Имеется много методов искусственной сушки зерна, травы, льна и других сельскохозяйственных культур.
В основе всех этих методов лежит продувание воздуха через материалы, причем воздух может быть подогретым или холодным. Подогретый воздух применяется в том случае, если необходимо произвести быструю сушку. Кроме того, подогретый воздух можно использовать для сушки в любую погоду, даже при дожде.
Для разных культур требуется различная температура, при которой производится сушка. Например, для кукурузы она будет составлять 85, для пшеницы — 60° С. В зависимости от того, для каких целей предназначается зерно, температуры также меняются. Если зерно предназначено для посева, то температура должна быть не выше 43° С, а если для использования в пищу животным, то температура повышается до 82° С.
Сушка зерна, льна и других сельскохозяйственных культур может производиться при помощи воздухоподогревателя ВПГ ж. ф. конструкции Саратовского Гипрониигаза и переведенных этим институтом на газовое топливо теплогенераторов ТГ-75 и ТГ-800 конструкции ВИЭСХ.
Воздухоподогреватель предназначен для получения теплоносителя с температурой до 200° С, представляющего смесь воздуха и продуктов горения газа. Теплоноситель подается в сушильные устройства (как стационарные, так и передвижные) любой конструкции для сушки сельскохозяйственных культур.
Воздухоподогреватель состоит из: а) осевого вентилятора ВМ-200 производительностью 14400—8400 м3/ч, с полным напором 20—140 мм вод. ст., с электромотором мощностью 6,5 кВт. Вес вентилятора 200 вг; б) корпуса топочной камеры с туннелем, со стабилизатором горения, с регулятором первичного количества воздуха и крышкой смотрового окна из плексиглаза; в) форсунки с питательной трубкой и газовым регулировочным вентилем и манометром. Форсунка выполнена в двух вариантах: с червяком и со сменными сопловыми шайбами. Диаметр отверстия в сменных шайбах 1,5; 2; 3; 4; 5 мм. Шайбы с отверстием того илы иного диаметра устанавливаются в зависимости от расхода газа; г) устройство для зажигания газа, состоящего из повышающего газосветного трансформатора ГТ-10-20-31 и запальника, состоящего из запальной электрической автомобильной свечи, вмонтированной в газовую трубу 1". Запальная свеча вводится в туннель только для воспламенения газа. После воспламенения газа запальное устройство отключается от электросети, и труба со свечой из туннеля удаляется. Запальное устройство подключено к электрической сети после магнитного пускателя так, что получить искру в свече и зажечь газ можно только при работающем моторе вентилятора; д) электропускового устройства, состоящего из магнитного пускателя П-322М-26 и кнопок управления КУ-36.
В воздухоподогревателе применена новая технология сжигания сжиженных газов — в жидкой фазе.
Газ из емкости по трубке D = 4—6 мм подводится к форсунке в жидкой фазе без испарения до поступления в форсунку и испаряется только по выходе из форсунки в топочной камере.
Корпус топочной камеры представляет собой барабан D = 500—600 мм, который изготовлен из листового железа толщиной 2—3 мм. Сзади к топочной камере на болтах крепится осевой вентилятор ВМ-200.
Внутри по центру корпуса топочной камеры на металлических распорках крепится конусообразный тоннель, изготовляемый из керамики или жароупорной стали. В этот туннель вводится форсунка и трубка запальника.
Перед туннелем на расстоянии 500 мм устанавливается стабилизатор горения, изготовленный из жаропрочной стали в форме круга D = 200 мм. К переднему концу топочной камеры на болтах крепится металлический кожух из листовой стали толщиной 1 мм, по которому воздух, смешанный с горячими продуктами сгорания газа, передается теплоносителю, чем обеспечивается высокий к. п. д. воздухоподогревателя.
При проведении испытаний этого воздухоподогревателя температура газовоздушной смеси была 40—200° С. При этом часовой расход газа колебался в пределах 55—73 кг, а теплопроизводительность доходила до 800 000 ккал/ч.
В качестве примера использования этого воздухоподогревателя можно привести испытание его в Саратовской и Рязанской областях.
В учебно-опытном хозяйстве Саратовского сельскохозяйственного института с помощью, воздухоподогревателя проводилась сушка кукурузы.
Сушка производилась в закроме с решетчатыми стенками и полом с размерами 3,2 X 4,7 X 1, 6, установленном в общем досчатом складе зерна, продуванием снизу через толщу заложенной партии кукурузы в количестве 108 ц смесью воздуха и продуктов сгорания газа с температурой 40—45° С. За время испытания израсходовано 402 кг сжиженного газа и испарено 1625 кг влаги.
Эта партия кукурузы была высушена за 46 рабочих часов со снижением влажности на 15,1%,
При испытании воздухоподогреватель работал с часовым расходом газа 8,8 кг, с производительностью по теплу 97 000 ккал/ч и по зерну 0,24 т/ч.
Расход топлива на тонну кукурузы в початках, отнесенный к ее весу до сушки, составил 37,0 кг.
Всхожесть зерна после сушки не изменилась и сохранилась равной 97%. Запаха газа и следов сажи на кукурузе не обнаружено.
Горение газа при испытании было устойчивое и совершенно бездымное. Самопроизвольного погасания пламени не было. Длина газового пламени около 700 мм. Горение газа легко и быстро поддавалось регулировке с помощью газового баллонного вентиля. Пуск и остановка осуществлялась в точение нескольких секунд.
Воздухоподогреватель и вся сушильная установка обслуживались одним человеком.
При всех испытаниях воздухоподогревателя ВПГ ж. ф. горение газа было устойчивое, совершенно бездымное и, как показали химические анализы сушильной смеси продуктов сгорания газа и воздуха на выходе из воздухоподогревателя, близкое к полному.
Содержание СО в сушильной смеси при разных форсировках оказалось в пределах от 0,0017 до 0,008 мг/л: первое значение при температуре сушильной смеси на выходе равно +40° С, второе — при +170° С.
Выбранный и установленный тепловой режим при неизменпых внешних условиях стабилен, так как давление газа в баллоне и установленное рабочее давление газа перед форсункой оставались постоянными до израсходования всего газа, находящегося в баллоне.
Другие опыты были проведены на базе Рязанского областного управления хлебопродуктов, где проводились испытания воздухоподогревателя ВПГ ж. ф. в трех вариантах.
1. Воздухоподогреватель был установлен у одного из сдвоенных подпольных каналов активной вентиляции зернового склада, где находилось 500 т неочищенного ячменя, насыпанного высотой до 2 м со средней влажностью 19,1%. За 4 ч работы было израсходовано 60 кг сжиженного газа, а средняя влажность ячменя снизилась на 0,5%.
2. Воздухоподогреватель был установлен у другого канала активной вентиляции, над которым было насыпано зерно высотой 1 м, шириной 3 м и длиной 20 м, т. е. объемом 60 м3, что соответствует весу 36 т (14,5 т очищенного зерна и 21,5 т неочищенного с влажностью 19,1%).
После работы воздухоподогревателя в течение 4 ч было израсходовано 70 кг сжиженного газа и влажность очищенного зерна снижена до 12%, а неочищенного зерна — до 14%.
3. Воздухоподогреватель был подключен к диффузору стационарной сушилки СЗС-2 производительностью 2 т зерна в час. В этом случае за один час при расходе сжиженного газа 20 кг среднее снижение влажности зерна составило 6,5%.
Другим устройством того же назначения является теплогенератор ТГ-75 для получения горячего воздуха и горячей воды, для воздушного отопления свинарников, птичников, гаражей, ремонтных мастерских и обеспечения горячей водой. Он может быть использован для сушки различных сельскохозяйственных культур горячим воздухом, а также для обогрева помещений при выполнении внутренних отделочных работ в зимнее время.
Теплогенератор ТГ-75, переведенный с дизельного топлива на сжиженный газ, может работать на паровой и жидкой фазе. В цилиндрическую камеру сгорания теплогенератора вмонтирована газовая тоннельная горелка с керамической насадкой. Горелка имеет автоматическое устройство, состоящее из соленоидного клапана, термопары и электромагнитного клапана.
Теплогенератор ТГ-75 состоит из следующих основных частей: а) цилиндрического поверхностного теплообменника, заключенного в металлический кожух; б) металлического основания теплообменника, внутри которого установлен вентилятор с магнитным пускателем и понижающим трансформатором; в) горелки, Которая вставляется в цилиндрическую камеру сгорания теплообменника. Она имеет автоматику безопасности, состоящую из электромагнитного клапана, термопары и соленоидного клапана.
Соленоидный клапан предназначен для отключения горелки, если прекращается подача электроэнергии, что вызывает отключение центробежного вентилятора, подающего воздух.
Термопара и электромагнитный клапан служат для отключения горелки в случае прекращения подачи газа.
Горелка может быть выполнена в двух вариантах: а) смесительная с принудительной подачей воздуха и керамическим тоннелем для работы на паровой фазе; б) форсунка с червячным распылителем для работы на жидкой фазе. Теплогенератор имеет трубу для отвода продуктов сгорания, внутри которой проходит медная трубка диаметром 1" для подогрева воды. Отходящие продукты сгорания, выходя через дымовую трубу, нагревают воду, проходящую по медной трубке.
Воздух, нагнетаемый центробежным вентилятором, поступает в теплообменник, где, соприкасаясь с горячими стенками его, нагревается и выходит через патрубок в верхней части теплообменника.
При расходе сжиженного газа 8 кг в час теплогенератор дает 5300 м3 воздуха с температурой до 60° С и 80 л воды с температурой до 75° С. Теплопроизводительность по воздуху 75 000 ккал/ч. Вес теплогенератора 580 кг. Суммарная теплопроизводительность по воздуху и воде равна 80 000 ккал/ч.
Имеется и значительно более мощный теплогенератор типа ТГ-800, предназначенный для получения теплоносителя с температурой до 95° С. Теплоносителем является смесь воздуха и продуктов сгорания, которая подается в сушильное устройство для сушки травы, зерна, бобов и других сельскохозяйственных культур.
Теплогенератор ТГ-800 представляет собой камеру горения — топку с центробежным вентилятором СТД-57 № 8.
Камера горения — цилиндрическая. На фронте топки установлена горелка для работы на дизельном топливе, которая может быть переведена на сжиженный газ.
Для работы на сжиженном газе в жидкой фазе из корпуса горелки удалена регулировочная игла и установлено сопло с червячным распылителем.
Через отверстие заднего днища вентилятором отсасываются продукты горения. Топка вставлена в цилиндрический корпус теплогенератора, к которому присоединяется вентилятор. Через кольцевой канал, образованный корпусом и камерой горения, вентилятором засасывается наружный воздух для образования смеси с продуктами горения. Проходи по каналу, воздух охлаждает камеру горения. Для защиты корпуса от излучающих тепло стенок топки между ними установлена цилиндрическая оболочка-экран, которая также охлаждается протекающим воздухом.
Диск, установленный в задней части камеры горения, защищает крыльчатку вентилятора от излучающего тепла факела.
Такая конструкция теплогенератора хорошо защищает стенки корпуса, и благодаря этому потери тепла в окружающую среду очень незначительны. В пространстве между камерой горения и всасывающим отверстием вентилятора, а также в самом вентиляторе воздух и продукты горения образуют смесь, которая нагнетается вентилятором теплогенератора в сушильное устройство.
Для изменения количества подаваемого теплоносителя служит регистр, расположенный с фронтальной стороны теплогенератора. Регистр представляет собой группу лопаток, имеющих общий привод. При повороте ручки фиксатора лопатки поворачиваются и перекрывают кольцевой канал между экраном и корпусом. В результате этого уменьшается количество воздуха, засасываемого вентилятором, а следовательно, уменьшается подача горячего воздуха в сушильное устройство.
Теплогенератор ТГ-800 снабжен автоматикой безопасности, состоящей из электромагнитного клапана, выполняющего роль реле, термопары и двух соленоидных клапанов.
Перед горелкой установлен пружинный манометр. Давление газа перед ней поддерживается от 1 до 5 кГ/см2.
При расходе 75 кг сжиженного газа в час тепловая нагрузка теплогенератора составляет 800—825 тыс. ккал.
В случае надобности теплогенератор может быть быстро переведен обратно на дизельное топливо.