Установка с движущимися источниками СВЧ энергии для термообработки сырья Российский патент 2017 года по МПК A23N17/00 

Предлагаемое изобретение относится к технологическому оборудованию для проведения теплообменных процессов в непрерывном режиме, например для термообработки, и обеззараживания сыпучего сырья (фуражного зерна, комбикормов и т.п.).

Имеется установка для обеззараживания и шелушения зерна в электромагнитном поле сверхвысокой частоты, где используется дифракционный тороидальный резонатор [1].

Технологической задачей изобретения является совершенствование микроволновой технологии и сверхвысокочастотных установок для термообработки и обеззараживания сырья в непрерывном режиме.

Технический результат достигается тем, что установка с движущимися источниками СВЧ энергии для термообработки сырья содержит внутри экранирующего корпуса тороидальный резонатор, по внутреннему периметру которого имеется щель, куда направлены излучатели от сверхвысокочастотных генераторов, расположенных равномерно на круглой платформе по периферии, вращающейся с помощью мотора-редуктора,

при этом тороидальный резонатор собран из торов малого диаметра без поверхности внутреннего периметра, посредством плотного монтажа на диэлектрический ободок, диаметром меньше чем четверть длины волны, причем внутри ободка размещен диэлектрический тросошайбовый транспортер,

при этом максимальное количество сверхвысокочастотных генераторов не может превышать половины количества торов малого диаметра, а запредельные волноводы пристыкованы к диэлектрическому ободку через экранирующий корпус и торы малых диаметров.

На фиг. 1 приведено схематическое изображение установки (без экранирующего корпуса) с тороидальным резонатором и передвижными источниками СВЧ энергии для термообработки сырья:

1 - тороидальный резонатор, 2 - диэлектрический пустотелый ободок;

3 - диэлектрический тросошайбовый транспортер; 4 - платформа для перемещения источников СВЧ энергии; 5 - СВЧ генераторы; 6 - мотор-редуктор для привода платформы (не показан); 7 - запредельный волновод (выгрузной патрубок); 8 - запредельный волновод (загрузочный патрубок);

9 - электродвигатель для привода тросошайбового транспортера.

На фиг. 2 приведено пространственное изображение установки с тороидальным резонатором и передвижными источниками СВЧ энергии:

1 - тороидальный резонатор, 2 - диэлектрический пустотелый ободок;

3 - диэлектрический тросошайбовый транспортер; 4 - платформа для перемещения источников СВЧ энергии; 5 - СВЧ генераторы; 6 - мотор-редуктор для привода платформы; 7 - запредельный волновод; 8 - загрузочный патрубок; 9 - электродвигатель для привода тросошайбового транспортера.

Установка (фиг. 1 и 2) состоит из экранирующего корпуса (не показан), тороидального резонатора 1, пустотелого диэлектрического ободка 2, диэлектрического тросошайбового транспортера 3, платформы 4, сверхвысокочастотных генераторов 5, электропривода (мотор редуктор) платформы 6, запредельных волноводов 7, 8, электродвигателя тросошайбового транспортера 9, множества торов малого диаметра, установленных на диэлектрический пустотелый ободок 2.

Внутри экранирующего корпуса расположен тороидальный резонатор 1. Он собран из множества торов малого диаметра, надетых на диэлектрический пустотелый ободок 2. По всему внутреннему периметру тороидального резонатора 1 имеется щель, что позволит направить движущиеся излучатели от СВЧ генераторов 5 в внутрь каждого тора малого диаметра. Причем поверхность по внутреннему периметру каждого тора малого диаметра отсутствует. Через это отверстие проложен диэлектрический ободок 2, диаметром меньше, чем четверть длины волны (3,08 см). При этом в торе малого диаметра генерируется электромагнитное поле сверхвысокой частоты, тогда когда излучатель будет направлен в него. Эти торы выполняют функцию отдельных резонаторов. Внутри диэлектрического ободка размещен диэлектрический тросошайбовый транспортер 3, электропривод 9 которого вынесен за пределы экранирующего корпуса. СВЧ генераторные блоки размещены на круглой платформе 4 по периферии, которая приводится в движение от мотора-редуктора 6 (показано условно). Запредельные волноводы 7, 8, предназначенные для загрузки сырья и выгрузки продукта, установлены на экранирующем корпусе и состыкованы через тороидальный резонатор 1 с диэлектрическим ободком 2.

Технологический процесс термообработки и обеззараживания сырья в установке осуществляется следующим образом. Включают электропривод 9 диэлектрического тросошайбового транспортера 3, для дозированного транспортирования сырья внутри диэлектрического ободка 2, куда сырье попадает через загрузочный патрубок 8. Включают СВЧ генераторы 5 на определенную мощность, после чего включают мотор-редуктор 6 для передвижения круглой платформы 4 с источниками СВЧ энергии 5. Тросошайбовый транспортер 3 и платформа 4 движутся в противоположные стороны. В процессе передвижения излучатели СВЧ генераторов будут направлены внутрь каждого малого тора, где возникает электромагнитное поле сверхвысокой частоты, причем высокой напряженности электрического поля (более 2 кВ/см) из-за малого объема тора. При этом движущееся за счет диэлектрического тросошайбового транспортера сырье в диэлектрическом ободке подвергается воздействию электромагнитного поля сверхвысокой частоты. В процессе многократного воздействия электрического поля высокой напряженности через паузу сырье эндогенно нагревается и обеззараживается. Причем градиенты давления, температуры и влажности выравниваются по сечению продукта за счет паузы. Поэтому максимальное количество СВЧ генераторов не может превышать половины количества малых торов. Это связано со скважностью технологического процесса (отношение продолжительности воздействия к продолжительности цикла, она должна быть меньше 0,5). Цикл предусматривает нагрев и паузу. Производительность установки зависит от количества и мощности СВЧ генераторов. Собственная добротность малых торов достаточно высокая, достигает 8… 10 тыс.

Источники информации

1. Патент №2584029 РФ, МПК A23N17/00. Установка для обеззараживания и шелушения зерна в электромагнитном поле сверхвысокой частоты / А.А. Белов, Г.В. Новикова, О.В Михайлова; заявитель и патентообладатель АНО ВО «АТУ»(RU). - №2015102653; заявл. 29.01.2015. Бюл. №14 - 15 с.

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Предложена установка с движущимися источниками СВЧ энергии для термообработки сыпучего сырья, которая содержит внутри экранирующего корпуса тороидальный резонатор, по внутреннему периметру которого имеется щель, куда направлены излучатели от сверхвысокочастотных генераторов, расположенных равномерно на круглой платформе по периферии, вращающейся с помощью мотора-редуктора. При этом тороидальный резонатор собран из торов малого диаметра без поверхности внутреннего периметра, посредством плотного монтажа на диэлектрический ободок, диаметром меньше, чем четверть длины волны. Внутри ободка размещен диэлектрический тросошайбовый транспортер. Максимальное количество сверхвысокочастотных генераторов не может превышать половины количества торов малого диаметра, а запредельные волноводы пристыкованы к диэлектрическому ободку через экранирующий корпус и торов малых диаметров. Установка обеспечивает высокое качество обеззараживания сырья. 2 ил.

Установка с движущимися источниками СВЧ энергии для термообработки сыпучего сырья, характеризующаяся тем, что содержит внутри экранирующего корпуса тороидальный резонатор, по внутреннему периметру которого имеется щель, куда направлены излучатели от сверхвысокочастотных генераторов, расположенных равномерно на круглой платформе по периферии, вращающейся с помощью мотора-редуктора, при этом тороидальный резонатор собран из торов малого диаметра без поверхности внутреннего периметра, посредством плотного монтажа на диэлектрический ободок, диаметром меньше, чем четверть длины волны, причем внутри ободка размещен диэлектрический тросошайбовый транспортер, при этом максимальное количество сверхвысокочастотных генераторов не может превышать половины количества торов малого диаметра, а запредельные волноводы пристыкованы к диэлектрическому ободку через экранирующий корпус и торов малых диаметров.