一种热管式对撞流粮食烘干机的制作方法与工艺

本发明涉及一种热管式对撞流粮食烘干机，属于节能设备、粮食烘干技术领域。

背景技术：
为了防上腐坏，玉米、稻谷、小麦、大豆等粮食需要干燥后储存。现有的烘干设备有横向滚筒式、塔式等。这些烘干机均存在体积大、耗材料多、用电量大、需起重设备搬运等缺点。市场现有的滚筒式干燥机，由大型内筒和外筒组成(外形尺寸9750×2950×2760mm)，内筒固定，外筒旋转；外筒内壁面布置离散的螺旋片，通过外筒的旋转，推进进入的粮食向前，粮食在滚筒的顶部抛落，再通过侧向进风，使粮食干燥后，出滚筒。可见，这种烘干机存在的缺陷有很多，例如，设备较大(5860kg)而需要起重机械搬运、滚筒需要电机来驱动旋转、沿滚筒的风场的温度和湿度不均、钢材耗量大、能耗大(67kW)等问题。市场上现有的塔式干干燥机，与滚筒式干燥机相比，属于更大型的设备，采用塔式结构，同样具有体积庞大、温度场不均匀、材料耗量大、能耗大等问题。

技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术的上述缺陷，提供一种热管式对撞流粮食烘干机，该烘干机采用对撞流干燥的新原理，热风向上流，粮食向下流，形成对撞流，布置的风场对通过的粮食产生最佳干燥效果，温度场更均匀，更高效，且节省了机械部件，使烘干机结构更加紧凑，大大降低能耗。本发明的上述目的主要是通过如下技术方案予以实现的：一种热管式对撞流粮食烘干机，包括进料口、出料口、滑道、气腔、热管换热器、风道和风机，所述滑道包括内部的滑道腔室和滑道腔室上部的小孔阵列，所述滑道腔室和气腔连通，气腔和风道连通，风道的入口处安装风机，待烘干的粮食由进料口进入烘干机后，落入滑道，沿滑道下滑，并从出料口出料，下滑过程中，热管换热器将热量传递给风道内的空气，被加热的空气由风机送入气腔，并进入滑道腔室，从滑道腔室上部的小孔阵列流出，对粮食进行烘干。在上述热管式对撞流粮食烘干机中，烘干机为横截面轮廓为多边形的筒形结构，进料口位于筒形结构的顶部，出料口位于筒形结构侧壁下方，多个滑道由高到低交替安装在筒形结构内部相对的两个侧壁上，滑道与安装滑道的侧壁之间保持倾斜角度，使待烘干的粮食由进料口进入筒形结构内部后在各滑道之间依次滑动下落，由出料口出料；所述安装滑道的两个侧壁外各设有一个气腔，分别与对应的各滑道的滑道腔室的上端连通，滑道腔室的下端封闭；风机和风道各为两个，每个风道的入口处安装一个风机，每个风道连通一个气腔，热管换热器将热量传递给每个风道内的空气，被加热的空气由风道入口处安装的风机送入对应的气腔，并进入滑道腔室，由小孔阵列流出，对滑道上部的粮食进行烘干。在上述热管式对撞流粮食烘干机中，烘干机为横截面轮廓为四边形、五边形或六边形的筒形结构，优选横截面轮廓为四边形。在上述热管式对撞流粮食烘干机中，热管换热器包括蒸发器、冷凝器、肋片和加热器，其中蒸发器为单个蒸发器，外部耦合加热器，多个冷凝器与蒸发器连接，并伸入两个风道内，每个冷凝器外部设有多个肋片。在上述热管式对撞流粮食烘干机中，两个风道之间通过中间隔板隔开，使每个风道内各包含冷凝器的一部分。在上述热管式对撞流粮食烘干机中，加热器采用电加热、气体对流加热、火焰加热或蓄热加热方式。在上述热管式对撞流粮食烘干机中，滑道包括滑道底板、滑道上板和侧压条，其中滑道上板位于滑道底板上部，两个侧压条分别位于滑道上板两侧，将滑道上板与滑道底板固定连接，在滑道上板与滑道底板之间形成滑道腔室，所述滑道上板上开有小孔阵列。在上述热管式对撞流粮食烘干机中，滑道底板为V形结构，所述滑道上板为V形结构或弧形结构。在上述热管式对撞流粮食烘干机中，滑道上板为弧形板时，弧度角为π/6～π/2。在上述热管式对撞流粮食烘干机中，滑道上板与两侧的侧压条连接处采用平板边条过渡，所述平板边条的宽度为1～5厘米。在上述热管式对撞流粮食烘干机中，滑道底板的V形角度为直角或钝角，角度范围为90°～160°，所述滑道上板为V形结构时，V形角度为100°～170°，且滑道上板的V形角度大于滑道底板的V形角度。在上述热管式对撞流粮食烘干机中，滑道上板的厚度为0.2～1mm，滑道底板的厚度为1～5mm。在上述热管式对撞流粮食烘干机中，滑道的材料为碳钢或不锈钢，滑道上板的材料为铁皮。在上述热管式对撞流粮食烘干机中，滑道上待烘干粮食的下滑方向与水平方向之间的夹角为30°～45°。在上述热管式对撞流粮食烘干机中，筒形结构内部滑道下方的侧壁上安装有滑道支撑件，用于对滑道进行支撑。在上述热管式对撞流粮食烘干机中，滑道的上端通过密封焊接的方式固定焊接在烘干机空腔侧壁上，并使滑道腔室与气腔相通；或者滑道的上端通过刚性搭接，再加软橡胶耦接密封的方式连接在烘干机空腔侧壁上，并使滑道腔室与气腔相通，同时通过调节滑道下部滑道支撑件的位置来调整滑道的倾斜角度。在上述热管式对撞流粮食烘干机中，筒形结构内部最靠近底部的滑道的长度长于其余滑道，所述最靠近底部的滑道一端连接在筒形结构侧壁上，另一端与出料口连通。在上述热管式对撞流粮食烘干机中，烘干机的进料口用于粮食烘干过程中的排气，或者在未安装滑道的烘干机侧壁上开设阵列孔用于粮食烘干过程中的排气。在上述热管式对撞流粮食烘干机中，烘干机为横截面轮廓为圆形或椭圆形的筒形结构，进料口位于筒形结构顶部，出料口位于筒形结构侧壁下方，滑道在筒形结构空腔内由高到低采用螺旋形分布方式，滑道一侧安装在筒形结构侧壁上，两端封闭，安装滑道的侧壁内侧或外侧设有气腔，与滑道的滑道腔室相通，风道的入口处安装风机，风道连通气腔，热管换热器将热量传递给风道内的空气，被加热的空气由风道入口处安装的风机送入气腔，并进入滑道腔室，由小孔阵列流出，对滑道上部的粮食进行烘干。本发明与现有技术相比具有如下有益效果：(1)、本发明烘干机首次采用对撞流干燥的新方法，热风向上流，粮食向下流，形成对撞流对粮食进行烘干，烘干机布置的风场对通过的粮食产生最佳干燥效果，温度场更均匀，更高效，烘干效果达到最优，大大优于传统滚筒式干燥机的滚筒抛粮，侧向进风的粮食干燥效果；(2)、本发明热管式对撞流粮食烘干机，在整体结构、大小和外形上，大体相当于一个衣柜，结构钢材用量少，甚至可采用低成本的板材，造价成本更低，采用对撞流干燥新方法，粮食在行进过程中充分利用了路径，受均匀风场的洗礼，烘干机结构可以更紧凑，体积更小，节省了空间；且烘干机可以根据需要设计为方形结构或圆形结构，具有很强的灵活性；(3)、本发明烘干机内部采用滑道结构，粮食利用重力落下，省去了电机和链条传动机构，节省了机械部件，降低了能耗；(4)、本发明巧妙设计了滑道结构，使滑道中的滑道腔室与气腔连通，气腔中的热风通过滑道上板的小孔阵列流出对粮食进行干燥，同时对滑道底板和滑道上板的结构形状进行了优化设计，使得粮食下滑过程中得到充分干燥，并提高干燥效率，使干燥效果达到最优；(5)、本发明烘干机采用高效紧凑的低温热管，单热源、多热汇，取热、放热匹配佳，效率高；风道非折流布置，拐弯少，风阻小，风机能耗更低；热风风道对称布置，形成立体均布的热风风场，风场更均匀；(6)、本发明烘干机采取最佳的模块化工艺，制备工艺更简单，人工成本更低，运行费用只是粮食脱水所需的低温热风，以及风机的小功率驱动，能耗很小，更节能；(7)、本发明烘干机采用部分可拆缷连接，热管的维修检查更方便，搬运不需大型机械，可以自己成为独立的烘干机，也可以与粮食杂质清理机形成一体机。附图说明图1为本发明烘干机的正向剖面图；图2为本发明烘干机的三向示图，其中图2a为正视图；图2b为侧视图，图2c为俯视图；图3为本发明烘干机的滑道截面图；图4为本发明烘干机的热管换热器结构示意图，其中图4a为热管换热器在风道内的安装示意图；图4b为图4a的A-A剖视图；图4c为图4a的B-B剖视图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述本发明热管式对撞流粮食烘干机，采用对撞流干燥的新原理，热风向上流，粮食向下流，形成对撞流。布置的风场对通过的粮食产生最佳干燥效果，温度场更均匀，更高效。利用对撞流干燥的原理，粮食在行进过程中充分利用了路径，受均匀风场的洗礼，烘干机可以更紧凑。粮食利用重力落下，省去了电机和链条传动机构，节省了机械部件。本发明烘干机包括进料口、出料口、滑道、气腔、热管换热器、风道和风机，滑道包括内部的滑道腔室和滑道腔室上部的小孔阵列，滑道腔室和气腔连通，气腔和风道连通，风道入口处安装风机，待烘干的粮食由进料口进入烘干机后，落入滑道，沿滑道下滑，并从出料口出料，下滑过程中，热管换热器产生热量将风道内的空气加热后，由风机送入气腔，并进入滑道腔室，从滑道腔室上部的小孔阵列流出，对粮食进行烘干。本发明烘干机结构可以根据需要设计为方形或圆形，例如可以设计为横截面轮廓为多边形的筒形结构，或横截面轮廓为圆形或椭圆形的曲面筒形结构。多边形包括四边形、五边形、六边形等，对于多边形的筒形结构，只要保证筒形结构内部有两个相对的侧壁可以交替安装滑道，使粮食在交替安装的各个滑道之间依次滑动下落即可，下面以横截面轮廓为四边形的筒形结构的烘干机为例进行详细描述：如图1所示为本发明本烘干机的正向剖面图，图2所示为本发明烘干机的三向示图，其中图2a为正视图；图2b为侧视图，图2c为俯视图；由图可知本发明烘干机为立方体结构，包括进料口4、出料口5、滑道1、第一气腔2、第二气腔3、热管换热器13、第一风道16、第二风道18、第一风机15、第二风机17、滑道支撑件6、进口导引板7和出口导引板8，其中进料口4位于立方体烘干机的顶部，出料口5位于立方体烘干机的侧壁下方，多个滑道1由高到低交替安装在筒形结构内部相对的两个侧壁上，滑道1与安装滑道1的侧壁之间保持倾斜角度，使待烘干的粮食由进料口4进入烘干机内部后可以在各滑道之间依次滑动，由出料口5出料。本发明中滑道1上待烘干粮食的下滑方向与水平方向之间的夹角为30°～45°。烘干机内部最靠近底部的一个滑道1的长度应长于其余滑道1，该滑道1一端连接在烘干机侧壁上，另一端与出料口5连通，或者该滑道1长度不变，出料口5通过通道连接与该滑道1保持连通。进口导向板7安装在烘干机顶部，与进料口4连通，出口导向板8安装在烘干机底部侧壁上，与出料口5连通。如图1、2所示，安装滑道1的两个侧壁外各设有一个气腔，分别与对应的各个滑道1的滑道腔室的上端连通，滑道腔室的下端封闭；风机和风道各为两个，每个风道的入口处安装一个风机，每个风道连通一个气腔，即第一风道16的入口处安装第一风机15，第一风道16连通第二气腔3，第二风道18的入口处安装第二风机17，第二风道18连通第一气腔2。热管换热器13的冷凝器24位于两个风道内，热管换热器13将热量传递给每个风道内的空气，被加热的空气由风道入口处安装的风机送入对应的气腔，并进入滑道腔室22。如图3所示为本发明烘干机的滑道截面图，由图可知本发明滑道1包括滑道底板19、滑道上板20和侧压条21，其中滑道上板20位于滑道底板19上部，两个侧压条21分别位于滑道上板20两侧，将滑道上板20与滑道底板19固定连接，在滑道上板20与滑道底板19之间形成滑道腔室22，滑道上板20上开有小孔阵列23。小孔阵列23中小孔的直径为0.2～1.5毫米，经纬阵列的间距5～10毫米。滑道底板19为V形结构，V形角度为90°～160°，本实施例中为120°，这种“V”底板结构承力性能好，配以滑道支撑6，保证强度。滑道上板20为V形结构或弧形结构。当滑道上板20为弧形板时，弧形板弧度应保证通过的粮食不从滑道侧掉落滑外，最佳的弧度角范围为π/6～π/2，当滑道上板20为V形结构时，V形角度为100°～170°，本实施例中为140°，可见，滑道上板20的V形角度140°大于滑道底板19的V形角度120°。滑道上板20的厚度为0.2～1mm，滑道底板19的厚度为1～5mm。滑道1的材料为碳钢或不锈钢，滑道上板20的材料优选标准薄铁皮。立方体烘干机内部滑道1下方的侧壁上安装有滑道支撑件6，用于对滑道1进行支撑。滑道1的上端通过密封焊接的方式固定焊接在烘干机空腔侧壁上，并使滑道腔室22与气腔2、3连通，保证了过来的气流通过小孔阵列23流出，或者滑道1的上端通过刚性搭接，再加软橡胶耦接密封(例如通过粗软管连接，两端与刚性接口密封)的方式连接在烘干机空腔侧壁上，并使滑道腔室22与气腔连通，同时通过调节滑道1下部滑道支撑件6的位置来调整滑道1的倾斜角度，采用该种软连接的方式可以适应不同的粮食重量及烘干量。滑道1上待烘干粮食的下滑方向与水平方向之间的夹角为30°～45°，或者对于滑道底板19为V形结构的滑道1，V形谷底所在直线与水平方向的夹角为30°～45°，本实施例中为40°。如图4所示为本发明烘干机的热管换热器结构示意图，其中图4a为热管换热器在风道内的安装示意图；图4b为图4a的A-A剖视图；图4c为图4a的B-B剖视图。由图可知热管换热器13包括蒸发器14、冷凝器24、肋片25和加热器26，其中蒸发器14为单个蒸发器，外部耦合加热器26，多个冷凝器24与蒸发器14连接，并伸入两个风道内，每个冷凝器24外部设有多个肋片25，将热量加给来流的风。如图4a所示，第一风道16与第二风道18之间通过中间隔板27隔开，使每个风道内各包含冷凝器24的一部分，这样的布置使热管换热器的负荷更均匀，两个风道的流阻更小。热管换热器13的加热器26可以设计成其他形式，例如与冷凝器类似，这样可以采用非电的其它方式来加热，例如，气体对流加热、火焰加热或蓄热加热方式。烘干机的进料口4用于粮食烘干过程中的排气，或者在未安装滑道的烘干机侧壁上开设阵列孔用于粮食烘干过程中的排气，即在立方体烘干机的前后两个侧壁上开设阵列孔用于排气。本发明热管式对撞流粮食烘干器的工作原理及工作过程如下：待烘干的粮食通过进口导引板7，从粮食进口4进入烘干机空腔内，沿各个滑道1依次滑动下落。粮食下落的过程中，热管换热器13的蒸发器14进行加热，热量通过布置在风道16、18中的冷凝器24进入风道16和18。风机15、17将空气送入风道16、18，被冷凝器24放出的热量加热，升温到一定温度，例如40～60℃。被加热的空气由风机15、17送入气腔2、3，气腔2、3将热风分配到两侧的各个滑道1的滑道腔室22中，再通过小孔阵列23流过通过的粮食。在各个滑道1上均受小孔阵列23喷出干热风的洗礼，脱水干燥。通过粮食后的湿风沿着粮食和上一级“V”形滑道底板19之间的空间向上，最后通过粮食进口4流出烘干机；也可在不安装滑道1的两个侧壁上开一些小孔，使湿风流出烘干机。在烘干机中，粮食流过各通气的滑道1，沿箭头方向最后到达粮食出口5，沿出口导引板8送出烘干机。本发明中烘干机也可设计为横截面轮廓为圆形或椭圆形的筒形结构，进料口位于筒形结构顶部，出料口位于筒形结构侧壁下方，滑道在筒形结构空腔内由高到低采用螺旋形分布方式，滑道一侧安装在筒形结构侧壁上，两端封闭，安装滑道的内侧或外侧壁设有气腔，与滑道的滑道腔室相通，风道的入口处安装风机，风道连通气腔，热管换热器将热量传递给风道内的空气，被加热的空气由风道入口处安装的风机送入气腔，并进入滑道腔室。本发明烘干机除用于粮食的烘干外，也可以用于其它颗粒状物品的烘干，例如饲料、药品等。以上所述，仅为本发明最佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。