0、引言
為了滿足在俄羅斯遠(yuǎn)東地區(qū)對(duì)谷物和種子干燥機(jī)的需求，筆者研制了薄層混流谷物烘干機(jī)，并于2000年起出口到俄羅斯遠(yuǎn)東地區(qū)，現(xiàn)已推廣應(yīng)用了20余（套），進(jìn)行了麥類、水稻、玉米等多種谷物和種子的烘干作業(yè)，深受用戶的好評(píng)和歡迎。現(xiàn)就生產(chǎn)應(yīng)用和性能測(cè)試的情況分析如下。
1、機(jī)具的組成和工作原理
烘干機(jī)由提升機(jī)、烘干塔、供風(fēng)系統(tǒng)、熱風(fēng)爐、燃油器和電控系統(tǒng)等幾部分組成，如圖l所示。
工作時(shí)，谷物由提升機(jī)送入烘干塔內(nèi)、谷物依靠自重從烘干塔上方慢慢向下移動(dòng)到預(yù)熱裝置，并接觸熱混合氣進(jìn)行預(yù)熱；燃油經(jīng)燃油器成霧狀噴出，在熱風(fēng)爐內(nèi)自動(dòng)點(diǎn)火燃燒，并與空氣充分混合，形成熱混合氣，在風(fēng)機(jī)的作用下經(jīng)雙層保溫管路送入烘干塔內(nèi)。在壓力的作用下，熱混合氣進(jìn)入熱交換部件，并穿透谷層之后進(jìn)入上、下排列的熱交換部件將谷物中的水分帶走排到烘干塔外的保溫層中，再由烘干塔上方的百葉窗排人到空氣中。在這個(gè)過程中，熱混合氣的熱量一部分通過烘干塔的內(nèi)壁和熱交換部件傳遞給谷物，另外大部分由熱混合氣在穿越谷層時(shí)直接傳遞給谷物，谷物受熱后蒸發(fā)出來的水分被熱混合氣帶走，實(shí)現(xiàn)了對(duì)谷物的加熱烘干，富通新能源生產(chǎn)銷售木屑烘干機(jī)、木屑顆粒機(jī)等生物質(zhì)燃料成型木屑烘干等機(jī)械設(shè)備。
這里需要說明：烘干玉米作業(yè)的環(huán)境溫度為一14℃；烘干小麥作業(yè)的環(huán)境溫度為26C；烘干水稻作業(yè)的環(huán)境溫度為6℃。
從上述測(cè)定的烘干機(jī)主要性能指標(biāo)中，可以看到：薄層混流谷物烘干機(jī)的烘干能力強(qiáng)、能耗值低、谷物烘干后水份均勻性好，主要性能指標(biāo)均達(dá)到了國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平。
2、機(jī)具的研究分析
2.1機(jī)具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
1)為了適應(yīng)谷物干燥特性曲線：預(yù)熱一烘干一緩蘇的要求，在烘干塔體上設(shè)置了預(yù)熱段、干燥段和緩蘇段。以玉米烘干為例，玉米在預(yù)熱段的預(yù)熱時(shí)間為25min左右，溫度達(dá)到40。C以上，水分開始蒸發(fā)，然后進(jìn)入烘干段，經(jīng)過2～3h的烘干后玉米進(jìn)入緩蘇段；再經(jīng)40min左右的緩蘇冷卻排濕完成一次降水約15%的過程。這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以保證谷物烘干前后的品質(zhì)不產(chǎn)生變化。
2)為了節(jié)能降耗，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上采用了熱風(fēng)管道雙層保溫的措施。在烘干塔的兩側(cè)采取了用余熱保溫的措施，即在烘干塔體的兩側(cè)設(shè)置了保溫層，使帶有余熱的廢氣進(jìn)入保溫層，大大降低了烘干塔內(nèi)外兩側(cè)的溫差，節(jié)省了能耗，在寒冷地區(qū)冬季作業(yè)時(shí)降耗的效果更為明顯，上述措施可以提高機(jī)組熱效率3%左右。
3)為了提高谷物干燥的均勻性，采用了排糧間隙分段調(diào)節(jié)的結(jié)構(gòu)。作業(yè)時(shí)，將谷物流動(dòng)較快的烘干塔四角處的排糧間隙調(diào)小，增加了烘干的時(shí)間。此外，本裝置在烘干塔體的四角處設(shè)置了邊緣特殊部件，加強(qiáng)了此處的烘干強(qiáng)度，達(dá)到了提高谷物干燥均勻性的目的。
2.2烘干工藝
1)采用了簿層混流的烘干工藝。進(jìn)入熱交換部件的熱混合氣從熱交換部件下方的開口向下進(jìn)入谷層．然后轉(zhuǎn)彎向斜上方進(jìn)入上一層熱交換部件；熱氣流在谷層中形成向下、雙橫向和向上的混流運(yùn)動(dòng)，與谷物的各部位進(jìn)行充分全方位的接觸，更有效地把熱混合氣特有的全部熱量充分傳遞給谷物，提高了烘干的強(qiáng)度和均勻性。
2)熱交換部件在烘干塔內(nèi)為小間距排列。這種配置使氣流穿越谷層的厚度300mm左右，實(shí)現(xiàn)了薄層烘干。通過計(jì)算得知，在熱混合氣全部壓頭損失中，穿越谷層部分的缺失約占70%，穿越谷層的壓頭損失與谷層厚度成正比。因此，減小谷層厚度，實(shí)現(xiàn)薄層烘干可以大大降低烘干機(jī)的能耗。本烘干機(jī)的能耗與國(guó)內(nèi)同類型的供干機(jī)相比，烘干機(jī)的電耗值降低了15%以上。
2.3“三化”水平
1)薄層混流谷物烘干機(jī)的塔體采用了標(biāo)準(zhǔn)單元和積木式的結(jié)構(gòu)，塔體的每一層為一標(biāo)準(zhǔn)單元：（可容玉米1.5t、小麥1.6t）。這樣就可以根據(jù)用戶的需求選用不同層數(shù)的單元組裝成不同型號(hào)的烘干機(jī)，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的系列化、標(biāo)準(zhǔn)化。
2)烘干塔體的主要部件中，880個(gè)熱交換部件、80個(gè)豎箱側(cè)板、80個(gè)端板、60個(gè)支架等，每種零部件結(jié)構(gòu)參數(shù)完全相同，標(biāo)準(zhǔn)化程度高，為零部件的互換提供了方便。
3)配套設(shè)備中的DT型提升機(jī)、Y4 -72離心通風(fēng)機(jī)、BD型烘油器均為國(guó)內(nèi)外的系列化產(chǎn)品，標(biāo)準(zhǔn)化、系列化程度高。
4)薄層混流于谷物烘干機(jī)在不更換任何部件的情況下，可廣泛用麥類、水稻、玉米、大豆、油菜籽等多種谷物烘干作業(yè)。通過電控系統(tǒng)調(diào)節(jié)，可滿足各種谷物干燥工藝的要求，具有良好的通用性。
2.4作業(yè)的可靠性和故障分析
該型號(hào)烘干機(jī)足機(jī)電一體化的產(chǎn)品，通過電控系統(tǒng)對(duì)影響谷物烘干的各因素：風(fēng)溫、烘干時(shí)間、排糧速度、風(fēng)量等進(jìn)行調(diào)控而達(dá)到烘干機(jī)理想狀態(tài)；烘干機(jī)的工作狀態(tài)在電控柜的模擬板上顯示，設(shè)有料位，最高、低風(fēng)溫限制，報(bào)警裝備。使用操作方便。通過長(zhǎng)時(shí)間的生產(chǎn)考核測(cè)定，烘干機(jī)作業(yè)的可靠性達(dá)到了98%以上。
在實(shí)際作業(yè)中，烘干機(jī)發(fā)生的故障主要有：
1)供油量不足。主要原因是在冬季作業(yè)時(shí)沒有采用合格的冬季用柴油，致使燃油冷凝，流動(dòng)不暢。另外燃油中含有微量水分，受冷時(shí)在過濾器處結(jié)冰。解決的辦法是換用合格的冬用燃油，在過濾器部分安裝加溫設(shè)備，以保證燃油的充分供給。
2)溫度傳感器失靈。主要原因是傳感器的觸頭在使用過程上被灰塵和雜質(zhì)覆蓋造成，通過清理即可解決。
3)零件損壞：軸承、電容件、調(diào)速器等如有發(fā)生損壞的現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)時(shí)應(yīng)及時(shí)進(jìn)行更換并在作業(yè)時(shí)按班次及時(shí)保養(yǎng)。
4)烘干塔內(nèi)雜質(zhì)堵塞。在使用中發(fā)現(xiàn)個(gè)別用戶對(duì)進(jìn)入烘干塔的谷物不進(jìn)行清選，使過多的雜質(zhì)進(jìn)入了烘干塔，潮濕的雜質(zhì)受熱后粘附在塔體內(nèi)的角狀管壁上，時(shí)間長(zhǎng)易發(fā)生堵塞。為此，要對(duì)烘干機(jī)進(jìn)行定期的檢查和保養(yǎng)，同時(shí)一定要對(duì)被烘干的谷物進(jìn)行初步清選，使被烘干的谷物清潔率達(dá)到97%以上。在季節(jié)作業(yè)后對(duì)整個(gè)烘干塔進(jìn)行徹底清理與保養(yǎng)。
通過不斷的試驗(yàn)和研究分析，筆者認(rèn)為，薄層混流谷物烘干機(jī)應(yīng)在如下幾方面予以改進(jìn)和提高：采用計(jì)算機(jī)電控系統(tǒng)取代目前比較笨重、繁雜的電控柜，提高調(diào)控水平；增加谷物水份隨機(jī)檢測(cè)設(shè)備，達(dá)到智能化水平，達(dá)到更好的烘干效果；進(jìn)一步采用節(jié)能降耗的措施，降低烘干機(jī)能耗值，提高經(jīng)濟(jì)性；提高產(chǎn)品的制造質(zhì)量和零配件的質(zhì)量，提高作業(yè)的可靠性等，使薄層烘干機(jī)更上一個(gè)臺(tái)階。
3、影響谷物烘干主要因素的參數(shù)選擇
谷物烘干的效果受到許多因素的影響，各種因素之間關(guān)系比較復(fù)雜，它們互相影響又共同作用于谷物烘干的過程中。在長(zhǎng)時(shí)間的生產(chǎn)使用中，通過不斷的試驗(yàn)、調(diào)整和分析，確立各因素的參數(shù)選擇范圍如下：
1)熱混合氣溫度：玉米烘干的風(fēng)溫應(yīng)選在120~130℃之間，含水量較大的玉米采用較高的風(fēng)溫；小麥烘干的風(fēng)溫應(yīng)在80—95℃之間，水稻的風(fēng)溫選擇在55℃左右。
2)降水梯度：每小時(shí)降水幅度玉米烘干時(shí)應(yīng)不大于5%，小麥應(yīng)不大于3.5%，水稻應(yīng)小于2%。
3)排糧速度：選擇0~30t/h范圍內(nèi)的無級(jí)調(diào)速為好。
4)風(fēng)量：風(fēng)量按采用風(fēng)溫的多少進(jìn)行計(jì)算，選用配套風(fēng)機(jī)排風(fēng)角管出口風(fēng)速應(yīng)低于谷物臨界速度，風(fēng)量的大小應(yīng)在作業(yè)前用風(fēng)門來調(diào)整。
5)最高料位、最高作業(yè)風(fēng)溫：采用自動(dòng)控制的方式，爭(zhēng)取達(dá)到各參數(shù)能智能化自動(dòng)操作，建立更高的技術(shù)平臺(tái)。
4、結(jié)束語
薄層混流谷物烘干機(jī)是機(jī)電一體化的產(chǎn)品，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。由于其性能優(yōu)良、自動(dòng)化程度較高，使用操作方便、作業(yè)可靠，在俄羅斯遠(yuǎn)東及周邊地區(qū)具有良好的市場(chǎng)前景，今后應(yīng)進(jìn)一步提高其性能和產(chǎn)品的質(zhì)量，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展發(fā)揮更大的作用。
