CN109068694B - 用紫外线辐射处理散装谷物的模块化装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种使用紫外线辐射对颗粒状材料进行消毒的装置。模块化装置包括连续安装的模块。所述模块由方形外壳组成，在其内部相互等距离地、水平地、并且相互之间的状态可调节地安装有紫外线辐射灯。所述灯上配备有保护性的、能透射紫外线辐射的、紧贴着灯玻璃的特氟隆涂层，并在灯上面提供保护板。在所述模块上安装有用于测量灯的紫外线辐射强度的传感器，以及用于清洁所述灯中的污染的装置。所述模块安装在支架上，所述支架安装在配有振动机构的框架上。本发明的使用确保能从颗粒状材料中清除有害微生物，并具有调节颗粒流速和控制辐射强度的能力。

Description

用紫外线辐射处理散装谷物的模块化装置

本发明涉及一种使用紫外线辐射对颗粒状材料，特别是谷物和谷物类产品进行消毒的装置。本技术方案可用于食品、微生物、制药行业、药理学、化妆品行业、农业、畜牧业、家禽养殖、有机食品生产。

利用紫外线辐射来对材料进行处理以便达到消毒和杀菌的目的及用于这种目的的不同设备是众所周知的，其中包括使用紫外线辐射来照射谷物种子以便消除有害微生物([1]专利号RU 2318305)。已知有竖井式设备([2]-专利号RU 9514、[3]-专利号RU2228120)、滚筒式设备([4]-专利号RU 82510、[5]-专利号RU 2537500)、传送带式设备([6]-专利号RU 2475010)。

在包括用紫外线辐射来照射种子的对小麦种子进行播种前处理的方法[1]中，描述了一种用于照射和处理种子的装置。用于照射和处理种子的装置包括：种子料箱；用于照射的室(壳体)，在该室内，在相对的壁上，安装着用于引导种子(颗粒状材料)的倾斜的板(保护板)，它们形成一定的角度，重叠在一起；以及紫外线发射器(紫外线辐射灯)。

在所描述的装置[1]中，没有提供用于对灯进行清洁使其免受污染的装置，这可能会导致辐射通量和紫外线辐射剂量的减少，也没有提供用于测量紫外线辐射强度的传感器。也没有提供使灯免受机械损坏的保护。壳体是单件式的，其设计不能根据所处理材料的类型，通过改变灯的数量、它们之间的距离、颗粒的下落速度来调节紫外线辐射的处理强度。也不能通过改变斜板(保护板)之间的间隙，来调节颗粒状材料的通过速度。不能同时从各个方向处理颗粒状材料。没有提供灯座底座的预热和由颗粒状材料的颗粒的摩擦所产生的静电的去除。

已知一种用于干燥谷物的装置[2]，其包括：具有水平放置的谷物挡板(保护板)的干燥室(壳体)、发热源(灯)、用于将谷物装载到干燥器和斜板中的链斗传送器(加载机构)。水平颗粒挡板彼此形成角度，底部一排挡板中的角度大于前一个角度，而用于干燥和照射害虫的热源是电灯泡。不在每排挡板中放置电灯泡。在单独的行中，安装带有对害虫有害的辐射的电灯泡。

该装置[2]没有规定安装具有保护性特氟隆涂层的紫外灯，也没有指出辐射的类型。壳体是一体式的，它不允许通过加装或移除灯或通过灯的自由移动来调节辐射剂量。其不含有用于控制照射强度和用于对灯进行清洁的元件。不能调节谷物挡板(保护板)之间的间隙。没有提供灯座底座的预热和由颗粒状材料的颗粒的摩擦所产生的静电的去除。

已知一种用于通过紫外线(UV)辐射来处理散装产品的装置[3]，包含装载和卸载装置、工作体和紫外线灯，紫外线灯封闭在能透射紫外线的罩内，并位于工作体内。紫外线灯分水平和垂直行排列，并彼此平行，在水平行中具有相等的间隔，而在垂直行中间隔依次缩小。装载装置连接到排放封闭管。紫外线灯配有清洁装置。在工作体内安装了紫外线辐射强度传感器，瞄准其中一盏灯。

这种装置[3]本质上是最接近的，并被选为原型。其设计的缺点如下。

该装置的结构设计是整体式的，所有灯都严格安装在一个壳体中。不能根据需要，针对各种类型的散装产品对该装置进行调整。如果不对壳体进行重新改造，很难改变该装置的生产效率。不能减慢散装产品的下落速度，这会导致装置中安装的紫外线灯的数量增加。该装置具有相当大的尺寸，因为为了能够对一份散装产品进行多次处理，需要安装额外的机构和机器。它不允许通过更换或安装以单独的单元的方式安装的任何一组灯来改变紫外线灯的数量。不允许根据所通过的材料，通过简单地添加或减去灯的模块，来选择照射强度。不能充分确保灯的防损保护；保护板仅安装在顶排灯的上方。石英灯罩不能给灯提供可靠的保护，因为它们是脆的。不能调整保护板之间的间隙。不能确保去除由材料颗粒的摩擦所产生的静电。用于对灯罩进行清洁的装置会对其表面产生机械影响，而颗粒的摩擦可能会损坏灯罩。

本发明所要解决的技术问题是确保利用紫外线辐射对颗粒状材料特别是谷物产品的处理，其具有调节辐射强度的能力，确保颗粒状材料因重力而移动以及调节流速的能力，确保同时从各个方向照射颗粒状材料的颗粒，确保运输、安装、维修和操作的便利性，以及中和静电。安装不应复杂，并提供通过组装标准元件来提高生产效率的可能性。

技术效果是确保颗粒状材料(即谷物产品)在重力作用下通过紫外线灯，并从其中清除有害微生物的能力，并具有调节颗粒状材料颗粒的流速且控制照射强度的可能性。

通过以下方式来实现技术效果：用于利用紫外线辐射来处理散装谷物产品的模块化装置由相继上下布置的相同模块组成；模块由直角形的壳体组成，在壳体内，相互等距离地、水平地、并且相互之间的状态可调节地安装有紫外线辐射灯，灯上配备有保护性的、能透射紫外线辐射的、紧贴着灯玻璃的特氟隆涂层，并在上面用保护板提供保护，使其免受洒落的颗粒产品的撞击，模块上安装有一个用于测量灯的紫外线辐射强度的传感器，以及用于清洁所述灯具中的污染的装置，在这种情况下，模块安装在支架上，模块之间的距离可调节，支架固定在配备有振动机构的框架上。

以上要点确保了所述技术效果的实现。

规定保护板以角钢或槽钢的形式制成，并且用金属或复合材料制成。

为了消除模块内部洒落产品所导致的堵塞，必须对每个保护板(角钢)单独地或整个装置地施加轻微振动。

用于整个装置的振动机构包括底座和振动电机，而框架通过减震器安装在底座上，振动电机固定在框架上。

为了使该装置能在低外部温度下工作，规定通过红外线辐射源提供对紫外线辐射灯的底座的预热。相邻模块中的紫外线灯呈十字形交叉。

用于对灯进行清洁的装置包括安装在模块壳体上的孔中的喷气嘴。该装置包含双极电离器，可从每个模块中去除静电。

附图说明：

图1-照片，没有框架的装置的一般视图，可看见安装在支架上的3个模块；

图2-照片，从保护板的方向看的装置的一般视图，可看见支架上的3个模块；

图3-照片，从保护板的方向看的装置的一般视图，可看见支架上的3个模块，最上面的模块少了两块保护板；

图4-照片，没有框架的装置的一般视图，两个模块有局部切口；

图5-照片，两个具有槽钢形式的保护板的单体模块，其用于豆类作物。

本发明不限于以下描述。

用于利用紫外线辐射来处理散装谷物产品的模块化装置包含安装在六个支架2(图1、2、3、4)上的三个模块1(图1、2、3、4、5)。支架2垂直安装，模块1串联布置。可以根据所需的生产效率和需要处理的颗粒状材料的类型来调整支架2和模块1的数量。模块1由方形壳体3(图1、2、3、4)组成，在壳体内，水平排列着紫外线灯4(图1、3、4)，彼此之间的距离相等(10cm)。使用具有UVC辐射的特殊灯泡，可用于-35℃至+40℃的各种室外温度。每个灯4都配备有保护板5(图2、3、4、5)，它们位于模块1的上部，灯4的上方。保护板5以角钢的形式制成(图1、2、3、4)，或以槽钢的形式制成(图5)。保护板5由金属制成。保护板5也可以用碳纤维复合材料制成。保护板5保护每个灯4免受从上方洒落的谷物产品的颗粒的冲击。此外，每个灯4上方的保护板5还允许通过本装置的模块1的粮食保持相同的洒落速度。灯4和保护板5形成单个元件，安装在壳体中，并且可以调节。每个灯4与自己的保护板5一起，可以相对于相邻的灯4与保护板5，在壳体3中移动。灯4上有保护性特氟隆涂层，该涂层紧贴在灯4的灯泡(玻璃)上。特氟隆涂层能透射紫外线，并且保护灯4的玻璃(灯泡)免受机械损坏，同时可以通过提供压缩空气容易地清除灯表面上的灰尘和污垢。模块1具有灯4的紫外线的辐射强度的传感器6(图中未示出)，其针对灯4中的一个。支架2固定在框架7上(图中未示出)，框架配备有振动机构8(图中未示出)。振动机构8包括底座9(图中未示出)和振动电机10(图中未示出)。框架7借助于减震器11(图中未示出)安装在底座9上，减震器例如以弹簧支撑件和轮子(未示出)的形式制成。振动电机10固定在框架7上。因此，给模块1施加了振动，确保颗粒状材料(谷物产品)颗粒的均匀洒落，且不会发生堵塞。也可以从安装在底座9上的电动机(未标记)，并通过与框架7相关联的曲柄连杆机构给本装置施加振动。在每个模块1中安装了红外线辐射管式电热器12(图中未示出)，用于对灯4的底座进行加热。相邻模块1中的灯4相对于彼此呈十字形交叉。模块1配备有用于对灯4进行清洁以免受污染的装置13(未示出)。用于对灯4进行清洁的装置13包括安装在模块1的壳体3上的孔15中(图中未示出)的喷气嘴14(图中未示出)。本装置包含双极电离器16(图中未示出)，用于从每个模块1去除静电。模块1的壳体3包括框架17(图4)，该框架由矩形横截面的管18(图4)和平面的隔板19(图4)制成。支架2以带孔20的槽钢的形式制成(图4)。壳体3由螺栓21(图4)固定到支架2上，螺栓安装在管18的孔22(图4)中。灯4安装在平面隔板19的孔中。每个模块1可以从上面配备倾斜板23(图4)，用于引导颗粒状材料的颗粒流动。从框架7的上面，安装带有模块1的支架2，框架是由成型的管制成的框架，并且可以根据生产效率、装置的功率的范围和颗粒状材料的类型，单独地制造。

用于利用紫外线辐射处理散装谷物产品的模块化装置的操作原理基于颗粒状材料通过具有紫外线辐射灯4的模块1从上向下洒落的过程。将灯4连接到电源。灯4发射紫外线。为此启动振动机构8，包括启动振动电机10。安装在框架7上的振动电机10将振动传递到框架7，未与底座9刚性连接的框架7开始在减震器11上振动(摆动)(在轮子上来回滚动并由弹簧保持)。框架7和支架2上的振动传递到模块1。取颗粒状材料，例如小麦粒，从上面倒在模块1上。为了装载和卸载待处理或已经处理的材料，本装置可以配备有装载和卸载机构，例如，其可以呈现螺旋推进杆、链斗传送器或带式输送机的形式。在颗粒状材料颗粒的重力的作用下，小麦粒落在保护板5上，并在重量和振动的作用下滚到相邻板5之间的间隙中。倾斜板23有助于颗粒状材料颗粒进入间隙的方向。可以根据颗粒状材料的特性，一起调节保护板5的与安装在其下的灯的位置，选择保护板5的相邻边缘之间的最佳间隙，确保必要的颗粒洒落速度。调节保护板5和相邻保护板5之间的间隙的可能性允许调节粮食的洒落时间及其数量，以及调节紫外线辐射的剂量。颗粒状材料的颗粒通过保护板5之间的间隙，而振动可以确保颗粒不会在间隙中停止，不会形成堵塞。在穿过保护板5之间的间隙之后，颗粒下落并旋转，同时来自灯4的紫外线辐射照射颗粒。保护板5能够保护每个灯4免受从上方洒落的颗粒状材料的颗粒的冲击。颗粒连续地从上到下通过一个安装在另一个之上的每个模块。灯4的特氟隆涂层能透射紫外线，并保护灯4的玻璃(灯泡)免受机械损坏。灯4的紫外线辐射能影响颗粒状材料颗粒的表面，并对它们进行消毒、灭菌、清除有害微生物，如病毒、细菌、孢子、霉菌等。灯4的紫外线辐射的强度传感器6(图中未示出)瞄准灯4中的一个，使得人们可以控制紫外线辐射的强度。在这种情况下，特别是由于灯4的特氟隆涂层上被污染而发生紫外线辐射强度的降低，并且根据强度传感器6的指示，确定需要清除灰尘和污垢。为了清洁灯4的特氟隆涂层，使用清洁装置13。喷气嘴14(图中未示出)连接输气软管(未标记)，并用它们从压缩机或储气罐提供压缩空气。压缩空气可清除灯4的特氟隆涂层上的污染。整个装置的功率和从上方通过装置洒落的颗粒状材料的净化程度取决于一个安装在另一个之上的模块1的数量，以及支架2的数量和模块1的总数。相邻模块中的灯4呈现十字形交叉，这使人们可以改变颗粒的运动方向并更均匀地照射它们。在本装置的操作期间所产生的静电通过双极电离器16来去除。双极电离器16可以安装在本装置的支架2上，每个模块1安装一个。在每个模块1中安装了红外线辐射管式电热器12(图中未示出)，其用于对灯4的底座进行加热。

工业实用性在于本装置结构简单，制造难度不大，不需要复杂的工艺设备，本装置可以在现代工业设备上生产，可以用于农业，用于对谷物种子进行播种前处理，清除谷类粮食作物中的有害微生物。本发明的使用将允许根据需要，以20％至99.99％的效率清除待清洁粮食的表面上的细菌、真菌、孢子，对人类无害，不使用化学品，无论是少量处理还是工业规模处理。本装置在农业中用于播种前处理能改善谷物的发芽，减少作物从发芽到收获的生长过程中容易遭受的病虫害的数量。在家禽业和畜牧业，本装置用于降低通过饲料传播疾病的可能性，因此能降低禽类和动物大量死亡的可能性。同时，本装置用于处理谷物产品使得人们可以减少或完全杜绝使用化学品和抗生素。

Claims (7)

1.一种用于利用紫外线辐射来处理散装谷物产品的模块化装置，其特征在于，它由串联放置的模块组成，所述模块由矩形壳体组成，所述壳体包括由矩形横截面管和平面隔板构成的框架，在每个模块顶部的框架的四周设置有倾斜板，在所述壳体内，相互等距离地、水平地、并且相互之间的状态可调节地安装有紫外线辐射灯，所述灯上配备有保护性的、能透射紫外线辐射的、紧贴着灯玻璃的特氟隆涂层，并在上面提供保护板，在每个所述模块上安装有一个用于测量灯的紫外线辐射强度的传感器，其瞄准其中一个灯，以及一个用于清洁所述灯中的污染的装置，在这种情况下，所述模块安装在支架上，所述支架以带孔的槽钢的形式制成，所述模块之间的距离可调节，所述支架固定在配备有振动机构的框架上。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，用于对所述灯进行清洁的装置包括安装在所述模块壳体上的孔中的喷气嘴。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，它包含红外线辐射源。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，它包含双极电离器。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述保护板以角钢或槽钢的形式制成，并且由金属或复合材料制成。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述振动机构包括底座和振动电机，其中，所述框架通过减震器安装在所述底座上，并且所述振动电机固定在所述框架上。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，相邻模块中的灯相对于彼此呈十字形交叉。

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