ВАКУУМНАЯ СВЧ-УСТАНОВКА С ПОРШНЕВОЙ СИСТЕМОЙ Российский патент 2023 года по МПК F26B9/06 F26B5/04 F26B3/347 

Изобретение относится к сушильной технике и может быть использовано в пищевой, химической и других отраслях промышленности.

Известна установка для вакуумной сушки (Патент RU 2755850, МПК F26B 9/06, опубл. 22.09.2021 г.), содержащая корпус, подключенный к системе вакуумирования с установленными на нем СВЧ-излучателями.

Однако данная установка имеет низкую производительность, обусловленную периодичностью ее работы, а также высокие трудозатраты на загрузку и выгрузку материала.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту является вакуумная СВЧ установка карусельного типа (решение о выдаче патента РФ по заявке №2021136133 от 12.10.22). К недостаткам установки следует отнести высокую металлоемкость, относительно большую занимаемую производственную площадь, сложность в обслуживании.

Технической задачей изобретения является снижение металлоемкости установки, сокращение производственной площади и снижение трудозатрат при обслуживании установки.

Поставленная задача достигается тем, что вакуумная СВЧ-установка, содержащая цилиндрический корпус с загрузочным и разгрузочным патрубками, СВЧ-излучателями, расположенными с внешней стороны рабочего объема корпуса и систему вакуумирования отличается тем, что корпус выполнен горизонтальным. Внутри корпуса установлена поршневая система, образованная четырьмя поршнями с компрессионными кольцами, расположенными на штоках, входящих друг в друга, с возможностью цикличного реверсивного перемещения поршней с периодическими выстоями через три зоны; средняя из которых является рабочей зоной вакуумирования с СВЧ-энергоподводом, а крайние зоны выполнены с возможностью изменения объема, и попеременно работают в режимах загрузки жидкого продукта и выгрузки его полидисперсной фракции; причем при движении поршней последовательно осуществляют сначала подачу жидкой фазы продукта в зону, работающую в режиме загрузки, затем его перемещают в рабочую зону с образованием твердой фазы вспененного продукта и далее возвращают образовавшуюся структуру продукта в исходное положение и осуществляют его деструкцию с получением полидисперсной фракции и ее выгрузку. Попеременную работу крайних зон в режимах загрузки и выгрузки осуществляют синхронизированной работой клапанов загрузочного и разгрузочного патрубков, минимальное расстояние между поршнями при выгрузке полидисперсного продукта соответствует диаметру разгрузочного патрубка.

Установка содержит: корпус 1, зона загрузки - выгрузки 2, зона вакуумирования и сушки 3, зона загрузки - выгрузки 4, поршни 5-8, штоки 9-12, СВЧ-излучатели 13, канал вакуумной системы 14, питающие трубопроводы 15-16, разгрузочные патрубки 17-18, запорные клапаны 19-22, компрессионные кольца 23, пневмотранспорт 24.

На фиг. 1 представлена вакуумная СВЧ-установка с поршневой системой с рабочими положениями поршней 1 - 10; на фиг. 2 - вакуумная СВЧ-установка с поршневой системой, вид А.

Установка работает следующим образом.

Работа установки определяется положениями поршней в следующей последовательности.

Положение 1. При запуске установки поршни 5-8 делят корпус 1 на три зоны: две зоны «загрузки - выгрузки» 2, 4 и между ними зона вакуумирования и сушки 3. При запуске установки открывают запорный клапан 19 и по питающему трубопроводу 15 осуществляют загрузку жидкого продукта в зону загрузки - выгрузки 2, образованной поршнями 5 и 6, которые приводят в движение штоками 9-12.

Положение 2. Закрывают запорный клапан 19 в патрубке подачи жидкого продукта и поршни 5 и 6 перемещают жидкий продукт в зону вакуумирования и сушки 3. Поршень 7 смещается в крайнее правое положение, при котором открывают запорный клапан 20 и по питающему трубопроводу 16 подают жидкий продукт в зону загрузки - выгрузки 4, образованную поршнями 6 и 7. Компрессионные кольца 23 предотвращают выход жидкого продукта через зазор между корпусом 1 и поршнями 5-8.

При сушке продукта в зоне вакуумирования и сушки 3 включают вакуумную систему 14 и СВЧ-излучатели 13, которые создают необходимую глубину вакуума. Под воздействием СВЧ-поля происходит процесс пенообразования в жидком материале с интенсивным влагоиспарением. Испарившуюся из продукта влагу отводят через канал вакуумной системы 14. Сушка жидкого продукта сопровождается его фазовым переходом из жидкого состояния в высокопористое - хрупкое со значительным увеличением объема. При завершении процесса сушки снимают вакуум и выключают СВЧ-излучатели 13.

Положение 3. Поршни 5 и 6 перемещают в исходное положение, при этом уменьшают зазор между ними для осуществления постоянной деструкции высушенного материала с получением полидисперсной фракции, а поршни 6 и 7 перемещают жидкий продукт в зону вакуумирования и сушки 3

Положение 4. Поршень 5 отводят в исходное положение, при котором полностью завершается деструкция высушенного материала с образованием по ли дисперсной фракции.

Положение 5. Поршень 5 перемещает полидисперсную фракцию под разгрузочный патрубок 17. При закрытом запорном клапане 14 открывают запорный клапан 22 и удаляют полидисперсную фракцию посредством пневмотранспорта 24, при этом в зоне вакуумирования и сушки 3 под воздействием вакуума и СВЧ-поля осуществляют сушку жидкого продукта.

Положение 6. Поршень 5 отводят в исходное положение, закрывают запорный клапан 22 в разгрузочном патрубке 17, открывают запорный клапан 19 в питающем трубопроводе 15 и заполняют зону загрузки - выгрузки 2 жидким продуктом

Положение 7. Поршни 7 и 8 перемещают в исходное положение, при этом уменьшают зазор между ними для осуществления постоянной деструкции высушенного материала с получением полидисперсной фракции, а поршни 6 и 7 перемещают жидкий продукт в зону вакуумирования и сушки 3.

Положение 8. При осуществлении деструкции высушенного материала поршень 8 отводят в исходное положение.

Положение 9. Поршень 8 перемещает полидисперсную фракцию под разгрузочный патрубок 18. При закрытом запорном клапане 20 открывают запорный клапан 21, и полидисперсная фракция удаляется посредством пневмотранспорта 24, при этом в зоне вакуумирования и сушки 3 под воздействием вакуума и СВЧ-поля осуществляют сушку жидкого продукта

Положение 10. Поршень 8 отводят в исходное положение, закрывают запорный клапан 21 в разгрузочном патрубке 18, открывают запорный клапан 20 в питающем трубопроводе 16 и заполняют зону загрузки - выгрузки 4 жидким продуктом. Далее процесс повторяется.

Управление работой установкой осуществляется с помощью ЭВМ по информации, получаемой с датчиков положения, расположенных на штоках (на схеме не показано); а также управляемых приводов запорно-регулирующей арматуры по заданному в программном обеспечении алгоритму. Непрерывный контроль за величиной разряжения в зоне вакуумирования и сушки, температуры и влажности полидисперсной фракции обеспечивает защиту установки от возможных сбоев, а при необходимости осуществляет аварийный останов установки.

Таким образом, по сравнению с прототипом предлагаемая вакуумная СВЧ-установка с поршневой системой обладает меньшей металлоемкостью; при прочих равных условиях с прототипом занимает меньшую производственную площадь, что привлекательно для мини - производств и предприятий малой мощности; проста при техническом обслуживании.

Изобретение относится к сушильной технике и может быть использовано в пищевой, химической и других отраслях промышленности. Вакуумная СВЧ-установка содержит цилиндрический корпус с загрузочным и разгрузочным патрубками, СВЧ-излучателями, расположенными с внешней стороны рабочего объема корпуса и систему вакуумирования, причем корпус выполнен горизонтальным, внутри корпуса установлена поршневая система, образованная четырьмя поршнями с компрессионными кольцами, расположенными на штоках, входящими друг в друга с возможностью цикличного реверсивного перемещения поршней с периодическими выстоями через три зоны, средняя из которых является рабочей зоной вакуумирования с СВЧ-энергоподводом, а крайние зоны выполнены с возможностью изменения объема, которые попеременно работают в режимах загрузки жидкого продукта и выгрузки его полидисперсной фракции, при движении поршней последовательно осуществляют сначала подачу жидкой фазы продукта в зону, работающую в режиме загрузки, затем его перемещение в рабочую зону с образованием твердой фазы вспененного продукта и далее возвращают образовавшуюся структуру продукта в исходное положение и осуществляют его деструкцию с получением полидисперсной фракции, и ее выгрузку, минимальное расстояние между поршнями при выгрузке полидисперсного продукта соответствует диаметру разгрузочного патрубка. Вакуумная СВЧ-установка с поршневой системой обладает меньшей металлоемкостью, проста при техническом обслуживании. 2 ил.

Вакуумная СВЧ-установка, содержащая цилиндрический корпус с загрузочным и разгрузочным патрубками, СВЧ-излучателями, расположенными с внешней стороны рабочего объема корпуса и систему вакуумирования, отличающаяся тем, что корпус выполнен горизонтальным, внутри корпуса установлена поршневая система, образованная четырьмя поршнями с компрессионными кольцами, расположенными на штоках, входящими друг в друга с возможностью цикличного реверсивного перемещения поршней с периодическими выстоями через три зоны, средняя из которых является рабочей зоной вакуумирования с СВЧ-энергоподводом, а крайние зоны выполнены с возможностью изменения объема, которые попеременно работают в режимах загрузки жидкого продукта и выгрузки его полидисперсной фракции, причем при движении поршней последовательно осуществляют сначала подачу жидкой фазы продукта в зону, работающую в режиме загрузки, затем его перемещение в рабочую зону с образованием твердой фазы вспененного продукта и далее возвращают образовавшуюся структуру продукта в исходное положение и осуществляют его деструкцию с получением полидисперсной фракции и ее выгрузку, попеременную работу крайних зон в режимах загрузки и выгрузки осуществляют синхронизированной работой клапанов загрузочного и разгрузочного патрубков, минимальное расстояние между поршнями при выгрузке полидисперсного продукта соответствует диаметру разгрузочного патрубка.