陳思羽，郭騏瑞，龍澤明

（佳木斯大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，黑龍江 佳木斯154007）

長(zhǎng)期以來，農(nóng)作物的干燥與存儲(chǔ)是農(nóng)民感覺頭疼的問題[1]。農(nóng)作物正常自然干燥所需面積大，而我國(guó)的平均人居面積小，兩者構(gòu)成突出的矛盾，且在部分農(nóng)村，農(nóng)場(chǎng)的基礎(chǔ)設(shè)施中糧食的存儲(chǔ)方面投入較少，一旦糧食積壓，就會(huì)造成較大的損失[2-3]。現(xiàn)有的農(nóng)作物烘干設(shè)備不僅占地面積大，能源利用效率較低且成本較高，而且不能存儲(chǔ)糧食，烘干后還需轉(zhuǎn)移至糧倉(cāng)，增加了成本，不適用于小型農(nóng)戶使用，故農(nóng)作物干燥與儲(chǔ)藏微型化與智能化勢(shì)在必行[4-6]。

本設(shè)計(jì)研發(fā)了一種智能模塊式農(nóng)作物干燥裝置，解決目前糧食烘干設(shè)備占地面積大、整機(jī)不易維修等問題，為農(nóng)作物烘干儲(chǔ)藏提供有利保障。

1 總體設(shè)計(jì)

智能模塊式農(nóng)作物干燥裝置總體設(shè)計(jì)如圖1所示。主要包括：鼓風(fēng)機(jī)、集風(fēng)箱、多個(gè)密封管道、通風(fēng)箱、支架、絲杠升降機(jī)構(gòu)。絲杠升降機(jī)構(gòu)包括絲杠和絲杠鎖緊機(jī)構(gòu)，絲杠鎖緊機(jī)構(gòu)固定安裝在通風(fēng)板兩側(cè)，并且與絲杠相匹配設(shè)置，能夠相對(duì)絲杠滑動(dòng)。每層通風(fēng)板的升降通過絲杠升降機(jī)執(zhí)行，絲杠升降機(jī)可以將每層通風(fēng)板準(zhǔn)確的升到某一位置，與密封管道精密對(duì)接，從而保證了整個(gè)管道系統(tǒng)的嚴(yán)密性，自鎖結(jié)構(gòu)可以使每層通風(fēng)板都穩(wěn)固地在相應(yīng)位置，同時(shí)設(shè)計(jì)了雙保險(xiǎn)，如果自鎖結(jié)構(gòu)失靈，可以用拖掛結(jié)構(gòu)與其它模塊穩(wěn)固連接。模塊化通風(fēng)箱設(shè)計(jì)使其可靠性增強(qiáng)，并且模塊化設(shè)計(jì)可以因地制宜地組裝不同產(chǎn)能大小的智能農(nóng)作物干燥存儲(chǔ)機(jī)，既適用于農(nóng)民的小戶干燥存儲(chǔ)，也適用于大型倉(cāng)庫(kù)的干燥與存儲(chǔ)。

圖1 干燥裝置結(jié)構(gòu)

工作過程中，風(fēng)從鼓風(fēng)機(jī)經(jīng)集風(fēng)箱進(jìn)入多個(gè)風(fēng)道，再?gòu)母鱾€(gè)進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入通風(fēng)箱，通風(fēng)箱上下為通風(fēng)板結(jié)構(gòu)，通風(fēng)板上設(shè)置多個(gè)旋轉(zhuǎn)盤，并且在旋轉(zhuǎn)盤上設(shè)置多個(gè)大小不同的通孔和滑塊。在通風(fēng)管道的進(jìn)風(fēng)口處設(shè)置了調(diào)節(jié)閥，用于調(diào)節(jié)風(fēng)量大小。

1.1 集風(fēng)箱及通風(fēng)管設(shè)計(jì)

通風(fēng)管如圖2所示，空氣通過集風(fēng)箱后進(jìn)入密封管道，在密封管道的進(jìn)風(fēng)口處設(shè)置調(diào)節(jié)閥，其用于調(diào)節(jié)密封通道內(nèi)的通風(fēng)量，調(diào)節(jié)閥可以通過接收來自通風(fēng)箱和通風(fēng)板內(nèi)傳感器的農(nóng)作物的相關(guān)信息，調(diào)節(jié)閥頂端有接收信號(hào)的裝置，接收到信號(hào)后，通過調(diào)節(jié)閥頂端的電機(jī)加上蝸桿齒輪的配合，來改變角度從而控制進(jìn)入的風(fēng)量，節(jié)約能源。

圖2 通風(fēng)管

1.2 通風(fēng)箱的設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)中采用點(diǎn)陣式單塊通風(fēng)箱結(jié)構(gòu)和模塊化通風(fēng)板，這種結(jié)構(gòu)最大優(yōu)點(diǎn)是可以根據(jù)場(chǎng)地面積大小的組合成不同容積的干燥裝備，整體結(jié)構(gòu)和功能模塊化，拼接簡(jiǎn)單。維修過程中，可以做到哪一塊不能正常工作直接換掉，操作簡(jiǎn)單。

圖3所示為通風(fēng)箱，干燥的強(qiáng)風(fēng)通過密封通道后進(jìn)入通風(fēng)板下的通風(fēng)箱，經(jīng)通風(fēng)孔到達(dá)農(nóng)作物處，起到干燥農(nóng)作物的作用，通風(fēng)箱是由多塊單體可拼接的通風(fēng)板拼接而成，可根據(jù)實(shí)地場(chǎng)地的大小確定拼裝的塊數(shù)，此結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的模塊化處理。

圖3 通風(fēng)箱

1.3 通風(fēng)板的設(shè)計(jì)

通風(fēng)板上設(shè)置多個(gè)旋轉(zhuǎn)盤，并且在旋轉(zhuǎn)盤上設(shè)置多個(gè)大小不同的通孔和滑塊，當(dāng)使用滑塊旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)盤時(shí)，在通風(fēng)板上能夠?qū)崿F(xiàn)通風(fēng)孔大小的變化，通過可調(diào)節(jié)通風(fēng)口的設(shè)計(jì)使得干燥存儲(chǔ)機(jī)可以干燥多種農(nóng)作物，比如通風(fēng)孔直徑最大的時(shí)候可以干燥和儲(chǔ)藏木耳，最小的孔可以干燥和儲(chǔ)藏水稻、小麥籽粒等。農(nóng)戶在同一層干燥不同作物時(shí)，也可根據(jù)作物干燥需求調(diào)節(jié)通風(fēng)孔改變同一層的通風(fēng)量，可實(shí)現(xiàn)同一層不同處不同風(fēng)量的供給。見圖4。

圖4 通風(fēng)板

1.4 溫、濕度調(diào)控系統(tǒng)

智能模塊式農(nóng)作物干燥裝置安裝了多個(gè)傳感器包括：溫度傳感器，其安裝在支架和通風(fēng)箱內(nèi)，用于監(jiān)測(cè)環(huán)境及作物的溫度；濕度傳感器，其安裝在支架和通風(fēng)箱內(nèi)，用于監(jiān)測(cè)環(huán)境和作物的濕度；轉(zhuǎn)速傳感器，其用于監(jiān)測(cè)鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速；多個(gè)重量傳感器，其分別安裝在通風(fēng)板上，用于監(jiān)測(cè)通風(fēng)口對(duì)應(yīng)的通風(fēng)板上待干燥農(nóng)作物質(zhì)量，間接測(cè)出農(nóng)作物水分。

在干燥或儲(chǔ)藏過程中，控制器同時(shí)監(jiān)控溫度傳感器、濕度傳感器、重量傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器；通過檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)農(nóng)作物的溫度和濕度，單獨(dú)或整體調(diào)節(jié)各個(gè)通風(fēng)箱的風(fēng)量，保證農(nóng)作物品質(zhì)。

2 結(jié)語(yǔ)

智能農(nóng)作物干燥存儲(chǔ)機(jī)實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的模塊化拼裝，可以根據(jù)用戶的需要組裝不同大小的智能農(nóng)作物干燥儲(chǔ)藏裝置，合理利用了資源，避免了資源的浪費(fèi)。采用自動(dòng)化控制，使得烘干后糧食水分不均勻度縮小，儲(chǔ)藏過程中不會(huì)出現(xiàn)局部發(fā)熱；工藝流程縮短，破碎率降低，使干燥后農(nóng)作物的品質(zhì)得到保障。智能模塊式農(nóng)作物干燥裝置既可以干燥農(nóng)作物，也可以儲(chǔ)存農(nóng)作物，減少了稻谷干燥后轉(zhuǎn)移至糧倉(cāng)的過程，降低了成本，也解決了現(xiàn)有的烘干設(shè)備只能烘干水稻、小麥、玉米等糧食作物，不能烘干其它農(nóng)作物的適應(yīng)性問題，實(shí)現(xiàn)了一機(jī)多用。