一种油料作物烘干用生物质成型颗粒燃烧炉及烘干系统的制作方法

    技术2025-01-30  42


    本发明涉及油料作物烘干设备,特别是涉及一种油料作物烘干用生物质成型颗粒燃烧炉及烘干系统。


    背景技术:

    1、烘干油菜、花生等油料作物时,需要用到烘干设备,而农业收获、除草等作业中产生的秸秆、野草等物料可以在加工后成为生物质燃料成型颗粒用于对油料作物进行烘干。现有技术中,现有生物质成型颗粒燃烧炉多为从欧洲(荷兰、芬兰、比利时)引进、消化、吸收的微型炉(壁炉、水暖炉、炊事炉具等),这些炉具适应范围窄,只适用于木材制成的颗粒成型燃料,而不适合于以秸秆、野草为原料的块状成型燃料,原因是秸秆、野草中含有较多的钾、钙、铁、硅、铝等成分,极易形成结渣而影响燃烧,同时价格也比较贵,不适合油料烘干的使用场景。

    2、现有技术中,专利cn 218583423 u公开了一种生物质热风炉,其包括生物质燃烧室、生物质燃烧室内设置有上下布局的多个热交换室,控制横向经过热交换室并从侧方的热风出风口排出,生物质燃烧室内的炉气则从顶部排出。这种方案中,一方面,各热交换室的温度不同,经过不同热交换室的空气的温度具有温差;此外,为了维持空气持续被加热,需要横向设置多个生物质燃烧室,使得热风炉的体积大成本高,且热转换效率低。


    技术实现思路

    1、发明目的:为了克服现有技术中存在的不足,本发明提供一种布局合理、有利于空气流动并逐级加热、热转换效率高油料作物烘干用生物质成型颗粒燃烧炉及烘干系统。

    2、技术方案:为实现上述目的,本发明的油料作物烘干用生物质成型颗粒燃烧炉,其包括主箱体以及置于所述主箱体内的换热器与燃烧炉膛,还包括用于向所述燃烧炉膛喂入生物质成型颗粒的喂料装置以及用于对所述燃烧炉膛进行点火的点火装置;所述换热器连接所述燃烧炉膛,且所述换热器具有多排换热管;所述主箱体为箱体机构,其具有进风端与出风口,所述出风口连接有抽风机;所述喂料装置包括料斗以及物料输入机构;

    3、所述换热管的形态包括第一换热管以及第二换热管两种,所述第一换热管的外表面为光杆形态,所述第二换热管的外表面具有沿着其轴向排布的多个环形片;由所述进风端进入所述主箱体的空气依次经过由所述第一换热管构成的第一管排、由所述第二换热管构成的第二管排、以及所述燃烧炉膛,最后经由所述出风口排出。燃烧炉膛为圆柱形结构,其四周与主箱体之间具有间隙,出风口位于燃烧炉膛所在位置的侧方。

    4、采用上述布局,第二换热管比第一换热管更靠近燃烧炉膛,因此,燃烧炉膛排出的烟气先经过第二换热管再经过第一换热管,第二换热管内烟气的温度显著高于第一换热管内烟气的温度,通过在第二换热管的外壁设置环形片可以提升换热效率;此外,燃烧炉膛外壁的温度又显著高于第二换热管外壁的温度,如此,在主箱体的内部能够形成明显的加热梯度,空气从进风端向出风口流动的过程中,经由第一管排、第二管排以及燃烧炉膛的外壁逐级加热,主箱体内的空气的温度也形成明显的温度梯度。

    5、进一步地,所述换热器还包括位于所有所述换热管顶部的上导引箱以及位于所有所述换热管下方的下导引箱;

    6、所述下导引箱的数量为三个,分别为第一下导引箱、第二下导引箱以及第三下导引箱,三者从前到后离所述燃烧炉膛的距离逐渐增加;连接所述第一下导引箱的一部分所述换热管的上端连接所述燃烧炉膛,另一部分所述换热管的上端连接所述上导引箱;连接所述第二下导引箱的所有所述换热管均连接所述上导引箱;连接所述上导引箱的部分所述换热管的上端连接所述上导引箱,另一部分所述换热管的上端连接烟气排出箱,烟气排出箱连接第一风机,第一风机辅助烟气排出,促使烟气在换热器内流动。

    7、燃烧炉膛的烟气出口位于其上侧,烟气出口连接有喇叭状的外扩管,所述外扩管连接过渡盒,过渡盒的下端具有连接所述换热管的孔。外扩管的顶部具有平行布局的多个第一筋,燃烧炉膛的顶部具有平行布局的多个第二筋,第一筋之间的气流通道与第二筋之间的气流通道相互衔接,可以对热气流进行导流,同时第一筋与第二筋可以起到导热作用,将炉顶的热量充分导出给气流。

    8、上述连接第一下导引箱与第二下导引箱的换热管均为第二换热管,连接第三下导引箱的换热管均为第一换热管。且优选地,越靠近燃烧炉膛的第二换热管上环形片的分布密度越大。

    9、上述各换热管中,连接第一下导引箱的所有换热管中烟气均单向流动,燃烧炉膛排出的烟气经由与其连接的换热管导引至第一下导引箱,再经由第一下导引箱连接的另一部分换热管导引至上导引箱。连接第二下导引箱的所有换热管内烟气均能够双向流动,也即这部分换热管内烟气的流动方向是不确定的,如此,可以促进烟气产生紊流,在各换热管之间充分流动,与换热管外侧的空气充分换热。从上导引箱溢出的烟气经由连接第三下导引箱的换热管进入第三下导引箱,并且由第三下导引箱连接的另一部分换热管排出。

    10、进一步地,所述物料输入机构包括螺旋输送机构与第二风机,所述螺旋输送机构的输入端连接所述料斗的下端;所述第二风机的输出端连接有送料管,所述螺旋输送机构的输出端连接所述送料管。具体的,送料管两端分别连接第二风机以及燃烧炉膛,送料管具有连接第二风机的平置管段以及连接燃烧炉膛的斜置管段,斜置管段在靠近燃烧炉膛的方向上倾斜向上延伸,螺旋输送机构的输出端具有连接平置管段中部的输出管,输出管与送料管呈t字形布局;如此,从螺旋输送机构落入送料管的生物质成型颗粒能够被气流吹入燃烧炉膛内进行燃烧。所述点火装置包括伸入所述燃烧炉膛内并置于所述送料管下方的点火头,还包括连接所述点火头的控制器与电源。本发明中,点火头采用电火花点火方式,控制器包括升压电路与控制单元,控制单元使电路导通能够使点火头产生高压点火花进行点火。

    11、进一步地,所述抽风机与所述燃烧炉膛的连接管道上安装有风门机构,所述风门机构的有效进风口的面积能够被可控调节。

    12、进一步地,所述风门机构包括具有固定板以及封挡板,所述固定板以及所述封挡板上分别具有圆周阵列排布的多个扇形的第一进风孔与第二进风孔;所述封挡板能够被驱动机构驱动相对于所述固定板转动,如此可以调节第一进风孔与第二进风孔的错开角度,实现对有效进风口的面积的调节。本方案中,驱动机构包括驱动电机、与所述驱动电机连接的丝杠,以及被所述丝杠驱动作直线运动的平移架,所述平移架上具有腰形孔,所述封挡板上具有伸入所述腰形孔内的销轴,如此,驱动电机驱动丝杠运转,能够使封挡板可控转动,实现对有效进风口的面积能够被可控线性调节,经由风门进入的空气与经由换热器与燃烧炉膛加热过的空气进行混合,可以实现对空气温度的调节,使得空气温度能够与需求温度适配。

    13、进一步地,所述进风端固定有挡网,挡网可以防止异物进入主箱体内。

    14、进一步地,所述主箱体上具有观察窗用于供观测燃烧炉膛内的燃烧情况。

    15、进一步地,所述主箱体上安装有伸入所述燃烧炉膛内的温度探测装置。

    16、一种烘干系统,其包括上述的油料作物烘干用生物质成型颗粒燃烧炉,还包括油料作物烘干机,所述油料作物烘干机为立式的多层结构;所述抽风机连接所述油料作物烘干机的下侧。

    17、进一步地,所述抽风机通过扩风管连接所述油料作物烘干机。

    18、有益效果:本发明的油料作物烘干用生物质成型颗粒燃烧炉及烘干系统,具有如下有益效果:

    19、(1)采用本发明的燃烧炉,空气被逐级加热,有利于空气的流动并减少紊流的产生,不仅利用换热器对炉气进行换热,而且燃烧炉膛自身也参与了加热空气的过程,能够充分利用生物质成型颗粒燃烧产生的热量,热转换效率高。

    20、(2)换热器的结构中,通过对换热管、上导引箱以及下导引箱进行合理布局,实现了烟气的有效导引以及烟气热量的充分换热,换热效率高。

    21、(3)物料输入装置的结构设计具有如下作用:一方面,通过螺旋输送机构可以精准控制进料量,第二方面,可以有效防止燃烧炉膛内的火引燃料斗内的物料,第三方面,通过第二风机将物料吹入燃烧炉膛内,可以使物料充分分散并同时进气,物料可以充分燃烧,提升燃烧效率。

    22、(4)整体布局紧凑,体积小,且成本低。


    技术特征:

    1.一种油料作物烘干用生物质成型颗粒燃烧炉,其包括主箱体(1)以及置于所述主箱体(1)内的换热器(2)与燃烧炉膛(3),还包括用于向所述燃烧炉膛(3)喂入生物质成型颗粒的喂料装置(4)以及用于对所述燃烧炉膛(3)进行点火的点火装置(5);所述换热器(2)连接所述燃烧炉膛(3),且所述换热器(2)具有多排换热管(21);所述主箱体(1)具有进风端(11)与出风口(12),所述出风口(12)连接有抽风机(7);所述喂料装置(4)包括料斗(41)以及物料输入机构;

    2.根据权利要求1所述的油料作物烘干用生物质成型颗粒燃烧炉,其特征在于,所述换热器(2)还包括位于所有所述换热管(21)顶部的上导引箱(22)以及位于所有所述换热管(21)下方的下导引箱(23);

    3.根据权利要求1所述的油料作物烘干用生物质成型颗粒燃烧炉,其特征在于,所述物料输入机构包括螺旋输送机构(42)与第二风机(43),所述螺旋输送机构(42)的输入端连接所述料斗(41)的下端;所述第二风机(43)的输出端连接有送料管(44),所述螺旋输送机构(42)的输出端连接所述送料管(44)。

    4.根据权利要求1所述的油料作物烘干用生物质成型颗粒燃烧炉,其特征在于,所述抽风机(7)与所述燃烧炉膛(3)的连接管道(71)上安装有风门机构(8),所述风门机构(8)的有效进风口的面积能够被可控调节。

    5.根据权利要求1所述的油料作物烘干用生物质成型颗粒燃烧炉,其特征在于,所述进风端(11)固定有挡网(13)。

    6.根据权利要求1所述的油料作物烘干用生物质成型颗粒燃烧炉,其特征在于,所述主箱体(1)上具有观察窗(14)。

    7.根据权利要求1所述的油料作物烘干用生物质成型颗粒燃烧炉,其特征在于,所述主箱体(1)上安装有伸入所述燃烧炉膛(3)内的温度探测装置(9)。

    8.一种烘干系统,其特征在于,其包括权利要求1-8任一项所述的油料作物烘干用生物质成型颗粒燃烧炉,还包括油料作物烘干机(10),所述油料作物烘干机(10)为立式的多层结构;所述抽风机(7)连接所述油料作物烘干机(10)的下侧。

    9.根据权利要求8所述的烘干系统,其特征在于,所述抽风机(7)通过扩风管(20)连接所述油料作物烘干机(10)。


    技术总结
    本发明公开了一种油料作物烘干用生物质成型颗粒燃烧炉及烘干系统,燃烧炉包括主箱体、换热器、燃烧炉膛、喂料装置以及点火装置;换热器连接燃烧炉膛,且具有多排换热管;主箱体具有进风端与出风口,出风口连接有抽风机;换热管的形态包括第一换热管以及第二换热管两种,第一换热管的外表面为光杆形态,第二换热管的外表面具有沿着其轴向排布的多个环形片;由进风端进入主箱体的空气依次经过由第一换热管构成的第一管排、由第二换热管构成的第二管排、以及燃烧炉膛外壁,最后经由出风口排出。烘干系统包括上述的油料作物烘干用生物质成型颗粒燃烧炉与油料作物烘干机,抽风机连接油料作物烘干机的下侧。本发明的燃烧炉结构设计合理,热转换效率高。

    技术研发人员:游兆延,张冲,颜建春,魏海,谢焕雄,王申莹,王建楠,刘敏基,孙晨阳
    受保护的技术使用者:农业农村部南京农业机械化研究所
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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