RU2135917C1

RU2135917C1 - Method and apparatus for automatic regulation of grain drying process

Info

Publication number: RU2135917C1
Application number: RU97121470A
Authority: RU
Inventors: Н.М. Андрианов; А.М. Соловьев; А.А. Папин; А.Н. Киселев; Л.В. Колесов; Н.В. Александров
Original assignee: Новгородский государственный университет им.Ярослава Мудрого
Priority date: 1997-12-08
Filing date: 1997-12-08
Publication date: 1999-08-27

Abstract

FIELD: drying of solid materials or objects and other bulk materials. SUBSTANCE: method involves changing heat-carrier flow rate at drying chamber inlet and, depending on flow rate, regulating rate of supplying heat-carrier to drying chamber, as well as correcting supplying rate depending on grain moisture content and drying time; correcting heating efficiency of heat generator depending on heat-carrier flow rate, grain moisture content and drying time. Apparatus has drying chamber provided with supplying diffuser and connected with heat generator having heat efficiency regulating member and discharge diffuser. Drying chamber is connected with discharge airduct and is further provided with exhaust fan, heat-carrier temperature sensor, heat-carrier temperature setter, comparison member, regulating member, grain moisture content sensor and setter. EFFECT: increased efficiency of heating chamber and improved precision of grain drying process. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области прикладной механики, а именно, к вопросам сушки твердых материалов или предметов путем удаления из них влаги и может быть использовано в сельском хозяйстве и хлебоприемных предприятиях для регулирования технологического процесса сушки зерна и других сыпучих материалов в сушилках с гравитационно движущимся слоем, например, шахтных, колонковых, бункерных и т.п. The invention relates to the field of applied mechanics, namely, to the drying of solid materials or objects by removing moisture from them and can be used in agriculture and grain receiving enterprises to regulate the technological process of drying grain and other bulk materials in dryers with a gravitationally moving layer, for example , mine, core, bunker, etc.

Известен способ автоматического регулирования процесса сушки и устройство для его осуществления (см. статью Гуляев Г.А., Елизаров В.П. Регулятор температуры теплоносителя в зерносушилке. Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства. - 1969. - N 11). A known method of automatic control of the drying process and a device for its implementation (see. Gulyaev G.A., Elizarov V.P. The temperature of the coolant in a grain dryer. Mechanization and electrification of socialist agriculture. - 1969. - N 11).

Его сущность состоит в том, что для стабилизации тепловых режимов сушки в сушилке измеряют и стабилизируют температуру теплоносителя. Известный способ и устройство имеет низкую точность регулирования температуры зерна. Это объясняется следующим. Its essence lies in the fact that in order to stabilize the thermal conditions of drying in the dryer, the temperature of the coolant is measured and stabilized. The known method and device has a low accuracy of temperature control of grain. This is explained by the following.

На нагрев зерна при тепловой сушке оказывает влияние не только температура теплоносителя (она в известном устройстве стабилизирована), но также влажность и температура зерна, поступающего на сушку. Их изменения, обусловленные погодными условиями, приводят к отклонениям температуры зерна. The heating of grain during thermal drying is affected not only by the temperature of the coolant (it is stabilized in the known device), but also by the moisture and temperature of the grain supplied to the drying. Their changes due to weather conditions lead to deviations in grain temperature.

Изменения экспозиции сушки, связанные с действиями сушильщика по управлению влагосъемом, также влияют на нагрев зерна и приводят к отклонениям его температуры. Changes in the exposure of drying associated with the actions of the dryer to control moisture removal also affect the heating of grain and lead to deviations in its temperature.

Колебания потока теплоносителя при стабилизированной температуре вызывают колебания количества теплоты, подводимой в зону сушки, что также ведет к отклонениям температуры зерна. Колебания потока возможны, как по внешним причинам (например, колебания напряжения сети), так и по внутренним (например, при изменении аэродинамического сопротивления продуваемого подвижного зернового слоя). Fluctuations in the coolant flow at a stabilized temperature cause fluctuations in the amount of heat supplied to the drying zone, which also leads to deviations in the grain temperature. Fluctuations in the flow are possible, both for external reasons (for example, voltage fluctuations in the network), and internal (for example, when the aerodynamic resistance of the blown moving grain layer changes).

Наиболее близким по сущности к предлагаемому является способ автоматического регулирования процесса сушки и устройство для его осуществления (см. книгу В.Ф. Самочетов. "Техническая база хлебоприемных предприятий. Зерносушение". М., Колос, 1978, с. 215) - прототип. The closest in essence to the proposed one is a method for automatically controlling the drying process and a device for its implementation (see the book by V. F. Samochetov. "Technical base of grain receiving enterprises. Grain drying. M., Kolos, 1978, p. 215) - prototype.

Известный способ заключается в регулировании экспозиции сушки в зависимости от влажности зерна на выходе сушильной камеры и корректировании экспозиции в зависимости от влажности зерна на ее входе, в регулировании теплопроизводительности теплогенератора в зависимости от температуры теплоносителя и корректировании теплопроизводительности в зависимости от температуры зерна в зоне максимального нагрева и влажности зерна на входе сушильной камеры. The known method consists in regulating the exposure of drying depending on the moisture content of the grain at the outlet of the drying chamber and adjusting the exposure depending on the moisture content of the grain at its inlet, regulating the heat output of the heat generator depending on the temperature of the heat carrier and adjusting the heat capacity on the temperature of the grain in the maximum heating zone and grain moisture at the inlet of the drying chamber.

Известное устройство - прототип содержит шахтную зерносушилку с теплогенератором, контур регулирования влажности зерна, контур регулирования температуры теплоносителя и контур корректирования температуры зерна, причем контуры регулирования влажности зерна и температуры теплоносителя подключены корректирующими элементами к датчику влажности зерна на входе сушилки, а контур корректирования температуры зерна через корректирующий элемент подключен к элементу сравнения контура регулирования температуры теплоносителя. The known device - the prototype contains a shaft dryer with a heat generator, a grain moisture control loop, a coolant temperature control loop and a grain temperature adjustment loop, the grain moisture and coolant temperature control loops being connected by correcting elements to the grain moisture sensor at the dryer inlet, and the grain temperature control loop through a correction element is connected to a comparison element of the coolant temperature control loop.

Но и этот способ и устройство имеют недостатки. But this method and device have disadvantages.

В прототипе обеспечивается низкая точность регулирования температуры зерна в динамических режимах. Это объясняется влиянием на процесс сушки физико-механических характеристик подвижного слоя зерна, изменение которых происходит вследствие изменения влажности зерна и скорости его перемещения по сушильной камере. The prototype provides low accuracy of regulating the temperature of grain in dynamic modes. This is explained by the influence on the drying process of the physicomechanical characteristics of the moving layer of grain, the change of which occurs due to changes in grain moisture and the speed of its movement through the drying chamber.

Известно (см. книгу А.С. Гинзбург, М.А. Громов "Теплофизические свойства зерна, муки и крупы". М., Колос, 1984), что от влажности зависят размеры зерновок и свойства их поверхности - шероховатость. Например, у зерновок с меньшей влажностью меньше размеры и ниже шероховатость. Уменьшение размера зерновок (усадка) при сушке приводит к уплотнению зернового слоя и, одновременно, к увеличению его аэродинамического сопротивления потоку теплоносителя. It is known (see the book by A. S. Ginzburg, M. A. Gromov, "Thermophysical properties of grain, flour and cereals." M., Kolos, 1984) that the sizes of grains and the properties of their surface, roughness, depend on moisture. For example, grains with lower moisture content are smaller and have lower roughness. Reducing the size of the grains (shrinkage) during drying leads to compaction of the grain layer and, at the same time, to an increase in its aerodynamic resistance to the flow of coolant.

Скорость движения зерна по сушильной камере определяется экспозицией сушки. Например, с возрастанием скорости из-за трения между зерновками происходит разуплотнение движущегося зернового слоя, причем этот эффект тем значительнее, чем выше влажность (шероховатость) зерновок. Разуплотнение слоя вызывает уменьшение его аэродинамического сопротивления потоку теплоносителя. The speed of movement of grain through the drying chamber is determined by the exposure of the drying. For example, with an increase in speed due to friction between the grains, there is a decompaction of the moving grain layer, and this effect is more significant the higher the moisture (roughness) of the grains. The softening of the layer causes a decrease in its aerodynamic resistance to the flow of the coolant.

Исследованиями, проведенными на шахтной зерносушилке, установлено (см. статью Н. М. Андрианов. Исследование шахтной зерносушилки и автоматической системы управления температурой теплоносителя. Сб. научных трудов ЛСХИ "Автоматизация процессов послеуборочной обработки зерна". Л., 1985, с. 33-34), что возможные в практике изменения влажности и скорости перемещения зерна по сушильной камере могут вызывать изменения потока теплоносителя в диапазоне 4 - 5% и выше. Такие колебания потока теплоносителя при условии стабилизации его температуры влияют на нагрев зерна в сушильной камере и приводят к изменениям его температуры в диапазоне 8 - 10^oC и выше.Studies conducted on a shaft grain dryer, established (see article N. M. Andrianov. Study of a shaft grain dryer and an automatic temperature control system of the coolant. Collection of scientific works of the Agricultural Institute "Automation of post-harvest grain processing." L., 1985, p. 33- 34) that possible changes in humidity and the speed of grain movement through the drying chamber in practice can cause changes in the coolant flow in the range of 4 - 5% and higher. Such fluctuations in the flow of coolant under the condition of stabilization of its temperature affect the heating of grain in the drying chamber and lead to changes in its temperature in the range of 8 - 10 ^o C and above.

Работа известной системы по поддержанию заданного значения влажности зерна связана с регулированием экспозиции сушки, т.е. скорости перемещения зернового слоя по сушильной камере. В качестве примера рассмотрим цикл регулирования, возникающий в контуре стабилизации температуры зерна, при увеличении (уменьшении) скорости движения зернового слоя. The work of the known system for maintaining a given value of the moisture content of grain is associated with the regulation of the exposure of drying, i.e. the speed of movement of the grain layer through the drying chamber. As an example, we consider the control cycle that occurs in the stabilization circuit of the grain temperature, with an increase (decrease) in the speed of movement of the grain layer.

Вследствие значительной инерционности температура зерна в начале цикла остается практически неизменной, следовательно, задание внутреннему контуру стабилизации температуры теплоносителя сохраняется прежним. Однако, с увеличением (уменьшением) скорости зерновой слой разуплотняется (уплотняется) тем сильнее, чем выше его влажность и выше приращение скорости. Аэродинамическое сопротивление слоя снижается (увеличивается) и, так как вытяжной вентилятор сушилки обеспечивает постоянное разрежение, возрастает (уменьшается) массовая подача теплоносителя в сушильную камеру. При сохранившейся в первый момент величине подачи топлива в теплогенератор температура теплоносителя неизбежно снизится (увеличится) и отклонится от заданной. С этого момента вступает в работу внутренней контур стабилизации температуры теплоносителя. Он корректирует подачу топлива и стабилизирует температуру теплоносителя (инерционность контура невелика). В результате возрастает (уменьшается) количество теплоты, подаваемой в сушилку с теплоносителем, что изменяет тепловой баланс процесса сушки и неизбежно приведет к повышению (понижению) температуры зерна. Due to the significant inertia, the grain temperature at the beginning of the cycle remains almost unchanged, therefore, the task of stabilizing the coolant temperature to the internal circuit remains the same. However, with an increase (decrease) in speed, the grain layer becomes denser (denser) the stronger, the higher its humidity and the higher the increment of speed. The aerodynamic resistance of the layer decreases (increases) and, since the exhaust fan of the dryer provides constant vacuum, the mass flow of the coolant to the drying chamber increases (decreases). If the amount of fuel supply to the heat generator, which was preserved at the first moment, the temperature of the coolant will inevitably decrease (increase) and deviate from the set value. From this moment, the internal coolant temperature stabilization circuit comes into operation. It corrects the fuel supply and stabilizes the temperature of the coolant (the inertia of the circuit is small). As a result, the amount of heat supplied to the dryer with the heat carrier increases (decreases), which changes the heat balance of the drying process and will inevitably lead to an increase (decrease) in grain temperature.

С момента отклонения температуры зерна начинается второй этап цикла регулирования. Меняется задание внутреннему контуру, он вновь корректирует подачу топлива (теперь уже обратно в сторону уменьшения (увеличения)), и цикл регулирования продолжается, пока температура зерна не станет равной заданной. From the moment the grain temperature deviates, the second stage of the control cycle begins. The task of the internal circuit changes, it again corrects the fuel supply (now back to the direction of decrease (increase)), and the control cycle continues until the grain temperature becomes equal to the set value.

Таким образом, низкая точность прототипа и его недостатки обусловлены следующим. Thus, the low accuracy of the prototype and its disadvantages are due to the following.

- Колебания скорости потока теплоносителя при его стабилизированной температуре вызывают колебания количества теплоты, поступающей в сушильную камеру, что обусловливает отклонения температуры зерна в переходных режимах. Для лучшей стабилизации тепловых режимов сушки необходима стабилизация теплоты, однако, при колебаниях потока теплоносителя это возможно лишь при условии соответствующего регулирования его температуры (в зависимости от потока). В прототипе отсутствует связное регулирование температуры и скорости теплоносителя, чем объясняется его низкая точность регулирования. - Fluctuations in the coolant flow rate at its stabilized temperature cause fluctuations in the amount of heat entering the drying chamber, which causes grain temperature deviations in transient conditions. For better stabilization of the thermal conditions of drying, stabilization of heat is necessary, however, with fluctuations in the flow of the coolant, this is possible only if the temperature is regulated accordingly (depending on the flow). In the prototype there is no coherent control of the temperature and speed of the coolant, which explains its low accuracy of regulation.

- Анализ развития переходных процессов, возникающих в прототипе (например, вследствии колебаний потока теплоносителя), а также причин, определяющих особенности их протекания, позволяют убедиться в недостаточной обоснованности выбора структуры известной системы, что определяет ее низкое качество регулирования. Так, при изменении скорости потока теплоносителя внутренний контур, благодаря малой инерционности, быстро стабилизирует его температуру, изменяя теплопроизводительность теплогенератора. Изменение теплопроизводительности ведет к нарушению теплового баланса сушки и через определенное время неизбежно вызывает отклонение температуры зерна. С появлением отклонения внешний контур, стабилизируя температуру зерна, в обратном направлении начинает корректировать теплопроизводительность теплогенератора, восстанавливая нарушенный тепловой баланс сушки. Таким образом, внутренний контур стабилизации температуры теплоносителя вносит дестабилизирующее воздействие на процесс регулирования температуры зерна, то есть вместо стабилизации его работа, наоборот, вызывает отклонения температуры зерна в переходных режимах. - An analysis of the development of transients that occur in the prototype (for example, due to fluctuations in the flow of coolant), as well as the reasons that determine the features of their flow, allow us to verify the insufficient validity of the choice of structure of the known system, which determines its low quality of regulation. So, when changing the flow rate of the coolant, the internal circuit, due to the low inertia, quickly stabilizes its temperature, changing the heat output of the heat generator. A change in heat production leads to a violation of the heat balance of drying and after a certain time inevitably causes a temperature deviation of the grain. With the appearance of a deviation, the external circuit, stabilizing the temperature of the grain, in the opposite direction begins to adjust the heat output of the heat generator, restoring the disturbed heat balance of drying. Thus, the internal coolant temperature stabilization loop introduces a destabilizing effect on the process of regulating grain temperature, that is, instead of stabilization, its operation, on the contrary, causes grain temperature deviations in transient conditions.

Учитывая значительную тепловую инерционность зернового слоя, а также отмеченные особенности функционирования внутреннего контура, температура зерна длительное время может отличаться от заданной. Это ведет при перегреве зерна к ухудшению его качественных характеристик, при низких температурах к снижению интенсивности сушки. Для предупреждения перегрева и порчи зерна тепловые режимы сушки ограничивают, что снижает ее интенсивность и ограничивает производительность сушилки. Given the significant thermal inertia of the grain layer, as well as the noted features of the functioning of the internal contour, the grain temperature for a long time may differ from the set value. This leads when grain overheats to a deterioration in its quality characteristics, at low temperatures to a decrease in the drying intensity. To prevent overheating and spoilage of grain, the thermal regimes of drying limit, which reduces its intensity and limits the performance of the dryer.

- Колебания потока теплоносителя способны приводить к выносу зерна из шахты (в случае возрастания скорости потока) либо к снижению интенсивности сушки (в случае уменьшения скорости потока). Для предупреждения выноса зерна сушильщик заранее ограничивает скорость потока и, таким образом, ограничивает интенсивность сушки. По этой причине сушильная камера не может работать с максимальной производительностью. - Fluctuations in the coolant flow can lead to the removal of grain from the mine (in the case of an increase in the flow rate) or to a decrease in the drying intensity (in the case of a decrease in the flow rate). To prevent the removal of grain, the dryer limits the flow rate in advance and thus limits the drying intensity. For this reason, the drying chamber cannot operate at maximum capacity.

- В прототипе задатчик контура регулирования температуры зерна настраивается вручную. При таком способе задания тепловых режимов не возможно точно учесть зависимость термоустойчивости зерна от его текущей влажности и времени теплового воздействия (экспозиции сушки), непрерывно изменяющихся в процессе сушки. - In the prototype, the grain temperature control loop adjuster is manually configured. With this method of setting the thermal regimes, it is not possible to accurately take into account the dependence of the thermal stability of the grain on its current humidity and the time of heat exposure (drying exposure), which continuously change during the drying process.

Настройка задатчика температуры теплоносителя осуществляется автоматически, но при этом учитывается только сигнал о влажности зерна на входе сушилки. Зависимость допустимой температуры теплоносителя (выбор ее осуществляется по условию нагрева зерна, находящегося в пограничном слое) от времени теплового воздействия на зерно (т.е. экспозиции сушки) не учитывается. The setting of the coolant temperature setter is carried out automatically, but only the signal about the grain moisture at the inlet of the dryer is taken into account. The dependence of the permissible temperature of the coolant (it is selected according to the condition of heating the grain located in the boundary layer) on the time of the thermal effect on the grain (i.e., the drying exposure) is not taken into account.

Таким образом, в прототипе невозможно обеспечить предельно допустимые тепловые режимы сушки зерна, учитывающие действительные значения влажностей зерна на входе и выходе сушилки и время теплового воздействия. Thus, in the prototype it is impossible to provide the maximum allowable thermal regimes of drying the grain, taking into account the actual values of the moisture content of the grain at the inlet and outlet of the dryer and the time of heat exposure.

Целью изобретения является повышение точности регулирования процесса сушки зерна и увеличение производительности сушильной камеры. The aim of the invention is to improve the accuracy of regulation of the drying process of grain and increase the productivity of the drying chamber.

Указанная цель достигается тем, что в предлагаемом способе измеряют скорость потока теплоносителя, стабилизируют его подачу в сушильную камеру в соответствии с заданным значением и корректируют его подачу в зависимости от влажности зерна на входе сушильной камеры и экспозиции сушки, а также корректируют теплопроизводительность теплогенератора в зависимости от скорости потока теплоносителя, влажности зерна на выходе сушильной камеры и экспозиции сушки. This goal is achieved by the fact that in the proposed method measure the flow rate of the coolant, stabilize its flow into the drying chamber in accordance with a given value and adjust its flow depending on the grain moisture at the inlet of the drying chamber and drying exposure, and also adjust the heat output of the heat generator depending on coolant flow rate, grain moisture at the outlet of the drying chamber and drying exposure.

Указанная цель достигается тем, что в устройство дополнительно введен контур регулирования подачи теплоносителя, включающий элемент сравнения, задатчик, датчик скорости теплоносителя и регулирующий прибор, соединенный с регулирующим органом подачи теплоносителя, причем датчик скорости через элемент сравнения подключен к первому входу регулирующего прибора, второй вход которого через корректирующий элемент соединен с выходом регулирующего прибора экспозиции сушки. Элемент сравнения вторым входом подключен через задатчик и корректирующий элемент к датчику влажности зерна на входе сушильной камеры. В контур регулирования температуры зерна дополнительно введен элемент суммирования, который первым входом подключен к выходу корректирующего элемента этого контура, вторым входом через корректирующий элемент подключен к выходу задатчика контура регулирования подачи теплоносителя, а выходом подключен через пороговый корректирующий элемент к элементу сравнения контура регулирования температуры теплоносителя, причем задатчики контуров регулирования температуры теплоносителя и температуры зерна через корректирующие элементы подключены к выходу регулирующего прибора экспозиции сушки, а задатчик контура регулирования температуры зерна дополнительно через корректирующий элемент подключен к датчику влажности зерна на выходе сушильной камеры. This goal is achieved by the fact that the coolant supply control loop is additionally introduced into the device, including a comparison element, a control unit, a coolant speed sensor and a control device connected to the coolant supply regulating element, the speed sensor being connected through a comparison element to the first input of the control device, the second input which, through a correction element, is connected to the output of a drying exposure control device. The second input comparison element is connected through a setter and a correction element to the grain moisture sensor at the inlet of the drying chamber. A summing element is additionally introduced into the grain temperature control loop, which is connected by the first input to the output of the correction element of this circuit, the second input is connected through the correction element to the output of the regulator of the coolant supply control loop, and the output is connected through the threshold correction element to the comparison element of the coolant temperature control loop, moreover, the adjusters of the coolant temperature and grain temperature control loops through the corrective elements are directed to the output of the drying exposure control device, and the grain temperature control loop adjuster is additionally connected through a correction element to the grain moisture sensor at the outlet of the drying chamber.

Таким образом, введение контура стабилизации скорости потока теплоносителя позволяет значительно уменьшить нежелательные колебания его подачи в сушильную камеру. Стабилизация температуры теплоносителя при условии одновременной стабилизации его подачи позволяет обеспечить стабилизацию количества теплоты, подводимой к сушимому материалу. Вследствие более точного поддержания теплового режима сушки более точным будет и процесс регулирования температуры зерна. Thus, the introduction of the stabilization circuit of the flow rate of the coolant can significantly reduce unwanted fluctuations in its supply to the drying chamber. Stabilization of the temperature of the coolant under the condition of simultaneous stabilization of its supply allows stabilization of the amount of heat supplied to the dried material. Due to the more accurate maintenance of the thermal regime of drying, the process of controlling the temperature of the grain will be more accurate.

Автоматическое корректирование задания задатчика скорости теплоносителя в зависимости от сигнала датчика влажности зерна на входе сушильной камеры позволяет учесть зависимость допустимой скорости потока теплоносителя от влажности зерна. Например, с увеличением влажности увеличиваются размеры зерновок и, одновременно, снижается их плотность. Указанные характеристики определяют скорость витания зерновок и, как следствие, влияют на величину допустимой скорости потока теплоносителя, при которой не будет наблюдаться вынос зерна из шахты. Таким образом, с увеличением влажности скорость потока необходимо снижать, предупреждая вынос зерна, и, наоборот, при снижении влажности скорость потока необходимо увеличивать, поддерживая максимально возможную интенсивность влагоудаления из сушильной камеры. Automatic correction of the task of the coolant speed setter depending on the signal of the grain moisture sensor at the inlet of the drying chamber allows taking into account the dependence of the permissible coolant flow rate on the grain moisture. For example, with increasing humidity, the size of the grains increases and, at the same time, their density decreases. The specified characteristics determine the speed of soaring of the grains and, as a result, affect the value of the permissible flow rate of the coolant, at which grain removal from the mine will not be observed. Thus, with an increase in humidity, the flow rate must be reduced, preventing the removal of grain, and, conversely, with a decrease in humidity, the flow rate must be increased, maintaining the maximum possible rate of moisture removal from the drying chamber.

Корректирование положения регулирующего органа подачи теплоносителя в зависимости от сигнала регулирующего прибора экспозиции сушки позволяет учесть зависимость скорости потока теплоносителя от аэродинамических характеристик подвижного слоя зерна, изменяющихся в зависимости от экспозиции сушки. т.е. скорости перемещения слоя по сушильной камере. Так, например, с увеличением скорости аэродинамическое сопротивление слоя уменьшается, поэтому для компенсации возможного изменения скорости потока теплоносителя (т. к. вытяжной вентилятор обеспечивает постоянное разрежение) необходимо в противоположном направлении на такую же величину изменить аэродинаическое сопротивление газовоздушного канала сушильного агрегата. Таким образом, корректируя положение регулирующего органа подачи теплоносителя, определяющего величину местного аэродинамического сопротивления, предотвращаются возможные колебания подачи теплоносителя, связанные с регулированием экспозиции сушки. Это позволяет точнее стабилизировать подачу теплоты в сушильную камеру и обеспечить более точное регулирование температуры зерна во время протекания переходных режимов. Correcting the position of the regulating agent for supplying the coolant depending on the signal of the regulating device of the exposure to drying allows you to take into account the dependence of the flow rate of the coolant on the aerodynamic characteristics of the moving layer of grain, which vary depending on the exposure of the drying. those. the speed of movement of the layer through the drying chamber. So, for example, with increasing speed, the aerodynamic resistance of the layer decreases, therefore, to compensate for a possible change in the flow rate of the coolant (because the exhaust fan provides constant vacuum), it is necessary to change the aerodynamic resistance of the gas-air channel of the drying unit in the opposite direction by the same amount. Thus, by adjusting the position of the regulating body of the coolant supply, which determines the value of the local aerodynamic drag, possible fluctuations in the flow of coolant associated with the regulation of the exposure of the drying are prevented. This allows you to more accurately stabilize the flow of heat into the drying chamber and to provide more accurate control of the temperature of the grain during the transitional regimes.

Введение коррекции теплопроизводительности теплогенератора в зависимости от заданного значения скорости теплоносителя позволяет компенсировать возможные нарушения теплового режима сушки зерна. Так изменение влажности зерна ведет к корректированию значения подачи теплоносителя и, при условии стабилизации его температуры, к изменению количества теплоты, подаваемой в сушилку. Это может вызвать отклонение температуры зерна. Поэтому, для стабилизации теплового режима, при корректировании подачи теплоносителя необходимо одновременно осуществлять соответствующую коррекцию его температуры. Это позволяет более точно осуществлять регулирование тепловых режимов сушки зерна. The introduction of the correction of the heat output of the heat generator depending on the set value of the coolant speed allows you to compensate for possible violations of the thermal regime of grain drying. Thus, a change in the moisture content of the grain leads to a correction in the value of the coolant supply and, provided that its temperature is stabilized, to a change in the amount of heat supplied to the dryer. This can cause grain temperature deviation. Therefore, to stabilize the thermal regime, when adjusting the flow of the coolant, it is necessary to simultaneously carry out the corresponding correction of its temperature. This allows you to more accurately control the thermal regimes of drying grain.

Автоматическое корректирование задания задатчика температуры зерна в зависимости от влажности зерна на выходе сушильной камеры и экспозиции сушки, а также корректирование задания задатчика температуры теплоносителя в зависимости от экспозиции сушки позволяет более точно устанавливать тепловые режимы сушки зерна, максимально приближая их к предельно допустимы. Automatic correction of the task of the grain temperature setter depending on the grain moisture at the outlet of the drying chamber and drying exposure, as well as the correction of the task of the heat carrier temperature setter depending on the drying exposure, makes it possible to more accurately establish the thermal regimes of grain drying, bringing them as close as possible to the maximum.

Таким образом, в способе и устройстве осуществляется контроль и регулирование скорости потока теплоносителя и его корректирование в зависимости от влажности зерна и экспозиции сушки, а также корректирование теплопроизводительности теплогенератора в зависимости от скорости потока, экспозиции сушки и влажности зерна. Этим достигаются: более точное регулирование тепловых режимов сушки зерна; предупреждается вынос (потери) зерна из шахты; обеспечивается более качественная сушка, т.к. более точное регулирование тепловых режимов обеспечивает надежное сохранение семенных и продовольственных качеств зерна; достигается повышение интенсивности сушки за счет более точного задания и поддержания предельно допустимых значений скорости потока теплоносителя и тепловых режимов. Thus, in the method and device, control and regulation of the flow rate of the coolant and its correction depending on the moisture content of the grain and exposure of drying, as well as the correction of the heat output of the heat generator depending on the flow rate, exposure of drying and moisture content of the grain are carried out. This is achieved: more accurate regulation of the thermal regimes of drying grain; the removal (loss) of grain from the mine is prevented; better drying is provided, as more precise regulation of thermal conditions ensures reliable preservation of seed and food qualities of grain; an increase in the drying intensity is achieved due to a more accurate setting and maintenance of the maximum allowable values of the flow rate of the coolant and thermal conditions.

Анализ новых существенных признаков по критерию "существенные отличия" дает возможность сделать следующий вывод: ни один из известных способов автоматического регулирования сушки зерна и устройств для их осуществления не позволяет проводить процесс сушки с максимальной интенсивностью и высоким качеством, так как, ни одно из них не позволяет одновременно производить регулирование и корректирование экспозиции сушки зерна, теплопроизводительности теплогенератора и подачи теплоносителя в сушильную камеру с учетом текущих значений влажности зерна на входе и выходе сушильной камеры, температуры зерна, экспозиции сушки, температуры и скорости теплоносителя. The analysis of new significant features by the criterion of "significant differences" makes it possible to draw the following conclusion: none of the known methods for automatically controlling the drying of grain and devices for their implementation allows the drying process to be carried out with maximum intensity and high quality, since none of them Allows for simultaneous regulation and adjustment of the exposure of grain drying, the heat output of the heat generator, and the flow of coolant into the drying chamber, taking into account current moisture values grain content at the inlet and outlet of the drying chamber, grain temperature, drying exposure, temperature and coolant speed.

В качестве примера проанализируем известные способы и устройства для сушки зерна по критерию "существенные отличия", в которых имеются существенные признаки общие с предлагаемым, но выполняющие либо другие функции, либо выполняющие эти же функции, но с низкой эффективностью. As an example, we analyze the known methods and devices for drying grain according to the criterion of "significant differences", in which there are significant features common with the proposed, but performing either other functions or performing the same functions, but with low efficiency.

В известном способе и устройстве (патент РФ N 2018076, кл. F 26 B 25/22, 1994 г. ) для более точной установки тепловых режимов сушки учитываются дополнительные корректирующие связи, в частности: корректирование допустимой температуры теплоносителя в зависимости от экспозиции сушки и влажности зерна на выходе зоны сушки; корректирование допустимой температуры нагрева зерна в зависимости от экспозиции сушки. Учет этих связей позволяет более интенсивно вести процесс сушки. Однако, в известном способе и устройстве, как и в прототипе, отсутствует контроль и стабилизация скорости потока теплоносителя. Поэтому в нем сохраняются все недостатки, присущие прототипу, обусловленные возможными колебаниями скорости потока теплоносителя и приводящие к низкой точности регулирования процесса сушки. Попытка реализации предлагаемого способа регулирования сушки в данном известном устройстве приводит к более сложным конструктивным изменениям, чем в выбранном прототипе. In the known method and device (RF patent N 2018076, class F 26 B 25/22, 1994) for more accurate installation of thermal drying conditions, additional corrective relationships are taken into account, in particular: correction of the permissible coolant temperature depending on the exposure of drying and humidity grain at the outlet of the drying zone; adjustment of the permissible temperature of heating the grain depending on the exposure of the drying. Taking these relationships into account allows you to more intensively conduct the drying process. However, in the known method and device, as in the prototype, there is no control and stabilization of the flow rate of the coolant. Therefore, it retains all the disadvantages inherent in the prototype, due to possible fluctuations in the flow rate of the coolant and leading to low accuracy of regulation of the drying process. An attempt to implement the proposed method of regulating drying in this known device leads to more complex structural changes than in the selected prototype.

В известном способе и устройстве (см. Кошкин К.Е. "Электроавтоматизация технологического процесса сушки зерна". Автореферат дисс. на соискание уч. степ. канд. техн. наук. М., 1960 г., рис. 1) регулирование процесса сушки осуществлено при помощи трех независимых контуров; контура регулирования температуры теплоносителя; контура регулирования подачи теплоносителя; контура регулирования температуры зерна. При одновременном регулировании температуры теплоносителя и его подачи обеспечивается уменьшение колебаний потока теплоносителя и достигается стабилизация количества теплоты, подаваемой в сушильную камеру. Однако, система регулирования построена так, что в ней не могут быть достигнуты режимы сушки, близкие к предельно допустимым по интенсивности. Это объясняется следующими причинами. In a known method and device (see Koshkin KE "Electroautomatization of the technological process of drying grain." Abstract of dissertation for the degree of Candidate of Technical Sciences. M., 1960, Fig. 1) regulation of the drying process implemented using three independent circuits; coolant temperature control loop; coolant supply control loop; grain temperature control loop. With simultaneous regulation of the temperature of the coolant and its supply, a decrease in the fluctuations of the flow of the coolant is achieved and stabilization of the amount of heat supplied to the drying chamber is achieved. However, the control system is designed in such a way that drying modes close to the maximum permissible in intensity cannot be achieved in it. This is due to the following reasons.

- В системе отсутствует контроль и регулирование влажности зерна, что ведет либо к недосушиванию зерна и отправке его на повторную сушку, либо к пересушиванию, и то и другое связано с перерасходом тепловой энергии на сушку. - The system does not have control and regulation of grain moisture, which leads to either under-drying of the grain and sending it for re-drying, or to over-drying, both of which are associated with the excessive consumption of thermal energy for drying.

- Задания контурам регулирования температуры теплоносителя и температуры зерна устанавливаются вручную. Это не позволяет точно учесть зависимость допустимых температур нагрева зерна и теплоносителя от изменяющихся значений влажности зерна и экспозиции сушки и, как следствие, не позволяет установить максимальные по интенсивности режимы сушки. - Tasks for controlling the temperature of the coolant and the temperature of the grain are set manually. This does not allow us to accurately take into account the dependence of permissible grain and coolant heating temperatures on the changing values of grain moisture and drying exposure and, as a result, does not allow us to establish maximum drying modes in intensity.

- Регулирование подачи теплоносителя осуществляется на неизменном уровне в зависимости от заданного (вручную) значения. Так как при этом не учитывается зависимость допустимой (по условию выноса зерна из шахты) скорости потока от влажности зерна, невозможно установить предельно возможные скорости теплоносителя, что ограничивает интенсивность влагоудаления. - The flow rate control is carried out at an unchanged level depending on the value set (manually). Since this does not take into account the dependence of the permissible (by the condition of grain removal from the mine) flow rate on grain moisture, it is impossible to establish the maximum possible coolant speeds, which limits the rate of moisture removal.

- Регулирование температуры зерна осуществляется изменением экспозиции сушки. Однако, учитывая то, что на нагрев зерна в сушилке влияют не только экспозиция сушки, температура теплоносителя и его подача (они в известном способе и устройстве стабилизированы), но и, например, влажность, засоренность, натура, начальная температура зерна и другие факторы, невозможно точно согласовать выбор настроек различных контуров регулирования. В результате несогласованности настроек (а также отсутствия контроля влажности зерна) работа системы может приводить к тому, что зерно будет либо перегреваться (в случае завышенного подвода теплоты), что приведет к выпуску из шахты недосушенного зерна, либо его сушка будет протекать при низкой температуре (в случае недостаточного подвода теплоты), тогда интенсивность сушки будет низкой, а работа контура стабилизации температуры зерна может привести к пересушиванию зерна. - Regulation of grain temperature is carried out by changing the exposure of drying. However, given that the heating of grain in the dryer is affected not only by the exposure of the dryer, the temperature of the coolant and its supply (they are stabilized in a known method and device), but also, for example, humidity, clogging, nature, initial grain temperature and other factors, it is not possible to precisely match the settings of the various control loops. As a result of inconsistency of the settings (as well as the lack of control of grain moisture), the operation of the system can cause the grain to either overheat (in the case of an overestimated supply of heat), which will lead to the release of unsaturated grain from the mine, or its drying will occur at a low temperature ( in case of insufficient heat supply), then the drying intensity will be low, and the work of the grain temperature stabilization circuit may lead to grain overdrying.

- В системе контур регулирования температуры зерна не способен оказывать влияния на теплопроизводительность теплогенератора. Это не позволяет обеспечить выбор оптимальных тепловых режимов сушки зерна, учитывающих влажность зерна, экспозицию сушки и действительный нагрев зерна. - In the system, the grain temperature control loop is not capable of influencing the heat output of the heat generator. This does not allow for the selection of optimal thermal conditions for drying the grain, taking into account the moisture content of the grain, the exposure of the drying and the actual heating of the grain.

- Реализация предлагаемого способа регулирования сушки зерна в данном известном устройстве потребует более сложных конструктивных изменений и дополнений, чем в выбранном прототипе. - Implementation of the proposed method for regulating the drying of grain in this known device will require more complex structural changes and additions than in the selected prototype.

Таким образом, в предлагаемом способе и устройстве для его осуществления увеличение точности регулирования и повышение производительности сушильной камеры достигаются за счет поддержания максимально возможных значений подачи теплоносителя в сушильную камеру и более точного регулирования тепловых режимов сушки. При этом дополнительно измеряется скорость теплоносителя, стабилизируется его подача в сушильную камеру и корректируется подача в зависимости от влажности зерна и экспозиции сушки, а также корректируется теплопроизводительность теплогенератора в зависимости от скорости теплоносителя, влажности зерна на выходе сушильной камеры и экспозиции сушки. Thus, in the proposed method and device for its implementation, increasing the accuracy of regulation and increasing the productivity of the drying chamber are achieved by maintaining the maximum possible values of the flow of coolant into the drying chamber and more accurate regulation of the thermal conditions of drying. In this case, the velocity of the coolant is additionally measured, its supply to the drying chamber is stabilized and the flow is adjusted depending on the grain moisture and drying exposure, and the heat output of the heat generator is adjusted depending on the coolant speed, grain moisture at the outlet of the drying chamber and drying exposure.

На чертеже изображена структурная схема устройства. The drawing shows a structural diagram of a device.

Устройство содержит сушильную камеру 1 (например, шахтного типа), подводящим диффузором 2 соединенную с теплогенератором 3, оснащенным регулирующим органом 4 теплопроизводительности. Отводящим диффузором 5 сушильная камера 1 соединена с выпускным воздуховодом 6, в котором установлен вытяжной вентилятор 7 и регулирующий орган 8 подачи теплоносителя. Датчики влажности зерна 9 и 10 установлены на входе и выходе сушильной камеры 1, датчик температуры зерна 11 на ее выходе, датчик температуры теплоносителя 12 и датчик скорости теплоносителя 13 установлены на выходе теплогенератора 3. The device comprises a drying chamber 1 (for example, shaft type), a supply diffuser 2 connected to a heat generator 3, equipped with a regulating body 4 of heat production. With the exhaust diffuser 5, the drying chamber 1 is connected to the exhaust duct 6, in which an exhaust fan 7 and a regulating body 8 for supplying the coolant are installed. Grain moisture sensors 9 and 10 are installed at the inlet and outlet of the drying chamber 1, the grain temperature sensor 11 at its outlet, the temperature sensor of the coolant 12 and the speed sensor of the coolant 13 are installed at the output of the heat generator 3.

В контуре регулирования влажности зерна датчик 10 и задатчик 14 влажности зерна подключены через элемент сравнения 15 и регулирующий прибор 16 экспозиции сушки к выпускному аппарату 17 сушильной камеры 1, причем задатчик 14 через корректирующий элемент 18 подключен также к датчику влажности 9 зерна на входе сушильной камеры. In the grain moisture control loop, the sensor 10 and the grain moisture adjuster 14 are connected through the comparison element 15 and the drying exposure control device 16 to the exhaust apparatus 17 of the drying chamber 1, and the adjuster 14 is also connected through the correction element 18 to the grain moisture sensor 9 at the inlet of the drying chamber.

В контуре регулирования температуры теплоносителя датчик 12 и задатчик 19 температуры теплоносителя подключены через элемент сравнения 20 и регулирующий прибор 21 к регулирующему органу 4 теплопроизводительности теплогенератора 3, причем задатчик 19 через корректирующие элементы 22 и 23 подключены, соответственно, к датчику 9 влажности зерна на входе сушильной камеры и к выходу регулирующего прибора 16 экспозиции сушки. In the temperature control loop of the coolant, the sensor 12 and the coolant temperature adjuster 19 are connected through a comparison element 20 and the regulating device 21 to the regulator 4 of the heat output of the heat generator 3, and the adjuster 19 through the correction elements 22 and 23 are connected, respectively, to the grain moisture sensor 9 at the dryer inlet chamber and to the output of the control device 16 of the exposure of drying.

В контуре регулирования подачи теплоносителя датчик 13 и задатчик 24 скорости теплоносителя подключены через элемент сравнения 25 к регулирующему прибору 26, который вторым входом через корректирующий элемент 27 подключен к выходу регулирующего прибора 16 экспозиции сушки, а выходом соединен с регулирующим органом 8 подачи теплоносителя. Задатчик 24 через корректирующий элемент 28 подключен также к датчику 9 влажности зерна на входе сушильной камеры. In the flow control loop of the coolant, the sensor 13 and the coolant speed adjuster 24 are connected through a comparison element 25 to a control device 26, which is connected to the output of the drying exposure control device 16 through a second input through a correction element 27, and connected to the control of the coolant supply body 8 by the output. The setter 24 through the correction element 28 is also connected to the sensor 9 of the moisture content of the grain at the inlet of the drying chamber.

В контуре регулирования температуры зерна датчик 11 и задатчик 29 температуры зерна через элемент сравнения 30 и корректирующий элемент 31 подключены к первому входу элемента суммирования 32, второй вход которого через корректирующий элемент 33 подключен к выходу задатчика 24 скорости теплоносителя, а выход через пороговый корректирующий элемент 34 подключен к элементу сравнения 20 контура регулирования температуры теплоносителя. Задатчик 29 температуры зерна подключен через корректирующие элементы 35 и 36, соответственно, к выходу регулирующего прибора 16 экспозиции сушки и к датчику 10 влажности зерна на выходе сушильной камеры. In the grain temperature control loop, the sensor 11 and the grain temperature adjuster 29 are connected through the comparison element 30 and the correction element 31 to the first input of the summing element 32, the second input of which is connected through the correction element 33 to the output of the coolant speed setter 24, and the output through the threshold correction element 34 connected to a comparison element 20 of the coolant temperature control loop. The grain temperature setter 29 is connected through corrective elements 35 and 36, respectively, to the output of the drying exposure control device 16 and to the grain moisture sensor 10 at the outlet of the drying chamber.

Устройство, реализующее способ, работает следующим образом. A device that implements the method operates as follows.

Влажное зерно поступает в сушильную камеру 1 и движется по ней сверху вниз. Экспозиция сушки, определяющая скорость продвижения зерна по сушильной камере, обеспечивается выпускным аппаратом 17. Горячий теплоноситель, вырабатываемый в теплогенераторе 3, продувается через слой зерна и выбрасывается в атмосферу вентилятором 7. Количество продуваемого теплоносителя изменяется регулирующим органом 8 его подачи, а температура регулирующим органом 4 теплопроизводительности теплогенератора. Wet grain enters the drying chamber 1 and moves along it from top to bottom. The drying exposure, which determines the speed of advancement of grain through the drying chamber, is provided by the exhaust apparatus 17. The hot heat carrier generated in the heat generator 3 is blown through the grain layer and emitted into the atmosphere by the fan 7. The amount of heat carrier being blown is changed by the regulating organ 8 of its supply, and the temperature by the regulating organ 4 heat output of the heat generator.

Контур регулирования влажности зерна работает следующим образом. Сигналы датчика 10 и задатчика 14 влажности зерна сравниваются в элементе сравнения 15, на выходе которого формируется сигнал ошибки, поступающий в регулирующий прибор 16 экспозиции сушки. В нем сигнал ошибки преобразуется в управляющее воздействие приводом выпускного аппарата 17, обеспечивая, таким образом, стабилизацию заданного (кондиционного) значения влажности зерна. При высокой влажности зерна на входе сушильной камеры, измеряемой датчиком 9, когда высушивание зерна за один пропуск становится опасным для его семенных или продовольственных качеств, через корректирующий элемент 18 в задатчик 14 контура поступает сигнал, корректирующий заданное значение выходной влажности зерна. Таким образом, при высоких начальных влажностях зерна, контур фактически переходит из режима стабилизации выходной влажности зерна в режим стабилизации допустимого влагосъема зерна. Этим обеспечивается ограничение интенсивности влагоудаления из зерновых на уровне допустимого и предупреждается растрескивание их оболочек. The control loop moisture content of the grain is as follows. The signals of the sensor 10 and the setter 14 of the moisture content of the grain are compared in the comparison element 15, the output of which is formed by an error signal, which enters the control device 16 of the exposure of drying. In it, the error signal is converted into a control action by the drive of the exhaust apparatus 17, thus ensuring stabilization of a given (conditional) grain moisture value. At high grain moisture at the inlet of the drying chamber, measured by the sensor 9, when drying the grain in one pass becomes dangerous for its seed or food quality, a signal correcting the set value of the output grain moisture is fed through the correction element 18 to the loop controller 14. Thus, at high initial grain moisture, the circuit actually switches from the stabilization mode of the output grain moisture to the stabilization mode of the allowable moisture removal of grain. This ensures a limitation of the intensity of dehumidification from cereals at the permissible level and cracking of their shells is prevented.

Контур регулирования подачи теплоносителя работает следующим образом. Сигналы датчика 13 и задатчика 24 скорости теплоносителя сравниваются в элементе сравнения 25, в результате на его выходе формируется сигнал ошибки, поступающий в регулирующий прибор 26, на другой вход которого одновременно через корректирующий элемент 27 поступает сигнал с выхода регулирующего прибора 16 экспозиции сушки. В регулирующем приборе 26 формируется управляющее воздействие, управляющее работой регулирующего органа 8. Таким образом, контур обеспечивает стабилизацию подачи теплоносителя на заданном уровне. The control circuit of the flow of coolant operates as follows. The signals of the sensor 13 and the coolant speed setter 24 are compared in the comparison element 25, as a result of its output an error signal is generated that enters the control device 26, the other input of which simultaneously receives a signal from the output of the control device 16 of the drying exposure through the correction element 27. In the control device 26, a control action is formed that controls the operation of the regulatory body 8. Thus, the circuit ensures stabilization of the coolant supply at a given level.

Выбор допустимой скорости теплоносителя осуществляется в задатчике 24 автоматически с учетом влажности зерна на входе сушильной камеры. Корректирующий сигнал поступает в задатчик 24 от датчика 9 влажности зерна через корректирующий элемент 28. Причем, чем выше влажность, тем больше размеры зерновок и меньше их плотность. Эти характеристики определяют допустимую скорость потока теплоносителя, при которой не наблюдается вынос зерна из сушильной камеры. Таким образом, чем выше влажность зерна, тем ниже должна быть скорость теплоносителя (по условию выноса зерна) и, наоборот, чем ниже влажность, тем выше должна быть скорость для обеспечения максимальной интенсивности влагоудаления из сушильной камеры. Таким образом, контур обеспечивает стабилизацию и корректирование подачи теплоносителя на предельно высоком уровне, чем достигается максимальная интенсивность сушки, а следовательно, и производительность сушильной камеры. Одновременно, предупреждается вынос (потери) зерна из шахты. The selection of the permissible coolant speed is carried out in the setter 24 automatically taking into account the moisture content of the grain at the inlet of the drying chamber. The correction signal is supplied to the setter 24 from the grain moisture sensor 9 through the correction element 28. Moreover, the higher the humidity, the larger the sizes of the grains and the lower their density. These characteristics determine the permissible flow rate of the coolant, at which the removal of grain from the drying chamber is not observed. Thus, the higher the moisture content of the grain, the lower the coolant speed should be (according to the grain removal condition) and, conversely, the lower the humidity, the higher the speed should be to ensure maximum intensity of moisture removal from the drying chamber. Thus, the circuit provides stabilization and adjustment of the coolant supply at an extremely high level, which achieves the maximum drying intensity, and therefore the productivity of the drying chamber. At the same time, the removal (loss) of grain from the mine is prevented.

Сигнал коррекции положения регулирующего органа 8 поступает через корректирующий элемент 27 от регулирующего прибора 16 в случае изменения режима работы выпускного аппарата 17. Изменение экспозиции сушки ведет к изменению скорости перемешивания зерна по сушильной камере. Это влияет на аэродинамическое сопротивление подвижного слоя зерна и (т.к. вытяжной вентилятор 7 обеспечивает постоянное разрежение) может вызвать изменение подачи теплоносителя и нарушение теплового режима сушки. Поэтому корректирование положения регулирующего органа 8 в зависимости от режима работы выпускного аппарата 17 (от экспозиции сушки) позволяет компенсировать влияние аэродинамических характеристик слоя зерна на величину подачи теплоносителя в сушильную камеру. Этим достигается более высокая точность стабилизации подачи теплоносителя в переходных режимах и, как следствие, более высокая точность стабилизации тепловых режимов сушки. The correction signal of the position of the regulatory body 8 is received through the correction element 27 from the control device 16 in the event of a change in the operation mode of the exhaust apparatus 17. Changing the exposure of the drying leads to a change in the speed of mixing the grain through the drying chamber. This affects the aerodynamic resistance of the moving layer of grain and (since the exhaust fan 7 provides a constant vacuum) can cause a change in the flow of coolant and a violation of the thermal regime of drying. Therefore, the adjustment of the position of the regulatory body 8 depending on the operating mode of the exhaust apparatus 17 (from the drying exposure) allows you to compensate for the influence of the aerodynamic characteristics of the grain layer on the amount of coolant flow into the drying chamber. This achieves a higher accuracy of stabilization of the coolant supply in transient conditions and, as a result, a higher accuracy of stabilization of thermal drying conditions.

Контур регулирования температуры теплоносителя работает следующим образом. Сигналы датчика 12 и задатчика 19 температуры поступают в элемент сравнения 20, где они сравниваются между собой и в результате формируется сигнал ошибки, поступающий в регулирующий прибор 21. В нем сигнал ошибки преобразуется в управляющее воздействие регулирующим органом 4 теплогенератора 3, обеспечивая стабилизацию заданного значения температуры теплоносителя. Заданное значение температуры формируется в задатчике 19 автоматически с учетом текущих значений влажности зерна на входе сушильной камеры и экспозиции сушки. Соответствующие корректирующие сигналы поступают в задатчик 19 через корректирующие элементы 22 от датчика 9 влажности зерна и 23 с выхода регулирующего прибора 16 экспозиции сушки. Причем, выбор допустимой температуры теплоносителя ведется по условию допустимого нагрева зерна, находящегося в пограничном слое, то есть слое зерна, первым вступающим во взаимодействие с горячим теплоносителем и наиболее подверженным перегреву. При этом учитывается зависимость термоустойчивости зерна от его влажности и времени теплового воздействия (экспозиции сушки). The temperature control loop of the coolant operates as follows. The signals of the temperature sensor 12 and the setter 19 are supplied to the comparison element 20, where they are compared with each other and as a result an error signal is generated that enters the control device 21. In it, the error signal is converted into a control action by the regulating body 4 of the heat generator 3, providing stabilization of the set temperature coolant. The set temperature value is automatically generated in the setter 19 taking into account the current grain moisture values at the inlet of the drying chamber and the drying exposure. Corresponding correction signals are supplied to the setter 19 through the correction elements 22 from the grain moisture sensor 9 and 23 from the output of the drying exposure control device 16. Moreover, the selection of the permissible coolant temperature is carried out according to the condition of permissible heating of the grain located in the boundary layer, that is, the grain layer, the first to interact with the hot coolant and most susceptible to overheating. In this case, the dependence of the thermal stability of the grain on its moisture content and the time of heat exposure (drying exposure) is taken into account.

Контур регулирования температуры зерна работает следующим образом. Сигналы датчика 11 и задатчика 29 температуры зерна сравниваются в элементе сравнения 30, на выходе которого формируется сигнал ошибки, поступающий через корректирующий элемент 31 на первый вход элемента суммирования 32, на второй вход которого через корректирующий элемент 33 поступает сигнал от задатчика 24 скорости теплоносителя. Однако, с выхода элемента суммирования 32 корректирующий сигнал может поступить через пороговый корректирующий элемент 34 на вход элемента сравнения 20 лишь в том случае, если текущий нагрев зерна превышает заданное значение (в противном случае элемент 34 заперт). В этом случае корректирующий сигнал в элементе сравнения 20 вычитается из сигнала задатчика 19 температуры теплоносителя и, таким образом, формируется новое скорректированное значение сигнала ошибки на выходе элемента 20, в соответствии с которым контур регулирования скорректирует (уменьшит) температуру теплоносителя и нагрев зерна снизится до заданного значения. The control circuit of the temperature of the grain works as follows. The signals of the sensor 11 and the grain temperature setter 29 are compared in the comparison element 30, at the output of which an error signal is generated that passes through the correction element 31 to the first input of the summing element 32, the second input of which through the correction element 33 receives the signal from the coolant speed setter 24. However, from the output of the summing element 32, the correction signal can be supplied through the threshold correction element 34 to the input of the comparison element 20 only if the current heating of the grain exceeds a predetermined value (otherwise, the element 34 is locked). In this case, the correction signal in the comparison element 20 is subtracted from the signal of the coolant temperature setter 19 and, thus, a new corrected value of the error signal is generated at the output of the element 20, according to which the control loop will correct (decrease) the coolant temperature and the grain heating will decrease to the specified values.

Выбор допустимого нагрева зерна задатчиком 29 осуществляется автоматически с учетом зависимости термоустойчивости зерна от его влажности и времени теплового воздействия (экспозиции сушки). Соответствующие корректирующие сигналы подаются в задатчик 29 через корректирующие элементы 36 от датчика 10 влажности зерна и 35 с выхода регулирующего прибора 15 экспозиции сушки. Это позволяет установить близкие к предельно допустимым температуры нагрева зерна. The selection of the permissible grain heating by the control unit 29 is carried out automatically taking into account the dependence of the grain thermal stability on its moisture and the time of heat exposure (drying exposure). Corresponding correction signals are supplied to the setter 29 through the correction elements 36 from the grain moisture sensor 10 and 35 from the output of the drying exposure control device 15. This allows you to set close to the maximum allowable temperature of grain heating.

При сушке зерна различной влажности в работе контуров регулирования температуры зерна и теплоносителя могут возникать различные ситуации. Так, при сушке зерна высокой влажности основным ограничением на применяемые режимы является нагрев зерна в пограничном слое. При влажном зерне допустимая температура теплоносителя (по условиям нагрева пограничного слоя) невелика. Поэтому, как правило, к выходу из сушильной камеры зерно не успевает нагреваться до предельно допустимых температур за исключением аварийных ситуаций (в случае зависания зерна между коробами сушильной камеры). В этом случае процесс регулирования заключается в стабилизации заданного предельно допустимого значения температуры теплоносителя (по условию нагрева пограничного слоя). При таких режимах коррекция температуры теплоносителя по условию перегрева зерна вступает в действие лишь в аварийных случаях (например, при зависании зерна между коробами). When drying grain of various humidity, various situations may arise in the operation of grain temperature and coolant temperature control loops. So, when drying grain with high humidity, the main limitation on the applied modes is the heating of grain in the boundary layer. With wet grain, the permissible coolant temperature (according to the boundary layer heating conditions) is low. Therefore, as a rule, at the exit from the drying chamber, the grain does not have time to heat up to the maximum permissible temperatures, with the exception of emergency situations (in the case of grain hanging between the boxes of the drying chamber). In this case, the regulation process consists in stabilization of a given maximum permissible value of the coolant temperature (according to the condition of heating the boundary layer). Under these conditions, the correction of the temperature of the coolant according to the condition of overheating of the grain comes into effect only in emergency cases (for example, when the grain hangs between the boxes).

При сушке зерна низкой влажности допускается по условиям нагрева зерна в пограничном слое применение более высоких температур теплоносителя. Кроме того, по сравнению с влажным зерном интенсивность удаления влаги из него значительно меньше. Поэтому даже при допустимой (по условию нагрева зерна в пограничном слое) температуре теплоносителя зерно внутри сушильной камеры может перегреваться. В этом случае на вход элемента сравнения 20 непрерывно будет поступать корректирующий сигнал, направленный на снижение температуры теплоносителя и уменьшение температуры зерна до допустимого значения. Таким образом, система автоматически перейдет в режим стабилизации допустимой температуры нагрева зерна. When drying grain of low humidity, it is allowed to use higher temperatures of the coolant according to the conditions of heating the grain in the boundary layer. In addition, in comparison with wet grain, the rate of moisture removal from it is much lower. Therefore, even if the temperature of the heat carrier is acceptable (under the condition of grain heating in the boundary layer), the grain inside the drying chamber can overheat. In this case, the input of the comparison element 20 will continuously receive a correction signal aimed at lowering the temperature of the coolant and reducing the temperature of the grain to an acceptable value. Thus, the system will automatically enter the mode of stabilization of the permissible temperature of grain heating.

Корректирующий сигнал от задатчика 24 на элемент суммирования 32 поступает при изменении заданного значения скорости теплоносителя, которое изменяется вследствие изменения влажности зерна. Например, увеличение влажности зерна ведет к уменьшению допустимой скорости теплоносителя задатчиком 24. Уменьшенный сигнал через корректирующий элемент 33 поступает на второй вход элемента суммирования 32, где суммируется с сигналом, поступающим на первый вход элемента 32 от корректирующего элемента 31. Уменьшенный суммарный сигнал поступает через пороговый корректирующий элемент 34 на вход элемента сравнения 20. Так как теперь меньший корректирующий сигнал в элементе сравнения 20 вычитается из сигнала задатчика 19, то в контуре регулирования температуры теплоносителя вырабатывается воздействие, направленное на пропорциональное (уменьшению корректирующего сигнала) увеличение температуры теплоносителя. Таким образом, уменьшение скорости теплоносителя приводит к пропорциональному увеличению его температуры. Этим обеспечивается более точная стабилизация количества теплоты, подаваемой в сушильную камеру, и предупреждаются возможные отклонения температуры зерна в переходных режимах. Аналогичным образом работает корректирующая связь при обратном изменении заданной скорости теплоносителя задатчиком 24, только при увеличении скорости температура теплоносителя снизится. Одновременное корректирование температуры теплоносителя в зависимости от изменения его скорости позволяет обеспечить более точную стабилизацию теплового режима сушки в переходных режимах и, как следствие, обеспечить более точное поддержание температуры нагрева зерна на уровне предельно допустимых значений. The correction signal from the setter 24 to the summing element 32 is received when the set value of the coolant velocity changes, which changes due to changes in grain moisture. For example, an increase in grain moisture leads to a decrease in the permissible coolant velocity by the setter 24. The reduced signal through the correction element 33 is fed to the second input of the summing element 32, where it is summed with the signal fed to the first input of the element 32 from the correction element 31. The reduced total signal is supplied through the threshold the correction element 34 to the input of the comparison element 20. Since now the smaller correction signal in the comparison element 20 is subtracted from the signal of the setter 19, then in the control loop In relation to the temperature of the coolant, an effect is generated that is directed to a proportional (decrease in the correction signal) increase in the temperature of the coolant. Thus, a decrease in the velocity of the coolant leads to a proportional increase in its temperature. This ensures more accurate stabilization of the amount of heat supplied to the drying chamber, and possible deviations of the grain temperature in transient conditions are prevented. In a similar way, the corrective connection works when the set temperature of the coolant is reversed by the setter 24, only when the speed increases, the temperature of the coolant will decrease. Simultaneous adjustment of the temperature of the coolant, depending on changes in its speed, allows for more accurate stabilization of the drying thermal regime in transient conditions and, as a result, for more accurate maintenance of grain heating temperature at the level of maximum permissible values.

Корректирующий сигнал с выхода элемента 33 в контур регулирования температуры теплоносителя поступает только в режиме, когда нагрев зерна достигает предельно допустимого, и требуется особенно высокая точность стабилизации подводимой к зерну теплоты. Только при нагреве зерна до предельного значения пороговый корректирующий элемент 34 открыт (он открывается при определенной полярности сигнала на входе) и суммарный корректирующий сигнал через него непрерывно поступает на элемент сравнения 20, корректируя сигнал допустимой температуры теплоносителя, заданный задатчиком 19. В этом случае система обеспечивает режим стабилизации предельно допустимой температуры зерна в соответствии с заданием, заданным задатчиком 29, и, в случае возникновения переходных режимов, вызванных изменением скорости теплоносителя, корректирует его температуру, предупреждая возможные отклонения температуры зерна. Таким образом, обеспечивается более точное поддержание температуры зерна в переходных режимах на уровне предельно допустимых значений. The correction signal from the output of the element 33 to the coolant temperature control loop enters only in the mode when the grain heating reaches the maximum permissible, and a particularly high accuracy of stabilization of the heat supplied to the grain is required. Only when the grain is heated to the limit value, the threshold correction element 34 is open (it opens at a certain polarity of the input signal) and the total correction signal through it is continuously supplied to the comparison element 20, correcting the signal of the permissible coolant temperature set by the setter 19. In this case, the system provides stabilization mode of the maximum permissible grain temperature in accordance with the task specified by the setter 29, and, in the case of transitional conditions caused by a change in speed STI coolant adjusts the temperature thereof, preventing possible deviations grain temperature. Thus, more accurate maintenance of grain temperature in transient conditions at the level of maximum permissible values is provided.

При работе системы в режиме стабилизации допустимой температуры теплоносителя, при которой нагрев зерна не достигает допустимых значений, пороговый элемент 34 заперт и суммарный корректирующий сигнал не поступает в контур регулирования температуры теплоносителя. В этом случае система обеспечивает стабилизацию предельно допустимой температуры теплоносителя (по условию нагрева пограничного слоя зерна) и изменения скорости теплоносителя не ведут к корректированию его температуры. When the system is in stabilization mode of the permissible coolant temperature, at which the grain heating does not reach the permissible values, the threshold element 34 is locked and the total correction signal does not enter the coolant temperature control loop. In this case, the system ensures stabilization of the maximum permissible temperature of the coolant (according to the condition of heating the grain boundary layer) and changes in the speed of the coolant do not lead to a correction of its temperature.

Таким образом, в способе и устройстве реализовано связное регулирование процесса сушки по четырем параметрам влажности зерна, температуре зерна, температуре теплоносителя и скорости потока теплоносителя. Причем при выборе режимов сушки учитываются фактические значения влажности зерна на входе и выходе сушильной камеры, нагрева зерна (в том числе и в пограничном слое), экспозиция сушки, скорость потока и температура теплоносителя. Это позволяет вести процесс сушки с максимальной интенсивностью, минимальными потерями зерна и сохранением его высокого качества. Thus, in the method and device, a coherent control of the drying process is realized according to four parameters of grain moisture, grain temperature, heat carrier temperature and heat carrier flow rate. Moreover, when choosing drying modes, the actual values of grain moisture at the inlet and outlet of the drying chamber, grain heating (including in the boundary layer), drying exposure, flow rate and heat carrier temperature are taken into account. This allows you to conduct the drying process with maximum intensity, minimal grain loss and maintaining its high quality.

Перечень позиций
1 - сушильная камера,
2 - подводящий диффузор,
3 - теплогенератор,
4 - регулирующий орган теплопроизводительности,
5 - отводящий диффузор,
6 - выпускной воздуховод,
7 - вентилятор,
8 - регулирующий орган подачи теплоносителя,
9 , 10 - датчики влажности зерна,
11 - датчик температуры зерна,
12 - датчик температуры теплоносителя,
13 - датчик скорости теплоносителя,
14 - задатчик влажности зерна,
15, 20, 25, 30 - элементы сравнения,
16 - регулирующий прибор экспозиции сушки,
17 - выпускной аппарат сушильной камеры,
18, 22, 23, 27, 28, 31, 33, 35, 36 - корректирующие элементы,
19 - задатчик температуры теплоносителя,
21, 26 - регулирующие приборы,
24 - задатчик скорости теплоносителя,
29 - задатчик температуры зерна,
32 - элемент суммирования,
34 - пороговый корректирующий элемент.List of items
1 - drying chamber,
2 - inlet diffuser,
3 - heat generator,
4 - regulatory body heat production,
5 - outlet diffuser,
6 - exhaust duct
7 - fan
8 - regulating body supply coolant,
9, 10 - grain moisture sensors,
11 - grain temperature sensor,
12 - temperature sensor coolant
13 - coolant speed sensor,
14 - grain moisture adjuster,
15, 20, 25, 30 - elements of comparison,
16 is a control device for the exposure of drying,
17 - exhaust apparatus of the drying chamber,
18, 22, 23, 27, 28, 31, 33, 35, 36 - corrective elements,
19 - setpoint temperature of the coolant,
21, 26 - regulating devices,
24 - coolant speed adjuster,
29 - grain temperature setter,
32 is a summation element,
34 - threshold correction element.

Claims

1. A method for automatically regulating the drying process of grain, which consists in measuring the temperature of the coolant, the temperature and humidity of the grain at the outlet of the drying chamber, as well as the humidity of the grain at its inlet, comparing the measured values with the set ones, adjusting the heat output of the heat generator depending on the temperature of the coolant and adjusting the heat output in depending on the temperature of the grain at the outlet of the drying chamber and the moisture content of the grain at its inlet, regulation of the exposure of drying depending on moisture the grain yield at the outlet of the drying chamber and adjusting the exposure depending on the moisture content of the grain at its inlet, characterized in that it additionally measures the flow rate of the coolant, stabilizes its flow into the drying chamber in accordance with a given value and adjusts the flow depending on the grain moisture the inlet of the drying chamber and the exposure of drying, and also adjust the heat output of the heat generator depending on the flow rate of the coolant, grain moisture at the outlet of the drying chamber and exposure drying drying.

2. A device for automatically regulating the drying of grain, containing a drying chamber (for example, shaft type) with a supply diffuser connected to a heat generator equipped with a regulating body for heat production, and with a discharge diffuser connected to an inlet duct in which an exhaust fan and a regulating body for supplying coolant are installed also containing a temperature sensor for the coolant at the outlet of the heat generator and a temperature setpoint for the coolant connected via a comparison element and regulating a control device to the regulator of the heat generator, a sensor and a grain moisture regulator at the outlet of the drying chamber through a comparison element and a drying exposure control regulator connected to the exhaust chamber of the drying chamber, a grain moisture sensor at the inlet of the drying chamber, connected through corrective elements to the grain moisture setter and setter temperature of the coolant, a sensor and a setter of grain temperature through a comparison element connected to a correction element of the grain temperature, characterized in that in о a coolant supply control loop has been introduced, in which a speed controller connected through a correction element to a grain moisture sensor at the inlet of the drying chamber, and a coolant speed sensor are connected through a comparison element to the first input of the control device, which is connected to the regulating body for the coolant by the output the input through the corrective element is connected to the output of the drying exposure control device, and the summing element, which is connected to the output of the corrective input by the first input about the grain temperature element, the second input through the correcting element is connected to the output of the coolant speed setter, and the output through the threshold corrective element is connected to the comparison element of the coolant temperature control loop, and the coolant temperature and grain temperature controllers are connected through the corrective elements to the output of the drying exposure control device, and the grain temperature setter is additionally connected through a correction element to the grain moisture sensor at the dryer output Camera oh.