門10可控制進入風機2的冷空氣，風機2另端亦接熱風入口4，并于風機2與熱風入口4之間設有一風門3，該風門3亦與上述聯動手柄機構6連接，聯動手柄機構6再由一緊固螺栓5定位；由此實現了利用同一熱源裝置提供不同的風溫、不同風壓、不同風量的熱風，這套裝置的工作程序為從熱風入口4送出的熱風僅為干燥機使用的兩種熱風中溫度較高的熱空氣(溫度一般在100℃)，在干燥機首次作業時，先調整聯動手柄機構6，確定風門7的開度，控制風機8的進口風量，滿足所設定的風機8的實際供風量后，松動緊固螺栓5，微調聯動手柄機構6上的風門3的開度，當達到額定的供熱量后，緊固螺栓5，固定風門3在聯動機構中的開度，然后調整冷風控制插門10，根據所要求的干燥溫度，調整冷風進入量以便摻入相應量的冷空氣，使進入干燥機混流干燥段的熱風為中低溫熱風(溫度一般在45～80℃之間)。
為提高物料干燥均勻性，在物料經過的緩蘇段換向段15、19內裝有專門設計的物料換向交換器，每一緩蘇換向交換段中裝有若干個大小相等、結構相同、呈兩列排布的換向交換器(參見圖3、4)。每一個換向交換器包括中間隔板31，將交換器區隔成左進料管32和右進料管33，且左進料管32與右進料管33的一側是設計成單向傾斜收縮狀，該換向交換器的工作過程為(配合參見圖5至圖9所示)由中間隔板31強制將物料在下落過程中分為兩個物料流，分別流入左進料管32和右進料管33，為使兩物料流在同一立體空間內完成位置換向任務，利用將左進料管32和右進料管33的一側設計成單向傾斜收縮管，使兩進料管再左右改變流動方向，左進料管32內的物料流進右進料管33側的下方，右進料管33內的物料流到左進料管32側的下方，實現物料在流動中位置交換的目的。
權利要求1.一種谷物復合工藝干燥機，其為矩形箱式組合結構，頂部為設有進料口的料箱，料箱下兩側為干燥室，中部為風室，干燥室內設有多個進風管，其特征是兩側干燥室結構相同并對稱設置，兩側的干燥室從上向下依次分為順流干燥段、緩蘇換向交換段、混流干燥段、緩蘇段、順流干燥段、緩蘇換向交換段、混流干燥段、緩蘇段、冷卻段，底部為排糧段；其中，進風管是設置于順流干燥段、混流干燥段及冷卻段內，緩蘇換向交換段內裝有多個換向交換器，排糧段內設有排糧攪龍；風室又分隔成中央的高溫風室、兩側低溫風室、以及底部的冷風室；高溫風室與順流干燥段相通，低溫風室與混流干燥段相通，冷風室與冷卻段相通，冷風室外接冷風機；干燥機的熱源供應裝置包括設于外底部的一高溫風管，其一端連通干燥機的高溫風室，另端連接風機，該風機另端接通熱風入口，在熱風入口與風機之間設有風門，該風門與一聯動手柄機構連接；低溫風室連通外設的低溫熱風道，低溫熱風道另端連接另一風機，該另一風機內設有冷風控制插門，另一風機的另端亦接上述熱風入口，并于另一風機與熱風入口之間設有一另一風門，該另一風門亦與上述聯動手柄機構連接，聯動手柄機構再由一緊固螺栓定位。
2.根據權利要求1所述的谷物復合工藝干燥機，其特征是排糧段內還設有兩個轉向相反的排料輪，并在其正上方處設有折流板。
3.根據權利要求1所述的谷物復合工藝干燥機，其特征是所述換向交換器是大小相等、結構相同、呈兩列排布，每一個換向交換器是包括中間隔板，將交換器區隔成左進料管和右進料管，且左進料管與右進料管的一側是設計成單向傾斜收縮狀。
4.根據權利要求1所述的谷物復合工藝干燥機，其特征是順流干燥段的熱風進風管為中間夾有鹽棉板的雙層金屬薄板角狀管。
專利摘要谷物復合工藝干燥機,呈矩形箱式結構,頂部為料箱,其下兩側為干燥室,中部為風室。干燥室從上向下依次為分為如下干燥段:順流、緩蘇換向、混流、緩蘇、順流……、排糧段;風室分隔成高溫風室、低溫風室及冷風室;高溫風室與順流干燥段、低溫風室與混流干燥段、冷風室與冷卻段分別相通;外部熱風入口分別通過高溫風管、低溫熱風道與干燥機的高溫風室及低溫風室連通,為節能、高效,特別是對稻谷等熱敏感性的物料進行干燥的理想機具。
文檔編號F26B7/00GK2415323SQ00209049
公開日2001年1月17日 申請日期2000年4月10日 優先權日2000年4月10日
發明者奚河濱, 曹崇文, 邵明軍, 王桂湘, 于文江, 姜永維 申請人:奚河濱, 曹崇文, 邵明軍, 王桂湘, 于文江, 姜永維