谷物干燥机

技术领域

本申请涉及谷物干燥技术，具体涉及一种利用远红外激励干风脱水的谷物干燥机。

背景技术

谷物干燥机在我国已经有几十年使用历史，目前，市场上供应的谷物干燥机多采用薄层干燥方式，干燥过程中，干燥机内热风强制横向通过谷堆，由热风和谷物发生热交换将谷物加热的同时将谷物表面的水分带走，实现脱水干燥，吸收了水分的湿尾气通过排风管排出。

在工作过程中热风直接和谷物接触，谷物吸热后的第一反应就是表面水分的吸热蒸发成水蒸气逸出，谷物芯部水分受干燥表面的张力牵引向表面运动，直到谷物内部水分减少到谷物的长期保存的安全水分，干燥过程完成。

但是目前采用薄层干燥方式的干燥机，热风穿过的粮层厚度很薄，热风和谷物热交换过程很短，大量热量没有来得及被谷物吸收就直接从排风管排出，造成热量的大量浪费；而且受芯部水分向谷物表面迁移速度的制约，谷物干燥速度太慢。

发明内容

为了克服上述缺陷，本申请提供一种谷物干燥机，该干燥机中进风管和回风管呈叠式布置，因此热风或干风在谷堆内穿行的距离比现有的横流式干燥机增加了3倍以上，延长了热风或干风和谷物接触的时间，提高了热能的利用率。

本申请为了解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种谷物干燥机，包括干燥塔、送风单元、排风单元和循环提升单元，所述循环提升单元连接于所述干燥塔，所述干燥塔内部设有干燥区以及位于所述干燥区上方的缓苏区，所述干燥区内部设有干燥单元，所述干燥单元包括回风管以及位于所述回风管下方的进风管，所述送风单元连接于所述进风管，所述排风单元连接于所述回风管。

可选地，所述进风管的开口朝下，所述进风管的纵向截面包括矩形、半圆形、梯形、三角形中的至少一种。

可选地，所述回风管采用透风材料制成，所述回风管的纵向截面包括圆形或多边形。

可选地，所述干燥区内设有M列风管组，每列风管组包括一个进风管和一个回风管，相邻两个风管列之间具有间隙，其中，M≥2，且M为整数。

可选地，所述进风管内设有远红外辐射单元，所述远红外辐射单元包括远红外辐射器、反射保温层和远红外控制器，所述远红外控制器电性连接于所述远红外辐射器，所述远红外辐射器安装于所述进风管内，所述反射保温层位于所述进风管的内侧。

可选地，所述远红外辐射器的热源包括电、蒸汽、燃气、导热油、水中的至少一种，所述反射保温层包括高反射率材料和保温材料的复合材料，所述高反射率材料包括铝、不锈钢和镀膜玻璃中的至少一种，所述保温材料包括石棉和复合玻纤中的至少一种。

可选地，所述远红外辐射器中的发射元件材质包括陶瓷、玻璃、远红外涂料和石墨烯中的至少一种，所述远红外辐射器的辐射波长以15-30μm为优势波长，该波段的能量占全波段能量25％以上。

可选地，所述送风单元包括送风机和送风管，所述送风管的一端连通于所述进风管，所述送风管的另一端连通于所述送风机，所述排风单元包括排风机和排风管，所述排风管的一端连通于所述回风管，所述排风管的另一端连通于所述排风机。

可选地，所述送风机包括热风机或干风机，所述干风机包括转轮式除湿机或制冷式除湿机，所述干风机提供脱水干风，所述干风的含水量≤7g/kg。

可选地，所述干燥塔内设有N个所述干燥区，所述缓苏区与所述干燥区一一对应，所述送风单元通过分管路分别与每个所述干燥区内的进风管连接，其中，N≥1，且N为整数。

本申请的有益效果是：

1)本申请中干燥机在工作时，谷物在塔内受重力作用自上向下流动，由于本申请中进风管是位于回风管的正下方的，热风或干风的流向为先穿透谷堆向左右两侧环流、再向上逆流、然后再环流通过网孔进入回风管、最后通过排风单元排出，因此热风或干风在谷堆内穿行的距离比现有的横流式干燥机增加了3倍以上，延长了热风或干风和谷物作用的时间，提高了热能的利用率。

2)由于热风或干风采用上述环流、逆流、环流的流动方式，谷物在流过干燥区的过程中受热均匀，有利于提高谷物含水率的均匀性，提高了谷物的品质；另外由于进风管位于回风管的正下方，即进风管和回风管呈叠式布局，加大了流道空间，维保人员可以直接从流道进入干燥机内部完成干燥机季节性保养和维修，提高干燥机使用完好率。

3)由于进风管的开口朝下，因此进风管处不需要设置网版，即热风或干风在进风管的开口处直接和谷物接触，省去了进风网板，减少热风或干风阻力，加大谷堆厚度，延长热风或干风在谷堆内部流程，热风或干风和谷物的热交换更充分，降低干燥能耗，实现谷物干燥过程增速降耗。

4)本申请为叠式多层干燥机，送风管多次进入干燥塔内部，在谷物一次循环过程中，让热风或干风多次流过谷堆，实现了多频次轻量化干燥过程，在保证谷物品质的前提下提高谷物干燥速率。

5)本申请中利用特定波段的远红外辐射器激励，激发谷物表面附近水分子共振跃升，当被激励的水分子逸出谷物表面时，被掠过谷物表面的热风或干风俘获带离谷物表面，避免逸出谷物表面的水分子重回谷物内，从而提高了干燥速度和干燥效果；波长较短的远红外线透射进入谷物内部，和谷物内部物质共振发热，谷物内部水分获得能量后，动能增加，加速向谷物表面运动和聚集，为下一轮汽化逸出提供了能量准备，即提高了芯部水分向谷物表面迁移速度。

6)本申请中利用远红外辐射和干风吸纳水分相结合，在保证谷物生理活性和品质的前提下，加快了谷物干燥速度，降低了谷物干燥能源消耗，实际应用中可以使谷物的干燥速度提高1到1.5倍以上，能耗降低40％左右，具有明显的经济效益。

附图说明

图1为本申请中实施例1的结构示意图；

图2为本申请中实施例2的结构示意图；

图3为本申请中实施例2的部分结构示意图；

图中：10-干燥塔，11-干燥区，12-缓苏区，20-干燥单元，21-进风管，22-远红外辐射器，23-反射保温层，24-回风管，30-送风单元，31-送风机，32-送风管，40-排风单元，50-循环提升单元。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，本申请所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及下述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的对象在适当情况下可以互换，以使这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

实施例1：如图1所示，一种谷物干燥机，包括干燥塔10、送风单元30、排风单元40和循环提升单元50，所述循环提升单元50连接于所述干燥塔10，且所述循环提升单元50用于将所述干燥塔10中塔底的谷物提升至所述干燥塔10的塔顶，所述干燥塔10内部设有干燥区11以及位于所述干燥区11上方的缓苏区12，所述干燥区11内部设有干燥单元20，所述干燥单元20包括回风管24以及位于所述回风管24下方的进风管21，进风管和回风管组成上下叠式结构，所述送风单元30连接于所述进风管21，所述排风单元40连接于所述回风管24。干燥区的作用为干燥谷物，缓苏区的作用为：谷物在缓苏区内，谷物表面的热量向谷物内部传递，内部的水分向外部迁移，为谷物在下一层干燥区更好地干燥做好准备，缓苏区的高度由谷物要求的缓苏比来确定。本申请中送风单元30将用于干燥谷物的新风通过进风管21送至干燥区，新风可为热风或干风，热风或干风与干燥区11的谷物热交换后形成了回风，回风为冷风或湿风，回风通过回风管24和排风单元40排出干燥塔。工作时，谷物在塔内受重力作用自上向下流动，由于本申请中进风管21是位于回风管24的正下方的，热风或干风的流向为先穿透谷堆向左右两侧环流、再向上逆流、然后再环流通过网孔进入回风管、最后通过排风单元排出，因此热风或干风在谷堆内穿行的距离比现有的横流式干燥机增加了3倍以上，延长了热风或干风和谷物作用的时间，提高了热能的利用率；而且热风或干风采用上述的流动方向，谷物在流过干燥区的过程中受热均匀，有利于提高谷物含水率的均匀性，提高了谷物的品质；另外由于进风管位于回风管的正下方，即进风管和回风管呈叠式布局，加大了流道空间，维保人员可以直接从流道进入干燥机内部完成干燥机季节性保养和维修，提高干燥机使用完好率。

所述进风管21的开口朝下，所述进风管21的纵向截面包括矩形、半圆形、梯形、三角形中的至少一种。进风管21的纵向截面是指与进风管21的轴心相垂直的截面，由于进风管21的开口朝下，因此进风管21处不需要设置网版，即热风或干风在进风管的开口处直接和谷物接触，省去了进风网板，减少热风或干风阻力，加大谷堆厚度，延长热风或干风在谷堆内部流程，热风或干风和谷物的热交换更充分，降低干燥能耗，实现谷物干燥过程增速降耗。

所述回风管24采用透风材料制成，所述回风管24的纵向截面包括圆形或多边形。所述多边形包括三角形、菱形或其他多边形，同样回风管24的纵向截面是指与回风管24的轴心相垂直的截面。

所述干燥区11内设有M列风管组，每列风管组包括一个进风管21和一个回风管24，相邻两个风管列之间具有间隙，其中，M≥2，且M为整数。两列或两列以上的风管组之间的间隙形成谷物和风的共同流道，在一种可能的实施方式中，如图1中，干燥区11内设有5列风管组。

如图1所示，所述送风单元30包括送风机31和送风管32，所述送风管32的一端连通于所述进风管21，所述送风管32的另一端连通于所述送风机31，所述排风单元40包括排风机和排风管，所述排风管的一端连通于所述回风管24，所述排风管的另一端连通于所述排风机。图1中示出了排风管，未示出排风机。

所述送风机31包括热风机或干风机，所述干风机包括转轮式除湿机或制冷式除湿机，所述干风机提供脱水干风，所述干风的含水量≤7g/kg。即干风中每kg干空气中含水量为7g或7g以下。将远红外电磁波激励和干风吸纳水分相结合，收到了意想不到的效果，在保证谷物生理活性和品质的前提下，加快了谷物干燥速度，降低了谷物干燥能源消耗，利用干风与远红外结合可使谷物的干燥速度提高1到1.5倍，能耗降低40％左右，具有明显的经济效益。当然也可将远红外电磁波激励和热风相结合，也可达到干燥谷物的目的。

所述干燥塔10内设有N个所述干燥区11，所述缓苏区12与所述干燥区11一一对应，所述送风单元30通过分管路分别与每个所述干燥区11内的进风管21连接，其中，N≥1，且N为整数。干燥塔10内部设有的干燥区11和缓苏区12的个数不做限定，如可为1个、2个或多个，图1中示出的干燥塔10内设有三个干燥区和三个缓苏区，每个干燥区对应一个缓苏区，干燥区位于缓苏区的下方，送风单元30分三路分别进入三个干燥区。当干燥塔内设有2个或多个干燥区时，谷物在干燥塔内循环一次，就被干燥了2次或多次，同样被缓苏了2次或多次，提高了谷物干燥速度，同时在相同降水率条件下，减少了谷物循环次数，可有效降低谷物破损率，降低了谷物在干燥环节的损失率，提高了谷物的品质。本申请为叠式多层干燥机，送风管多次进入干燥塔内部，在谷物一次循环过程中，让热风或干风多次流过谷堆，实现了多频次轻量化干燥过程，在保证谷物品质的前提下提高谷物干燥速率。

实施例1的应用：如图1所示，本实施例中送风机31为热风机，即采用热风干燥的方式，本实施例中为三层式干燥机，即干燥塔10内设有三个干燥区11和三个缓苏区12，每个干燥区11的网板过流面积是传统横流式干燥部过流面积的60％，干燥机总过流面积是传统干燥机的1.8倍，本干燥机设计容量为15吨，配套的热源为150KW，和现有市场上销售的干燥机相当。每个干燥区设有5根进风管21和5根回风管24，干燥缓苏比为1:5，总过流面积18平方米。

工作时，本申请中送风单元30将用于干燥谷物的热风通过进风管21送至干燥区，热风通过环流、逆流、再环流的流动路线与干燥区11的谷物热交换后形成了冷风，冷风通过回风管24和排风单元40排出干燥塔10，被干燥后的谷物进入缓苏区12，在缓苏区谷物表面的热量向谷物内部传递，内部的水分向外部迁移，为谷物在下一层干燥区更好地干燥做好准备，这样谷物依次经过三次干燥后进入塔底，由循环提升机50将谷物提升至所述干燥塔10的塔顶，再进行循环干燥，直至谷物中水分含量降至预设值后，谷物排出干燥塔10。谷物在本实施例中的干燥机内循环一次，就被干燥了3次，缓苏了3次，提高了谷物干燥速度。

利用本实施例的干燥机，与传统的横流式干燥机相比，在同样热风温度和流量的条件下，由于过流面积加大，风阻减少，同样的风机的风量增加10-15％。其烘干速度提高了45％、节能38％。在同样的循环速度条件下，谷物经过每一组干燥部的时间比传统干燥机减少20％，循环一周累计干燥时间是传统干燥机干燥时间的2.4倍，实现轻烘、多缓、谷物保护性干燥。

实施例2：如图2和图3所示，所述进风管21内设有远红外辐射单元，所述远红外辐射单元包括远红外辐射器22、反射保温层23和远红外控制器，所述远红外控制器电性连接于所述远红外辐射器22，所述远红外辐射器22安装于所述进风管21内，所述反射保温层23位于所述进风管21的内侧。图中未示出远红外控制器，远红外控制器用于控制远红外辐射器22的工作，采用常规的控制器即可，此为本领域常用的技术，在此不做详细说明。远红外辐射单元中包括1组、2组或多组远红外辐射器，多组远红外辐射器组成辐射器群，在设定的安全辐射温度条件下满足辐射强度的需求。利用特定波段的远红外辐射器激励，激发谷物表面附近水分子共振跃升，当被激励的水分子逸出谷物表面时，被掠过谷物表面的热风或干风俘获带离谷物表面，避免逸出谷物表面的水分子重回谷物内。波长较短的远红外线透射进入谷物内部，和谷物内部物质共振发热，谷物内部水分获得能量后，动能增加，加速向谷物表面运动和聚集，为下一轮汽化逸出提供了能量准备。

所述远红外辐射器22的热源包括电、蒸汽、燃气、导热油、水中的至少一种，所述反射保温层23包括高反射率材料和保温材料的复合材料，所述高反射率材料包括铝、不锈钢和镀膜玻璃中的至少一种，所述保温材料包括石棉和复合玻纤中的至少一种。反射保温层23与下方的谷物围城一个远红外辐射共振腔，反射保温层具有反射和保温的功能，因此采用高反射率材料和保温材料复合而成。

所述远红外辐射器22中的发射元件材质包括陶瓷、玻璃、远红外涂料和石墨烯中的至少一种，所述远红外辐射器的辐射波长以15-30μm为优势波长，该波段的能量占全波段能量25％以上。

实施例2的应用：如图2-3所示，本实施例中送风机31为干风机，即采用干风干燥和远红外辐射结合的方式，本实施例中同样为三层式干燥机，即干燥塔10内设有三个干燥区11和三个缓苏区12，本干燥机装机容量为16吨，每个进风管21内设有3组远红外辐射器22，每组辐射器的辐射功率为太阳辐射在地表功率的2倍，远红外辐射共振腔下方流动谷物表面接受的远红外功率是夏天地面接受太阳辐射功率的6倍左右。

工作时，流动的谷物经过远红外辐射共振腔的时间为3到5秒钟的直射加10秒钟左右的远红外漫射和透射，当谷物受到远红外直射时，谷物表层水分子受到15-30μm远红外辐射的激励，水分子布朗运动速度跃升，逸出谷物表面的水分子数剧烈增加，由于谷物同时受到干风的吹拂，干风俘获了逸出谷物表面的水分子，带着水分子远离谷物，谷物被快速脱水干燥。如图3所示，送风单元30将用于干燥谷物的干风通过进风管21送至干燥区，图中箭头表示干风的流向，干风通过环流、逆流、再环流流动路线与干燥区11的谷物接触带走谷物表面的水分后形成了湿风，湿风通过回风管24和排风单元40排出干燥塔，利用本干燥机可以使谷物的干燥速度相对于传统的干燥机提高了1倍到1.5倍，能耗降低40％左右。

应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。