一种自适应变温脉冲喷动床粮食干燥装置及其干燥方法

本发明属于粮食颗粒干燥，特别是涉及一种自适应变温脉冲喷动床粮食干燥装置及其干燥方法。

背景技术：

1、流化床干燥器是最常见的干燥设备之一，由于其具有较高的传热效率，而被广泛应用于能源、农业、陶瓷、药物、食品和化工等行业的生产过程中，新鲜的粮食颗粒含水率远远高于可贮藏的安全含水率，因此，收货后的粮食颗粒必须经过干燥处理后才可储藏，粮食颗粒的粒径较大，属于d类颗粒，通常用喷动床进行干燥，然而，由于新鲜粮食颗粒的含水率较大，覆盖在颗粒表面的水分会阻碍颗粒流化，粮食颗粒在现有的喷动床干燥装置内会因为颗粒堆积结块而出现干燥不均的问题，从而导致部分颗粒干燥后含水率超过预期水平，而另一部分则会因过度干燥而出现裂纹，造成粮食损伤，影响粮食产品的营养及经济。

2、传统喷动床底部为锥形料斗，其呈现上宽狭窄的结构，颗粒从顶部流动到底部时会因为横截面积的快速缩小而堵塞，因此应该改进料斗的结构来避免颗粒的堆积堵塞，此外，脉冲气体是一种应用广泛的固体颗粒床处理技术，通常用于物料干燥、颗粒涂覆、催化剂活化和化学反应等过程，在脉冲喷动床中，气体通过固体颗粒床进行流动，并通过特定的气体脉冲幅度及频率来增强颗粒的混合和悬浮效果，这种技术具有较高的颗粒混合能力、热质传递效率、相对较低的能耗以及对不同品种颗粒物料的广泛适用性，然而，尽管脉冲喷动床可以改善颗粒的混合干燥过程，目前的干燥装置仍然存在一定的问题：由于粮食颗粒在干燥前期的含水率较高，较高的干燥速率可以在不损伤颗粒的情况下快速降低颗粒的含水率，然而随着干燥过程的进行，颗粒的含水率逐渐降低，若仍保持原始的干燥速率则会导致颗粒表面出现裂纹，降低粮食的干燥品质及营养价值。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明旨在提出一种自适应变温脉冲喷动床粮食干燥装置及其干燥方法,以解决现有技术中的粮食颗粒从顶部流动到底部时会因为横截面积的快速缩小而堵塞以及干燥速率不可变导致颗粒表面出现裂纹的问题。

2、为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

3、一种自适应变温脉冲喷动床粮食干燥装置，包括气流发生装置、自适应温控装置以及喷动床干燥机构，所述气流发生装置与喷动床干燥机构连接，所述自适应温控装置设置在气流发生装置与喷动床干燥机构之间，所述气流发生装置包括沿着气体输送方向依次设置的空气过滤器、风机、脉冲阀以及转子流量计，所述喷动床干燥机构包括内风室、曲线料斗以及干燥室，所述内风室与曲线料斗连接，所述曲线料斗安装在干燥室的下方，所述风机的输出端与内风室的输入端连接，所述自适应温控装置的一端与在风机和脉冲阀之间的管路连接，另一端与干燥室连接。

4、更进一步的，所述曲线料斗与内风室连接处设有布风板。

5、更进一步的，所述布风板中心区域的布风孔开孔率为8％，边缘区域的布风孔开孔率为12％，所述布风板上方铺设有席网。

6、更进一步的，所述干燥室的侧端安装有入料口。

7、更进一步的，所述自适应温控装置包括温控装置、湿度检测装置以及自适应调节模块，所述温控装置设置在风机和脉冲阀之间的管路上，所述湿度检测装置安装在干燥室的上端内壁上，所述湿度检测装置与温控装置之间设置有自适应调节模块。

8、更进一步的，所述干燥室的出口端连接有除尘机构。

9、更进一步的，所述除尘机构包括旋风分离器、出料口与袋式除尘器，所述旋风分离器与干燥室的顶部连接，所述旋风分离器的下方设有出料口，所述袋式除尘器与旋风分离器和干燥室连接。

10、更进一步的，所述曲线料斗的曲线收缩率为0.039。

11、更进一步的，所述气流发生装置运行入口处喷动气速范围为30m/s-40m/s，气体脉冲频率范围为2hz-10hz。

12、一种自适应变温脉冲喷动床粮食干燥装置的干燥方法，它包括以下步骤：

13、步骤1：空气首先通过空气过滤器进行过滤，然后经过风机引导输入温控装置进行加热；

14、步骤2：通过脉冲阀和转子流量计控制供风气速和频率，然后输送至内风室；

15、步骤3：然后空气由内风室进入到曲线料斗和干燥室提供干燥气体；

16、步骤4：最后热风通过旋风分离器与袋式除尘器两级处理的除尘装置后排出。

17、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

18、1、本发明的带曲线料斗的自适应变温脉冲喷动床通过脉冲阀控制气流的供风速度和频率，从空间尺度上增强流体扰动和颗粒内部混合，有效防止床内出现局部过热和干燥不均的情况，同时达到空气耗量减少，能耗降低的目标。

19、2、本发明的曲线料斗由于具有相同的截面收缩率可以有效避免颗粒运动过程中的堵塞问题，从而提高粮食颗粒的干燥品质与干燥装置的可靠性。

20、3、本发明的供风温度通过自适应温控装置感知干燥室内湿度并进行自动调节，从时间尺度上确保粮食颗粒能够迅速、高效且高质量地完成干燥过程。

21、4、本发明可实现粮食颗粒的良好流化，提升粮食颗粒物料的干燥速率以及干燥品质，有避免粮食颗粒的局部过热并效促进颗粒的内循环过程，并防止粮食颗粒长时间在高温气流下出现裂纹，有效避免颗粒损伤。

技术特征：

1.一种自适应变温脉冲喷动床粮食干燥装置，其特征在于：包括气流发生装置、自适应温控装置以及喷动床干燥机构，所述气流发生装置与喷动床干燥机构连接，所述自适应温控装置设置在气流发生装置与喷动床干燥机构之间，所述气流发生装置包括沿着气体输送方向依次设置的空气过滤器(1)、风机(2)、脉冲阀(3)以及转子流量计(4)，所述喷动床干燥机构包括内风室(7)、曲线料斗(11)以及干燥室(12)，所述内风室(7)与曲线料斗(11)连接，所述曲线料斗(11)安装在干燥室(12)的下方，所述风机(2)的输出端与内风室(7)的输入端连接，所述自适应温控装置的一端与在风机(2)和脉冲阀(3)之间的管路连接，另一端与干燥室(12)连接。

2.根据权利要求1所述的一种自适应变温脉冲喷动床粮食干燥装置，其特征在于：所述曲线料斗(11)与内风室(7)连接处设有布风板(10)。

3.根据权利要求2所述的一种自适应变温脉冲喷动床粮食干燥装置，其特征在于：所述布风板(10)中心区域的布风孔开孔率为8％，边缘区域的布风孔开孔率为12％，布风孔开孔方向与布风板垂直线的夹角为0-15°，所述布风板(10)上方铺设有席网。

4.根据权利要求1所述的一种自适应变温脉冲喷动床粮食干燥装置，其特征在于：所述干燥室(12)的侧端安装有入料口(6)。

5.根据权利要求1所述的一种自适应变温脉冲喷动床粮食干燥装置，其特征在于：所述自适应温控装置包括温控装置(5)、湿度检测装置(8)以及自适应调节模块(9)，所述温控装置(5)设置在风机(2)和脉冲阀(3)之间的管路上，所述湿度检测装置(8)安装在干燥室(12)的上端内壁上，所述湿度检测装置(8)与温控装置(5)之间设置有自适应调节模块(9)。

6.根据权利要求1所述的一种自适应变温脉冲喷动床粮食干燥装置，其特征在于：所述干燥室(12)的出口端连接有除尘机构。

7.根据权利要求6所述的一种自适应变温脉冲喷动床粮食干燥装置，其特征在于：所述除尘机构包括旋风分离器(13)、出料口(14)与袋式除尘器(15)，所述旋风分离器(13)与干燥室(12)的顶部连接，所述旋风分离器(13)的下方设有出料口(14)，所述袋式除尘器(15)与旋风分离器(13)和干燥室(12)连接。

8.根据权利要求1所述的一种自适应变温脉冲喷动床粮食干燥装置，其特征在于：所述曲线料斗(11)的曲线收缩率为0.039。

9.根据权利要求1所述的一种自适应变温脉冲喷动床粮食干燥装置，其特征在于：所述气流发生装置运行入口处喷动气速范围为30m/s-40m/s，气体脉冲频率范围为2hz-10hz。

10.一种如权利要求1-9中任意一项所述的自适应变温脉冲喷动床粮食干燥装置的干燥方法，其特征在于：它包括以下步骤：

技术总结本发明提出了一种自适应变温脉冲喷动床粮食干燥装置及其干燥方法，属于粮食颗粒干燥技术领域。解决了现有技术中的粮食颗粒从顶部流动到底部时会因为横截面积的快速缩小而堵塞以及干燥速率不可变导致颗粒表面出现裂纹的问题。它包括气流发生装置、自适应温控装置以及喷动床干燥机构，自适应温控装置设置在气流发生装置与喷动床干燥机构之间，气流发生装置包括空气过滤器、风机、脉冲阀以及转子流量计，喷动床干燥机构包括内风室、曲线料斗以及干燥室，内风室与曲线料斗连接，曲线料斗安装在干燥室的下方，风机的输出端与内风室的输入端连接，自适应温控装置的一端与在风机和脉冲阀之间的管路连接。它主要用于粮食干燥。技术研发人员：何玉荣,刘汉儒,唐天琪,王帅,宋志超受保护的技术使用者：哈尔滨工业大学技术研发日：技术公布日：2024/9/26