低温储粮系统谷物转运控制方法及低温储粮系统

技术领域

本发明涉及一种低温储粮系统谷物转运控制方法，用于把处于低温状态下的谷物采用逐步升温的方式，在不结露的前提下实现谷物的转运。本发明还涉及一种低温储粮系统。

背景技术

低温储粮是较为安全的一种储粮方式，使粮食维持在15摄氏度左右的低温下储存。低温储粮不仅可以抑制粮食的呼吸代谢，延缓粮食品质陈化，有效地保持粮食的生命力及新鲜度，降低储粮损耗，还可有效控制储粮害虫和微生物的活动、危害，不使用或减少使用化学治虫药剂，有利于保持粮食卫生，减少环境污染。

低温储粮技术在实际的应用中也会存在一系列问题，特别是在盛夏季节，对处于低温状态的谷物进行出库时，由于室内外温差较大，低温状态下的谷物突然被转运到室外时，谷物的表面由于温差会使空气中的水蒸汽凝结到表面，而会很快形成结露，从而会影响到谷物接下来的储存，易导致粮食变质，或者会影响到对谷物的进一步加工。

中国专利文献（公开号 ：CN 104813816A）公开了一种多层分区隔热通风低温储粮仓及其控温方法，采用密闭粮仓的仓顶与隔热层之间的空气进行隔热，再利用粮堆上层增加分区隔热层将粮仓外冷源导入保温，使粮堆上层面与隔热板之间的空气处于低温，从而使粮食周年处于低温或准低温储藏，控制仪自动控制启、停冷气源、轴流风机，开、闭密封门并调节门的开合度，从而实现储粮仓的自动通风控温，冷气在密闭隔间独立封闭流动，不与粮食层直接接触，从根本上消除了结露，有效地保持储粮的品质，降低管理风险和成本，实现了绿色储粮的目标。

这种控温方法能够实现对粮仓内的温度进行控制，但并没有考虑到对谷物在出仓时的温度控制，使得谷物在出仓时，特别是在盛夏季节出仓时，谷物表面易积露，有可能会影响到对谷物进一步的作业。

发明内容

本发明需要解决的一个技术问题是：提供一种低温储粮系统谷物转运控制方法，通过该控制方法的实施，而能够有效杜绝谷物出库时表面结露的现象，方便对谷物的作业。

本发明需要解决的另一个技术问题是：提供一种低温储粮系统，该储粮系统能够方便实现谷物无结露出库。

解决上述技术问题所采取的技术方案：一种低温储粮系统谷物转运控制方法，用于实现把处于低温储存的谷物转运到外界的高温环境中，其特征在于，采用分级升温的方式把低温的谷物温度升高到与外界环境温度相近或相等，最终实现出料；所升温的幅度根据谷物的含水量来确定，以谷物在流转过程中不结露为前提条件。

所涉及到的储粮系统包括主粮库，缓舒库和集料结构，在主粮库的上端设置有预温仓，缓舒库内设有缓舒仓，缓舒仓的外周设有热交换装置。

在进行谷物转运时，使主粮库内的谷物进入到预温仓内密闭静置一段时间，再使预温仓内的谷物进入到缓舒仓内密闭静置一段时间，通过热交换装置使缓舒仓内的温度逐渐提升，然后通过集料结构对谷物进行外运。

谷物堆结露的主要条件是存在温差和达到露点（开始出现结露时的温度）。一般情况下，温差愈大，结露愈严重。另外，在谷物的水分愈大，或空气中的含水量愈多，露点与谷物所处环境的温度愈接近时，愈容易使水气达到饱和，就愈容易发生结露现象。见下表：

该表里的试验数据显示，要实现不结露，需要结合谷物自身状况，以及所处环境因素，而确定谷物的逐渐升温幅度。也即是，谷物的水分为表上面一行的数值时，则在升温过程中需要注意升温的幅度。要达到谷物在升温过程中的不结露，谷物在不同的阶段所需静置的时间相对较长，环境与谷物之间具有热交换，要实现谷物与环境温度相一致或接近，每个阶段可能的时长少则几小时，多则要达到10小时以上，在谷物水分达到17%、18%时，要完成整个转运过程，有时需要耗费48小时以上。谷物在某一环境中静置较长时间时，由于与空气长时间相接触，在空气高湿的情况下，谷物会吸水，空气低湿的情况下，谷物中的水分会挥发，最终，环境中的湿度与谷物的含水量基本相对应。因此，通常只需要对环境的湿度进行检测，则能反应出谷物的含水量。

主粮库内设置有冷却系统，用以使主粮库内的温度维持在低温状态下。在主粮库内还设置有温湿度传感器，以显示主粮库内的环境参数，从而为对谷物的降温幅度提供参考依据。预温仓和缓舒仓的外壁体上均设置有保温层，以避免或减少它们与外界之间的热交换。在预温仓和缓舒仓内也设置有温湿度传感器，用以检测环境参数，从而为升温幅度提供参照依据。升温幅度是由设置在换热装置和相应仓室内的温度传感器来探知的，通过两传感器所探知的温差来确定。

主粮库、缓舒库和集料结构之间通常是通过导料管道实现相通，在导料管道的外周设置有保温层，以防止在导管道处与外界发生热交换，而且使得导料管内的环境温度与谷物自身的温度相接触。在实现谷物转运前，需要先导通相应的仓室，使毗邻的两仓室内的初始环境参数基本一致。但在谷物进入到下游仓室内时，需要切断各仓室之间的联通，而实现谷物在目标仓室内的静置。要实现仓室之间的导通或切断，通常是通过门式结构来实现的，打开相应的门，则会实现导通，关闭相应的门，则会实现切断。门的打开和关闭通常是由电控机构所实现的。

进一步地，通过在预温仓的外围设置预温装置的方式，而实现预温仓内温度升高。预温仓本身设置在主粮库的顶端处，预温仓内的温度要略高于主粮库低处谷物的温度，在谷物进入到预温仓内后，预温装置启动，而实现预温仓内的温度升高，静置待谷物的温度与预温仓内的温度接近，再次启动预温装置，而使预温仓内的温度按一定的升幅上升，然后再通过静置使谷物与预温仓内的温度接近，直至使谷物达到目标温度，而被输入到缓舒库内。

进一步地，所述的热交换装置以外界的热空气为传热媒介，在送风系统的作用下，使缓舒仓内的温度得到提升。这种结构的热交换装置的结构简单，造价低，便于实现仓室内的温度与外界温度趋于一致。

进一步地，集料结构包括集料斗，集料斗内设有集料仓，在集料斗内于集料仓的外围也设有所述的热交换装置，缓舒仓内的谷物在进入到集料仓内后需要密闭静置一定时间而出料。通过在集料斗内设置有热交换装置，使得进入到集料斗内的谷物得以逐渐升温，提高了谷物的升温梯级，有利于谷物能够提升到目标温度。

进一步地，在主粮库内设有立式的提升机构，通过提升机构促使谷物进入到预温仓内；预温仓的外围设有保温层，保温层与预温仓的仓壁之间形成有液浴腔，环形、中空的热管在液浴腔内包绕在预温仓的外周，热管与预温仓的仓壁之间具有间隔，热管连接在风机上，在风机的驱动下，外界空气在热管内流动。液浴腔内会被预先注入水，以液体作为导热媒介，传热均匀缓慢，能够很好地适应谷物缓慢升温的要求。

进一步地，在缓舒仓的外围设有热交换装置，热交换装置的结构包括包绕在缓舒仓外围的热交换仓，热交换仓的壁体上开设有进风口和出风口，通过风机而使得外界的空气进入热交换仓内流动。这种热交换装置的结构简单，直接以外界空气作为热源，运行效率高，运行成本低。

进一步地，热交换仓包括同轴设置的内仓和外仓，内仓的壁体上分别开设有内进风口和内出风口，内进风口和内出风口位于内仓的直径方向上；外仓的壁体上分别开设有外进风口和外出风口，外进风口和外出风口位于外仓的直径方向上；内进风口、内出风口和外进风口、外出风口它们呈“十”字布置。这有利于内仓和外仓之间的缓慢热交换，便于对相应仓室内的温度进行缓慢提升。

进一步地，所述的提升机构包括呈立式设置的导管，绞龙可转动地设置在导管内，在导管的下端设有若干间隔布置的支柱。在进行谷物输送时，谷物会从支柱间的间隔内进入到导管内。这种提升机构的结构简单，工作效率高，便于实现谷物的输送。

与现有技术相比，本发明的有益效果：采用分级升温法，实现谷物的转运，以谷物所处的环境为依据，而实现谷物的缓慢升温，在升温过程中以谷物表面不结露为要求，使得谷物出料后，表面条件优良，便于对谷物的后续加工处理，或进行换库储存。通过在低温储粮系统中设置一些功能仓室，通过静置的方法来实现谷物的缓慢升温，结构简单，方便操作。通过谷物在不同仓室内的流转，也使得谷物堆得以发生变化，起到搅拌的作用，使得谷物的温度得以均匀提升。

附图说明

图1是所涉及到的低温储粮系统的结构图。

图2是立式提升机构的结构图。

图3是预温仓的横断面结构图。

图4是缓舒仓的横断面结构图。

图中：1、主粮库；2、电机；3、导料管；4、缓舒库；5、集料斗；6、导管；7、绞龙；8、支柱；9、保温层；10、液浴腔；11、预温仓；12、热管；13、缓舒仓；14、外仓；15、内仓；16、分粮库。

具体实施方式

结合说明书附图，本低温储粮系统谷物转运控制方法，用于实现把处于低温储存的谷物转运到外界的高温环境中，在进行谷物的转运时，通常一次的转运量以吨计。在进行转运时，采用了分级升温的方式，而把低温的谷物温度升高到与外界环境温度相近或相等，最终实现谷物的出料。在进行升温过程中，所升温的幅度根据谷物的含水量来确定，以谷物在流转过程中不结露为前提条件。

本转运控制方法需要结合储粮系统的自身结构而实现，结合图1，所述的储粮系统包括主粮库1，缓舒库4和集料结构。主粮库1为立式圆仓结构，它的直径在20-40m之间，高度为12-15m之间，库容量为6000-10000t。在主粮库1的上端设置有预温仓11，缓舒库4内设有缓舒仓13，缓舒仓13的外周设有热交换装置。在主粮库1的外侧还设置有分粮库16，用以弥补主粮库1的库容不足的问题，或者可以把主粮库1内的少量积余的陈粮倒库，以腾空主粮库1迎接新粮入库。主粮库1与分粮库16之间通过倾斜设置的导料管3相通，可通过吸风式输送机把粮食送入导料管3的进口内，并使粮食自由滑落到分粮库16内。在主粮库1与缓舒库4之间也设置有导料管3，以及在缓舒库4与出料结构之间也设置有类似的结构，而实现粮食的库间流转。

在进行谷物转运时，使主粮库1内的谷物进入到预温仓11内，关闭预温仓11与其它结构之间的通道，而营造出一个密闭的环境，使得谷物在预温仓11密闭静置一段时间。待谷物与预温仓11内的温度相等或较为接近时，使预温仓11与下游的缓舒仓13相通，两者相通后，预温仓11内的环境与缓舒仓13内的环境相中和，使得此时的缓舒仓13内的环境温度与预温仓11内的环境温度相差不大，然后，再使预温仓11内的谷物进入到缓舒仓13内密闭静置一段时间，通过热交换装置使缓舒仓13内的温度逐渐提升。然后通过集料结构对谷物进行外运。

通过在预温仓11的外围设置预温装置的方式，而实现预温仓11内温度升高。该预温装置可以是与外界直接相通，通过设置风口的方式，在风口处设置风门，通过风门的开度变化而控制室外气体进入到的量，达到对谷物温度缓慢提升的目的。

热交换装置也可以是通过风口的设置，而使得外界与热交装置的内部相通，通过风口、风门的设置来控制进风量，实现谷物的缓慢温度提升。不管何种结构形式，为减化结构、减少运行成本，热交换装置以外界的热空气作为传热媒介，在送风系统的作用下，使缓舒仓13内的温度得到提升。集料结构包括集料斗5，集料斗5架空设置在支架上，在集料斗5内设有集料仓，在集料斗5内于集料仓的外围也设有所述的热交换装置，缓舒仓13内的谷物在进入到集料仓内后需要密闭静置一定时间而出料。

所涉及的低温储粮系统还包括在主粮库1内设有立式的提升机构，通过提升机构促使谷物自动进入到预温仓11内。见图2，所述的提升机构包括呈立式设置的导管6，绞龙7可同轴转动地设置在导管6内，在导管6的下端设有若干间隔布置的支柱8。支柱8用于支撑到主粮库1的地面上，支柱8之间的间隔供谷物进入与绞龙7相接触。导管6的上端设置有电机2，电机2带动绞龙7转动，而实现谷物的提升。

见图3，在预温仓11的外围设有保温层9，保温层9与预温仓11的仓壁之间形成有液浴腔10，液浴腔10内充满水。在液浴腔10内设置有中空的热管12，热管12为环形，包绕在液浴腔10的外周，热管12与预温仓11的仓壁之间具有间隔。液浴腔10与预温仓11之间的壁体为金属板，可以导热。热管12的两端均伸出到保温层9的外侧，热管12连接在风机上，在风机的驱动下，外界空气在热管12内流动，而得以对液浴腔10内的水进行缓慢升温，通过液浴腔10内所设置的温度传感器所测得的温度变化，而控制风机的工作，使得液浴腔10内液体的升温幅度在合适的范围内。在预温仓11内没有谷物时，所述的热管12会被关闭而切断与外界环境相通，预温仓11与主粮库1通过提升机构上的结构而相通，预温仓11和主粮库1两者内部的环境在很短的时间内又相接近。

图4中显示了热交换装置的横断面图，图中，在缓舒仓13的外围设有热交换装置，热交换装置的结构包括包绕在缓舒仓13外围的热交换仓，热交换仓的壁体上开设有进风口和出风口，通过风机而使得外界的空气进入热交换仓内流动，热交换仓与缓舒仓13之间的壁体为金属材质，而能够实现导热。热交换仓包括同轴设置的内仓15和外仓14，内仓15的壁体上分别开设有内进风口和内出风口，内进风口和内出风口位于内仓15的直径方向上；外仓14的壁体上分别开设有外进风口和外出风口，外进风口和外出风口位于外仓14的直径方向上；内进风口、内出风口和外进风口、外出风口它们之间呈“十”字布置。

要实现本低温储粮系统的工作，主要是通过PLC控制器来实现自动控制，根据内部所设置的温湿度传感器所探测到的数据，而指令相应的机构工作，实现升温和粮食的自动流转。