Устройство для свч сушки различных материалов в тонком слое

Авторы патента:

Егоров Юрий Михайлович (RU)

F26B3/347 - электромагнитный нагрев, например индукционный или с использованием микроволновой энергии

F26B17/04 - в которых все ленты горизонтальны или несколько наклонены (F26B 17/08 имеет преимущество)

Владельцы патента RU 2737381:

Егоров Юрий Михайлович (RU)

Устройство предназначено для сушки сверхвысокочастотным (СВЧ) электромагнитным полем различных материалов в тонком слое и позволяет сушить как сыпучие материалы технического назначения, так и сельскохозяйственную и пищевую продукцию. Устройство для СВЧ сушки различных материалов в тонком слое состоит из многоуровневой конвейерной системы, имеющей на входе устройство загрузки, а на выходе устройство выгрузки, СВЧ модулей, каждый из которых включает в себя несколько СВЧ генераторов, собранных по схеме сложения мощностей магнетронов, блоков вентиляторов и СВЧ защиты в виде металлической сетки, причем СВЧ модули располагаются под многоуровневой конвейерной системой, расстояние от излучателей СВЧ модулей до верхней ленты нижнего конвейера равно четверти длины волны излучения ( λ), а расстояние между верхними лентами всех конвейеров равно или кратно половине длины волны излучения ( λ). Технический результат - уменьшение массогабаритных характеристик по сравнению с существующими устройствами по СВЧ сушке, повышение коэффициента использования СВЧ энергии и, как следствие, снижение энергозатрат на единицу сушимой продукции. 2 ил.

Изобретение относится к технологии сушки СВЧ электромагнитным полем различных материалов в тонком слое. Оптимальная толщина слоя составляет от 1 до 15 мм в зависимости от вида и свойств сушимого материала. Можно сушить сыпучие материалы технического назначения: древесные опилки, мелкодисперсный уголь, порошки и многое другое. Также устройство позволяет сушить сельскохозяйственную и пищевую продукцию: резанные фрукты и овощи, зерно, травы и тому подобное.

Уровень техники

Предлагаемое устройство имеет низкие массогабаритные характеристики и обеспечивает более эффективное использование СВЧ энергии по сравнению с существующими СВЧ сушилками конвейерного типа. Такие сушилки представлены на сайтах [http://materialdryer.ru,. http://agroserver.ru/b/img/900915/l 111447/]. В них тонкий слой материала, расположенного на конвейерной ленте, перемещается в протяженной камере, в которую подается СВЧ мощность от нескольких СВЧ генераторов, расположенных вдоль камеры. Например, в патенте [Патент РФ, кл. Н05В 6/64 №2050704] (прототип) описывается 3-х ярусная конвейерная система, в которой излучатели СВЧ генераторов располагаются практически вплотную друг к другу, и поля от них будут пересекаться. Это приводит к значительному снижению суммарной СВЧ мощности, так как генераторы в таких устройствах не синхронизированы. Чтобы избежать сильного влияния друг на друга, приходится располагать их на достаточно большом расстоянии друг от друга вдоль устройства [. http://agroserver.ru/b/img/900915/l 111447/], а это приводит к увеличению габаритных размеров и, следовательно, к возрастанию веса всего устройства. К тому же в таких устройствах неизвестна эффективность использования СВЧ мощности в процессе сушки, поскольку тонкий слой материала имеет объем во много раз меньше объема камеры, в которой создается СВЧ поле, и он может поглотить только часть мощности этого поля. Не поглощенная материалом часть энергии СВЧ поля идет на нагрев элементов устройства.

Технический результат - уменьшение массогабаритных характеристик по сравнению с существующими устройствами по СВЧ сушке, повышение коэффициента использования СВЧ энергии и, как следствие, снижение энергозатрат на единицу сушимой продукции.

Сущность изобретения

В предлагаемом изобретении в качестве СВЧ генераторов используются модули, которые работают на принципе когерентного сложения мощностей генераторов на магнетронах для получения необходимой суммарной мощности [патент РФ №2394357]. СВЧ модули (1) располагаются под многоуровневой конвейерной системой, каждая лента которой находится на заданном расстоянии от излучателей модулей (фиг. 1). СВЧ поле распространяется от излучателей вертикально вверх, и, проходя через все слои материала на каждой ленте, поглощается им до полного затухания. Ленты конвейера движутся синхронно со скоростью, обеспечивающей необходимую влажность сушимого материала на выходе.

Устройство для СВЧ сушки различных материалов в тонком слое состоит из многоуровневой конвейерной системы и нескольких СВЧ модулей, количество которых определяется требуемой производительностью устройства, а количество магнетронов в одном модуле определяется конфигурацией устройства. СВЧ модули располагаются под конвейерной системой так, что СВЧ поле от излучателей направлено вертикально вверх. Расстояние от излучателей до верхней ленты нижнего конвейера равно четверти длины волны излучения ( λ), а расстояние между верхними лентами всех конвейеров равно или кратно половине длины волны излучения ( λ). Это связано с волновой природой распространения электромагнитного поля, максимумы которого приходятся на верхние ленты с располагаемым на них материалом, который будет нагреваться. Часть СВЧ поля поглотиться материалом на нижнем конвейере, прошедшая часть поля будет поглощаться в слоях материала на последующих конвейерах до полного затухания. При установившемся режиме работы устройства материал на нижнем конвейере будет иметь минимальную влажность и не сильно поглощать СВЧ поле, а максимум поглощения поля будет на верхнем конвейере на материале с исходной влажностью. В результате эффективность использования мощности СВЧ поля приближается к максимальному. Все конвейеры приводятся в движение от одного управляемого двигателя, синхронно движутся навстречу друг другу, и материал всегда будет перемещаться через максимумы СВЧ поля с одинаковой скоростью. Регулировкой скорости движения всего конвейера можно получать на выходе материал с требуемой влажностью.

Осуществление изобретения

Устройство представляет собой многоуровневую конвейерную систему, состоящую из нескольких ленточных конвейеров (4), расположенных друг над другом, как показано на схеме (фиг. 1), и имеет общий привод (на схеме не показан), обеспечивающий синхронное движение лент навстречу друг другу. На схеме стрелки указывают направление движения каждой ленты. Материал (5) на входе из устройства загрузки-загрузочного бункера (2) подается на верхний конвейер. Перемещаясь через СВЧ поле и нагреваясь, материал пересыпается на нижний конвейер и, проходя через более интенсивное поле в обратном направлении, нагревается еще больше; и так далее до устройства выгрузки в приемный бункер (3) на выходе. В качестве ленты транспортера используется пропилен (либо другой материал с низким коэффициентом поглощения СВЧ поля) в виде сетки, с подходящим размером ячейки, или сплошной ленты требуемой толщины. С каждой стороны многоуровневого конвейера расположены блоки вентиляторов (7), один из которых нагнетает воздух, а другой вытягивает его (фиг. 2). Воздух удаляет из зоны конвейера влагу, покидающую материал при нагреве, и охлаждает поверхность материала и движущиеся элементы конвейеров. Под нижней лентой нижнего конвейера располагаются СВЧ модули с излучателями (1), формирующими диаграмму направленности СВЧ поля вертикально вверх. Каждый СВЧ модуль создает вертикальную зону нагрева материала на всех конвейерах. Расстояние между СВЧ модулями вдоль конвейера выбирается из условия минимального взаимодействия их СВЧ полей (должно быть не менее одного метра), и достаточной степени охлаждения сушимого материала при перемещении от одной зоны нагрева до другой. В случае применения магнетронов для бытовых СВЧ печей, работающих в диапазоне частот 2430÷2470 МГц, что соответствует длине волны ~12 см, расстояние между срезами излучателей и верхней лентой нижнего конвейера равно 30 мм, а между верхними лентами всех конвейеров - 60 мм. Между блоками вентиляторов и устройством, а также и с других его сторон, располагается металлическая сетка (6), обеспечивающая защиту окружающего пространства от неиспользуемого СВЧ поля (фиг. 2). Блоки вентиляторов и сетка СВЧ защиты выполняются с возможностью обеспечения доступа к устройству для его обслуживания. С пульта управления включаются СВЧ модули, блоки вентиляторов, привод конвейера, и осуществляется изменение скорости движения конвейера.

Устройство для СВЧ сушки различных материалов в тонком слое состоящее из многоуровневой конвейерной системы, имеющей на входе устройство загрузки, а на выходе устройство выгрузки, СВЧ модулей, каждый из которых включает в себя несколько СВЧ генераторов, собранных по схеме сложения мощностей магнетронов, блоков вентиляторов и СВЧ защиты в виде металлической сетки, отличающееся тем, что СВЧ модули располагаются под многоуровневой конвейерной системой, расстояние от излучателей СВЧ модулей до верхней ленты нижнего конвейера равно четверти длины волны излучения ( λ), а расстояние между верхними лентами всех конвейеров равно или кратно половине длины волны излучения ( λ).

Изобретение относится к пищевой промышленности и реализуется в компактной вакуумной СВЧ сушилке. Способ вакуумной СВЧ сушки фруктов, овощей и ягод включает нагрев исходного продукта до температуры вскипания воды, воду испаряют и конденсируют, при этом процесс осуществляют в СВЧ сушилке, имеющей сушильную камеру с герметичной передней дверкой и семью противнями общей площадью 1.4 м2.

Установка для санитарной обработки волосовидного сырья воздействием электрофизических факторов // 2728587

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для обеззараживания овечьей шерсти, пухового сырья (кроличьего, козьего пуха) и т.п. Установка для санитарной обработки волосовидного сырья состоит из горизонтально расположенной экранирующей шестигранной призмы (11) из неферромагнитного материала.

Осушитель гранул полиэтилена с источниками электромагнитного поля сверхвысокой частоты // 2727118

Изобретение относится к технике сверхвысокочастотной термообработки диэлектрических материалов и может быть использовано для сушки и подогрева гранул полиэтилена низкого давления, используемых при производстве напорной, газовой и технической трубы.

Устройство для электротермической обработки растительного сырья // 2723280

Изобретение относится к области техники СВЧ, а именно к микроволновым устройствам, предназначенным для электротермической обработки растительного сырья в промышленных установках.

Сверхвысокочастотная установка с коническим резонатором для обезвоживания и термообработки мясных отходов // 2710154

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к сверхвысокочастотной технике, и может быть использовано для обезвоживания и термообработки непищевых отходов, полученных при переработке скота, птицы, кроликов и др.

Устройство и способ улучшенной сушки выпариванием // 2697463

Изобретение относится к устройствам и способам сушки веществ, в частности к сушке выпариванием шлама. Устройство 100 для сушки вещества 190 содержит по меньшей мере один барабан 121, вращающийся вокруг центральной оси, первую ленту 112, имеющую первую сторону 112' и вторую сторону 112'', причем первая сторона 112' первой ленты 112 выполнена с возможностью размещения вещества 190, и множество индукционных нагревательных элементов 123, размещенных для индуцирования тепла в первой ленте 112 для нагревания вещества 190, причем при работе первая лента 112 своей первой стороной 112' прижимает вещество 190 к участку наружной окружной поверхности барабана 121 и вещество 190 нагревается для удаления из вещества 190 жидкостей.

Микроволновая сушилка пушно-мехового сырья // 2674605

Изобретение относится к обработке пушно-мехового сырья, в частности к сушильному оборудованию. Микроволновая сушилка пушно-мехового сырья выполнена в виде тороидального резонатора 2, внутри которого коаксиально расположены радиопрозрачные ободки 7, 8, связанные с радиопрозрачными направляющими 9 и вращающиеся от электродвигателя 6.

Свч лесосушильная камера // 2661422

Изобретение относится к устройствам для СВЧ сушки материалов и может быть использовано в деревообрабатывающей и других отраслях промышленности. СВЧ лесосушильная камера содержит генератор, процессор, датчик измерения вредного потока СВЧ энергии.

Сверхвысокочастотная установка с передвижными цилиндрическими резонаторами для сушки пушно-мехового сырья в непрерывном режиме // 2655770

Изобретение относится к сушильному оборудованию и может быть использовано в фермерских хозяйствах для сушки и обеззараживания шкур кроликов, нутрии, норки, лисы, песца, соболя, выдры, ондатры и т.д.

Микроволновая установка, обеспечивающая отделение меха от кожи шкур кроликов // 2655748

Предлагаемое изобретение относится к оборудованию для термообработки сырья в электромагнитном поле сверхвысокой частоты и может быть использовано в сельском хозяйстве, например, с целью избирательного расплавления кожи шкур кроликов, для отделения от пуха и меха, используемого при производстве меховых изделий.

Гелиосушилка для сушки зерна // 2736069

Изобретение относиться к сушильной технике и предназначено для сушки зерна. Гелиосушилка для сушки зерна содержит загрузочный и приемный бункеры, сушильную камеру со светопрозрачным корпусом, в которой установлен ленточный транспортер с электродвигателем, под верхней частью ленточного транспортера по всей его длине расположен нагревательный элемент трубчатого типа, также между загрузочным бункером и ленточным транспортером установлен распределитель зерна.