СВЧ УСТАНОВКА С РЕЗОНАТОРОМ В ВИДЕ ОБЪЁМНОЙ АСТРОИДЫ ДЛЯ ТЕРМООБРАБОТКИ ИЗМЕЛЬЧЁННОГО ЖИРОСОДЕРЖАЩЕГО МЯСНОГО СЫРЬЯ Российский патент 2020 года по МПК C11B1/12 

Описание патента на изобретение RU2726563C1

Предполагаемое изобретение относится к сверхвысокочастотной технике и может быть использовано для термообработки измельченного жиросодержащего мясного сырья (для варки мясного сырья, вытопки жира и т.п.).

Известна сверхвысокочастотная установка для выделения расплавленного жира из жиросодержащего сырья (патент №2505355 РФ) с коаксиальным резонатором и общим экранирующим корпусом. При этом в кольцевое пространство направлено несколько излучателей. Причем, наружный перфорированный цилиндр (барабан) вращается. Непрерывность технологического процесса обеспечивается за счет перфорированного наружного цилиндра (барабана) с ротором и шнека. Недостатком является сложность конструкции и большой расход неферромагнитного материала для изготовления экранирующего корпуса.

Известна СВЧ установка для вытопки жира со сферическими резонаторами, соединенными с конденсаторной частью, расположенными в общем экранирующем корпусе (патент №2591126 РФ). Недостатком также является расход неферромагнитного материала для экранирующего корпуса.

Известен биконический резонатор, радиус которого изменяется по линейному закону [3, 4]. В средней части таких резонаторов существуют постоянные волны, распространение которых уменьшаются в случае удаления от центра резонатора. Характерной особенностью является в наличии в резонансном объеме областей с резко выраженным экспоненциальным законом изменения электромагнитного поля. Наличие областей с таким распределением электромагнитного поля позволяет удалить часть поверхности вершин биконуса без существенных потерь собственной добротности для некоторых типов колебаний. Тогда образуется открытая резонансная система. Соответствующим выбором угла при вершине конуса можно сформировать электромагнитное поле, сконцентрированное в основном в центральной области резонатора. Вблизи тех критических сечений, от поверхности которых наблюдается полное отражение волн, делают открытые торцы.

Задачей изобретения является разработка сверхвысокочастотной установки для термообработки измельченного жиросодержащего мясного сырья в непрерывном режиме с резонатором, обеспечивающим электромагнитную безопасность без экранирующего корпуса.

Технический результат достигается тем, что СВЧ установка с резонатором в виде объемной астроиды для термообработки измельченного жиросодержащего мясного сырья характеризуется тем, что содержит резонатор, выполненный в виде объемной астроиды, вершины которого по вертикальной оси отсечены до уровня критического сечения, диаметром менее четверти длины волны, куда со стороны верхней поверхности резонатора пристыкован усеченный конус с малым основанием, а к нижнему открытому основанию пристыкован запредельный волновод,

причем на уровне горизонтальной оси резонатора установлен радиопрозрачный перфорированный диск на радиопрозрачном валу с электродвигателем, так, что диаметр диска меньше диаметра центральной части резонатора, а над диском к корпусу резонатора жестко прикреплена радиопрозрачная гребенка,

при этом излучатели от магнетронов, установленных по периметру верхней поверхности резонатора со сдвигом на 120 градусов, направлены внутрь на уровне максимального радиуса кривизны.

Техническое решение поясняется чертежами, где на фиг. 1 приведено схематическое изображение СВЧ установки с резонатором в виде объемной астроиды для термообработки измельченного жиросодержащего мясного сырья; на фиг. 2 - пространственное изображение СВЧ установки с резонатором в виде объемной астроиды для термообработки измельченного жиросодержащего мясного сырья (общий вид); на фиг. 3 - пространственное изображение СВЧ установки с резонатором в виде объемной астроиды для термообработки измельченного жиросодержащего мясного сырья (в разрезе); на фиг. 4 - пространственное венное изображение радиопрозрачного перфорированного диска; на фиг. 5 - сечение объемной астроиды (в виде плоской кривой, описываемой точкой окружности радиуса r, катящейся по внутренней стороне неподвижной окружности радиуса R, с указанием критических сечений и периметра для месторасположения излучателей).

СВЧ установка с резонатором в виде объемной астроиды для термообработки измельченного жиросодержащего мясного сырья (фиг. 1, 2, 3) содержит: объемный резонатор 1; емкость для приема сырья 2 с заслонкой; магнетроны 3; радиопрозрачную гребенку 5; радиопрозрачный перфорированный диск 4; радиопрозрачный вал 6 для привода перфорированного диска 4; емкость для готового продукта7.

СВЧ установка, расположенная на монтажном каркасе состоит из резонатора 1, выполненного в виде объемной астроиды, т.е. как поверхность вращения астроиды.

Сечение объемной астроиды представляет траекторию точки, лежащей на окружности, которая катится по внутренней стороне другого неподвижного круга, радиусом большим в четыре раза. Наличие в таком резонаторе областей с резко выраженным экспоненциальным законом изменения электромагнитного поля, как в биконическом резонаторе [3,4] позволяет усечь две противоположные вершины объемного резонатора по вертикальной оси без существенных потерь собственной добротности для обеспечения подачи сырья и выгрузки продукта в непрерывном режиме. Вблизи вершин объемной астроиды образуются поверхности (на уровне критического сечения), где наблюдается полное отражение волн, поэтому излучение из открытых вершин отсутствует. Верхняя и нижняя вершины объемной астроиды (резонатора 1) вырезаны до уровня критического сечения, диаметром менее, четверти длины волны для обеспечения электромагнитной безопасности. К верхней открытой вершине резонатора пристыкована емкость 2 с заслонкой на ее основании для приема сырья. Через нижнюю открытую вершину резонатора, куда пристыкован запредельный волновод (на фигурах не показан), пропущен радиопрозрачный вал 6 для электропривода радиопрозрачного перфорированного диска 5и под ней установлена емкость для готового продукта 7. Излучатели от магнетронов 3, установленных по периметру верхней поверхности резонатора со сдвигом на 120 градусов, направлены внутрь на уровне максимального радиуса кривизны. Магнетроны охлаждаются от вентилятора. Это эффективное горизонтальное сечение верхней поверхности вращения астроиды делит траекторию точки подвижной окружности пополам (фиг. 5).

В центральной части объемной астроиды по горизонтальной оси на радиопрозрачном валу 6 установлен радиопрозрачный перфорированный диск 4, над поверхностью которого жестко прикреплен к корпусу резонатора радиопрозрачная гребенка 5. Такое конструкционное исполнение объемного резонатора обеспечивает непрерывный технологический процесс термообработки сырья, электромагнитную безопасность без экранирующего корпуса, высокую напряженность электрического поля, достаточную для стерилизации продукта (1,2-4 кВ/см), равномерный эндогенный нагрев сырья, перемешивание продукта с раздроблением шквары до необходимых размеров для прохождения через отверстия перфорации диска.

Технологический процесс термообработки измельченного жиросодержащего мясного сырья в установке происходит следующим образом. Загрузить измельченное жиросодержащее мясное сырье в приемную емкость 2, предварительно закрыв заслонку, расположенную на дне емкости. Включить электропривод радиопрозрачного перфорированного диска 5, установленного на радиопрозрачный вал 6. Далее открыть заслонку для подачи измельченного мясного сырья в объемный резонатор и включить сверхвысокочастотные генераторы 3. При этом в объемном резонаторе 1 возникает электромагнитное поле сверхвысокой частоты (ЭМПСВЧ). Измельченное жиросодержащее мясное сырье на перфорированном радиопрозрачном вращающемся диске 5 эндогенно нагревается, перемешивается, дробится с помощью радиопрозрачной гребенки 4. Сырье на периферии радиопрозрачного перфорированного диска не нагревается, так как в горизонтальной периферийной области объемной астроиды ЭМПСВЧ сведено к нулю, поэтому градиенты температуры и давления в каждой элементарной частице сырья в этой области резонатора выравниваются. Это повышает равномерность эндогенного нагрева жиросодержащего мясного сырья, происходит вытопка жира, стекание его через отверстия перфорации радиопрозрачного диска и через нижний запредельный волновод (не показан) в емкость для готовогопродукта 7. Раздробленная с помощью радиопрозрачной гребенки 4 шквара вместе с вытопленным жиром легко проходит через отверстия перфорации диска 5, и также попадают в емкость 7.

Такое конструкционное исполнение резонатора обеспечивает электромагнитную безопасность без экранирующего корпуса, сохраняя на достаточно высоком уровне собственную добротность и обеспечивая высокую напряженность электрического поля, достаточную для стерилизации продукта (1,2-4 кВ/см).

Источник информации:

1. Патент №2505355 РФ, МПК С11В 1/12; заявитель и патентообладатель АНОВО «АТУ» (RU). - №2015138179/13; заявл. 2.08.2015. Бюл. №35 от 20.12.2016. - 10 с.

2. Патент №2591126 РФ, МПК С11В 1/12; заявитель и патентообладатель АНОВО «АТУ» (RU). - №2015116255; заявл. 25.04.2015. Бюл. №19 от 10.07.2016. - 13 с.

Похожие патенты RU2726563C1

название год авторы номер документа
СВЧ УСТАНОВКА С КВАЗИСТАЦИОНАРНЫМ РЕЗОНАТОРОМ ДЛЯ ВЫТОПКИ ОБЕЗЗАРАЖЕННОГО ЖИРА ИЗ ИЗМЕЛЬЧЁННОГО ЖИРОСОДЕРЖАЩЕГО СЫРЬЯ В НЕПРЕРЫВНОМ РЕЖИМЕ 2019
  • Тихонов Александр Анатольевич
  • Казаков Александр Валентинович
  • Белова Марьяна Валентиновна
  • Михайлова Ольга Валентиновна
  • Новикова Галина Владимировна
RU2726565C1
Установка с СВЧ энергоподводом в тороидальный резонатор для термообработки жиросодержащих мясных отходов 2023
  • Воронов Евгений Викторович
  • Новикова Галина Владимировна
  • Михайлова Ольга Валентиновна
  • Просвирякова Марьяна Валентиновна
  • Суслов Сергей Александрович
  • Сторчевой Владимир Федорович
  • Кандрашин Роман Игоревич
RU2819451C1
СВЧ установка со щелевым цилиндрическим резонатором для вытопки жира из измельченных жиросодержащих мясных отходов в непрерывном режиме 2023
  • Воронов Евгений Викторович
  • Новикова Галина Владимировна
  • Михайлова Ольга Валентиновна
  • Просвирякова Марьяна Валентиновна
  • Суслов Сергей Александрович
  • Сторчевой Владимир Федорович
  • Поручиков Дмитрий Витальевич
  • Кандрашин Роман Игоревич
RU2817460C1
ЦЕНТРОБЕЖНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ТЕРМООБРАБОТКИ ЖИРОСОДЕРЖАЩЕГО СЫРЬЯ В ЭЛЕКТРОМАГНИТНОМ ПОЛЕ СВЕРХВЫСОКОЙ ЧАСТОТЫ 2014
  • Михайлова Ольга Валентиновна
  • Белова Марьяна Валентиновна
  • Белов Александр Анатольевич
  • Новикова Галина Владимировна
  • Ершова Ирина Георгиевна
RU2581224C1
СВЧ-УСТАНОВКА ДЛЯ ТЕРМООБРАБОТКИ ЖИРОСОДЕРЖАЩЕГО СЫРЬЯ 2022
  • Тихонов Александр Анатольевич
  • Новикова Галина Владимировна
  • Басонов Орест Антипович
  • Меженина Елена Ивановна
  • Просвирякова Марьяна Валентиновна
  • Михайлова Ольга Валентиновна
RU2808076C1
Модульная СВЧ установка непрерывно-поточного действия для термообработки сырья 2022
  • Новикова Галина Владимировна
  • Просвирякова Марьяна Валентиновна
  • Михайлова Ольга Валентиновна
  • Тихонов Александр Анатольевич
  • Шогенов Юрий Хасанович
  • Зиганшин Булат Гусманович
  • Сторчевой Владимир Федорович
RU2787383C1
СВЧ-установка со сферическим резонатором для вытопки жира из измельченных жиросодержащих мясных отходов в непрерывном режиме 2023
  • Воронов Евгений Викторович
  • Новикова Галина Владимировна
  • Михайлова Ольга Валентиновна
  • Просвирякова Марьяна Валентиновна
  • Суслов Сергей Александрович
  • Жданкин Георгий Валерьевич
  • Федоров Максим Евгеньевич
RU2818738C1
СВЕРХВЫСОКОЧАСТОТНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ПЛАВЛЕНИЯ ЖИРА 2015
  • Селиванов Иван Михайлович
  • Белова Марьяна Валентиновна
  • Белов Александр Анатольевич
  • Ершова Ирина Георгиевна
  • Новикова Галина Владимировна
  • Михайлова Ольга Валентиновна
  • Махоткина Наталия Ивановна
  • Петров Николай Валерьянович
  • Петрова Оксана Ивановна
  • Иванова Надежда Михайловна
RU2600697C1
Плавитель жирового сырья с СВЧ энергоподводом 2022
  • Новикова Галина Владимировна
  • Просвирякова Марьяна Валентиновна
  • Тихонов Александр Анатольевич
  • Михайлова Ольга Валентиновна
  • Сторчевой Владимир Федорович
  • Федоров Максим Евгеньевич
  • Сбитнев Евгений Александрович
RU2805965C1
Сверхвысокочастотная установка с коаксиально расположенными резонаторами для термообработки и стерилизации измельченного мясного сырья в непрерывном режиме 2019
  • Осокин Владимир Леонидович
  • Новикова Галина Владимировна
  • Михайлова Ольга Валентиновна
  • Белова Марьяна Валентиновна
  • Тихонов Александр Анатольевич
  • Казаков Александр Валентинович
RU2716084C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 726 563 C1

Реферат патента 2020 года СВЧ УСТАНОВКА С РЕЗОНАТОРОМ В ВИДЕ ОБЪЁМНОЙ АСТРОИДЫ ДЛЯ ТЕРМООБРАБОТКИ ИЗМЕЛЬЧЁННОГО ЖИРОСОДЕРЖАЩЕГО МЯСНОГО СЫРЬЯ

Изобретение относится к мясоперерабатывающей отрасли и может быть использовано для термообработки измельченного мясного сырья. Установка СВЧ имеет резонатор 1 в виде объемной астроиды. Ее вершины по вертикальной оси отсечены до уровня критического сечения, диаметром менее четверти длины волны. Со стороны верхней поверхности резонатора присоединен усеченный конус 2 с малым основанием для приема сырья, содержащий заслонку, а к нижнему открытому основанию присоединен запредельный волновод. На уровне горизонтальной оси резонатора 1 установлен радиопрозрачный перфорированный диск 4 на радиопрозрачном валу 6 с электродвигателем. Диаметр диска 4 меньше диаметра центральной части резонатора. Над диском 4 к корпусу резонатора жестко прикреплена радиопрозрачная гребенка 5. Излучатели от магнетронов 3, установленных по периметру верхней поверхности резонатора со сдвигом на 120 градусов, направлены внутрь на уровне его максимального радиуса кривизны. Использование изобретения позволит провести термообработку жиросодержащего мясного сырья. 5 ил.

Формула изобретения RU 2 726 563 C1

Установка СВЧ с резонатором для термообработки измельченного жиросодержащего мясного сырья, характеризующаяся тем, что резонатор выполнен в виде объемной астроиды, вершины которой по вертикальной оси отсечены до уровня критического сечения, диаметром менее четверти длины волны, причем со стороны верхней поверхности резонатора к нему присоединен усеченный конус с малым основанием для приема сырья, а к нижнему открытому концу присоединен запредельный волновод, при этом на горизонтальной оси резонатора установлен радиопрозрачный перфорированный диск на радиопрозрачном валу с электродвигателем, диаметр диска меньше диаметра центральной части резонатора, а над диском к корпусу резонатора жестко прикреплена радиопрозрачная гребенка, кроме того, излучатели от магнетронов, установленных по периметру верхней поверхности резонатора со сдвигом на 120 градусов, направлены внутрь на уровень его максимального радиуса кривизны.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2020 года RU2726563C1

УСТАНОВКА ДЛЯ ВЫТОПКИ ЖИРА В ЭЛЕКТРОМАГНИТНОМ ПОЛЕ СВЕРХВЫСОКОЙ ЧАСТОТЫ 2015
  • Селиванов Иван Михайлович
  • Белова Марьяна Валентиновна
  • Белов Александр Анатольевич
  • Ершова Ирина Георгиевна
  • Новикова Галина Владимировна
  • Михайлова Ольга Валентиновна
  • Сорокина Марина Геннадьевна
  • Петрова Оксана Ивановна
RU2591126C1
Микроволновая технология извлечения жира из жиросодержащего сырья 2016
  • Жданкин Георгий Валерьевич
  • Самоделкин Александр Геннадьевич
  • Новикова Галина Владимировна
  • Белова Марьяна Валентиновна
  • Горбунов Борис Иванович
RU2636155C1
УСТАНОВКА ДЛЯ ТЕРМООБРАБОТКИ ЖИРОСОДЕРЖАЩЕГО СЫРЬЯ 2013
  • Ершова Ирина Георгиевна
  • Сорокина Марина Геннадьевна
  • Белова Марьяна Валентиновна
  • Михайлова Ольга Валентиновна
  • Новикова Галина Владимировна
RU2541694C1
СВЕРХВЫСОКОЧАСТОТНАЯ УСТАНОВКА СО СФЕРИЧЕСКИМ РЕЗОНАТОРОМ ДЛЯ ТЕРМООБРАБОТКИ СЫРЬЯ ЖИВОТНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ В НЕПРЕРЫВНОМ РЕЖИМЕ 2017
  • Зиганшин Булат Гусманович
  • Белова Марьяна Валентиновна
  • Жданкин Георгий Валерьевич
  • Новикова Галина Владимировна
  • Михайлова Ольга Валентиновна
  • Валиев Айрат Расимович
RU2660906C1

RU 2 726 563 C1

Авторы

Тихонов Александр Анатольевич

Казаков Александр Валентинович

Осокин Владимир Леонидович

Белова Марьяна Валентиновна

Михайлова Ольга Валентиновна

Новикова Галина Владимировна

Даты

2020-07-14Публикация

2019-07-25Подача