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        節(jié)能高效的多筒式農(nóng)產(chǎn)品烘干機的設計研究

        2022-04-15 09:11:24
        南方農(nóng)機 2022年8期
        關鍵詞:烘干機套筒底座

        王 雪

        (寧夏工商職業(yè)技術學院,寧夏 銀川 750021)

        隨著國民經(jīng)濟的快速增長,我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)已基本實現(xiàn)機械化,但是對于糧食的后續(xù)烘干卻存在很多問題,傳統(tǒng)的方法就是暴曬,但是暴曬受到天氣的影響極大,會導致物料沒有曬干從而發(fā)霉,影響物料的質量,由此可見,烘干對于物料的保存十分必要。烘干技術的應用,在我國具有十分悠久的歷史,尤其是改革開放以后,隨著工農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展,為了提高生產(chǎn)效率,烘干技術迅猛發(fā)展。烘干是通過一定方法將物料中的水分去除或減少,通常對各種產(chǎn)品的含水量都有一定的要求,便于儲存、運輸、加工和使用。相關統(tǒng)計資料表明,我國烘干能耗約占整個加工過程總能耗的10%,但烘干過程的熱效率很低特別是對流烘干一般只有20%~60%,這主要是由于在烘干過程中尾氣直接排空,尾氣帶走余熱浪費能源,并且一些有害的氣體進入大氣污染空氣,尤其是20世紀70年代以后能源問題引起世界各國普遍重視,特別是近幾年,隨著能源價格的不斷高漲,為了降低生產(chǎn)成本,使用新的低能耗的烘干技術迫在眉睫。據(jù)英國對11種行業(yè)的統(tǒng)計,烘干作業(yè)的能源消耗占總能源消耗的11.6%。近年來,世界各國對烘干加工的節(jié)能技術展開了廣泛而深入的研究,我國也將“開發(fā)與節(jié)能并重,近期把節(jié)能放在首位”作為能源方針,因此,烘干過程的節(jié)能問題也日益被人們重視[1-3]。

        1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

        目前,國內(nèi)市場大量應用的是回轉圓筒烘干機,因其生產(chǎn)能力大、運轉可靠、操作彈性大、適應性強、流動阻力小等優(yōu)點而被廣泛使用。

        最近,日本東京Yamoto Sankyo Mfg公司取得了一項多筒式烘干機專利,烘干氣流經(jīng)由許多從中心分管分出的支管被注入到旋轉回轉圓筒攜帶的物料層中,其熱質傳遞速率提高了近兩倍,并且具有尺寸小、結構簡單、成本低等優(yōu)點,然而,這種烘干機不能適用于通常由多級多筒式烘干機處理的所有物料。目前,真空烘干設備也隨著真空技術計算機控制技術的發(fā)展得到相應的發(fā)展,這主要是真空技術有很多的優(yōu)點,如在低壓烘干時含氧量低,能防止物料被氧化變質,能回收烘干物料中的貴重成分等,但由于需要一套完整的抽水蒸氣的真空系統(tǒng),因此成本較高。

        回轉轉筒干燥器一般適應于顆粒狀物料,也可用于部分黏狀膏狀物料或含水量較高的物料,該烘干機優(yōu)點是生產(chǎn)能力大、適用范圍廣、流量阻力小、操作上允許波動范圍較大、操作方便等,回轉式轉筒烘干機工作原理:在物料干燥的過程中,濕物料由皮帶輸送機或斗式提升機被送到料斗,然后經(jīng)料斗的加料機通過加料管道進入加料端,加料管道的斜度要大于物料的自然傾角,以便物料順利流入干燥器內(nèi),轉筒烘干機圓筒是一個與水平線略成傾斜的旋轉圓筒。物料從較高一端加入,載熱體由低端進入,與物料成逆流接觸,也有載熱體和物料并流進入筒體的。但是現(xiàn)有的多筒式農(nóng)產(chǎn)品烘干機存在一定的弊端,首先該多筒式農(nóng)產(chǎn)品烘干機在進料時,由于進料口的進料不方便且容易使得物料從進料口被撒出,比較麻煩,還有當較多的物料堆積在出料口時,沒有承料的裝置使得物料雜亂堆積在轉動套筒的端部[4-6]。

        農(nóng)業(yè)烘干機是傳統(tǒng)干燥設備之一,設備運轉可靠,操作彈性大、適應性強、處理能力大,廣泛應用于糧食、食品等領域,但由于在整個的烘干過程中,能源不能被充分地利用,熱能損失嚴重,熱效率低,農(nóng)民的工作環(huán)境惡劣。所以,本研究通過自動控制技術、通信技術等技術手段,全面提升烘干設備的自動化和信息化水平,進而最大程度地減少物料的損失,提供高效的烘干作業(yè)流程,提高生產(chǎn)效率,并且為農(nóng)民提供一個優(yōu)質環(huán)境。

        2 節(jié)能高效的多筒式農(nóng)產(chǎn)品烘干機的設計研究

        2.1 多筒式農(nóng)產(chǎn)品烘干機的整體設計

        節(jié)能高效的多筒式農(nóng)產(chǎn)品烘干機,如圖1所示,由轉動套筒1、出料口4和進料口6組成,轉動套筒1上設置有輔助套筒2和驅動齒輪3,且轉動套筒1的驅動齒輪3通過傳動齒輪與電機相傳動。出料口4和進料口6位于轉動套筒1的兩端,轉動套筒1的一端位于進料口6處,設置有進料裝置7,進料裝置包括固定料口、固定套、轉動板、固定板、轉動銷和撥動塊,固定料口和固定套設置于進料口上,固定板位于固定套的內(nèi)部,且固定板上設置有轉動孔,轉動銷設置于轉動孔上。轉動板設置于固定板上,撥動塊設置于轉動板的一側,轉動板、轉動銷與固定板之間均過盈配合;轉動套筒的另一端位于出料口處設置有承料裝置5,承料裝置包括承料倉、擋料板、固定條、滑動塊、底座和滑動槽,承料倉位于底座的上方,擋料板和固定條設置于承料倉上,且固定條之間設置有出料槽,底座上開設有滑動槽,承料倉通過滑動塊與底座的滑動槽滑動連接,承料倉與出料口相對齊。

        圖1 多筒式農(nóng)產(chǎn)品烘干機整機示意圖

        2.2 多筒式農(nóng)產(chǎn)品烘干機的承料裝置設計

        該多筒式農(nóng)產(chǎn)品烘干機的承料裝置,如圖2所示,通過將物料排到承料倉中,可以避免物料雜亂地落到地面,且可以將承料倉沿著底座上移動,根據(jù)底座的長度進行調(diào)整,移動物料的位置,比較實用。

        圖2 多筒式農(nóng)產(chǎn)品烘干機承料裝置示意圖

        烘干機的承料裝置5包括承料倉501、擋料板502、固定條503、滑動塊504、底座505和滑動槽506,承料倉501位于底座505的上方,擋料板502和固定條503設置于承料倉501上,且固定條503之間設置有出料槽,底座505上開設有滑動槽506,承料倉501通過滑動塊504與底座505的滑動槽506滑動連接,承料倉501與出料口4相對齊。擋料板502位于固定條503之間,且擋料板502與承料倉501滑動連接,且擋料板502與固定條503相貼合,承料倉501的內(nèi)部鏤空;滑動塊504與底座505的滑動槽506截面均為T形,通過將物料排到承料倉501中,可以避免物料雜亂地落到地面,且可以將承料倉501沿著底座505上移動,根據(jù)底座505的長度進行調(diào)整移動物料的位置。

        2.3 多筒式農(nóng)產(chǎn)品烘干機的進料裝置設計

        該多筒式農(nóng)產(chǎn)品烘干機設置有進料裝置,如圖3所示,將轉動板在固定套中進行轉動,將物料放入到固定料口然后排入到轉動套筒中,固定板、轉動銷和轉動板之間采用過盈配合,保證在轉動套筒轉動時不受影響。

        圖3 多筒式農(nóng)產(chǎn)品烘干機進料裝置示意圖

        烘干機的進料裝置7,由轉動板703通過轉動銷705與固定板704相連接,轉動板703和固定板704均位于固定套702的內(nèi)部,固定套702焊接在進料口6上;固定套702位于固定板704的上方,固定料口701與轉動套筒1的內(nèi)部連通,將轉動板703在固定套702中進行轉動,將物料放入到固定料口701中排入到轉動套筒1中,固定板704、轉動銷705和轉動板703之間采用過盈配合,保證在轉動套筒1轉動時不受影響。

        2.4 節(jié)能高效的多筒式農(nóng)產(chǎn)品烘干機的工作原理

        在使用該多筒式烘干機時,撥動塊706使轉動板703轉動,通過料斗將物料放入到固定料口701中,物料從固定料口701進入轉動套筒1中,然后轉動板703與固定板704錯開,將進料口6封住,此時可以將轉動套筒1中的物料轉動烘干,通過電動機帶動傳動齒輪與驅動齒輪3傳動,進而帶動轉動套筒1轉動,并從出料口4的承料裝置5中排出,物料從出料口4落入承料裝置5,此時可以通過承料倉501承料,當物料承接足夠時,承料倉501依靠滑動塊504和滑動槽506配合進而沿著底座505上的滑動槽506滑動,此時可將承料倉501移動到指定位置,而后將擋料板502打開,將烘干后的物料從承料倉501中排出。這種節(jié)能高效的多筒式農(nóng)產(chǎn)品烘干機,可以避免物料雜亂地落到地面,且承料倉可沿底座移動,能根據(jù)底座的長度調(diào)整移動物料的位置,物料被放入固定料口排入到轉動套筒,保證在轉動套筒轉動時不受影響[7-10]。

        3 結語

        1)節(jié)能高效的多筒式農(nóng)產(chǎn)品烘干機解決了烘干機在進料時,由于進料口進料不方便導致物料從進料口被撒出,以及當物料堆積在出料口時,沒有承料的裝置使得物料雜亂堆積在轉動套筒的端部的問題。將單筒的烘干機改為多筒烘干機,提高了能源的利用率,減小了熱量損失,減輕了農(nóng)民的勞動強度,通過自動控制技術、通信技術等技術手段,全面提升烘干設備的自動化和信息化水平,進而能最大程度地降低物料的損失,提供高效的烘干作業(yè)流程,提高生產(chǎn)效率,為農(nóng)民提供優(yōu)質工作環(huán)境,減少對環(huán)境的污染。

        2)谷物包括大米、小麥、玉米等作為人們的主要糧食,在包裝前都需要進行烘干,所以國家對糧食烘干設備的投資越來越大,意味著對烘干機的選用要求也越來越高。多筒式農(nóng)產(chǎn)品烘干機在很大程度上提高了烘干機的能源利用率,減少了熱量損失(單位熱耗低5%~15%),提高了產(chǎn)品的質量和產(chǎn)量,產(chǎn)品的含水率可低至1%~3%,而且加熱干燥過程自動控制,加熱溫度波動小,控制精確,提高了生產(chǎn)效率,每小時可烘干約12 t糧食,降低了農(nóng)民的勞動強度,同時減少了對環(huán)境的污染。該烘干機還可烘干紅棗等果品,真正實現(xiàn)了一機多用,只是在整個的烘干過程中,周圍空氣濕度不可過低,過低會導致皮皺,甚至果肉分離。

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