專利名稱：一種基于太陽能的智能谷物烘干裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于太陽能的智能谷物烘干裝置，是一種面向中小型用戶的基于太陽能的節(jié)能型谷物烘干設(shè)備，該設(shè)備利用太陽能集熱器，通過工質(zhì)吸熱以及工質(zhì)與干燥倉空氣的交換，使太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮懿⑿罘e起來，可在夜間或沒有太陽輻射的條件下從而實現(xiàn)太陽能代替?zhèn)鹘y(tǒng)的油氣燃料成為烘干機熱源。同時考慮到太陽能不足時，利用輔助的遠紅外加熱器作為補償。本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)機械與自動控制領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
干燥是糧食生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是實現(xiàn)糧食生產(chǎn)全程機械化的重要組成部分。糧食烘干機械化技術(shù)是應(yīng)用谷物烘干機械在不損害糧食品質(zhì)的前提下，在較短時間內(nèi)使糧食含水率達到國家安全貯存標準(14% 士0. 5)的干燥技術(shù)。谷物烘干設(shè)備在烘干過程中不但要使糧食的含水量降至安全水分，還要注意保證糧食各項品質(zhì)指標，特別是營養(yǎng)成分、口感、爆腰率等。各項指標決定著商品的價值，如果是種子烘干還要保證發(fā)芽率等。因此研制、推廣優(yōu)質(zhì)高效的谷物烘干設(shè)備是我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提高水平、增加效益的重要工作。我國糧食干燥存在的主要的問題是烘干能力不足，烘干機型龐雜，烘干工藝落后， 沒有形成專業(yè)的生產(chǎn)廠家，通用化、標準化、系列化程度極低，單位能耗較高。存在數(shù)量少， 干燥機械化水平低；制造質(zhì)量差；型號多、類型雜；自動控制水平低；有熱源污染與制造成本高等問題。因此，設(shè)計一款節(jié)能環(huán)保且能自動控制的干燥裝置十分必要。針對現(xiàn)有的干燥裝置的缺點，本發(fā)明公開的基于太陽能的智能谷物烘干裝置，可實現(xiàn)更高效率的利用太陽能滿足節(jié)約能源，保護谷物活性且能自動控制的裝置。本發(fā)明公開的基于太陽能的智能谷物烘干裝置，可根據(jù)不同的谷物特性，確定其最大允許的失水速率和最高允許的溫度，從而保證谷物既能滿足貯藏需要又能不失活性。 在太陽能能量過高時，關(guān)閉閥門，保證其烘干效果。在太陽能能量不足時，有遠紅外補償加熱裝置補償加熱。該裝置可實現(xiàn)高效地利用太陽能，從而可滿足各類型谷物、種子的干燥要求，可以實現(xiàn)烘干過程的自動控制。該裝置節(jié)能環(huán)保，有較高的經(jīng)濟效益，有廣闊的應(yīng)用前
旦
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發(fā)明內(nèi)容
本設(shè)計針對現(xiàn)有技術(shù)的問題和缺陷，本發(fā)明的目的是公開一種基于太陽能的智能谷物烘干裝置，其特征在于根據(jù)不同的谷物特性，確定其最大允許的失水速率和最高允許的溫度，從而保證谷物既能滿足貯藏需要又能不失活性。在太陽能能量過高時，關(guān)閉閥門， 保證其烘干效果。在太陽能能量不足時，有遠紅外補償加熱裝置補償加熱。針對現(xiàn)有技術(shù)的問題和缺陷，本發(fā)明的目的是公開一種基于太陽能的智能谷物烘干裝置，其特征是由設(shè)備主要由真空管型太陽能集熱器[1]、熱交換器[2]、重力循環(huán)式補償加熱料倉[3]和控制器W]四部分構(gòu)成；
所述的智能上水及報警裝置，其特征在于其重力循環(huán)式補償加熱料倉[3]內(nèi)壁 [5]、外殼W]、螺旋提升機[7]、遠紅外加熱管[8]、鼓風機和風管[9]等部分組成；所述的智能上水及報警裝置，其特征在于其控制器W]由單片機[10]、溫度檢測控制電路[11]、濕度檢測控制電路[12]、太陽能集熱器換熱閥開關(guān)電路[13]、鍵盤與LCD顯示電路[14]、壓力傳感器[15]、報警電路[16]和遠紅外補償加熱電路[17]等部分構(gòu)成；所述的智能上水及報警裝置，其特征在于其系統(tǒng)控制電路由單片機[10]控制整個系統(tǒng)，可控制各個設(shè)備的啟停，并可以根據(jù)需求自動開關(guān)、調(diào)整各設(shè)備的運轉(zhuǎn)狀態(tài)；所述的智能上水及報警裝置，其特征在于其系統(tǒng)控制電路由單片機[10]控制整個系統(tǒng)，可接收溫度檢測控制電路[11]、濕度檢測控制電路[12]和壓力傳感器[15]的溫度、濕度和壓力傳感器信號，并對其信號分析比較，做出相應(yīng)動作；所述的智能上水及報警裝置，其特征在于其系統(tǒng)控制電路由單片機[10]控制整個系統(tǒng)；針對烘干過程中的溫度檢測控制電路[11]進行溫度實時檢測，并形成閉環(huán)反饋， 通過調(diào)整太陽能集熱器換熱閥開關(guān)電路[13]，從而使溫度穩(wěn)定在額定工作溫度；所述的智能上水及報警裝置，其特征在于其濕度檢測控制電路[12]對濕度進行實時監(jiān)測，并計算其干燥過程中谷物的降水速率，保證降水速率穩(wěn)定在額定速率，保持谷物活性，同時檢測到谷物水分達到安全水分時立即通過單片機[10]控制停止烘干；所述的智能上水及報警裝置，其特征在于其重力循環(huán)式補償加熱料倉[3]而谷物靠自重下落，并配以螺旋式提升機[7]，形成循環(huán)式烘干。其中熱空氣由下方吹入谷倉，運動方向與谷物相反，雖不是薄層干燥，但由于熱風氣壓較大且從谷物中貫穿，所以烘干效果較好；所述的智能上水及報警裝置，其特征在于其利用太陽能集熱器[1]，其熱交換器 [2]內(nèi)通過工質(zhì)吸熱以及工質(zhì)與干燥倉空氣的交換，使太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮懿⑿罘e起來，可在夜間或沒有太陽輻射的條件下從而實現(xiàn)太陽能代替?zhèn)鹘y(tǒng)的油氣燃料成為烘干機熱源；所述的智能上水及報警裝置，其特征在于其當太陽能不足時，利用輔助的遠紅外加熱電路[17]作為補償加熱；所述的智能上水及報警裝置，其特征在于其單片機[10]實時接收溫、濕度傳感器 [11]、[12]采集的料倉數(shù)據(jù)，進行處理分析，從而調(diào)節(jié)熱風送風量，實現(xiàn)烘干過程的自動控制；所述的智能上水及報警裝置，其特征在于其由鍵盤與LCD顯示電路[14]設(shè)有安全水分、失水速率設(shè)置按鈕，從而可滿足各類型谷物、種子的干燥要求。該裝置節(jié)能環(huán)保，有較高的經(jīng)濟效益，有廣闊的應(yīng)用前景。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在于其可根據(jù)不同的谷物特性，確定其最大允許的失水速率和最高允許的溫度，從而保證谷物既能滿足貯藏需要又能不失活性。在太陽能能量過高時，關(guān)閉閥門，保證其烘干效果。在太陽能能量不足時，有遠紅外補償加熱裝置補償加熱。 由單片機實時接收溫、濕度傳感器采集的料倉谷物的數(shù)據(jù)，進行處理分析，從而調(diào)節(jié)熱風送風量，實現(xiàn)烘干過程的自動控制；


圖1是烘干裝置裝配圖
圖2是熱交換系統(tǒng)3是重力循環(huán)式谷物料倉圖4是料倉內(nèi)傳感器安裝5谷物容量報警電路
具體實施例方式下面結(jié)合附圖給出具體的實施例。如圖1所示，該裝置主要由真空管型太陽能集熱器[1]、熱交換器[2]、重力循環(huán)式補償加熱料倉[3]和控制器[4]四部分構(gòu)成；由控制器[4]控制整個系統(tǒng)，真空管型太陽能集熱器[1]吸收太陽能并蓄積起來；由熱交換器[2]將冷空氣與熱管接觸成為熱空氣后進入料倉[3]，完成對谷物的烘干，循環(huán)后再排出；當太陽能能量過高時，熱交換器[2]內(nèi)的閥門可以關(guān)閉，防止料倉[3]內(nèi)溫度過高或失水速率過快導致谷物失去活性，降低營養(yǎng)品質(zhì)。 當太陽能能量過低時，熱交換器[2]內(nèi)的閥門全開仍然滿足不了烘干的要求時，重力循環(huán)式補償加熱料倉[3]內(nèi)的遠紅外補償加熱系統(tǒng)動作，對谷物加熱烘干。如圖2所示，在熱交換時，通過優(yōu)化設(shè)計，提高換熱比，即盡可能選用導熱好的材料制作熱管，盡可能增大熱管與空氣的接觸面積，增加熱管與空氣的接觸時間，使熱量最大限度轉(zhuǎn)化為空氣熱能；在工作時，做好保溫，盡量減少熱量的散失；考慮到將來對太陽能集熱器效率的自動控制，實現(xiàn)熱交換的可控性。如圖3所示，重力循環(huán)式谷物料倉屬于豎式谷倉，由內(nèi)壁[5]、外殼W]、螺旋提升機[7]、遠紅外加熱管[8]、鼓風機和風管[9]等部分組成。而谷物靠自重下落，并配以螺旋式提升機[7]，形成循環(huán)式烘干。其中熱空氣由下方吹入谷倉，運動方向與谷物相反，雖不是薄層干燥，但由于熱風氣壓較大且從谷物中貫穿，所以烘干效果較好。如圖4所示，料倉內(nèi)溫度、濕度和壓力傳感器布置位置，針對烘干過程中的溫度、 濕度和壓力實時檢測，并形成閉環(huán)反饋，通過調(diào)整太陽能集熱器熱管通閉從而使溫度穩(wěn)定在額定工作溫度。 如圖5所示，谷物容量報警電路，在谷倉內(nèi)設(shè)置三個壓力傳感器，當谷倉內(nèi)無谷物時，傳感器1不觸發(fā)，此時若按下“開始”按鈕，蜂鳴器會警告；若上料過程中，谷物厚度達到傳感器2的高度，蜂鳴器間歇警告三次，提醒操作人員停止上料，三次后停止；若上料仍未停止，則出發(fā)傳感器3，即到得極限位置，則蜂鳴器持續(xù)警告，知道操作者打開“出料”按鈕放出多余的谷物使傳感器3回到未觸發(fā)狀態(tài)為止。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明可根據(jù)不同的谷物特性，確定其最大允許的失水速率和最高允許的溫度，從而保證谷物既能滿足貯藏需要又能不失活性。在太陽能能量過高時，關(guān)閉閥門，保證其烘干效果。在太陽能能量不足時，有遠紅外補償加熱裝置補償加熱。該裝置可實現(xiàn)高效地利用太陽能，從而可滿足各類型谷物、種子的干燥要求，可以實現(xiàn)烘干過程的自動控制。該裝置節(jié)能環(huán)保，有較高的經(jīng)濟效益，有廣闊的應(yīng)用前景。
權(quán)利要求
1.一種基于太陽能的智能谷物烘干裝置，其特征是由設(shè)備主要由真空管型太陽能集熱器[1]、熱交換器[2]、重力循環(huán)式補償加熱料倉[3]和控制器W]四部分構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的谷物烘干裝置，其重力循環(huán)式補償加熱料倉[3]內(nèi)壁[5]、外殼W]、螺旋提升機[7]、遠紅外加熱管[8]、鼓風機和風管[9]等部分組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的谷物烘干裝置，其控制器[4]由單片機[10]、溫度檢測控制電路[11]、濕度檢測控制電路[12]、太陽能集熱器換熱閥開關(guān)電路[13]、鍵盤與LCD顯示電路[14]、壓力傳感器[15]、報警電路[16]和遠紅外補償加熱電路[17]等部分構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的谷物烘干裝置，其特征由系統(tǒng)控制電路由單片機[10]控制整個系統(tǒng)，可控制各個設(shè)備的啟停，并可以根據(jù)需求自動開關(guān)、調(diào)整各設(shè)備的運轉(zhuǎn)狀態(tài)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的谷物烘干裝置，其特征由系統(tǒng)控制電路由單片機[10]控制整個系統(tǒng)，可接收溫度檢測控制電路[11]、濕度檢測控制電路[12]和壓力傳感器[15]的溫度、濕度和壓力傳感器信號，并對其信號分析比較，做出相應(yīng)動作。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的谷物烘干裝置，其特征由系統(tǒng)控制電路由單片機[10]控制整個系統(tǒng)；針對烘干過程中的溫度檢測控制電路[11]進行溫度實時檢測，并形成閉環(huán)反饋， 通過調(diào)整太陽能集熱器換熱閥開關(guān)電路[13]，從而使溫度穩(wěn)定在額定工作溫度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的谷物烘干裝置，其特征由濕度檢測控制電路[12]對濕度進行實時監(jiān)測，并計算其干燥過程中谷物的降水速率，保證降水速率穩(wěn)定在額定速率，保持谷物活性，同時檢測到谷物水分達到安全水分時立即通過單片機[10]控制停止烘干。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的谷物烘干裝置，其特征由重力循環(huán)式補償加熱料倉[3]而谷物靠自重下落，并配以螺旋式提升機[7]，形成循環(huán)式烘干。其中熱空氣由下方吹入谷倉，運動方向與谷物相反，雖不是薄層干燥，但由于熱風氣壓較大且從谷物中貫穿，所以烘干效果較好。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的谷物烘干裝置，其特征由利用太陽能集熱器[1]，其熱交換器 [2]內(nèi)通過工質(zhì)吸熱以及工質(zhì)與干燥倉空氣的交換，使太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮懿⑿罘e起來，可在夜間或沒有太陽輻射的條件下從而實現(xiàn)太陽能代替?zhèn)鹘y(tǒng)的油氣燃料成為烘干機熱源。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的谷物烘干裝置，其特征由當太陽能不足時，利用輔助的遠紅外加熱電路[17]作為補償加熱。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的谷物烘干裝置，其特征由由單片機[10]實時接收溫、濕度傳感器[11]、[12]采集的料倉數(shù)據(jù)，進行處理分析，從而調(diào)節(jié)熱風送風量，實現(xiàn)烘干過程的自動控制。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的谷物烘干裝置，其特征由鍵盤與IXD顯示電路[14]設(shè)有安全水分、失水速率設(shè)置按鈕，從而可滿足各類型谷物、種子的干燥要求。該裝置節(jié)能環(huán)保，有較高的經(jīng)濟效益，有廣闊的應(yīng)用前景。
全文摘要
一種基于太陽能的谷物烘干裝置，屬于農(nóng)業(yè)機械與自動控制領(lǐng)域。該裝置是一種面向中小型用戶的基于太陽能的節(jié)能型谷物烘干設(shè)備，該設(shè)備利用太陽能集熱器，通過工質(zhì)吸熱以及工質(zhì)與干燥倉空氣的交換，使太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮懿⑿罘e起來，可在夜間或沒有太陽輻射的條件下從而實現(xiàn)太陽能代替?zhèn)鹘y(tǒng)的油氣燃料成為烘干機熱源。同時考慮到太陽能不足時，利用輔助的遠紅外加熱器作為補償。在人機操控方面，由單片機實時接收溫濕度傳感器采集的料倉數(shù)據(jù)，進行處理分析，從而調(diào)節(jié)熱風送風量、太陽能工作效率，實現(xiàn)烘干過程的自動控制。本裝置設(shè)有安全水分、失水速率設(shè)置按鈕，從而可滿足各類型谷物、種子的干燥要求。該裝置節(jié)能環(huán)保，有較高的經(jīng)濟效益，有廣闊的應(yīng)用前景。
文檔編號A23B9/08GK102334543SQ20111021465
公開日2012年2月1日 申請日期2011年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月22日
發(fā)明者侯俊才, 劉覺曉, 李群卓, 楊有剛, 胡耀華, 蔣國振, 郭康權(quán), 陳康樂 申請人:西北農(nóng)林科技大學