СВЧ воскотопка непрерывно-поточного действия с тороидальным резонатором Российский патент 2023 года по МПК C11B11/00 

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для вытопки пасечного воска.

Аналогом по конструкционному исполнению некоторых узлов является способ [1] двухрезонаторная СВЧ воскотопка [2]. В ней восковое сырье подается неферромагнитными рифлеными валками на коническую диэлектрическую тарелку с терочным диском в основании. В цилиндрическом резонаторе фракция меда плавится и отделяется от сырья центрифугированием через прорези диэлектрической тарелки, далее сливается через патрубок. Оставшийся воск прижимается к ее боковой поверхности и поднимается вверх, через отверстия попадает в сферический резонатор, где воск вытапливается и обеззараживается. Далее воск через перфорацию диэлектрического диска, а затем запредельный волновод стекает в приемную емкость. Конструкция сложная, и имеет низкий КПД.

Технической задачей изобретения является повышение эффективности СВЧ воскотопки управлением конфигурацией и комплектацией резонатора. Для этого в конструкции реализованы:

- тороидальный резонатор для обеспечения равномерного распределения электрического поля бегущей волны, высокой напряженности, достаточной для стерилизации продукта;

- шлюзовой затвор и запредельный волновод, для обеспечения электромагнитной безопасности;

- керамическая обечайка, позволяющая концентрировать энергию электромагнитных излучений в сырье;

- тёрочная обечайка и терочные электроприводные диски для равномерного измельчения вязкого сырья.

Для достижения заявленного технического результата СВЧ воскотопка непрерывно-поточного действия с тороидальным резонатором содержит

в вертикальной плоскости неферромагнитный тороидальный резонатор, представленный как соосно расположенные цилиндры с круглыми поперечными сечениями, у которых основания по периферии перфорированы, и над ними установлены соответствующие электроприводные терочные диски на одном диэлектрическом валу,

а боковая поверхность внутреннего неферромагнитного цилиндра выполнена в виде терки и на его верхнем неферромагнитном основании расположен неферромагнитный шлюзовой дозатор,

причем внутри наружного цилиндра резонатора, в конденсаторной части, к боковой поверхности прикреплена керамическая обечайка, через которой направлены излучатели от магнетронов воздушного охлаждения, расположенных с наружной стороны по периметру цилиндра, со сдвигом на 120 градусов, а под перфорацией нижнего основания расположен неферромагнитный желоб с запредельными волноводами.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых представлены:

- технологическая схема (фиг. 1);

пространственные изображения:

- СВЧ воскотопки непрерывно-поточного действия с тороидальным резонатором, общий вид (фиг. 2);

- СВЧ воскотопки непрерывно-поточного действия с тороидальным резонатором, общий вид, с позициями (фиг. 3);

- неферромагнитного тороидального резонатора (фиг. 4);

- внутреннего цилиндра с терочной обечайкой (фиг. 5);

- керамической обечайки (фиг. 6);

- нижнего неферромагнитного терочного диска (фиг. 7);

- нижнего неферромагнитного терочного диска (фиг. 8);

- неферромагнитный желоб с запредельными волноводами (фиг. 9);

СВЧ воскотопка непрерывно-поточного действия с тороидальным резонатором содержит (фиг. 1-9):

- тороидальный резонатор 1;

- экранирующее основание 2;

- шлюзовой дозатор 3;

- внутренний цилиндр с терочной обечайкой 4;

- тороидальная часть резонатора 5;

- верхний неферромагнитный терочный диск на валу 6;

- перфорированная часть 7 нижнего основания внутреннего цилиндра;

- конденсаторная часть резонатора 8;

- керамический цилиндр 9;

- нижний неферромагнитный терочный диск на валу 10;

- диэлектрический вал привода дисков 11;

- неферромагнитный желоб 12 с запредельными волноводами;

- волноводы с магнетронами воздушного охлаждения 13.

СВЧ воскотопка непрерывно-поточного действия с тороидальным резонатором содержит (фиг. 1-9) в вертикальной плоскости неферромагнитный тороидальный резонатор 1. Он представлен как соосно расположенные цилиндры разной высоты с круглыми поперечными сечениями, образующие тороидальную 5 и конденсаторную 8 части резонатора 1. У цилиндров основания по периферии перфорированы и над ними установлены соответствующие электроприводные терочные диски 6, 10 на одном диэлектрическом валу 11.

Боковая поверхность 4 внутреннего неферромагнитного цилиндра выполнена в виде терки, а на его верхнем неферромагнитном основании 2 расположен неферромагнитный шлюзовой дозатор 3.

Внутри наружного неферромагнитного цилиндра резонатора 1, в конденсаторной части 8, к боковой поверхности прикреплена керамическая обечайка 9, через которой направлены излучатели от магнетронов 13 воздушного охлаждения, расположенных с наружной стороны по периметру цилиндра со сдвигом на 120 градусов. Под перфорацией нижнего основания расположен неферромагнитный желоб 12 с патрубками, выполняющими функцию запредельного волновода.

Технологический процесс в СВЧ воскотопке непрерывно-поточного действия с тороидальным резонатором происходит следующим образом. Загрузить емкость над шлюзовым дозатором 3. Включить мотор-редуктор для привода терочных дисков 6, 10, расположенных на одном валу 11. Включить электропривод шлюзового дозатора 3 для загрузки пасечного воска во внутренний цилиндр с терочной обечайкой 4. За счет центробежной силы при вращении терочного диска 6, сырье крошится и через отверстия на терочной обечайке, а также через перфорированную часть 7 нижнего основания сбрасывается в конденсаторную часть 8 тороидального резонатора 1, после чего следует включить вентиляторы с генераторами 13 (магнетроны воздушного охлаждения). Тогда в неферромагнитном тороидальном резонаторе 1 возбуждается бегущая волна, которая обеспечивает равномерное распределение электрического поля в конденсаторной части 8 резонатора. Электрическое поле в основном концентрируется в конденсаторной части резонатора, где напряженность электрического поля высокая (0,6-1,5 кВ/см), достаточная для вытопки и обеззараживания сырья. Сырье подвергается воздействию электрического поля сантиметрового диапазона (2450 МГц), эндогенно нагревается за счет токов поляризации, плавится, стекает через перфорацию на нижнем основании резонатора, в неферромагнитный желоб 12, содержащий патрубки с шаровыми кранами.

В конденсаторной части резонатора керамическая обечайка 9 позволит, концентрировать энергию электромагнитных излучений в воске, и уменьшить потери на излучение, так как керамика обладает малыми диэлектрическими потерями [3, стр. 360]. Скорость нагрева воска регулируется дозой воздействия ЭМПСВЧ.

Источники информации

1. Патент № 2728659 РФ, МПК С11В11/00. Двухмодульная СВЧ установка для термообработки пчелиного воскового сырья / А.В. Шевелев, Г.В. Новикова, О.В. Михайлова, М.В. Белова, А.Н. Коробков / патентообладатель НГИЭУ (RU). № 2020107762 от 21.02.2020. Бюл. № 22, 30.07.2020.

2. Патент № 2789490 РФ, МПК С11В11 Способ вытопки воска с отделением меда/ А.В. Шевелев, М.В. Просвирякова, О.В. Михайлова, Г.В. Новикова / патентообладатель НГИЭУ (RU). № 2022111579 от 28.04.2022. Бюл. № 4 от 03.02.2023.

3. Стрекалов, А.В. Электромагнитные поля и волны / А.В. Стрекалов, Ю.А. Стрекалов. М.: РИОР: ИНФРА. М, 2014. 375 с.

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для вытопки пасечного воска. СВЧ воскотопка непрерывно-поточного действия с тороидальным резонатором содержит установленный в вертикальной плоскости неферромагнитный тороидальный резонатор 1. Он представлен как соосно расположенные цилиндры разной высоты с круглыми поперечными сечениями, образующие тороидальную 5 и конденсаторную 8 части резонатора 1. У цилиндров основания по периферии перфорированы и над ними установлены соответствующие электроприводные терочные диски 6, 10 на одном диэлектрическом валу 11. Боковая поверхность 4 внутреннего неферромагнитного цилиндра выполнена в виде терки. На его верхнем неферромагнитном основании 2 расположен неферромагнитный шлюзовой дозатор 3. Внутри наружного неферромагнитного цилиндра резонатора 1, в конденсаторной части 8, к боковой поверхности прикреплена керамическая обечайка 9. Через обечайку направлены излучатели от магнетронов 13 воздушного охлаждения, расположенные с наружной стороны по периметру цилиндра со сдвигом на 120 градусов. Под перфорацией нижнего основания расположен неферромагнитный желоб 12 с патрубками, выполняющими функцию запредельного волновода. Использование изобретения позволит повысить эффективность работы СВЧ воскотопки. 9 ил.

СВЧ воскотопка непрерывно-поточного действия, характеризующаяся тем, что она имеет установленный в вертикальной плоскости неферромагнитный тороидальный резонатор, выполненный в виде соосно размещенных цилиндров с круглыми поперечными сечениями, образующих тороидальную и конденсаторную части резонатора, при этом основания цилиндров по периферии выполнены перфорированными и над ними установлены на одном диэлектрическом валу соответствующие электроприводные терочные диски, кроме того, боковая поверхность внутреннего неферромагнитного цилиндра выполнена в виде терки, на его верхнем неферромагнитном основании расположен неферромагнитный шлюзовой дозатор, а внутри наружного цилиндра резонатора в конденсаторной части к боковой поверхности прикреплена керамическая обечайка, через которую направлены излучатели от магнетронов воздушного охлаждения, расположенных с наружной стороны по периметру наружного цилиндра со сдвигом на 120 градусов, при этом под перфорацией нижнего основания наружного цилиндра расположен неферромагнитный желоб с запредельными волноводами.