连续和批次循环小型粮食烘干机的研发

我 国 是 一 个 农 业 大 国 ，也 是 一 个 世 界 产 粮 大 国 ， 据相关资 料 报 道，２０１４ 年 我 国 粮 食 总 产 量 已 达 到 ６０ ７０９．９万ｔ［１］。新收 粮 食 的 水 分 通 常 较 高，需 进 行人工晾晒或机械 烘 干 降 水 处 理，将 粮 食 水 分 降 到 安全水 分 后，才 能 实 现 安 全 储 藏。 从 ２０ 世 纪 ５０ 年 代初引进国外烘干 设 备 起，我 国 粮 食 烘 干 机 经 历 了 “引进—模仿—改进—创 新”的 发 展 阶 段，逐 步 开 发 出适合我国国情的粮食烘干机。按粮食在烘干机内 停 留 的 状 态 ，烘 干 机 可 分 为 连 续 式 和 分 批 式 两 大 类 ， 前者的进机湿粮连 续 不 断 地 通 过 烘 干 机，经 干 燥 达
摘 要：针对目前国内使用的小型批次循环式粮食烘干机在工艺和使用功能上存 在 的 不 足 ，介 绍 了 一 种 可 以 连 续 和批次循环的小型粮食烘干机 ，并对其系统组成 、结构和工作原理进行了叙述 。通 过 对 烘 干 机 主 要 技 术 参 数 的 设 计计算，确定了合理的工艺参数和结构参数 。与现有的批次循环式粮食烘干机相 比 ，该 机 具 备 连 续 式 和 批 次 循 环 式的两种烘干模式 ，烘干缓苏比可调节 ，可根据需 要 启 用 烘 后 物 料 的 冷 却 功 能 ，并 在 结 构 设 计 上 采 用 多 项 专 利 技 术。该样机经生产验证和国家级粮食干燥设备检 测 机 构 检 测 ，各 项 技 术 指 标 均 达 到 和 超 过 了 国 家 及 行 业 标 准 的 要求，使用操作方便，真正实现了一机多能 、一机多用。 关 键 词 ：粮 食 烘 干 ；连 续 烘 干 ；批 次 循 环 烘 干 ；小 型 烘 干 机 中 图 分 类 号 ：Ｓ３７５ 文 献 标 志 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１００３－６２０２（２０１５）０８－００１４－０６ Ａ ｓｍａｌｌ ｇｒａｉｎ ｄｒｙｅｒ ｆｏｒ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ａｎｄ ｂａｔｃｈ ｒｅｃｙｃｌｅ ｕｓｅ Ｇｕｏ Ｇｕｉｘｉａ１，Ｚｈａｎｇ Ｌａｉｌｉｎ２ （１．Ｈｅｎａｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ＆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｅｎｔｅｒ ｆｏｒ Ｇｒａｉｎ Ｄｒｙｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ／／Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ Ｗａｎｇｕ Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ，４５００６４，Ｃｈｉｎａ；２．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｆｏｏｄ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈｅｎａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ，４５０００１，Ｃｈｉｎａ） ＡＢＳＴＲＡＣＴ：Ｉｎ ｖｉｅｗ ｏｆ ｔｈｅ ｄｅｆｉｃｉｅｎｃｉｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ａｎｄ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｄｏｍｅｓｔｉｃ ｓｍａｌｌ ｇｒａｉｎ ｄｒｙｅｒ ｆｏｒ ｂａｔｃｈ ｒｅｃｙｃｌｅ ｕｓｅ，ｗｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ａ ｓｍａｌｌ ｇｒａｉｎ ｄｒｙｅｒ ｆｏｒ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ａｎｄ ｂａｔｃｈ ｒｅｃｙｃｌｅ ｕｓｅ．Ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ，ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｗｏｒｋｉｎｇ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｗｅｒｅ ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ，ａｎｄ ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ａｎｄ ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｗｅｒｅ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｋｅｙ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｔｈｅ ｄｒｙｅｒ．Ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｂａｔｃｈ ｒｅｃｙｃｌｅ ｔｙｐｅ ｇｒａｉｎ ｄｒｙｅｒ，ｔｈｅ ｄｒｙｅｒ ｈａｄ ｔｗｏ ｄｒｙｉｎｇ ｍｏｄｅｓ，ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｍｏｄｅ ａｎｄ ｂａｔｃｈ ｒｅｃｙｃｌｅ ｍｏｄｅ，ａｎｄ ｉｔｓ ｒａｔｉｏ ｏｆ ｄｒｙｉｎｇ ｔｉｍｅ ｔｏ ｔｅｍｐｅｒｉｎｇ ｔｉｍｅ ｗａｓ ａｄｊｕｓｔａｂｌｅ． Ｃｏｏｌｉｎｇ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｃｏｕｌｄ ｂｅ ｓｔａｒｔｅｄ ｆｏｒ ｄｒｉｅｄ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｎｅｅｄ ａｎｄ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｐａｔｅｎｔｅｄ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｈａｄ ｂｅｅｎ ａｄｏｐｔｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｄｅｓｉｇｎ．Ｄｅｍｏ ｏｆ ｔｈｅ ｄｒｙｅｒ ｈａｄ ｂｅｅｎ ｐｒｏｖｅｎｅｄ ｉｎ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｅｓｔｅｄ ｂｙ ｎａｔｉｏｎａｌ ｇｒａｉｎ ｄｒｙｉｎｇ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｔｅｓｔｉｎｇ ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ．Ａｌｌ ｏｆ ｉｔｓ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｉｎｄｉｃａｔｏｒｓ ｈａｄ ｒｅａｃｈｅｄ ｏｒ ｓｕｒｐａｓｓｅｄ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ｎａｔｉｏｎａｌ ａｎｄ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｓｔａｎｄａｒｄｓ，ａｎｄ ｉｔ ｗａｓ ｅａｓｙ ｔｏ ｏｐｅｒａｔｅ，ａｎｄ ｈａｄ ａｃｔｕａｌｌｙ ｒｅａｌｉｚｅｄ ｏｎｅ ｍａｃｈｉｎｅ ｗｉｔｈ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｆｏｒ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｐｕｒｐｏｓｅｓ． ＫＥＹＷＯＲＤＳ：ｇｒａｉｎ ｄｒｙｉｎｇ；ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｄｒｙｉｎｇ；ｂａｔｃｈ ｒｅｃｙｃｌｅ ｄｒｙｉｎｇ；ｓｍａｌｌ ｄｒｙｅｒ
郭 桂 霞 等 ：连 续 和 批 次 循 环 小 型 粮 食 烘 干 机 的 研 发／２０１５ 年 第 ８ 期
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资 少 、易 操 作 等 特 点 得 到 广 泛 推 广 ，成 为 农 村 一 种 常 用的粮食烘干设备。
现有的批次循环式烘干机在一个循环工作过程 中包含了粮食进 料、烘 干 和 出 料 三 个 工 作 阶 段。 其 中粮食降水是分批 次 循 环 进 行，且 粮 食 的 进 料 和 出 料 均 需 占 用 工 作 时 间 ，所 以 生 产 效 率 较 低 ，而 且 粮 食 每循环一次，都要经 过 提 升 机 和 输 送 设 备 的 提 升 输 送以及排粮机构的 出 粮，不 可 避 免 地 会 增 加 粮 食 的 破碎，从而降低 粮 食 的 品 质。 若 改 用 连 续 式 设 备 一 次烘干，不 仅 效 率 较 高，而 且 可 以 减 少 粮 食 的 破 碎 率。因此，研发一种 既 能 在 粮 食 降 水 幅 度 大 时 进 行 批次循环烘干，又能 在 降 水 幅 度 较 小 时 进 行 连 续 烘 干的小型烘干机尤为必要。
１４ ｄｏｉ：１０．７６３３／ｊ．ｉｓｓｎ．１００３－６２０２．２０１５．０８．００４
２０１５，Ｎｏ．８
连续和批次循环小型粮食烘干机的研发
郭 桂 霞１，张 来 林２
（１．河南省粮食干燥技术与装备工程技术研究中心／／郑州万谷机械有限公司，河 南 郑 州 ４５００６４；２．河 南 工 业 大 学 粮 油 食 品 学院，河南 郑州 ４５０００１）
（４）烘干冷 却 段。 在 缓 苏 段 下 部 设 置 了 烘 干 冷 却段，根据不同的 烘 干 热 风 温 度，选 择 不 同 的 功 能， 可分别作为烘干段或冷却段使用。热风温度高时， 为保证岀机粮温不 高 于 规 定 值，烘 干 冷 却 段 被 当 作 冷却段使用，通入 冷 风 进 行 降 温；反 之，热 风 温 度 低 时 ，未 经 冷 却 的 粮 温 已 在 规 定 值 内 ，烘 干 冷 却 段 就 可 作为烘干段使用，通 入 热 风 再 对 粮 食 进 行 干 燥。 烘 干冷却段的内部结 构 和 工 作 过 程 与 烘 干 段 相 同，工 作时所需的热空气或冷空气由热冷风机提供。
（１）储粮缓 苏 段。 储 粮 缓 苏 段 位 于 烘 干 机 的 上 部，内装有上、下料 位 器，用 来 监 测 入 机 粮 食 料 位 的 高低。批次循环烘 干 时 起 到 储 粮 和 缓 苏 的 作 用，连
续烘干时则只作为储粮段使用。 （２）烘 干 段 。 烘 干 段 位 于 储 粮 缓 苏 段 的 下 部 ，粮
连续和批次循环小型粮食烘干机是一种功能完 备的小型粮食烘干成套设备［２］，由烘干机主机、提 升 机、出粮 输 送 机、三 通 阀 门、进 风 道、废 气 风 道、热 风 机、热冷风机、热风 管、热 冷 风 管 以 及 配 套 的 热 风 炉 等组成（见图 １），本 文 只 对 烘 干 机 主 机 的 结 构 设 计 特点、工作原理、主 要 技 术 参 数 的 设 计 计 算、以 及 样 机 的 实 验 检 测 进 行 论 述 ，其 他 配 套 设 备 不 做 介 绍 。
１６．烘 干 段 ；１７．储 粮 缓 苏 段 ；１８．分 粮 器 ；１９．上 三 通 阀 门
１ 烘 干 机 主 要 结 构 和 设 计 特 点 １．１ 烘 干 机 的 主 要 结 构
连续和批次循环小型粮食烘干机主机为塔式烘 干 机 ，自 上 而 下 主 要 由 储 粮 缓 苏 段 、烘 干 段 、缓 苏 段 、 烘 干 冷 却 段 、排 粮 段 、底 座 等 部 分 组 成 。
到所要求的含水率 后 出 机；后 者 则 是 分 批 次 装 入 湿 粮 ，持 续 进 行 循 环 干 燥 ，待 此 批 粮 食 水 分 达 到 干 燥 要 求出机后，再装 入 下 一 批 次 Fra Baidu bibliotek 湿 粮 进 行 干 燥。 连 续 式 烘 干 机 的 处 理 能 力 大 ，降 水 幅 度 高 ，适 合 于 大 中 型 粮库、粮食加工企 业 使 用，在 我 国 东 北、西 北 以 及 中 部地区应用广泛。而我国南方地区则使用小型批次 循环式烘干机较多，尤 其 是 近 几 年 随 着 农 村 土 地 流 转 、农 业 生 产 经 营 结 构 转 型 升 级 ，出 现 了 大 批 农 业 合 作社、家庭农场以及 粮 食 购 销 经 纪 人 等 新 型 农 业 生 产经营主体，小型 烘 干 机 以 其 体 积 小、灵 活 方 便、投
收 稿 日 期 ：２０１５－０３－２３；修 回 日 期 ：２０１５－０７－２２ 基 金 项 目 ：河 南 省 重 大 科 技 专 项 “粮 食 产 后 干 燥 关 键 技 术 与 装 备 的 研 究 及 示 范 ”（项 目 编 号 ：１２１１９９１１０１１０） 作 者 简 介 ：郭 桂 霞 （１９７３－），女 ，工 程 师 ，主 要 从 事 粮 食 烘 干 工 艺 和 设 备 的 研 究 与 设 计 。
（３）缓 苏 段 。 缓 苏 段 设 置 在 烘 干 段 下 方 ，为 四 块 墙板组成 的 中 空 壳 体。 在 缓 苏 段 内 不 通 热 风 和 冷 风 。 在 缓 苏 段 内 ，粮 粒 内 部 自 身 进 行 湿 热 平 衡 ，粮 粒 外层的热量向内层 转 移，粮 粒 内 层 的 水 分 向 外 层 转 移，进而使粮粒的 内 外 温 度、水 分 趋 于 一 致，使 粮 粒 降水更加均匀。
图 １ 连 续 和 批 次 循 环 小 型 粮 食 烘 干 机 结 构 示 意 图 １．提 升 机 ；２．废 气 风 道 ；３．烘 干 机 主 机 ；４．上 进 风 道 ；５．热 风 管 ； ６．下 进 风 道 ；７．热 冷 风 管 ；８．热 冷 风 机 ；９．热 风 机 ；１０．下 三 通 阀 门 ； １１．出 粮 输 送 机 ；１２．底 座 ；１３．排 粮 段 ；１４．烘 干 冷 却 段 ；１５．缓 苏 段 ；
食在烘干段内进行干燥。烘干段由四块墙板和安装 在内部的角状盒组成。角状盒分为热风角状盒和废 气角状盒，角状盒 外 充 满 粮 食，粮 食 自 上 而 下 流 动， 热空气由上进风道 进 入 热 风 角 状 盒，然 后 向 上 和 向 下穿过粮层，与粮 粒 进 行 热 交 换，加 热 粮 食，提 高 粮 温，粮食受热后所 含 水 分 蒸 发 出 来，形 成 湿 废 气，由 废气角状盒经废气风道排出。