[0001] 本发明涉及烘干设备技术领域，具体涉及一种负压连续干燥机及连续干燥方法。

[0002] 在谷物收割完成后，一般需要晾晒多日之后才能安全的入仓存储；然而，在农忙时期，尤其是雷雨天气频发之际或者连续多日阴雨天气，堆放在一起的谷物会因本身的潮湿而发热，极其容易发霉腐烂、发芽，从而对农户造成巨大损失。谷物干燥是农业生产的重要步骤，谷物烘干机采用控制温度、湿度等因素，来降低谷物中的含水量。在上述情况下，通常采用谷物烘干机来烘干谷物，这些烘干机的投入使用大大缓解了水分含量较高的粮食不能及时收购入库的问题，减少了霉变的损失，提高了农户及企业的经济效益。

[0003] 现有一种谷物烘干机，其包括箱体、进料仓、进料搅龙、进料口、挡板、重量传感器、气缸、热风炉、出料搅龙和控制器，所述箱体的内壁上设分层结构，分层结构由多个挡板组成，使谷物烘干更加均匀，烘干效率高，能耗低，降低了成本，而且谷物的烘干温度可调，可对烘干过程进行精确的量化操作，避免了烘干温度不均匀的问题。

[0004] 但上述谷物烘干机，是根据每层挡板上的重量信号确定改层挡板是否继续上料，当上料以及杂物清理完成后，再由热风机吹送热风进行烘干，烘干的时间固定，仅能通过温度传感器控制烘干室内的温度不会超过上限。但上述现有技术中的烘干操作不能够根据仓体内各层物料的含水率情况合理控制烘干温度，也不能够根据输出成品物料的含水率情况反馈控制烘干时间。因此极易造成过度烘干，谷物的爆腰率与破碎率升高，影响谷物的品质。不能做到根据谷物的含水率进行烘干温度的控制。同时在烘干过程中，谷物处于静止状态，不能做到连续烘干谷物的效果。

[0046] 下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0047] 在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

[0048] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

[0049] 此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

[0050] 实施例1

[0051] 本实施例提供一种负压连续干燥机，其结构如图1所示，包括竖向设置的仓体1，仓体1的顶部为进料口11，底部为出料口12。谷物从进料口11投入仓体1内，在仓体1内加热干燥脱去水分，再从出料口12出料，完成干燥处理。本实施例中，物料在自重的作用下自上而下通过仓体1内部，沿着物料运动方向分布有若干干燥层2，每层干燥层2均设有加热单元3，用于加热干燥物料。在仓体1一侧侧壁上开设有出风口22，连接仓体1的出风口22的负压装置将仓体1内的空气排出，在仓体1内形成负压，从而让外部空气从进风口21进入。从而在仓体1内形成气流，气流被加热单元3加热后经过物料，实现对物料的加热干燥。带有水分的空气被负压装置从出风口22抽出，避免水汽在仓体1内冷凝回流影响干燥效果。

[0052] 具体的，本实施例中的物料为谷物，干燥机将含水率高的谷物处理干燥至适于长期保存的状态，防止谷物发生霉变。

[0053] 本实施例中的干燥机设有控制装置，检测装置、设于各干燥层2的加热单元3以及出料口12的出料口调节装置121均与该控制装置电连接。检测装置则包括水分检测装置和温度检测装置。水分检测装置为分别设在进料口11和出料口12的第一水分监测仪41和第二水分监测仪42，第一水分监测仪41用于检测未经干燥的谷物原始含水率，第二水分监测仪42用于检测经干燥机干燥处理后的含水率，并将检测结果发送至控制装置。温度检测装置则包括设于各个干燥层2内的温度传感器5，用于检测各个干燥层2内经过加热单元3加热后的谷物的温度，并将检测结果发送至控制装置。

[0054] 具体的，本实施例中的第一水分监测仪41和第二水分监测仪42均为红外线水分监测仪，各自将红外线探测头设置在进料口11和出料口12处，向谷物发射特定波长的红外光，再接收谷物反射的红外光，根据红外光的减少量计算出谷物的含水率，实现了含水率的实时检测，并及时反馈到控制装置。

[0055] 作为可替换的实施方式，本实施例中的第一水分监测仪41和第二水分监测仪42均为碾磨式水分监测仪，各自其在进料口11和出料口12设置了取样装置，对试样进行快速碾磨分析出含水率，也能做到含水率的实时检测，并及时反馈到控制装置。

[0056] 本实施例中控制装置根据进料口11的第一水分监测仪41的检测结果设定紧邻进料口11的第一干燥层2内的加热单元3的工作温度。且控制装置根据每个上一级干燥层2内的温度传感器5检测到的温度结果，设定紧邻的下一级干燥层2内加热单元3的工作温度，实现了对谷物的变温加热烘干功能。例如根据第一级干燥层的检测温度控制第二级干燥层的加热温度，根据第二级干燥层的检测温度控制第三级干燥层的加热温度，依次类推，其中第一级-第N级干燥层为沿物料运动方向设置(即从高向低设置)。

[0057] 本实施例中的控制装置根据出料口12处的第二水分监测仪42的检测结果控制出料口调节装置121调节出料口12的大小，由此调节干燥机的出料速度，进而实现了对谷物烘干时间的调整。例如出口谷物含水率高于设定值后，则缩小出口大小，让谷物在仓体1内停留时间增加，得到更充分的加热干燥。

[0058] 干燥机利用进料口11的水分检测装置的检测结果设定初始烘干温度，之后的每个干燥层2再根据上一层的谷物温度设定本层的烘干温度，直至谷物达到设定的含水率，实现谷物一次烘干至预定含水率阈值，不需要反复将谷物提升至进料口重新烘干，减小了谷物的破损率。

[0059] 以稻谷作为处理对象为例，当第一水分监测仪41检测到稻谷的初始含水率为30％，则将检测结果发送至控制装置，控制装置对检测结果进行比对判断，选定稻谷的所需的干燥阶段为特高水分段，进而设定第一干燥层2内加热单元3的工作温度在70℃～80℃之间。然后第一干燥层2的温度传感器检测经过加热单元3加热过的稻谷温度，例如在70℃～
80℃之间，将检测结果发送至控制单元，控制单元进行判断后，将第二干燥层2加热单元3的工作温度设定在60℃～70℃之间。第三至第N干燥层2中的加热单元3和温度传感器5的设定依次类推。

[0060] 同时，控制装置能够根据检测结果调整各个干燥层2的加热装置的烘干温度，使用分段分层干燥工艺，做到了对不同含水率的物料采用不同的干燥温度，例如湿稻谷表面的水分采用高温干燥，稻谷的物理化学水分采用较高温干燥，稻谷的化学结合水分采用低温干燥，不仅能提高热效率，还能降低稻谷的爆腰率和保障稻谷的干燥品质。

[0061] 而出料口12控制装置则根据出料口12处的第二水分监测仪42的检测结果，调整出料口12的大小，进而实现了对出料速度的控制，能够自动调节谷物在仓体1内的烘干时间，以便谷物的处理后的含水率进一步达到设定值。

[0062] 由于水分检测装置和各干燥层2的温度传感器5的实时检测，控制装置实时调整加热单元3的工作状态，实现了连续加热干燥的功能，可以连续对不同含水率的谷物进行干燥处理，不需要停机进行工作温度的调整，工作效率得到提高。

[0063] 如图1所示，本实施例中的每层干燥层2内的加热单元3为在进风口21与出风口22之间间隔一定距离布置的内置加热器31，能够对仓内的热风进行热量补偿，防止远离进风口21处的谷物存在温度不均匀的现象。具体的，每个内置加热器31的外部均设由多块冲孔挡板8围成的防护罩81，防止谷物与内置加热器31直接接触，又能让内置加热器31加热过的热空气直接与谷物接触，加热烘干效果好。

[0064] 如图1所示，本实施例中的各个干燥层2设有进风口21和出风口22，负压装置通过风管6与出风口22连接，将仓体1内的空气抽出，在仓体1内形成负压，从而仓外空气从进风口21进入仓内形成气流。具体的，本实施例中的负压装置为离心风机7。气流被加热单元3加热变成热空气，热空气经过谷物时，对谷物进行加热干燥。由于每个干燥层2都设置有进风口21和与之对应出风口22使得各个干燥层2都能够单独进行气流加热，从实现分层分段温度控制。

[0065] 本实施例中风管6上设有湿气排气口61，用于将含水的空气排出，避免水汽冷凝回流到仓体1内，影响干燥效果。

[0066] 具体的，如图1所示，每层的进风口21和出风口22设在该层所处仓体1的侧壁上，进风口21和出风口22设有冲孔挡板8，方便空气的进入，又不会让谷物洒落出仓体1外部。进风口21处设有外置加热器32，外置加热器32的外部设有多块冲孔挡板8围成的防护罩81。可以对进风口21的空气进行加热，使得处于第一个内置加热器31与进风口21之间的谷物也能得到加热干燥。

[0067] 如图1所示，每个干燥层2的下游还设有混合装置9，混合装置9安装在仓体1内壁，用于对干燥层2内的谷物进行内外互换，使得每层的谷物尽可能均匀分布，确保谷物的受热均匀，使各处温度趋于均匀，进而温度传感器5的检测结果更为准确。

[0068] 作为可替换的实施方式，本实施例中的干燥机也可以对种子进行干燥处理，只需要更改控制装置中对含水率值分段以及对应的工作温度参数即可。

[0069] 实施例2

[0070] 本实施例提供一种负压连续干燥机，其结构与实施例1中的负压连续干燥机的区别在于，每个干燥层内不设有温度传感器，取而代之的是在每个干燥层内都设有水分检测装置，用以检测该干燥层内物料的含水率，控制装置根据上一级干燥层内的物料检测结果控制紧邻的下一级干燥层内加热单元的工作温度。

[0071] 实施例3

[0072] 本实施例提供一种连续干燥方法，利用实施例1中提供的负压连续干燥机对谷物进行以下的操作步骤：

[0073] S1:谷物由进料口送入仓体内；

[0074] S2:在仓体内对谷物进行加热干燥，包括以下步骤：

[0075] S21:采用位于进料口处的第一水分检测仪对谷物进行检测，得到原始含水率M0，并将结果反馈至控制装置；

[0076] S22:控制装置根据上述原始含水率M0的检测结果控制第一干燥层内的加热单元的加热温度；

[0077] 具体的，控制系统中预先录入有与谷物含水率范围和谷物自身温度一一对应的不同的干燥阶段，对处于不同干燥阶段的谷物需设定与之对应的加热温度；控制装置根据进料口处检测到的原始含水率M0确定谷物所处的干燥阶段Di，进而确定紧邻进料口的第一干燥层内的加热单元工作温度Ti，并向第一干燥层上的加热单元发出温度调整指令。

[0078] S23：位于第n层干燥层内的温度传感器检测各干燥层的谷物温度tn，n∈{1,2，……N}，并将结果反馈至控制装置；控制装置根据位于上游的第n层干燥层内的温度传感器的检测结果，确定谷物所处的干燥阶段Di，进而确定位于下游紧邻的第n+1层干燥层内的加热单元的加热温度为Ti-1，并向第n+1层干燥层发出温度调整指令。

[0079] S3：干燥后的谷物从出料口排出。

[0080] S41：位于出料口处的第二水分监测仪检测谷物处理后的含水率m；

[0081] S42：所述控制装置根据所述处理后的含水率m控制出料口调节装置调节出料口的大小。

[0082] 具体的，S42为控制装置将处理后的含水率m与预先设定的含水率设定阈值Mc比较；若处理后的含水率m小于含水率设定阈值Mc，出口调节装置增大出料口；若处理后的含水率m大于含水率设定阈值Mc，出口调节装置缩小出料口。

[0083] 本实施例中的连续干燥方法中位于进料口处的第一水分检测仪检测谷物的原始含水率，并将结果反馈至控制装置。控制装置根据原始含水率的检测结果控制紧邻所述进料口的干燥层内的加热单元的工作；且控制装置还根据位于上游的上一层干燥层内的温度传感器的检测结果控制位于下游紧邻的下一层干燥层内的加热单元的工作。最后根据物料出口处的处理后的含水率结果控制出料口调节装置调节出料口的大小。

[0084] 利用了初始含水率，判断了谷物的含水率处于的阶段，进而确定了第一干燥层的加热温度，之后各层的加热温度均根据上一层检测结果进行调整，使得每层的加热温度均是最适合的加热温度，达到谷物中需要采用不同温度不同类型的水分均可在其最适合的温度下被去除，降低了谷物的爆腰率。

[0085] 控制装置将处理后的含水率结果与预先设定的含水率设定阈值Mc比较；若处理后的含水率m小于含水率设定阈值Mc，出口调节装置增大出料口；若处理后的含水率m大于含水率设定阈值Mc，出口调节装置缩小出料口，实现了根据谷物处理后的检测结果对谷物的处理时间进行调整，当含水率高于设定值时，则增加加热干燥时间，使得谷物得到充分的干燥；当含水率低于设定值时，则减少加热干燥时间，避免谷物被过度加热，影响品质。

[0086] 例如：以稻谷作为处理对象，含水率设定阈值Mc＝14.5％。

[0087] S1：利用提升机将稻谷由进料口投入仓体；

[0088] S21：位于进料口处的第一水分监测仪检测物料的原始含水率M0，得到M0＝30％,并将结果反馈至控制装置；

[0089] S22：控制装置将原始含水率M0与下表中的含水率范围进行比较，得出稻谷的含水率在24.5％～31.5％之间，则第一干燥层应采用特高水分段D5所需的干燥温度T5＝70℃～80℃；

[0090] S23：与此同时，位于第一干燥层内的温度传感器检测到该干燥层的稻谷温度t1＝75℃，并将结果反馈至控制装置；控制装置根据位于上游的第一干燥层内的温度传感器的检测结果与表中的干燥温度进行比对，确定谷物所在的干燥阶段D5，进而将位于下游紧邻的第二干燥层内的加热单元的工作温度设为T4＝60℃～70℃。类似的第三干燥层内的加热单元的工作温度根据第二干燥层内检测到的稻谷温度t2＝67℃设置为T3＝50℃～60
℃.……依次类推进行一下各层加热单元工作温度的调整。

[0091] 表：稻谷的含水率分段表

[0092]i 干燥阶段Di 含水率/％ 干燥温度Ti/℃
1 偏高水分段D1 14.5～15.5 40～45
2 较高水分段D2 15.5～17.5 45～50
3 高水分段D3 17.5～20.5 50～60
4 超高水分段D4 20.5～24.5 60～70
5 特高水分段D5 24.5～31.5 70～80

[0093] S3：干燥后的稻谷从出料口排出；

[0094] S41：例如：若位于出料口处的第二水分监测仪检测稻谷处理后的含水率m＝13.5％；

[0095] S42为控制装置将处理后的含水率结果与预先设定的含水率设定阈值Mc＝14.5％比较，发现m

[0096] 或者，

[0097] S41：位于出料口处的第二水分监测仪检测到稻谷处理后的含水率m＝15.5％；

[0098] S42：控制装置将处理后的含水率结果与预先设定的含水率设定阈值Mc＝14.5％比较，发现m>Mc，控制装置控制出口调节装置减小出料口。

[0099] 实施例4

[0100] 本实施例提供的连续干燥方法需要利用实施例2中提供的负压连续干燥机进行，其与实施例3中方法区别在于，

[0101] S23：位于第n层干燥层内的水分监测仪检测各干燥层的谷物温度tn，n∈{1,2，……N}，并将结果反馈至控制装置；控制装置根据位于上游的第n层干燥层内的水分监测仪的检测结果，确定谷物所处的干燥阶段Di，进而确定位于下游紧邻的第n+1层干燥层内谷物使用干燥阶段Di-1所需的干燥温度Ti-1，进而将第n+1层干燥层内的加热单元的工作温度设为Ti-1，并向第n+1层干燥层发出温度调整指令。

[0102] 显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。