Конвейерная сверхвысокочастотная установка с коаксиальным резонатором для отделения пуха от шкур кроликов
Владельцы патента RU 2737144:
Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Нижегородский государственный инженерно-экономический университет (НГИЭУ) (RU)
На монтажном каркасе горизонтально установлен коаксиальный резонатор, выполненный из двух соосно расположенных неферромагнитных наружного и внутреннего цилиндров с общими основаниями. По периметру боковой поверхности наружного цилиндра, со сдвигом на 120 градусов, установлены магнетроны сверхвысокочастотных генераторов, а на её внутренней стороне имеются диэлектрические гибкие колки. В кольцевом пространстве между цилиндрами установлен с возможностью вращения диэлектрический перфорированный барабан, на наружной стороне боковой поверхности которого имеются направляющие диэлектрические колки, при этом размер кольцевого промежутка между диэлектрическими колками соответствует толщине шкур. Вдоль боковой поверхности наружного неферромагнитного цилиндра выполнены три прорези. Перед первой расположены неферромагнитные валики, выполненные с возможностью транспортирования шкуры внутрь кольцевого пространства между наружным цилиндром и перфорированным барабаном, к валикам на уровне промежутка между ними приставлен стол для укладки шкуры, а под ними установлена ванна для опары, в которую погружен нижний ведущий валик. Через вторую прорезь с помощью пневмонасоса высасывается пуховое сырье, а к третьей пристыкована накопительная емкость для обезволошенных шкур, при этом между второй и третьей прорезями радиально установлены вальцы диэлектрические для направления шкуры. С одной стороны основания цилиндрического резонатора установлен электродвигатель с передаточными механизмами для вращения диэлектрического перфорированного барабана, ведущего валика и вальцов, а с другой - люк со смотровым окном. Установка обеспечивает ускорение процесса сбора пуха со шкур кроликов. 6 ил.
Предлагаемое изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано в кролиководческих хозяйствах для отделения пухового сырья от шкур кроликов.
Процесс удаления со шкуры волоса и эпидермиса называется обезволашиванием. Сущность процесса заключается в ослаблении луковиц волос и разрушении эпидермиса, который после этого вместе с волосом легко отделяется от дермы.
В домашних условиях обезволашивание проводится следующим способом. Шкуры укладывают на стол волосом вниз и на кожевенную часть щеткой наносят раствор для обезволашивания, приготовленный согласно технологии. Он включает в себя воду, сернистый натрий, гашеную известь. Промазанные шкуры складывают по хребту волосом внутрь, сворачивают в валик, укладывают на созревание в течение 5-8 часов.
Известно, что для чесания шкур применяется машина ЧМЗ-600. Она содержит барабан, игольчатую ленту, транспортирующие валики, стол с обрабатываемой шкурой. Шкура подается к кардоленте с помощью двух валиков [1]. Эти узлы являются аналогами в разрабатываемой установке.
Технической задачей изобретения является разработка установки ускоряющий процесс сбора пуха со шкур кроликов, сила удерживаемости которого в волосяной луковице ослаблена за счет воздействия электромагнитного поля сверхвысокой частоты за счет разрушения волосяных луковиц, когда мездра пропитана опарой (гомогенизированной сброженной смесью ржаной муки, воды, дрожжей, горчичного порошка и соли).
Технический результат достигается тем, что на монтажном каркасе горизонтально установлен коаксиальный резонатор, выполненный из двух соосно расположенных неферромагнитных наружного и внутреннего цилиндров с общими основаниями. По периметру боковой поверхности наружного цилиндра, со сдвигом на 120 градусов, установлены магнетроны сверхвысокочастотных генераторов, а на её внутренней стороне имеются диэлектрические гибкие колки. В кольцевом пространстве между цилиндрами установлен с возможностью вращения диэлектрический перфорированный барабан, на наружной стороне боковой поверхности которого имеются направляющие диэлектрические колки, при этом размер кольцевого промежутка между диэлектрическими колками соответствует толщине шкур. Вдоль боковой поверхности наружного неферромагнитного цилиндра выполнены три прорези. Перед первой расположены неферромагнитные валики, выполненные с возможностью транспортирования шкуры внутрь кольцевого пространства между наружным цилиндром и перфорированным барабаном, к валикам на уровне промежутка между ними приставлен стол для укладки шкуры, а под ними установлена ванна для опары, в которую погружен нижний ведущий валик. Через вторую прорезь с помощью пневмонасоса высасывается пуховое сырье, а к третьей пристыкована накопительная емкость, для обезволошенных шкур, при этом между второй и третьей прорезями радиально установлены вальцы диэлектрические, для направления шкуры. С одной стороны основания цилиндрического резонатора установлен электродвигатель с передаточными механизмами, для вращения диэлектрического перфорированного барабана, ведущего валика и вальцов, а с другой - люк со смотровым окном.
Техническое решение поясняется чертежами, где на фиг. 1 приведено схематическое изображение конвейерной сверхвысокочастотной установки с коаксиальным резонатором для отделения пуха от шкур кроликов:
1 - коаксиальный резонатор; 2 - магнетроны от СВЧ генераторов; 3 - барабан цилиндрический диэлектрический перфорированный с диэлектрическими колками; 4 - диэлектрические колки на внутренней поверхности наружного цилиндра; 5 - прорезь для пневмонасоса; 6 - вальцы диэлектрические; 7 - прорезь для выгрузки кожи; 8 - валики диэлектрические транспортирующие; 9 - ванна для опары; 10 - стол для укладки шкуры; 11 - электропривод барабана 3 диэлектрического перфорированного, валиков 8 диэлектрических транспортирующих и вальцов 6 диэлектрических; 12 - люк со смотровым окном; 13 - наружный неферромагнитный цилиндр; 14 - внутренний неферромагнитный цилиндр, 15 - зубчатый венец.
На фиг. 2 приведено пространственное изображение конвейерной сверхвысокочастотной установки с коаксиальным резонатором для отделения пуха от шкур кроликов (в разрезе).
На фиг. 3 схематическое изображение барабана цилиндрического диэлектрического перфорированного: 3 - барабан цилиндрический диэлектрический перфорированный с диэлектрическими колками; 15 - зубчатый венец.
На фиг. 4 приведено пространственное изображение барабана цилиндрического диэлектрического перфорированного с диэлектрическими колками, и с зубчатым венцом и шестеренкой.
На фиг. 5 приведено пространственное изображение наружного цилиндра с диэлектрическими колками на внутренней поверхности (в разрезе).
На фиг .6 приведено пространственное изображение внутреннего цилиндра.
Установка содержит (фиг. 1-6):
коаксиальный резонатор 1 из двух соосно расположенных наружного 13 и внутреннего 14 неферромагнитных цилиндров с общими основаниями;
магнетроны 2 от СВЧ генераторов; барабан 3 цилиндрический диэлектрический перфорированный с диэлектрическими колками;
диэлектрические колки 4 на внутренней поверхности наружного неферромагнитного цилиндра;
прорезь 5 для подсоединения через воздухоотвод с пневмонасосом;
вальцы 6 диэлектрические для направления кожи в накопительную емкость; прорезь 7 над накопительной емкостью для выгрузки кожи;
неферромагнитные валики 8, транспортирующие шкуру в коаксиальный резонатор 1;
ванну 9 для опары; стол 10 для укладки шкуры;
электропривод 11 барабана 3 диэлектрического перфорированного, валиков 8 транспортирующих неферромагнитных и вальцов 6 диэлектрических;
люк 12 со смотровым окном; наружный 13 и внутренний 14 неферромагнитные цилиндры; зубчатый венец 15.
На монтажном каркасе горизонтально установлен коаксиальный резонатор 1, выполненный из двух соосно расположенных неферромагнитных наружного 13 и внутреннего 14 цилиндров, с общими основаниями. Внутренняя боковая поверхность наружного цилиндра 13 содержит диэлектрические колки 4. В кольцевом пространстве между неферромагнитными цилиндрами 13, 14 соосно установлен барабан 3 цилиндрический диэлектрический перфорированный вращающийся, на наружной боковой поверхности которого имеются направляющие диэлектрические колки.
Вдоль боковой поверхности наружного неферромагнитного цилиндра 13 имеются три прорези. Первая прорезь предназначена для транспортирования шкуры внутрь кольцевого пространства между наружным цилиндром 13 и барабаном 3 диэлектрическим перфорированным. Через вторую прорезь 5 высасывается пуховое сырье с помощью пневмонасоса через воздухоотвод в циклон. Третья прорезь 7 предназначена для выгрузки обезволошенных шкур. Между второй 5 и третьей 7 прорезями радиально установлены вальцы 6 диэлектрические для направления кожи. Над первой прорезью установлена ванна 9 для опары. В ванну 9 установлен валик 8 ведущий неферромагнитный, а над ним валик прижимной неферромагнитный. На эти валики 8 надеты съемные губчатые муфты. Неферромагнитные валики 8 предназначены для транспортирования шкур в коаксиальный резонатор 1. К неферромагнитным валикам 8 приставлен стол 10 для укладки шкуры. По периметру боковой поверхности цилиндрического резонатора со сдвигом на 120 градусов установлены магнетроны от СВЧ генераторов так, что излучатели направлены внутрь. С одной стороны основания цилиндрического резонатора 1 установлен электродвигатель 11 с передаточными механизмами для вращения барабана 3 диэлектрического перфорированного, для вращения валика 8 ведущего неферромагнитного, а также для вращения вальцов 6 диэлектрических. С другой стороны основания коаксиального резонатора 1 имеется люк 12 со смотровым окном. Диэлектрический перфорированный барабан 3 по периметру охвачен зубчатым венцом 15, входящим в сцепление с ведущей шестерней, установленной на вал электродвигателя 11. Если коаксиальный резонатор имеет общие основания для двух соосно расположенных цилиндров, то длина его должна быть равна четному числу четверти длины волны, и это будет полуволновый резонатор. Структуру поля необходимо анализировать в цилиндрической системе координат. Электромагнитное поле волны ТЕМ симметрично по координате ϕ. Составляющая электрического поля в коаксиальном резонаторе зависит только от координаты радиуса.
Технологический процесс происходит следующим образом. Предварительно подготовить шкуры кроликов, для этого мездровую сторону промазывать специальной опарой (гомогенизированной сброженной смесью ржаной муки, воды, дрожжей, горчичного порошка и соли). Залить опарой ванну 9 так, чтобы ведущий неферромагнитный валик 8 оказался погруженным в нее. Включить пневмонасос, подсоединенный через воздухоотводящий канал с второй прорезью 5. Включить электродвигатель 11, после чего начинает вращаться барабан 3 цилиндрический диэлектрический перфорированный с колками, так как ведущая шестерня на валу входит в сцепление с зубчатым венцом 15. Одновременно начинают вращаться неферромагнитные валики 8, пропитанные опарой, и они дополнительно пропитывают мездру шкуры. Также приводятся в движение вальцы 6 диэлектрические. Положить на стол мездровой стороной шкуру кроликов, предварительно пропитанную опарой, так, чтобы направить между неферромагнитными валиками 8, которые транспортируют ее в коаксиальный резонатор 1. Из-за того, что барабан 3 диэлектрический перфорированный с колками и валик 8 прижимной неферромагнитный вращаются в одну сторону, шкура, мездра которой пропитана опарой, перемещается в кольцевом пространстве между диэлектрическими колками.
При работе пневмонасоса перфорация на диэлектрическом барабане 3 обеспечивает прижатие шкуры к его боковой поверхности и удерживается за счет диэлектрических колок, имеющихся между отверстиями перфорации. Далее включить сверхвысокочастотные генераторы, излучатели от магнетронов 2 возбуждают электромагнитное поле сантиметрового диапазона в коаксиальном резонаторе 1. Под воздействием электромагнитного поля сверхвысокой частоты (ЭМПСВЧ) за счет избирательного нагрева луковицы волосяного покрова разрушаются, сила удерживаемости пуха в дерме кожи, пропитанной специальной опарой, ослабляется. В процессе перемещения шкуры прижатый волосяной покров к колкам 4, имеющимся на внутренней боковой поверхности резонатора 1, вычесывается. Пуховое сырье с кольцевого пространства между диэлектрическими колками собирается пневмонасосом через прорезь 5 и направляется в циклон. Обезволошенная шкура (кожа) затягивается диэлектрическими вальцами 6 и сбрасывается через прорезь 7 в накопительную емкость. Шкуры следует подавать к транспортирующим валикам 8 в непрерывном режиме. При этом установка будет работать эффективнее, когда одна шкура направляется в кольцевое пространство между диэлектрическими колками, вторая шкура находится в резонаторе, а третья шкура, обезволошенная, попадает на вальцы 6 диэлектрические. Поэтому средний периметр коаксиального резонатора 1 должен быть кратным половине длины волны и не менее трех длин шкуры, а длина цилиндров - кратной половине длины волны.
Скорость вращения диэлектрического барабана 3 с колками зависит от дозы воздействия ЭМПСВЧ. При малой скорости вращения диэлектрического барабана и малом напоре пневмонасоса удерживаемость шкур на боковой поверхности ослабевает. При скорости выше критической эффект вычесывания пухового сырья уменьшается. Опару в течение технологического процесса следует добавлять в ванну 9.
Для санитарной обработки установки, для технического осмотра и текущего ремонта имеется люк 12. Через смотровое окно можно следить за техническим процессом. Смотровое окно перекрыто неферромагнитным перфорированным листом. Каждое отверстие перфорации работает как диафрагма и препятствует утечке волн. Волны отражаются, возвращаются в резонатор 1. Излучатели от магнетронов 2, направленные в резонатор 1, перекрыты слюдяной пластиной. Они защищают от попадания грязи и пуха в волновод. Из-за этих слюдяных пластин отраженные микроволны распределяются в резонаторе 1 равномернее. Установка при выходной мощности каждого магнетрона 700-800 Вт и открытом смотровом окне может создавать интенсивность излучения более 5000 мкВт/см2, что нежелательно. Все прорези можно считать источниками утечки СВЧ излучения. Любое отверстие - это диафрагма, она может пропускать СВЧ излучения, если ее геометрические размеры больше, чем длина волны в камере. Поэтому необходимо экранировать электромагнитное излучение. Заметная утечка происходит при превышении диаметра отверстий на смотровом окне более 2 мм. Узкие прорези, независимо от их длины, ширина которых меньше, чем четверть длины волны, не излучают СВЧ энергию, тем более, если прорези расположены вдоль линий протекания тока в резонаторе. Для установок с СВЧ энергоподводом существуют два показателя уровней безопасного обслуживания: плотность излучения не должна превышать 0,01 мВт/см3; если превышает, то определить возможную продолжительность обслуживания.
Источники информации
1. furlib.ru>books/item/f00/s00/z0000005/st032.shtml.
Конвейерная сверхвысокочастотная установка для отделения пуха от шкур кроликов, характеризующаяся тем, что на монтажном каркасе горизонтально установлен коаксиальный резонатор, выполненный из двух соосно расположенных неферромагнитных наружного и внутреннего цилиндров с общими основаниями, по периметру боковой поверхности наружного цилиндра, со сдвигом на 120 градусов, установлены магнетроны сверхвысокочастотных генераторов, а на её внутренней стороне имеются диэлектрические гибкие колки, в кольцевом пространстве между цилиндрами установлен с возможностью вращения диэлектрический перфорированный барабан, на наружной стороне боковой поверхности которого имеются направляющие диэлектрические колки, при этом размер кольцевого промежутка между диэлектрическими колками соответствует толщине шкур, вдоль боковой поверхности наружного неферромагнитного цилиндра выполнены три прорези, перед первой расположены неферромагнитные валики, выполненные с возможностью транспортирования шкуры внутрь кольцевого пространства между наружным цилиндром и перфорированным барабаном, к валикам на уровне промежутка между ними приставлен стол для укладки шкуры, а под ними установлена ванна для опары, в которую погружен нижний ведущий валик, через вторую прорезь с помощью пневмонасоса высасывается пуховое сырье, а к третьей пристыкована накопительная емкость для обезволошенных шкур, при этом между второй и третьей прорезями радиально установлены вальцы диэлектрические для направления шкуры, с одной стороны основания цилиндрического резонатора установлен электродвигатель с передаточными механизмами для вращения диэлектрического перфорированного барабана, ведущего валика и вальцов, а с другой - люк со смотровым окном.
