Схрещений потік: особливості зерносушарок шахтного типу

Триває наш огляд сушарок шахтного типу. Пропонуємо вашій увазі продукцію аргентинського та вітчизняного виробництва.

Зернові сушарки шахт­ного типу MEGA 

(Аргентина) – це оригінальний продукт, розроблений, створений і запатентований компанією INGENIERIA MEGA S.A. (патент №AR047849). Вони поєднують у собі переваги колонкової та шахтної систем.

Система сушіння – комбінована. Відмітною рисою конструкції зерносушарок MEGA є те, що режим сушіння може бути як «охолодження в зерносушарці», так і «повне нагрівання». Жоден із цих режимів не є додатковим, тобто будь-який із них може бути обраним у будь-який момент, і перехід з одного режиму на інший здійснюється буквально за 5 хв. Так само швидко можна регулювати величину зони охолодження в режимі «сушіння з охолод­женням у зерносушарці», збільшуючи її чи зменшуючи. Застосування певного режиму залежить від стану зерна за його вологістю та пори року й погодних умов.

Сушіння зерна із застосуванням таких режимів дає змогу:

• домогтися економічності та високої продуктивності процесу сушіння. Завдяки цьому на елеваторах для зберігання зерна та портових елеваторах, де сушать і зберігають кукурудзу, пшеницю, сою, ячмінь тощо, під час сушіння кукурудзи виходить за один прохід знизити вологість з 28 до 13%; і до того ж зерно залишається непошкодженим;

•використовувати обладнання меншої потужності під час завантаження та розвантаження;

• економити час при напов­ненні;

•зменшити спрацювання обладнання;

• зменшити поточні витрати;

•знизити капіталовкладення порівняно із сушарками аналогічної потужності інших фірм.

Лінійка зерносушарок MEGA розподіляється на три серії: ST; TC; TCV.

Відмінності між серіями полягають у такому.

Серія ST – так звана BETA, серія з полегшеним каркасом (табл. 1).

Моделі зерносушарок серії STлише однобаштові, з максимальною кількістю модулів у висоту – 4 шт.

Серія зерносушарок ТС(табл. 2). Ця серія є стандартною, зерносушарки в ній можуть мати в складі своєї конструкції одну або чимало башт (до 8 шт.). Нижче в таблиці наведено дані сушарок із моделями серій ТС.

Серія ТСVрізниться із серією ТС тим, що вентилятори розміщено вертикально. Всі моделі – такі самі, що й у серії ТС, лише в скороченій назві сушарок додається буква «V», що означає Vertical – «вертикаль».

Пальник MEGA створює суцільну широку зону полум’я, яке займає всю ширину сушарки.

Сушарка адаптована для роботи на біопаливі. Тому вона поряд із газовим пальником має піч для дров.

З альтернативних джерел енергії зерносушарка може бути укомплектована:

•теплообмінниками: пара – повітря, повітря – повіт­ря, вода – повітря;

•печами на біопаливі типу: пелети, дрова, лушпиння, тріски, стрижні кукурудзяних качанів, солома тощо.

Вивантаження зерна також має свою особливість: розвантажувальний механізм – маятникового типу, з регульованою амплітудою та частотою коливань. Швидкість вивантаження зерна регулюється частотним перетворювачем залежно від параметрів зерна й потрібної продуктивності сушіння.

Шахти встановлюють на індивідуальну раму. Вони мають надміцну модульну структуру. Модулі самі по собі містять раму та зернові шахти.

Зернові сушарки шахтного типу MEGA завдяки встановленню кожного модуля на індивідуальну раму мають надміцну модульну структуру.

Принцип роботи зерносушарок MEGA – це ноу-хау компанії-виробника. В основі системи сушіння зерносушарок MEGA лежить принцип схрещеного потоку зерна – це комбінація наявних систем, в яких є шахти й козирки. Тут продукт сушіння опускається всередині шахт, стінки яких неперфоровані та з половинками козирків у своїй внут­рішній частині. Така комбінована форма шахт і козирків приводить до зигзагоподібного руху зерна.

Під час руху зерно пронизується повітрям високої температури на ділянках шахт, що слідують за так званою зоною темперингу. У зонах темперингу немає циркуляції повітря всередині зернової маси, допоки зернова маса не пройде цю зону та по ній пройде другий потік гарячого повітря (рис. 1).

Ці «перемежування» тепла та очікування відбуваються кілька разів на всій траєкторії руху зерна всередині шахт, від завантаження до вивантаження. Перевагу якості сушіння за такою системою було засвідчено Національним інститутом сільськогосподарської технології Аргентини (INTA) під час проведення випробувань за сушіння зерна кукурудзи. Результати випробувань засвідчили скорочення пошкодження зерна на 35% порівняно з іншими традиційними системами сушіння зерна.

Повітроводи (повітряні потоки) утворюють по обид­ва боки зернових шахт зони високого та низького тиску, утворюється тяга/розрідження, що сприяє циркуляції повітря в проміжках зерна потоку зернової маси (рис. 2).

Надходження повітря до зернової маси відбувається за дуже низької швидкості – це запобігає утворенню зон із різним нагріванням. Обсяги повітря (витрата повітря), з якими працює система, становлять від 70 до 80 м3/хв. на 1 т зерна в процесі сушіння. Це дуже високі значення. Протитиск системи становить 15-20 мм вод. ст. – вельми низькі значення. Цей показник визначає низьку потребу в електричній потужності для досягнення більших повітряних потоків, що дає змогу обладнанню:

•домогтися високої продуктивності з низьким споживанням енергії та меншою температурою сушіння;

•зменшити час перебування зерна в процесі сушіння й при цьому домогтися меншої «перманентності».

Розташування вентиляторів, які працюють на витягування/всмоктування, за висотою сушарки дають змогу рівномірно розподілити повітря всередині зерносушарки.

Повітряні канали. Повітропроводи не мають розділювальних пластин за всією висотою сушарки, що поліпшує самоочищення та зменшує ризик виникнення пожежі. Наявність розділювальних пластин – головна проблема в зерносушарках з шахтами з перфорованим листовим металом, завдяки якому виникають джерела високої температури.

Характеристики системи сушіння зерна сушарок MEGA

Однаковий час «перманентності» для всіх видів/типів культур:зерно рухається всередині шахт завширшки 200 мм, які обмежують бічне переміщення зерна, не даючи йому змоги рухатися за шириною з однієї точки/краю – до іншого, забезпечуючи всім зернинам однаковий шлях проходження, тобто час перебування всередині зерносушарки. У результаті цього все зерно просушується рівномірно.

Низька швидкість повіт­ряного потоку: різниця тиску в камерах гарячого та холодного (відпрацьованого) повітря створює умови для руху повітря через зернову колону. Надходження повітря до зернової маси здійснюється на дуже низькій швидкості, й проходить через неї із дуже малою втратою тиску (15–20 мм вод. ст.). Через це споживання енергоносіїв знижується.

Великі обсяги повітря (витрата повітря): витрати повітря, з яким працюють відповідні системи зерносушарок MEGA, завжди близькі до теоретичних ідеалів, а порівняно зі звичайними системами – до 100% більше. Великі витрати повітря дають змогу збільшити поглинання води теплим повітрям через більше перенесення теплової енергії до зерна за коротший проміжок часу. Що важливо, при цьому не втрачається максимальна можливість повітря поглинати вологу.

Розподіл повітря.Турбіни/вентилятори зерносушарки розташовуються залежно від розрахункових потоків і розподіляють їх, уникаючи зон без контролю потоків повітря. Так повністю використовуються сушильні шахти, збільшуючи продуктивність.

Бічні повітроводи. Між крайніми зерновими шахтами та зовнішніми стінами модуля зерносушарки розміщено розподільчий повіт­ропровід, по якому проходить відпрацьоване в процесі сушіння зерна повітря. Така конструкція, разом із зов­нішнім утепленням зерносушарки, запобігає можливості появи конденсату й залипанню зерна внаслідок цього.

Відсутність розділювальних перегородок у системі повітропроводів. Відсутність якихось елементів і перешкод у системі циркуляції повітря запобігає нагромадженню бруду, пилу та сміття, які переносяться повітряним потоком, що зменшує можливість виникнення пожежі.

Система пиловловлювання. Ця система дає змогу ві­докремлювати й збирати до 90% легких частинок із зерна (відокремлених повітряним потоком, що генерується).

Зерносушарки шахтного типу ЗСШ

(завод «Спец­проммаш», м. Харків) призначені для безперервного сушіння та кондиціонування зерна злакових (пшениця, жито, ячмінь, овес, просо, гречка, кукурудза), бобових (горох, квасоля, сочевиця, нут тощо), олійних (соняшник, соя, ріпак, гірчиця, коноп­лі, льон тощо) та будь-яких інших культур у спосіб прямоточно-перехресної взаємодії оброблюваного продукту з нагрітим і ненагрітим повітрям (табл. 3). Характеризується простотою в управлінні (1 людина), автоматично підтримує заданий режим роботи, завантаження та вивантаження зерна, має малі габарити й вагу, транспортується в кузові вантажного автомобіля (1 багажне місце), під час розміщення не потребує складання та монтажу, встановлюється за бажанням споживача у будь-якому місці, легко переміщується на спеціальних лижах. Забезпечується встановлення обладнання, налагодження, обслуговування та ремонт.

Будова та принцип роботи. До технологічного складу зерносушарки входять такі основні частини та агрегати (рис. 3): норія; самопливний канал; надшахтний бункер; шахти зерносушарки з коробами; повітропровід гарячого повітря; вентилятор холодного обдування; випускні бункери із затворним пристроєм; стрічковий транспортер; теплогенератор; газовий пальник; шафа управління.

Зерносушарка ЗСШ-10 (вигляд збоку): 1 – норія; 2 – самопливний канал; 3 – надшахтний бункер; 4 – шахти зерносушарки з коробами; 5 – повітропровід гарячого повітря; 6 – вентилятор холодного обдування; 7 – випускні бункери із затворним пристроєм; 8 – стрічковий транспортер; 9 – теплогенератор; 10 – газовий пальник; 11 – шафа управління

Власне, сама зерносушарка ЗСШ складається з двох прямокутних шахт однакових розмірів, змонтованих на загальній рамі, всередині яких розташовані короби. Короб у плані має форму п’ятикутника та являє собою трубу, один бік якої не має стінки. Короби в гарячій зоні розташовані шаховим порядком так, що короби підведення гарячого повітря та відведення вологого нагрітого повітря чергуються між собою. Короби в холодній зоні розташовані шаховим порядком так, що короби підведення холодного (атмосферного) повітря та короби відведення теплого повітря чергуються між собою. Вентилятор холодного обдування ЗСШ розміщується збоку шахти холодної та являє собою радіальний вентилятор ВУЛ №4, якому надає руху обертання від електродвигуна.

Затворно-випускний механізм розміщується в нижній основі шахти над вивантажувальним бункером, йому надає руху окремий електродвигун (із вбудованим елект­ромагнітним гальмом) через понижувальний редуктор і керується з допомогою реле часу.

Теплогенератор складається з камери згоряння та пластинчастого теплообмінника. Камера згоряння – цилінд­ричної форми, виконана з неіржавної сталі. На її зовнішньому боці розташовані ребра для кращого тепловідведення. У верхній частині камери згоряння розташовано вибухорозрядний клапан. З одного боку циліндра камери згоряння кріпиться газовий пальник, з іншого боку стінка виконана у вигляді розтруба, з’єднаного з пластинчастими теплообмінниками, які закінчуються димоходом циліндричної форми. Камера згоряння з теплообмінником укладені до металевого контейнера так, щоб рівномірно обдуватися повітрям, яке надходить від вентиляторів.

Випускні бункери являють собою зварену, прямокутну в плані призму, зміщену щодо своєї осі, і розміщуються під основою шахт. Верхньою основою бункера слугує рама з елементами затворно-випускного механізму.

Норії розміщуються у безпосередній близькості від корпусу зерносушарки. Одна з них призначена для завантаження зерносушарки, інша – вивантажувальна – для подачі висушеного матеріалу або на зберігання, або на інші технологічні системи. Норія має головку, башмак – це конструкційно-технологічна основа норії, натяжну секцію з ковшами на стрічці, натяжний пристрій, приймальний і випускний носки. Норії надає руху окремий електродвигун через редуктор. Розподіл зернового матеріалу у верхній частині шахти здійснюється в надшахтному завантажувальному бункері.

Рама – зварна, слугує основою для шахт і монтованих на ній затворно-випускного механізму, приводу затворно-випускного механізму, випускних бункерів.

Приводи механізмів ЗСШ мають такі характеристики: напруга живлення – 380 В, частота перемінного струму – 50 Гц, споживана потужність, кВт – вентилятор – 15, норія – 6, затворно-випуск­ний механізм – 2,2.

Принцип роботи ЗСШ

Висушуваний матеріал (зерно, насіння тощо) надходить за допомогою норії до прий­мального надсушильного бункера, з якого йде і рівномірно заповнює шахти самої зерносушарки. Повітря, що нагнітається вентилятором, рівномірно проходячи через теплогенератор, нагрівається і через повітропровід спрямовується в простір між шахтами робочої зони, входить до підвідних коробів. Із цих коробів нагріте повітря потрапляє в сушильний матеріал і поглинає частину вологи, нагріваючи при цьому матеріал. Вологе повітря виходить через відвідні короби назовні, а матеріал переміщається вниз у шахтах, обтікаючи короби в темпі, що задається затворно-випускним механізмом.

Нагрітий і підсушений матеріал із гарячої зони надходить до холодної зони, в якій продувається непідігрітим атмосферним повітрям, що нагнітається вентилятором холодного обдування. Тут матеріал охолоджується, через затворно-випускний механізм виходить назовні й за допомогою стрічкового транспортера спрямовується до вивантажувальної норії.