智能模块式农作物干燥装置的设计*

陈思羽，郭骐瑞，龙泽明

（佳木斯大学机械工程学院，黑龙江 佳木斯154007）

长期以来，农作物的干燥与存储是农民感觉头疼的问题[1]。农作物正常自然干燥所需面积大，而我国的平均人居面积小，两者构成突出的矛盾，且在部分农村，农场的基础设施中粮食的存储方面投入较少，一旦粮食积压，就会造成较大的损失[2-3]。现有的农作物烘干设备不仅占地面积大，能源利用效率较低且成本较高，而且不能存储粮食，烘干后还需转移至粮仓，增加了成本，不适用于小型农户使用，故农作物干燥与储藏微型化与智能化势在必行[4-6]。

本设计研发了一种智能模块式农作物干燥装置，解决目前粮食烘干设备占地面积大、整机不易维修等问题，为农作物烘干储藏提供有利保障。

1 总体设计

智能模块式农作物干燥装置总体设计如图1所示。主要包括：鼓风机、集风箱、多个密封管道、通风箱、支架、丝杠升降机构。丝杠升降机构包括丝杠和丝杠锁紧机构，丝杠锁紧机构固定安装在通风板两侧，并且与丝杠相匹配设置，能够相对丝杠滑动。每层通风板的升降通过丝杠升降机执行，丝杠升降机可以将每层通风板准确的升到某一位置，与密封管道精密对接，从而保证了整个管道系统的严密性，自锁结构可以使每层通风板都稳固地在相应位置，同时设计了双保险，如果自锁结构失灵，可以用拖挂结构与其它模块稳固连接。模块化通风箱设计使其可靠性增强，并且模块化设计可以因地制宜地组装不同产能大小的智能农作物干燥存储机，既适用于农民的小户干燥存储，也适用于大型仓库的干燥与存储。

图1 干燥装置结构

工作过程中，风从鼓风机经集风箱进入多个风道，再从各个进风口进入通风箱，通风箱上下为通风板结构，通风板上设置多个旋转盘，并且在旋转盘上设置多个大小不同的通孔和滑块。在通风管道的进风口处设置了调节阀，用于调节风量大小。

1.1 集风箱及通风管设计

通风管如图2所示，空气通过集风箱后进入密封管道，在密封管道的进风口处设置调节阀，其用于调节密封通道内的通风量，调节阀可以通过接收来自通风箱和通风板内传感器的农作物的相关信息，调节阀顶端有接收信号的装置，接收到信号后，通过调节阀顶端的电机加上蜗杆齿轮的配合，来改变角度从而控制进入的风量，节约能源。

图2 通风管

1.2 通风箱的设计

在设计中采用点阵式单块通风箱结构和模块化通风板，这种结构最大优点是可以根据场地面积大小的组合成不同容积的干燥装备，整体结构和功能模块化，拼接简单。维修过程中，可以做到哪一块不能正常工作直接换掉，操作简单。

图3所示为通风箱，干燥的强风通过密封通道后进入通风板下的通风箱，经通风孔到达农作物处，起到干燥农作物的作用，通风箱是由多块单体可拼接的通风板拼接而成，可根据实地场地的大小确定拼装的块数，此结构可实现结构的模块化处理。

图3 通风箱

1.3 通风板的设计

通风板上设置多个旋转盘，并且在旋转盘上设置多个大小不同的通孔和滑块，当使用滑块旋转旋转盘时，在通风板上能够实现通风孔大小的变化，通过可调节通风口的设计使得干燥存储机可以干燥多种农作物，比如通风孔直径最大的时候可以干燥和储藏木耳，最小的孔可以干燥和储藏水稻、小麦籽粒等。农户在同一层干燥不同作物时，也可根据作物干燥需求调节通风孔改变同一层的通风量，可实现同一层不同处不同风量的供给。见图4。

图4 通风板

1.4 温、湿度调控系统

智能模块式农作物干燥装置安装了多个传感器包括：温度传感器，其安装在支架和通风箱内，用于监测环境及作物的温度；湿度传感器，其安装在支架和通风箱内，用于监测环境和作物的湿度；转速传感器，其用于监测鼓风机转速；多个重量传感器，其分别安装在通风板上，用于监测通风口对应的通风板上待干燥农作物质量，间接测出农作物水分。

在干燥或储藏过程中，控制器同时监控温度传感器、湿度传感器、重量传感器、转速传感器；通过检测系统检测农作物的温度和湿度，单独或整体调节各个通风箱的风量，保证农作物品质。

2 结语

智能农作物干燥存储机实现结构的模块化拼装，可以根据用户的需要组装不同大小的智能农作物干燥储藏装置，合理利用了资源，避免了资源的浪费。采用自动化控制，使得烘干后粮食水分不均匀度缩小，储藏过程中不会出现局部发热；工艺流程缩短，破碎率降低，使干燥后农作物的品质得到保障。智能模块式农作物干燥装置既可以干燥农作物，也可以储存农作物，减少了稻谷干燥后转移至粮仓的过程，降低了成本，也解决了现有的烘干设备只能烘干水稻、小麦、玉米等粮食作物，不能烘干其它农作物的适应性问题，实现了一机多用。