一种水平滚筒耦合微波的粮食干燥机的制作方法

1.本发明涉及一种水平滚筒耦合微波的粮食干燥机。


背景技术：

2.我国现有的粮食干燥技术以填充床干燥为主，干燥过程物料充满在干燥室或干燥通道内，气流在穿过粮食籽粒与籽粒之间的空隙时带走表面水分，具体包括固定床通风、横流通风、混流通风、顺逆流通风等多种干燥方式，气流在穿过物料层的过程中温度逐渐降低同时湿度逐渐升高，携带水分的能力逐渐降低，因此会造成先接触空气的物料比后接触空气的物料干燥速度要快，造成干燥不均匀的问题，同时均匀通风也是传统热风干燥中比较难解决的问题，同时影响着干燥均匀性。此外，热风干燥是粮食籽粒内部水分梯度差异驱动的干燥过程，水分从高浓度区域向低浓度区域扩散是传统通风干燥的基本机理，但水分梯度同样会影响籽粒内部的应力分布，水分梯度过大则会导致内部应力差大于屈服极限，造成裂纹和爆腰(就稻谷而言)，影响后续的加工和食用品质。因此，对于传统热风干燥而言，粮食品质保持和快速干燥兼顾是难以解决的难题。


技术实现要素：

3.发明目的：本发明目的旨在提供一种水平滚筒耦合微波的粮食干燥机，采用该粮食干燥机既能提高粮食加热干燥过程的均匀性，又能有效避免粮食籽粒内部出现过大的水分梯度，从而减少加热干燥时粮食籽粒内裂纹和爆腰的形成。
4.技术方案：本发明所述的水平滚筒耦合微波的粮食干燥机，包括滚筒、带动滚筒转动的转动机构以及设置在滚筒内且沿物料流动方向延伸的微波发射组件；还包括离心风机组件以及设置在滚筒侧壁上的抄板组件；其中，所述抄板组件包括沿滚筒轴向设置的多组抄板结构，多组抄板结构呈周期性排布在滚筒内；每组抄板结构包括沿圆周均匀分布的6～8个抄板，相邻组抄板结构中的抄板呈错位排布；所述抄板包括呈大于90
°
夹角设置的第一抄板和第二抄板，所述第一抄板呈直角梯形，所述第二抄板呈平行四边形，呈平行四边形的第二抄板的长边与呈直角梯形的第一抄板的直角边连接，第一抄板的斜边与滚筒的内侧壁固定连接；所述抄板组件中，所有抄板的开口方向一致且与滚筒的转动方向一致；所述第一抄板下底边设置于靠近滚筒进料口的一侧。
5.本发明所述的水平滚筒耦合微波的粮食干燥机，另一实现方案为：包括滚筒、带动滚筒转动的转动机构以及设置在滚筒内且沿物料流动方向延伸的微波发射组件；滚筒由多个滚筒单元拼合而成，每个滚筒单元由环形筒壁以及设置在筒壁内的抄板组成，每个滚筒单元的筒壁内沿圆周均匀分布有6～8个抄板，相邻滚筒单元内的抄板呈错位排布；所述抄板包括呈大于90
°
夹角设置的第一抄板和第二抄板，所述第一抄板呈直角梯形，所述第二抄板呈平行四边形，呈平行四边形的第二抄板的长边与呈直角梯形的第一抄板的直角边连接，第一抄板的斜边与滚筒的内侧壁固定连接；所述抄板组件中，所有抄板的开口方向一致且与滚筒的转动方向一致；所述第一抄板下底边设置于靠近滚筒进料口的一侧。
6.其中，所述第一抄板的上底边和下底边的长度差为12～18cm，优选为15cm。长度差用于使抄板向卸料口方向倾斜，实现在对粮食扬起过程中推动粮食籽粒向卸料口方向移动，上、下底边长度差值的大小能够影响粮食籽粒向卸料口的移动速度，当上、下底边长度差在15cm时，粮食物料从进料端移动到出料段的速度适当，既能实现粮食籽粒在底部具有一定的停留时间消除籽粒内部的水分梯度，又能使籽粒在热风和微波的协同作用下充分干燥；大于18cm时粮食物料扬起过于频繁，不利于利用底部停留时间消除籽粒内部的水分梯度，小于12cm则粮食扬起频率过低，导致干燥效率欠佳。
7.其中，所述第一抄板和第二抄板的夹角为120～130
°
，优选为120
°
。第一抄板和第二抄板的夹角为120
°
能够使粮食籽粒被抬升到接近滚动顶部的位置后再缓慢向下倾倒，提高粮食籽粒处于分散态的时间，从而提高其干燥效果。所述第一抄板的上底边与第二抄板平行四边形对应宽的长度比为2～2.5：1，优选为2：1，这个长度比能够协同第一抄板上底边和下底边的长度差使粮食在充分扬起的同时，缓慢向出集料桶侧(卸料口方向)推进。
8.其中，还包括与滚筒转动连接的集料桶，集料桶套设在滚筒一侧端部，集料桶通过轴承结构与滚筒转动连接，所述集料桶上设有卸料口、出风口和进风口；还包括与滚筒进料口连接的进料机构以及与集料桶卸料口连接的出料机构。
9.其中，所述离心风机组件包括用于给滚筒内腔提供负压的离心风机i以及用于给微波发射组件散热的离心风机ii；所述离心风机i通过引风管与集料桶的出风口连接，在出风口处设有网格板；所述离心风机ii通过扩风管与集料桶的进风口连接。
10.其中，对于容量为5吨的滚筒，离心风机i的风量为5000～8000m3/h，离心风机ii的风量为1000～2000m3/h，优选为离心风机i的风量为5000m3/h，离心风机ii的风量为1000m3/h。
11.其中，所述转动机构包括电机、套设在滚筒上的齿圈以及齿轮，所述电机的驱动端与齿轮固定连接，齿轮与套设在滚筒上的齿圈相互啮合。
12.其中，所述微波发射组件包括架设在滚筒内的壳体，所述壳体远离滚筒进料口一侧端部固定在集料桶内侧壁上；所述壳体包括两个安装板，两个安装板之间的夹角为钝角，两个安装板均固定在罩板上，两个安装板与罩板围合成安装通道；沿滚筒轴向，每个所述安装板上均等距安装有多个磁控管，磁控管发射端外罩有弧形冲孔板，弧形冲孔板的两端设有封板，弧形冲孔板和两块安装板在对应安装磁控管之间的区域均开有密集的孔结构，离心风机ii股入的风通过集料桶上的进风口送入安装通道内。
13.其中，两个安装板之间的夹角为120～160
°
，能够使微波在滚筒内分布更均匀同时节省微波组件在滚筒内的占用空间。
14.其中，所述滚筒进料口位于微波发射组件上方，进料机构通过与进料口所在平面倾斜设置的导料斗向滚筒内进料，倾斜的角度为45～60
°
。
15.有益效果：相比于现有技术，本发明具有如下的显著效果：本发明将水平滚筒和微波进行耦合，一方面能够利用微波的非热干燥效应，在较低温度条件下使物料水分快速向外迁移至籽粒表面，蒸发后被空气流带走，另一方面滚筒内特定结构的抄板可使物料在干燥室内处于抛散状态，并在抛散叶片角度的作用下缓慢向出料端移动，粮食籽粒处于抛散状态可提高微波对粮食物料的加热和干燥的均匀性，并且粮食籽粒从空中下落到滚筒底部被再提升的过程中几乎不被微波干燥，这样能够使粮食籽粒内部水分尽可能缓苏均匀，有
效避免籽粒内部水分梯度过大导致的裂纹和爆腰；常规呈矩形的抄板无法实现粮食物料在滚筒内的充分扬起(矩形抄板只能实现物料的翻炒，但无法实现物料的充分扬起，如果物料无法充分扬起，则粮食籽粒无法被微波均匀加热，表面的水分也无法及时被空气流带走，同时也无法实现在降落过程中的充分缓苏)，因此本发明干燥机通过对滚筒撒料、微波干燥、对流排湿的协同作用实现了粮食的优质、快速和高效干燥。
附图说明
16.图1为实施例1干燥机的结构示意图；
17.图2为实施例1干燥机的正视图；
18.图3为实施例1干燥机的侧视图；
19.图4为实施例1滚筒的结构示意图；
20.图5为滚筒内多组抄板结构呈周期性排布的侧视图；
21.图6为每组抄板结构的侧视图；
22.图7为每组抄板结构的结构示意图；
23.图8为滚筒的侧视图；
24.图9为抄板的侧视图；
25.图10为抄板的结构示意图；
26.图11为微波发射组件的侧视图；
27.图12为微波发射组件的正视图；
28.图13为微波发射组件的结构示意图；
29.图14为实施例2干燥机的结构示意图；
30.图15为实施例2干燥机的正视图；
31.图16为实施例2滚筒的结构示意图；
32.图17为滚筒单元的结构示意图；
33.图18为滚筒单元内抄板的侧视图；
34.图19为滚筒单元内抄板的结构示意图；
35.图20为滚筒的侧视图；
36.图21为抄板的侧视图；
37.图22为抄板的结构示意图。
具体实施方式
38.实施例1
39.如图1～13所示，本发明水平滚筒耦合微波的粮食干燥机，包括滚筒5、带动滚筒5转动的转动机构以及设置在滚筒5内且沿物料流动方向延伸的微波发射组件14；本发明还包括离心风机组件以及设置在滚筒5侧壁上的抄板组件51；其中，抄板组件51包括沿滚筒5轴向设置的多组抄板结构52，多组抄板结构52呈周期性排布在滚筒5内；每组抄板结构52包括沿圆周均匀分布的八个抄板53，多个呈120
°
夹角的抄板53能够使粮食物料在扬起时在滚筒5内处于抛散态，从而提高微波对粮食物料的加热和干燥的均匀性，相邻组抄板结构52中的抄板53呈错位排布，每相邻两组抄板结构52呈15
°
错位排布，相邻两组抄板结构52呈错位
排布能够对滚筒5内粮食物料的抄起更均匀，不会有干燥死角；抄板53包括呈120
°
夹角设置的第一抄板503和第二抄板504，第一抄板503呈直角梯形，第二抄板504呈平行四边形，呈平行四边形的第二抄板504的长边与呈直角梯形的第一抄板503的直角边连接，第一抄板503的斜边与滚筒5的内侧壁固定连接；抄板组件51中，所有抄板53的开口方向一致且与滚筒5的转动方向一致；第一抄板503下底边设置于靠近滚筒5进料口的一侧；第一抄板503的上底边和下底边的长度差为15cm，第一抄板503的上底边与第二抄板504平行四边形对应宽的长度比为2：1。抄板53为一个具有特殊形状的多边形平板折叠而成，折叠后两个平面之间的夹角为120
°
，折叠线的一边为梯形，一边为平行四边形，抄板53安装在滚筒5上后平行四边形短边两端形成一个坡面，该坡面驱动粮食在滚筒5内上扬的同时缓慢向出料端移动。滚筒5中抄板将粮食物料搂起后从顶端撒落，微波对撒落过程中的粮食物料和少量堆积在滚筒5底部的粮食物料进行加热和干燥，从粮食籽粒表面蒸发的水分通过离心风机i8负压驱动的气流排出滚筒5。
40.本发明水平滚筒耦合微波的粮食干燥机还包括与滚筒5转动连接的集料桶6，集料桶6套设在滚筒5一侧端部，集料桶6通过轴承结构与滚筒5转动连接，集料桶6上设有卸料口、出风口和进风口；集料桶6不随滚筒5转动，套在滚筒5左侧端部外侧；本发明还包括与滚筒5进料口连接的进料机构以及与集料桶6卸料口连接的出料机构。
41.离心风机组件包括用于给滚筒5内腔提供负压的离心风机i8以及用于给微波发射组件散热的离心风机ii7；离心风机i8通过引风管9与集料桶6的出风口连接，在出风口处设有网格板；离心风机ii7通过扩风管13与集料桶6的进风口连接。对于容量为5吨的滚筒5，离心风机i8的风量为5000m3/h，离心风机ii7的风量为1000m3/h。
42.本发明转动机构包括电机15、套设在滚筒上的齿圈3以及齿轮组件，齿轮组件包括两组分别设置在滚筒5两侧的齿轮组4，电机15的驱动端与其中一侧的齿轮组4固定连接，齿轮组4与套设在滚筒5上的齿圈3相互啮合。电机15转动带动齿轮组4转动从而带动带齿圈3的滚筒5转动。
43.本发明微波发射组件14包括架设在滚筒5内的壳体16，壳体16远离滚筒5进料口的一侧端部固定在集料桶6的内侧壁上；壳体5包括两个安装板1404，两个安装板1404之间的夹角为钝角，两个安装板1404均固定在罩板1402上，两个安装板1404与罩板1402围合成安装通道1405；沿滚筒轴向，每个安装板1404上均等距安装有多个磁控管1401，磁控管1401发射端外罩有弧形冲孔板1406，弧形冲孔板1406的两端设有封板1403，弧形冲孔板1406和两块安装板1404在对应安装磁控管1401之间的区域均开有密集的孔结构，离心风机ii7股入的风通过进风口送入安装通道1405内，弧形冲孔板1406的弧度为180
°
。本发明微波发射组件14的结构一方面能够有效节省其在滚筒5内的占用空间，另一方面能够使微波在滚筒5内分布均匀。
44.磁控管1401分两排以等距整列的方式安装在两块安装板1404对应的壁面上，两块安装板1404之间的角度为120～160
°
，弧形冲孔板1406、安装板1404、封板1403共同构成波导通道，磁控管1401产生的微波从弧形冲孔板1406上的密集小孔中传出直接射向或经滚筒5壁面反射后射向抛散在滚筒5中的粮食物料以及底部堆积的粮食物料，对粮食物料进行加热和干燥。两块安装板1404在对应安装磁控管1401之间的区域开有密集的孔结构，该区域位于两排磁控管1401之间，两块安装板1404和罩壳1402共同围合成安装通道1405，安装通
道1405同时起到通冷风对磁控管1401进行集中散热的作用，冷风经离心风机ii7股入，经由扩风管13进入安装通道1405，对磁控管1401散热降温后热量从安装板1405的密集小孔处传出，进入滚筒5中，从而实现对磁控管1401冷却热的充分利用，避免了能量浪费，提高了系统的能量利用率。此外，滚筒5进料口位于微波发射组件14上方，微波发射组件14位于滚筒5的中部右侧，微波发射组件14的两个发射弧面分别对应滚筒5的左上和左下区域，进料机构通过与进料口所在平面倾斜设置的导料斗2向滚筒5内进料，倾斜的角度为45
°
。
45.本发明干燥机的运行过程：上料阶段，物料从提升机11进料斗10处载入粮食物料，经由水平输送器1和导料斗2进入旋转的滚筒5，逐渐向滚筒5中输送湿物料直至到达满载要求。干燥阶段，开启微波发射组件14、离心风机ii7和大离心风机i8，粮食进入滚筒5末端的集料桶6后经由位于其底部的螺旋输送器进入提升机11，经过提升机11后继续经过粮流方向控制器12、水平输送器1及导料斗2进入旋转滚筒5，如此内循环直至粮食物料水分降低至预期值，关闭微波发射组件14、离心风机i8、离心风机ii7，进入卸料阶段，卸料过程，电机15继续驱动齿轮4转动，通过齿轮圈3使转筒5继续旋转，物料进入集料桶6后，经由安装在其底部的螺旋输送器输送进提升机11底部后，经提升后进入调节粮流方向控制器12，调节粮流方向使其从卸料管中排出。离心风机i8通过负压将滚筒5中的高湿空气从排风口16排入大气。
46.实施例2
47.如图14～22所示，本发明水平滚筒耦合微波的粮食干燥机，包括滚筒5、带动滚筒5转动的转动机构以及设置在滚筒5内且沿物料流动方向延伸的微波发射组件14；滚筒5由多个滚筒单元505焊接拼合而成，每个滚筒单元505由环形筒壁501以及设置在筒壁501内的抄板53组成，每个滚筒单元505的筒壁501内沿圆周均匀分布有八个抄板53，相邻滚筒单元505内的抄板53呈15
°
错位排布，抄板53包括呈120
°
夹角设置的第一抄板503和第二抄板504，第一抄板503呈直角梯形，第二抄板504呈平行四边形，呈平行四边形的第二抄板504的长边与呈直角梯形的第一抄板503的直角边连接，第一抄板503的斜边与滚筒5的内侧壁固定连接；滚筒5中，所有抄板53的开口方向一致且与滚筒5的转动方向一致；第一抄板503下底边设置于靠近滚筒5进料口的一侧；第一抄板503的上底边和下底边的长度差为15cm，第一抄板503的上底边与第二抄板504平行四边形对应宽的长度比为2：1。实施例2的干燥机其余结构同实施例1，工作过程也同实施例1。