БАРАБАННАЯ МИКРОВОЛНОВАЯ СУШИЛКА Российский патент 1998 года по МПК F26B11/04 

Изобретение относится к технике сушки микроволновым излучением и может быть использовано для интенсификации сушки легко деформирующихся продуктов и сыпучих материалов.

Заявляемое изобретение направлено на решение задачи, заключающейся в интенсификации процесса сушки и в повышении качества продукции сушки за счет сохранения его формы.

Известен вращающийся барабан [1], содержащий систему наклонно расположенных продольных полок, установленных с кольцевым зазором по отношению к поверхности барабана, что позволяет сохранить форму продукта сушки, но технически трудно ввести микроволновое излучение от нескольких источников СВЧ-энергии с волноводным выходами, так как чаще всего используется несколько маломощных источников СВЧ-энергии из-за преимуществ массогабаритных показателей, упрощения способа охлаждения магнетронов [2], и позволяет получить требуемое распределение греющей СВЧ-мощности по поверхности продукта сушки.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является барабанная сушилка, содержащая вращающийся корпус с подъемно-лопастной насадкой, консольная часть которой заключена в неподвижный кожух, и кожух в верхней части выполнен с двойными стенками, образующими коллектор, ввод теплоносителя осуществляется через наружную стенку, а его внутренняя стенка имеет продольно-радиальные окна, расположенные между лопастями насадки [3].

В прототипе возможно ввести СВЧ-энергию при расположении волноводных выходов источников в верхней части кожуха, тогда СВЧ-излучение будет попадать беспрепятственно на продукт сушки через продольно-радиальные окна, расположенные между лопастями насадки.

У прототипа и заявляемого изобретения имеются следующие сходные существенные признаки: неподвижный кожух, вращающийся корпус с лопастями, консольная часть которого заключена в неподвижный кожух, первое отверстие в неподвижном кожухе для подачи горячего теплоносителя.

Недостатком прототипа является принудительное перемешивание продукции сушки лопастями корпуса. При этом возможны деформация или слипание при обработке хрупких, сочных, вязких и других нетвердых материалов.

Указанный недостаток обусловлен тем, что при вращении корпуса продукт сушки испытывает давление со стороны лопастей, приводящее к разрушению формы продукта.

Техническая задача, решаемая в данном изобретении, - интенсификация процесса сушки микроволновой энергией и повышение качества продукции сушки за счет сохранения его формы посредством самоперемешивания под действием сил тяжести.

Для достижения поставленной задачи заявляемое изобретение "Барабанная микроволнова сушилка" содержит следующие общие выраженные определенными понятиями существенные признаки, совокупность которых направлена на решение только одной связанной с целью изобретения задачи, а именно: неподвижный кожух с расположенными в нем первым и вторым отверстиями для подачи горячего теплоносителя и удаления теплоносителя с парами воды, причем подачу и удаление теплоносителя в первом и втором отверстиях осуществляют через запредельные трубки, источники микроволнового излучения, первый и второй электрогерметичные люки с крышками для загрузки и выемки продукта сушки, а также вращающийся корпус с лопастями, консольная часть которого заключена в неподвижный кожух, и каждая лопасть шарнирно закреплена на оси, проходящей по краю лопасти и перпендикулярной направлению вращения корпуса, а противоположный край лопасти перекрывает шарнирно закрепленный край соседней лопасти изнутри корпуса.

По отношению к прототипу у заявляемого изобретения имеются следующие отличительные признаки, а именно: каждая лопасть шарнирно закреплена на оси, проходящей по краю лопасти и перпендикулярной направлению вращения корпуса, а противоположный край лопасти перекрывает шарнирно закрепленный край соседней лопасти изнутри корпуса, а на кожухе дополнительно размещены источники микроволнового излучения, второе отверстие для удаления теплоносителя в парами воды, первый и второй электрогерметичные люки с крышками для загрузки и выемки продукта сушки, причем подачу и удаление теплоносителя в первом и втором отверстиях осуществляют через запредельные трубки.

Между отличительными признаками и целью изобретения существует следующая причинно-следственная связь. При закреплении каждой лопасти шарнирно на оси, проходящей по краю лопасти и перпендикулярной направлению вращения корпуса (см. фиг. 1), и при перекрытии соседней лопасти в месте ее крепления противоположным свободным краем первой лопасти изнутри корпуса в верхней части корпуса лопасти принимают вертикальное положение с образованием проемов между ними, через которые на продукт сушки поступает микроволновая энергия от источников, горячий теплоноситель, осуществляется загрузка продукта сушки, удаление паров воды. В нижней части корпуса лопасти перекрывают друг друга с образованием сплошной перегородки. При вращении корпуса, например, по часовой стрелке происходит перемещение оси закрепления лопасти из нижнего положения в левой нижней части корпуса в верхнее положение в левой верхней части корпуса. Чтобы избежать удара лопасти по продукту сушки при переходе из нижней части в верхнюю в боковых стенках корпуса можно разместить фиксаторы, ограничивающие угол поворота лопасти.

В образовавшееся пространство, ограниченное с боков стенками корпуса и снизу по полукругу сплошной перегородкой из лопастей, засыпают продукт. Верхний уровень засыпки не должен превышать горизонтальной линии, проходящей через ось вращения корпуса.

Для осуществления самоперемешивания продукта сушки необходимо скоростью вращения корпуса подобрать такой угол наклона α , образованный горизонтальной линией и линией верхнего уровня засыпки продукта, при котором верхний слой продукта сушки начнет ссыпаться под действием сил тяжести.

Выемку продукта можно осуществить через проем в боковой стенке корпуса, который закрывается во время сушки, и через электрогерметичный люк с крышкой в кожухе сушилки. Электрогерметичность люков и подача и удаление теплоносителя через запредельные трубки обеспечивают исключение влияния паразитного излучения на обслуживающий персонал.

По имеющимся у авторов сведениям, совокупность существенных признаков, характеризующих сущность заявляемого изобретения, не известна из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию "новизна".

По мнению авторов, сущность заявляемого не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники, так как из него не выявляется вышеуказанное влияние на получаемый технический результат - новое свойство объекта - совокупность признаков, которые отличают от прототипа заявляемое изобретение, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию "изобретательский уровень".

Совокупность существенных признаков, характеризующих сущность изобретения, в принципе, может быть многократно использована в технике сушки микроволновым излучением легко деформируемых продуктов, а также разнообразных сыпучих материалов.

С получением технического результата, заключающегося в выполнении лопастями двойной функции, - являться "прозрачными" для микроволновой энергии в верхней части корпуса и способствовать самоворошению продукта в нижней части корпуса за счет того, что каждая лопасть шарнирно закреплена на оси, проходящей по краю лопасти и перпендикулярной направлению вращения корпуса, и противоположный край лопасти перекрывает шарнирно закрепленный край соседней лопасти изнутри корпуса, обуславливающего обеспечение поставленной цели, - интенсификация процесса сушки микроволновой энергией и повышение качества продукции сушки за счет сохранения его формы, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию "промышленная применимость".

Сущность изобретения поясняется графическим материалом (фиг. 1 и 2), на котором изображено: неподвижный кожух 1, вращающийся корпус 2, консоль 3 на оси вращения корпуса, лопасти 4, шарнирно-подвижное крепление 5, фиксаторы 6, источники микроволнового излучения 7 с волноводными выходами, запредельные трубки 8, загрузочный люк 9 с электрогерметичной крышкой, люк 10 для выемки продукта сушки с электрогерметичной крышкой, люк 11 для выемки продукта во вращающемся корпусе.

Перед работой в корпус 2 загружают продукт сушки через загрузочный люк 9, расположенный в неподвижном кожухе 1. В процессе работы подают горячий теплоноситель (воздух) через запредельные трубки 8, удаление паров воды также осуществляется через запредельные трубки 8. Включают источники 7 микроволнового излучения и производят вращение корпуса 2 на консолях 3. При этом верхняя линия засыпки продукта сушки образует с горизонтальной линией угол α и продукт начинает самоперемешиваться. Лопасти 4 в верхней части корпуса 2 провисают вертикально на шарнирах 5. Микроволновое излучение от источников 7 беспрепятственно проникает на продукт сушки. Фиксаторы 5 ограничивают удары лопастей 4 по продукту сушки при переходе лопастей из нижнего полукруга корпуса 2 в верхний. Выемка продукта сушки осуществляется при совмещении люка для выемки продукта 11 на вращающемся корпусе 2 с люком 10 на неподвижном кожухе 1.

Как показали результаты опытной проверки заявляемой барабанной микроволновой сушилки, обеспечивается достижение следующих показателей: интенсификация процесса сушки микроволновой энергией и повышение качества продукции сушки за счет сохранения формы посредством самоперемешивания.

Согласно данным проведенных экспериментов, заявляемое изобретение может быть использовано в народном хозяйстве и в сравнении с прототипом обладает следующими преимуществами: предложенная конструкция вращающегося корпуса с шарнирно закрепленными лопастями позволяет интенсифицировать процесс сушки микроволновой энергией и горячим теплоносителем с сохранением формы продукта сушки, у прототипа сушки осуществляется только горячим теплоносителем и форма продукта подвержена деформации.

Использование: в технике сушки микроволновым излучением. Сущность изобретения: источники микроволнового излучения размещены в верхней части неподвижного кожуха, внутри которого находится вращающийся корпус с лопастями, консольная часть которого заключена в неподвижный кожух, и каждая лопасть шарнирно закреплена на оси, проходящей по краю лопасти и перпендикулярной направлению вращения корпуса, а противоположный край лопасти перекрывает шарнирно закрепленный край соседней лопасти изнутри корпуса, и подача горячего теплоносителя и отвод паров воды осуществляются через запредельные трубки, а загрузка и выемка продукта сушки осуществляются через люки с электрогерметичными крышками. 2 ил.

Барабанная микроволновая сушилка, содержащая неподвижный кожух, вращающийся корпус с лопастями, консольная часть которого заключена в неподвижный кожух, первое отверстие в неподвижном кожухе для подачи горячего теплоносителя, отличающаяся тем, что каждая лопасть шарнирно закреплена на оси, проходящей по краю лопасти и перпендикулярной направлению вращения корпуса, а противоположный край лопасти перекрывает шарнирно закрепленный край соседней лопасти изнутри корпуса, а также дополнительно в неподвижный кожух введены источники микроволнового излучения, второе отверстие для удаления теплоносителя с парами воды, первый и второй электрогерметичные люки с крышками для загрузки и выемки продукта сушки, причем подачу и удаление теплоносителя в первом и втором отверстиях осуществляют через запредельные трубки.