Изобретение относится к СВЧ-устройствам для электрической термообработки зерна и гранулированных электрических материалов.
Известно устройство (1), которое работает следующим образом. При подаче воздуха в инжекторный пневмотранспортер происходит всасывание гранул в вертикальный отрезок входного волновода, где они подвергаются воздействию СВЧ-энергии и нагреваются. После того как гранулы проходят волноводный изгиб, отработанный воздух отделяется при помощи воздухоотделителя. Далее гранулы по вертикальному отрезку выходного волновода поступают в резонаторный бункер, образуют определенный профиль верхнего слоя, в соответствии с которым равномерно опускаются. Уровень загрузки поддерживается постоянным, а время воздействия СВЧ-энергией регулируется пневмотранспортером. Температурный режим контролируется и поддерживается при помощи термодатчиков. Устройство позволяет осуществлять тонкую сушку гранул любых термопластов вплоть до полного обезвоживания. Однако устройство имеет следующие недостатки: большая протяженность пути транспортирования обрабатываемого продукта, а в ряде случаев - многократное прохождение этого пути в процессе циркуляции не позволяют осуществлять сушку зерновых и крупяных продуктов, так как снижается их качество;
устройство имеет сложную и дорогостоящую систему возбуждения СВЧ-энергией.
Цель изобретения - обеспечение высокого качества сушки зерна и гранулированных диэлектрических материалов и упрощение конструкции, что позволяет снизить ее стоимость.
Это достигается тем, что в нагревательной секции резонаторные бункеры разнесены между собой по высоте и соединены последовательно по потоку обрабатываемого продукта, так что из верхнего бункера в нижний он просыпается под действием силы тяжести через соединительный патрубок. Возбуждаются резонаторные бункеры параллельно от одного-двух СВЧ-генераторов при помощи волноводно-щелевых возбудителей, присоединенных непосредственно к фланцам усеченных конусных переходов резонаторный бункеров. Каждый волноводно-щелевой возбудитель содержит по две полуволновые взаимно перпендикулярные щели, образующие Г-образный элемент связи.
Устройство содержит один пневмотранспортер, снабженный перекидным механическим переключателем потока продукта, на два положения "Загрузка", "Циркуляция". Пневмотранспортер соединен непосредственно с верхним резонаторным бункером при помощи запредельной (по СВЧ) трубы. Перекидной механический переключатель потока содержит два параллельно соединенных патрубка, закрепленных шарнирной подвеской на симметричном уступе пневмотранспортера. При этом на нижние концы патрубков надеты гибкие шланги, один из которых свободен и используется для загрузки бункеров, а другой соединен с выходным каналом нижнего бункера и при одном из двух положений механического переключателя образуют замкнутый контур циркуляции потока нагреваемого продукта.
Резонаторные бункеры снабжены 3-5 элементами распределенного ввода охлаждающего или подогретого воздуха. Каждый элемент выполнен в виде трубы прямоугольного или круглого сечения, закрытой с одного торца, и имеет общую с резонаторным бункером перфорированную стенку. Для вывода отработанного влажного воздуха и легких газовых фракций каждый резонаторный бункер соединен запредельной трубой с циклоном.
На фиг. 1 схематично показано СВЧ-устройство для сушки зерна и гранулированных диэлектрических материалов, общий вид; на фиг.2 - волноводно-щелевой возбудитель резонаторного бункера; на фиг.3 - перекидной механический переключатель потока нагреваемого продукта.
Устройство состоит из резонаторных бункеров 1 и 2, водноводно-щелевых возбудителей 3 и 4, присоединенных к фланцам 5 и 4 конусных переходов 7 и 8, пневмотранспортера 9 с перекидным механическим переключателем потока нагреваемого продукта 10, состоящего из двух параллельных патрубков 11, закрепленных шарнирной подвеской на симметричном уступе пневмотранспортера, гибких соединительных шлангов 12, запредельной трубы транспортера 13, переходного патрубка 14, элементов распределенного ввода воздуха в резонаторные бункеры 1 и 2, трубы вывода отработанного влажного воздуха 16, циклона 17 и бункера 18.
Устройство работает следующим образом.
Для заполнения резонаторных бункеров 1 и 2 продуктом, подлежащим термообработке, размещенным в бункере 18, необходимо подать сжатый воздух в пневмотранспортер 9, а переключатель потока 10 поставить в положение "Загрузка". При этом процесс термообработки будет осуществляться непрерывно, т. е. загрузка, термообработка и выгрузка будут непрерывными. Одновременно с началом процесса термообработки необходимо подать сжатый воздух на вводы 15, закрепленные на резонаторных бункерах 1 и 2 для продувки и частичного охлаждения продукта. Отработанный влажный воздух выводится при помощи отводных труб 14 через циклон 17. Циклон 17 позволяет отделить пыль и мелкие частицы от воздушного потока, чтобы они не попадали в вентиляционные каналы и окружающее пространство. Продувка воздухом продукта, находящегося в резонаторных бункерах 1 и 2, позволяет частично охладить зерно на наружных поверхностях и поддерживать отрицательный градиент температуры, при котором температура внутри зерен выше, чем на наружных поверхностях, что ускоряет процесс сушки. В случае осуществления тонкой сушки гранул некоторых термопластов, как полиамид, капрон и др. требуется значительное время для удаления капиллярной и связанной влаги. В таких случаях после запуска устройства в работу необходимо пневмотранспортер 9 удерживать в положении "Циркуляция ", не включая пневмотранспортер 19 до истечения заданного технологического времени. Волноводно-щелевой возбудитель содержит (каждый из двух) две взаимно перпендикулярные щели длиной λ/2. Одна из щелей - продольная пересекает поперечные токи, а поперечная - продольные токи (см. фиг. 2). Смещение продольной щели Х1 относительно осевой линии волновода рассчитано на полную передачу СВЧ-энергии в камеру нагрева, а смещение поперечной щели Х2 рассчитано на ответвление той части энергии, которая могла бы пройти до заглушки волновода. Поэтому данный возбудитель не нуждается в применении поршневой регулировки для его согласования с генератором.
Перекидной механический переключатель потоков продукта (фиг.3) содержит два параллельно соединенных патрубка, соединенных между собой при помощи двойного хомута 20. Этот же хомут используется для шарнирной подвески 21 на симметричном уступе 22, на входном конце (трубе) пневмотранспортера 9. Для установки переключателя в другое положение достаточно нажать на хомут 20 с противоположной стороны. При переключении между концом трубы пневмотранспортера и патрубками переключателя образуется зазор, в который подсасывается воздух и на время переключения пневмотранспортер перестает работать и продукт не выбрасывается в окружающее пространство. Как показал опыт работ с подобными и предлагаемым устройством, процессы СВЧ-сушки ускоряются по сравнению с традиционными средствами в 5-10 раз. Данное СВЧ-устройство контактно размещается на площади 600х1000 мм. Время термообработки при непрерывном процессе регулируется расходом воздуха в пневмотранспортерах от 8 до 15 мин. Поскольку в два резонаторных бункера можно погрузить в среднем 60 кг, то отсюда определяется (с учетом времени термообработки) производительность. При сушке зерна и круп она может изменяться от 240 до 500 кг/ч при достаточной СВЧ-мощности.
Изобретение позволяет использовать как один источник СВЧ-энергии при делении мощности при помощи трехдецибального моста, так и два отдельных источника.
При термообработке гранулированных термопластов для обеспечения непрерывного процесса можно составить и соединить последовательно несколько устройств. Тогда каждое из них будет выполнять роль нагревательной секции. Для многих материалов достаточно двух секций, а для таких, как полиамид, потребуется 4-5 секций. При этом занимаемая площадь не превышает 3000х1800 мм. Для большинства предприятий, производящих электротехнически и др. изделия, на каждый вид материала достаточно иметь одну секцию с использованием периодического процесса в режиме циркуляции гранул.
Использование: в СВЧ - устройствах для электрической термообработки зерна и гранулированных диэлектрических материалов. Сущность изобретения: СВЧ - устройство, содержащее два СВЧ-генератора, два резонаторных бункера, средства возбуждения, пневмотранспортер, при этом два резонаторных бункера разнесены между собой по высоте, соединены последовательно по потоку обрабатываемого продукта, возбуждаются параллельно от одного-двух генераторов при помощи волноводно-щелевых возбудителей, присоединенных непосредственно к фланцам усеченных конусных переходов резонаторных бункеров, и содержат по три-пять элементов распределенных вводов воздуха, а пневмотранспортер присоединен одним концом при помощи запредельной трубы к верхнему бункеру, а другим - к выходному каналу нижнего бункера при помощи гибкого шланга через перекидной механический переключатель потока продукта, имеющего положения "загрузка", "циркуляция", причем каждый резонансный бункер соединен при помощи запредельной трубы с циклоном. При этом перекидной механический переключатель содержит два параллельно соединенных патрубка, закрепленных шарнирно подвеской на симметричном уступе третьего патрубка, на нижних концах патрубков надеты гибкие шланги, один из которых свободный, а другой соединен с выходным каналом нижнего резонаторного бункера и в одном из положений механического переключателя образует замкнутый контур циркуляции нагреваемого продукта. Каждый волноводно-щелевой возбудитель содержит на широкой стенке две полуволновые щели, расположенные взаимно перпендикулярно и образующие Г-образный элемент связи, а каждый элемент распределенного ввода охлаждающего или подогретого воздуха выполнен в виде трубы прямоугольного или круглого сечения, закрытой с одного торца, и имеет общую с резонаторным бункером перфорированную стенку. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.
