Сверхвысокочастотная установка с передвижными полусферами для термомеханического разрушения сырья Российский патент 2018 года по МПК B02C13/04 B02C19/18 

Изобретение относится к технологическому оборудованию для термомеханического разрушения и обеззараживания сырья в непрерывном режиме (фуражного зерна, мясного фарша и т.п.).

Прототипом является сверхвысокочастотная установка для обезжиривания жиросодержащего сырья, где транспортировка дозированного сырья осуществляется в передвижных перфорированных полусферах, помещенных в экранирующий корпус. При стыковке передвижной перфорированной полусферы со стационарной полусферой образуется сферическая резонаторная камера, где сырье подвергается воздействию электромагнитного поля сверхвысокой частоты (ЭМПСВЧ) [1].

Технологический результат в предлагаемой конструкции рабочей камеры достигается за счет совмещения процессов диэлектрического нагрева сырья и дробления.

Технический результат достигается тем, что сверхвысокочастотная установка с передвижными полусферами для термомеханического разрушения сырья, характеризующаяся тем, что содержит внутри вертикально расположенного цилиндрического экранирующего корпуса концентрически соосно установленные ситовый цилиндр и вращающийся с помощью электродвигателя диск, с шарнирно подвешенными по периферии молотками, причем с другой стороны диска по периферии установлены полусферы,

при этом на боковую поверхность экранирующего корпуса установлены: измельчающий механизм, пристыкованный к ситовому цилиндру, сверхвысокочастотные генераторы с излучателями, направленными в стационарные полусферы, вмонтированные через ситовый цилиндр так, что при стыковании с передвижной полусферой образует дифракционный сферический резонатор, а также выгрузной патрубок под его перфорированную нижнюю часть,

при этом диск, ситовый цилиндр, покрытый абразивным материалом, полусферы выполнены из неферромагнитного материала.

На фиг. 1 приведено пространственное изображение сверхвысокочастотной установки с передвижными полусферами для термомеханического разрушения сырья: 1 – экранирующий корпус; 2 – ситовый цилиндр из неферромагнитного материала, покрытый абразивным материалом; 3 – диск из неферромагнитного материала; 4 – шарнирно подвешенные молотки; 5 – передвижные полусферы; 6 – стационарные полусферы; 7 – СВЧ генераторные блоки; 8 – электродвигатель; 9 – выгрузной патрубок; 10 – измельчающий механизм.

На фиг. 2 приведено пространственное изображение сверхвысокочастотной установки с передвижными полусферами для термомеханического разрушения сырья без экранирующего основания.

На фиг. 3 приведено пространственное изображение сверхвысокочастотной установки с передвижными полусферами для термомеханического разрушения сырья без экранирующего основания с указанием месторасположения стационарной полусферы 6.

На фиг. 4 приведено пространственное изображение стационарной полусферы 6 и передвижных полусфер 5, установленных на вращающийся диск 3 с молотками 4.

На фиг. 5 приведено пространственное изображение передвижных полусфер 5, установленных на вращающийся диск 3 с молотками 4.

Сверхвысокочастотная установка с передвижными полусферами для термомеханического разрушения сырья (фиг. 1) состоит из вертикально расположенного цилиндрического экранирующего корпуса 1, внутри которого коаксиально соосно расположены ситовый цилиндр 2 и диск 3, содержащий по периферии шарнирно подвешенные молотки 4. Ситовый цилиндр выполнен из неферромагнитного материала, покрытый твердым абразивным материалом. С другой стороны диска 3 по периферии жестко закреплены передвижные полусферы 5, диаметр которых согласован с длиной волны. Стационарные полусферы 6 закреплены под СВЧ-генераторами 7. Полусферы и диск выполнены из неферромагнитного материала. Диск 3 с шарнирно подвешенными молотками 4 и жестко закрепленными полусферами 5 вращается с помощью электродвигателя 8 в вертикальной плоскости. К боковой поверхности экранирующего корпуса 1 прикреплен измельчающий механизм 10. Нижняя часть боковой поверхности экранирующего корпуса 1 перфорирована, и к ней присоединен выгрузной патрубок 9, выполняющий функцию запредельного волновода. Перфорация поверхности экранирующего корпуса ограничивает поток мощности излучений за его пределы в процессе сепарирования готового продукта в выгрузной патрубок 9.

Технологический процесс термомеханического разрушения сырья происходит следующим образом. Включают электродвигатель 8 привода диска 3 и измельчающий механизм 10 для предварительного измельчения и дозированной подачи измельченного сырья в пространство ситового цилиндра 2. Далее включают СВЧ-генераторы 7 на определенные мощности. При вращении диска 3 в вертикальной плоскости, передвижные полусферы 5 погружаются в сырье в нижней части ситового цилиндра 2 и зачерпывают измельченное сырье. При стыковке передвижной полусферы 5, загруженной сырьем, со стационарной полусферой 6 образуется дифракционный сферический резонатор (резонаторно-лучевая электродинамическая система), внутри которого образуются стоячие волны СВЧ-диапазона, благодаря чему происходят диэлектрический нагрев сырья и его обеззараживание.

Количество стационарных полусфер соответствует количеству СВЧ-генераторов. В процессе эндогенного нагрева за счет внутреннего парообразования появляются микротрещины, что ускоряет процесс раздробления сырья при многократном ударе молотками в нижнем пространстве ситового цилиндра 2, покрытого абразивным материалом. Частицы раздробленного и термически обработанного продукта сепарируются через ситовый цилиндр и через перфорированную поверхность экранирующего корпуса, куда пристыкован выгрузной патрубок 9, выполняющий функцию запредельного волновода.

Ситовый цилиндр обеспечивает необходимый гранулометрический состав продукта, поэтому выбран с оптимальными размерами поверхности цилиндра и толщины, количеством отверстий на 1 м². Молотки выполнены из мягкой цементированной стали, которые обладают достаточным сопротивлением ударам. Расстояние между ситовым цилиндром и молотками следует принимать 8…20 мм, в зависимости от технологического процесса. Линейная скорость молотка невысокая, так как это связано с продолжительностью циклического воздействия ЭМПСВЧ.

Конструкционно-технологические параметры согласованы с режимом работы установки: со скоростью вращения диска, параметрами измельчающего механизма, мощностью СВЧ-генераторов, объемом загрузки и электрофизическими параметрами сырья и т.п.

Источник информации

1. Патент № 2550423 РФ, МПК. А22С17/16. Установка для обработки кишок убойных животных / Н.А. Зуева, М.В. Белова, И.Г. Ершова, Г.В. Новикова, О.В. Михайлова, А.А. Белов; заявитель и патентообладатель ЧГСХА. – № 2014100559; заявл. 09.01.2014. Бюл. № 13 от 10.05.2015 . − 11 с.

Изобретение относится к технологическому оборудованию для термомеханического разрушения и обеззараживания сырья, например фуражного зерна, мясного фарша, в непрерывном режиме. Сверхвысокочастотная установка содержит вертикально расположенный цилиндрический экранирующий корпус, концентрически соосно установленные в корпусе ситовый цилиндр и вращающийся с помощью электродвигателя диск. На диске с одной стороны по периферии шарнирно подвешены молотки, а с другой стороны по периферии жестко закреплены передвижные полусферы. Причем на боковой поверхности экранирующего корпуса, нижняя часть которой перфорирована, установлены измельчающий механизм, пристыкованный к ситовому цилиндру, сверхвысокочастотные генераторы с излучателями, направленными в закрепленные под ними стационарные полусферы. Стационарные полусферы вмонтированы в ситовый цилиндр с возможностью образования стоячих волн СВЧ при стыковании с передвижной полусферой. Диск, ситовый цилиндр, покрытый абразивным материалом, и полусферы выполнены из неферромагнитного материала. Установка позволяет одновременно осуществлять нагрев сырья и его дробление. 5 ил.

Сверхвысокочастотная установка с передвижными полусферами для термомеханического разрушения сырья, содержащая вертикально расположенный цилиндрический экранирующий корпус, концентрически соосно установленные в корпусе ситовый цилиндр и вращающийся с помощью электродвигателя диск с шарнирно подвешенными по периферии молотками и жестко закрепленными с другой стороны диска по периферии передвижными полусферами, причем на боковой поверхности экранирующего корпуса, нижняя часть которой перфорирована, установлены измельчающий механизм, пристыкованный к ситовому цилиндру, сверхвысокочастотные генераторы с излучателями, направленными в закрепленные под ними стационарные полусферы, вмонтированные в ситовый цилиндр с возможностью образования стоячих волн СВЧ при стыковании с передвижной полусферой, и выгрузной патрубок, присоединенный к перфорированной нижней части боковой поверхности экранирующего корпуса, при этом диск, ситовый цилиндр, покрытый абразивным материалом, и полусферы выполнены из неферромагнитного материала.