一种基于石墨烯远红外和空气对流耦合的粮食干燥系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于石墨烯远红外和空气对流耦合的粮食干燥系统，包括多级依次串联的干燥模块，每级干燥模块均包括缓苏段、出风段、石墨烯远红外加热段和进风段，进风段上下两端均设有石墨烯远红外加热段和出风段；缓苏段为上下开口的中空腔体，进风段包括上下开口的进风腔体，进风腔体一侧侧壁上设有进风口，进风腔体内还设有与进风口一一对应设置的进风通道，每个进风口均连通有进风通道，进风口与离心风机的出风口连接，进风通道的侧壁呈多孔结构，多孔结构的孔径小于粮食的外径；石墨烯远红外加热段包括腔体以及多块竖向、等距设置在腔体内的石墨烯辐射板，相邻石墨烯辐射板之间的间隙宽度大于三个粮食籽粒的长度；出风段包括上下开口的出风腔体以及设置在出风腔体内的出风管道，出风管道端部的出风口分别位于出风腔体相对设置的侧壁上，出风管道的侧壁呈多孔结构，多孔结构的孔径小于粮食的外径；进风通道和出风管道均包括呈锥形的顶部，锥形顶部顶升的方向与粮食的流动方向相反。顶部顶升的方向与粮食的流动方向相反。顶部顶升的方向与粮食的流动方向相反。

【技术实现步骤摘要】
一种基于石墨烯远红外和空气对流耦合的粮食干燥系统


[0001]本专利技术涉及一种基于石墨烯远红外和空气对流耦合的粮食干燥系统。

技术介绍

[0002]针对现有石墨烯远红外粮食干燥技术，干燥时粮食加热与通风排湿分段进行，存在物料加热与表层排湿匹配性差的问题，即远红外加热过程中水分从谷粒内部排到表面后并不能立即被空气流带走，必须等到谷物进入通风排湿通道后才能被空气流带走其表面水分，因此在干燥阶段谷粒表面水分浓度过高，影响谷粒内部水分的进一步排出，从而导致石墨烯远红外干燥的优势没有得到充分的发挥，影响干燥过程能量的高效利用和干燥速度的提升。

技术实现思路

[0003]专利技术目的：本专利技术目的旨在提供一种粮食远红外加热干燥与通风排湿能够同时进行的干燥系统，从而提升石墨烯远红外干燥粮食的效能和速度，避免谷粒表层排湿不畅导致干燥效能下降的问题。
[0004]技术方案：本专利技术所述的基于石墨烯远红外和空气对流耦合的粮食干燥系统，包括多级依次串联的干燥模块，每级干燥模块均包括缓苏段、出风段、石墨烯远红外加热段和进风段，所述进风段上下两端均设有石墨烯远红外加热段和出风段；所述缓苏段为上下开口的中空腔体，所述进风段包括上下开口的进风腔体，所述进风腔体一侧侧壁上设有进风口，所述进风腔体内还设有与进风口一一对应设置的进风通道，每个进风口均连通有进风通道，进风口与离心风机的出风口连接，进风通道的侧壁呈多孔结构，多孔结构的孔径小于粮食的外径；所述石墨烯远红外加热段包括腔体以及多块竖向、等距设置在腔体内的石墨烯辐射板，相邻石墨烯辐射板之间设有间隙，间隙的宽度大于三个粮食籽粒的长度；所述出风段包括上下开口的出风腔体以及设置在出风腔体内的出风管道，出风管道端部的出风口分别位于出风腔体相对设置的侧壁上，出风管道的侧壁呈多孔结构，多孔结构的孔径小于粮食的外径；所述进风通道和出风管道均包括呈锥形的顶部，锥形顶部顶升的方向与粮食的流动方向相反。
[0005]其中，所述进风段上下两端设置的石墨烯远红外加热段和出风段分别为上出风段、上石墨烯远红外加热段、下石墨烯远红外加热段和下出风段；待干燥的粮食进入干燥模块，依次流经缓苏段、上出风段、上石墨烯远红外加热段、进风段、下石墨烯远红外加热段和下出风段后，流出该级干燥模块。
[0006]其中，所述进风通道和出风管道的横截面呈三角形、倒V型或五边形中的一种，优选为倒V型，一方面节省材料，一方面通过两个坡面可以使物料顺利地向下流动，圆形或其它形状容易导致物料滞留在风管上。
[0007]其中，所述进风通道和出风通道锥形顶部对应的锥角为60～70
°
。该角度能够使粮食顺利的下滑，使粮食不在风管坡面上滞留，同时该角度也有利于节省风管占用的空间。
[0008]其中，所述进风通道与出风管道相互平行设置，所述进风通道的设置方向与石墨烯辐射板的设置方向相互垂直。风管与加热板垂直设置是为了使所有的粮食籽粒受到的干燥条件保持一致，保证粮食干燥的均匀性。
[0009]其中，所述缓苏段对应中空腔体的高度为600～800mm；所述出风段对应出风腔体的高度为200～300mm；所述石墨烯远红外加热段对应腔体的高度为400～420mm；所述进风段对应进风腔体的高度为400～500mm；粮食在干燥模块中的平均移动速度为5～15cm/min。粮食移动过快会导致石墨烯远红外辐射板过度磨损，粮食移动过慢则导致粮食籽粒受热干燥时间过长，粮食籽粒内部形成过大的水分差，导致的内应力大于可修复的屈服极限。
[0010]其中，还包括进料模块、提升输送模块、粮流方向控制模块、粮流控制模块和卸料模块，粮流控制模块位于多级串联的干燥模块下方；所述进料模块通过提升输送模块将粮食送入多级依次串联的干燥模块中干燥，干燥后采样对粮食的含水率进行检测，当检测粮食含水率符合标准，则通过提升输送模块将干燥好的粮食通过卸料模块卸料，当检测粮食含水率不符合标准，则通过提升输送模块将粮食再循环进入多级依次串联的干燥模块中进行干燥，通过控制粮流控制模块中叶轮的转速来控制粮食在干燥模块中的移动速度。
[0011]有益效果：相比于现有技术，本专利技术具有如下显著优点：(1)本专利技术干燥模块通过在模块内设置缓苏段以及限定流经模块时粮食籽粒的缓冲时间和干燥时间比同时控制粮食的移动速度，使加热干燥时的粮食内水分梯度得到有效消除，从而能够有效防止粮食在加热干燥时爆腰开裂现象的发生，当粮食内水分梯度得到有效消除，就能提高对粮食的加热温度(60℃左右也不会发生爆腰开裂现象)，从而缩短干燥时间，提高干燥效率；(2)本专利技术干燥模块将远红外辐照和空气对流耦合起来，实现粮食远红外加热和通风排湿的同时进行，使得从谷粒内部迁移至谷粒表面的水分被空气流快速带走，最大程度提升了石墨烯远红外干燥粮食的效能和速度，避免现有技术中谷粒表层水分排湿不畅导致石墨烯远红外干燥能力下降的问题。
附图说明
[0012]图1为干燥模块的结构示意图I；
[0013]图2为干燥模块的结构示意图II；
[0014]图3为石墨烯远红外加热段的结构示意图；
[0015]图4为进风段离心风机与进风腔体的连接示意图；
[0016]图5为进风段的局部剖视图；
[0017]图6为出风段的结构示意图；
[0018]图7为出风段的侧视图；
[0019]图8为本专利技术干燥系统的系统原理图。
具体实施方式
[0020]如图1～7所示，本专利技术基于石墨烯远红外和空气对流耦合的粮食干燥系统，包括多级依次串联的干燥模块10，每级干燥模块10均包括缓苏段4、出风段1、石墨烯远红外加热段2和进风段3，进风段3上下两端均设有石墨烯远红外加热段2和出风段1，分别为上出风段1
‑
1、上石墨烯远红外加热段2
‑
1、下石墨烯远红外加热段2
‑
2和下出风段1
‑
2；缓苏段4为上
下开口的中空腔体41，进风段3包括上下开口的进风腔体32，进风腔体32一侧侧壁上设有进风口，进风腔体32内还设有与进风口一一对应设置的进风通道31，每个进风口均连通有进风通道31，进风口与离心风机5的出风口连接；进风通道31的横截面呈倒V型，倒V型进风通道31对应的角度为60～70
°
，进风通道31的侧壁具有密集的孔状结构，孔状结构的孔径小于粮食的外径；进风段3内共有两排12个进风通道31，每排6个进风通道31，每相邻的四个进风通道31为一组，与一台离心风机5连接，并利用离心风机5向内鼓入空气，该方式可使各进风通道31的通风条件基本一致；石墨烯远红外加热段2包括腔体22以及多块竖向、等距设置在腔体22内的石墨烯辐射板21，相邻石墨烯辐射板21之间设有间隙，间隙的宽度大于三个粮食籽粒的长度；出风段1包括上下开口的出风腔体12以及设置在出风腔体12内的出风管道11，出风管道11端部的出风口13分别位于出风腔体12相对设置的侧壁上，出风管道11的侧壁具有密集的多孔结构，多孔结构的孔径小于粮食的外本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于石墨烯远红外和空气对流耦合的粮食干燥系统，其特征在于：包括多级依次串联的干燥模块(10)，每级干燥模块(10)均包括缓苏段(4)、出风段(1)、石墨烯远红外加热段(2)和进风段(3)，所述进风段(3)上下两端均设有石墨烯远红外加热段(2)和出风段(1)；所述缓苏段(4)为上下开口的中空腔体(41)，所述进风段(3)包括上下开口的进风腔体(32)，所述进风腔体(32)一侧侧壁上设有进风口，所述进风腔体(32)内还设有与进风口一一对应设置的进风通道(31)，每个进风口均连通有进风通道(31)，进风口与离心风机(5)的出风口连接，进风通道(31)的侧壁为多孔结构，多孔结构的孔径小于粮食的外径；所述石墨烯远红外加热段(2)包括腔体(22)以及多块竖向、等距设置在腔体(22)内的石墨烯辐射板，相邻石墨烯辐射板(21)之间设有间隙，间隙的宽度大于三个粮食籽粒的长度；所述出风段(1)包括上下开口的出风腔体(12)以及设置在出风腔体(12)内的出风管道(11)，出风管道(11)端部的出风口(13)分别位于出风腔体(12)相对设置的侧壁上，出风管道(11)的侧壁为多孔结构，多孔结构的孔径小于粮食的外径；所述进风通道(31)和出风管道(11)均包括呈锥形的顶部，锥形顶部顶升的方向与粮食的流动方向相反。2.根据权利要求1所述的基于石墨烯远红外和空气对流耦合的粮食干燥系统，其特征在于：所述进风段(3)上下两端设置的石墨烯远红外加热段(2)和出风段(1)分别为上出风段(1
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1)、上石墨烯远红外加热段(2
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1)、下石墨烯远红外加热段(2
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2)和下出风段(1
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2)；待干燥的粮食进入干燥模块(10)，依次流经缓苏段(4)、上出风段(1
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1)、上石墨烯远红外加热段(2
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【专利技术属性】
技术研发人员：颜建春，魏海，谢焕雄，吴惠昌，高学梅，游兆延，王申莹，张会娟，王建楠，刘敏基，
申请(专利权)人：农业农村部南京农业机械化研究所，
类型：发明
国别省市：