RU120756U1

RU120756U1 - DEVICE FOR DRYING BULK DIELECTRIC MATERIALS

Info

Publication number: RU120756U1
Application number: RU2012121164/28U
Authority: RU
Inventors: Вадим Сергеевич Рыбков; Алексей Андреевич Синельцев; Герман Викторович Кочнев
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Интерс"
Priority date: 2012-05-22
Filing date: 2012-05-22
Publication date: 2012-09-27

Abstract

1. Устройство для сушки сыпучих диэлектрических материалов, содержащее бункер для сыпучего материала, ленточный конвейер с транспортерной лентой из диэлектрического материала, привод, магнетроны с рупорными СВЧ-излучателями, последовательно установленными над транспортерной лентой ленточного конвейера, вентилятор с пылеуловителем, приемный бункер для высушенного материала, фасовочное устройство, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено дозатором, установленным на выходе бункера для сыпучего материала, дискретным двигателем для привода конвейера, тепловой пушкой, установленной в конце активной зоны транспортерной ленты конвейера, экраном с системой ввода/вывода обрабатываемого материала. ! 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что СВЧ-излучатели расположены с возможностью равномерного распределения мощности излучения на всю активную зону транспортерной ленты конвейера. ! 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что раструбы рупорных СВЧ-излучателей расположены поочередно в двух взаимно перпендикулярных плоскостях поляризации. ! 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что транспортерная лента выполнена из инертного керамического радиопоглощающего материала, напыленного на гибкую термостойкую полимерную основу. ! 5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что активная зона СВЧ-излучения составляет в длину не более 6000 мм. 1. A device for drying bulk dielectric materials, containing a hopper for bulk material, a belt conveyor with a conveyor belt made of dielectric material, a drive, magnetrons with horn microwave emitters, installed in series above the conveyor belt of a belt conveyor, a fan with a dust collector, a receiving hopper for dried material , a filling device, characterized in that it is additionally equipped with a dispenser installed at the outlet of the bulk material hopper, a discrete motor for driving the conveyor, a heat gun installed at the end of the active zone of the conveyor belt, a screen with an input / output system of the processed material. ! 2. The device according to claim 1, characterized in that the microwave emitters are arranged with the possibility of uniform distribution of the radiation power over the entire active zone of the conveyor belt. ! 3. The device according to claim 1, characterized in that the horns of the microwave horn emitters are arranged alternately in two mutually perpendicular polarization planes. ! 4. The device according to claim 1, characterized in that the conveyor belt is made of an inert ceramic radio-absorbing material sprayed onto a flexible heat-resistant polymer base. ! 5. The device according to claim 1, characterized in that the active zone of microwave radiation is not more than 6000 mm in length.

Description

Полезная модель относится к технике термообработки в сверхвысокочастотных (СВЧ) полях сыпучих диэлектрических материалов и может использоваться в фармацевтической, пищевой, химической промышленностях.The utility model relates to heat treatment techniques in microwave fields of bulk dielectric materials and can be used in pharmaceutical, food, chemical industries.

Известна установка для сушки сыпучего диэлектрического материала (см. патент РФ на изобретение №2285874, МПК F26B 3/347, опубл. 20.10.2006 г.), включающая рабочую камеру с корпусом в виде прямоугольного параллелепипеда и размещенными в верхней его части СВЧ-генераторами, выходы которых направлены вертикально вниз, загрузочное и разгрузочное устройства, вентилятор, устройства отбора и подачи теплоносителя, пылеулавливающее устройство, при этом она дополнительно снабжена устройством для непрерывного перемещения материала в горизонтальной плоскости, расположенным в корпусе и снабженным приводом, при этом разгрузочное устройство снабжено, по меньшей мере, одним шпальтовым ситом, установленным с возможностью изменения угла его наклона по отношению к потоку разгружаемого материала, пылеулавливающее устройство соединено посредством системы воздуховодов входным патрубком с рабочей камерой, а выходным патрубком посредством трубопровода соединено со входом вентилятора, нагнетающий патрубок которого соединен со шпальтовым ситом.A known installation for drying bulk dielectric material (see RF patent for the invention No. 2285874, IPC F26B 3/347, publ. 20.10.2006), including a working chamber with a housing in the form of a rectangular parallelepiped and placed in its upper part by microwave generators the outputs of which are directed vertically downward, loading and unloading devices, a fan, a device for the selection and supply of coolant, a dust collecting device, while it is additionally equipped with a device for continuous movement of material in a horizontal plane, located in the housing and equipped with a drive, while the unloading device is equipped with at least one shalt screen installed with the possibility of changing the angle of inclination relative to the flow of unloaded material, the dust collecting device is connected via an air duct to the inlet pipe to the working chamber, and the outlet pipe by means of a pipeline connected to the inlet of the fan, the discharge pipe of which is connected to a shaltovy sieve.

Недостатками данного устройство является невысокая равномерность СВЧ поля из-за одинакового расположения СВЧ излучателей в виде рупоров прямоугольного сечения, а также регулирование СВЧ мощности с помощью изменения мощности магнетрона, что снижает срок их эксплуатации и надежность работы устройства.The disadvantages of this device is the low uniformity of the microwave field due to the same arrangement of microwave emitters in the form of horns of rectangular cross section, as well as the regulation of microwave power by changing the power of the magnetron, which reduces their life and the reliability of the device.

Известно также устройство для термической обработки сыпучих диэлектрических материалов (см. патент РФ на изобретение №2311002, МПК Н05В 6/78, Н05В 6/64, опубл. 20.11.2007 г.), содержащее рабочую камеру, подключенную к СВЧ-генератору, загрузочное и разгрузочное устройства, размещенные диаметрально противоположно на стенке рабочей камеры и транспортирующее устройство, при этом транспортирующее устройство установлено горизонтально и выполнено из радиопроницаемого цилиндра, на поверхности которого по винтовой линии с разрывом установлены металлические лопатки из немагнитного материала, с возможностью изменения угла наклона, на концах которых закреплены гибкие элементы из радиопроницаемого материала, соприкасающиеся с нижней частью камеры, а нижняя часть рабочей камеры выполнена в форме полуцилиндра.Also known is a device for the thermal treatment of bulk dielectric materials (see RF patent for the invention No. 2311002, IPC Н05В 6/78, Н05В 6/64, published on November 20, 2007), containing a working chamber connected to a microwave generator, boot and a unloading device placed diametrically opposite on the wall of the working chamber and a conveying device, the conveying device being installed horizontally and made of a radio-permeable cylinder, on the surface of which there are metal blades made of non-magnetic material, with the possibility of changing the angle of inclination, at the ends of which flexible elements of radio-permeable material are fixed that are in contact with the lower part of the chamber, and the lower part of the working chamber is made in the form of a half cylinder.

Основным недостатком известного устройства является использование камеры со стоячей волной (см., например, книгу Архангельский Ю.С. СВЧ электротермия / Ю.С.Архангельский. - Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 1998, с.232-233, 246-247), при которой принципиально невозможно обеспечить равномерную термообработку различных материалов.The main disadvantage of the known device is the use of a camera with a standing wave (see, for example, the book Arkhangelsky Yu.S. microwave electrotermia / Yu.S. Arkhangelsky. - Saratov: Sarat. State Technical University, 1998, p.232- 233, 246-247), in which it is fundamentally impossible to ensure uniform heat treatment of various materials.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для сушки сыпучих диэлектрических материалов (см. патент РФ на изобретение №2330225, МПК F26B 3/347, F26B 17/04, опубл. 20.07.2008 г.), содержащее рабочую камеру, привод, загрузочное устройство, регулирующий затвор, излучатели электромагнитной волны сверхвысокой частоты, разгрузочное устройство, пылеулавливающее устройство и вентилятор, при этом оно дополнительно снабжено ленточным конвейером с транспортерной лентой из диэлектрического материала, вентилятор установлен в начале транспортерной ленты конвейера после загрузочного устройства, а излучатели электромагнитной волны сверхвысокой частоты установлены над транспортерной лентой ленточного конвейера и выполнены в виде фазированной антенной решетки, представляющей собой последовательно расположенные рупорные излучатели, при этом в боковых стенках рупоров излучателей установлены с возможностью перемещения вдоль собственных осей формирующие поле зонды, а рупорные излучатели расположены с шагом размещения, определяемым по следующему выражениюThe closest in technical essence is a device for drying bulk dielectric materials (see RF patent for the invention No. 2330225, IPC F26B 3/347, F26B 17/04, publ. 20.07.2008), containing a working chamber, drive, loading device regulating the shutter, microwave emitters, unloading device, dust collector and fan, while it is additionally equipped with a conveyor belt with a conveyor belt of dielectric material, the fan is installed at the beginning of the conveyor conveyor belts after the loading device, and microwave electromagnetic wave emitters are mounted above the conveyor belt of the conveyor belt and are made in the form of a phased antenna array, which is a consecutively arranged horn emitters, while field-forming probes are installed in the side walls of the radiator horns with the possibility of movement , and the horn emitters are located with the placement step, determined by the following expression

где b - шаг размещения рупорных излучателей, представляющий собой расстояниеwhere b is the pitch of the horn emitters, representing the distance

между рупорами, м; λ - длина волны, м; φ - угол отклонения фронта волны при выходе из рупора, град; а - ширина рупора, м, причем на поде конвейера под транспортерной лентой расположен материал для поглощения излишек энергии электромагнитной волны сверхвысокой частоты.between horns, m; λ is the wavelength, m; φ is the angle of deviation of the wave front when leaving the speaker, deg; and - the width of the horn, m, and on the bottom of the conveyor under the conveyor belt is a material for absorbing excess energy of an ultrahigh frequency electromagnetic wave.

Недостатком данного устройства является необходимость регулировать СВЧ-излучатели с помощью зондов для равномерной термообработки и обеспечения заданного коэффициента стоячей волны непосредственно перед работой и невозможность их перестройки в процессе термообработки.The disadvantage of this device is the need to regulate microwave emitters using probes for uniform heat treatment and to ensure a given coefficient of the standing wave immediately before work and the impossibility of their adjustment in the heat treatment process.

Задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является повышение эффективности процесса сушки и экологической безопасности устройства для сушки сыпучих диэлектрических материалов.The task to which the proposed utility model is directed is to increase the efficiency of the drying process and the environmental safety of the device for drying bulk dielectric materials.

Техническим результатом, достигаемым при осуществлении полезной модели, является повышение качества сушки обрабатываемых диэлектрических материалов за счет обеспечения возможности их равномерной термообработки, а также универсальность относительно обрабатываемого сыпучего материала за счет возможности регулирования оптимального распределения поля в объеме сушильной камеры под заданную нагрузку в зависимости от влажности, размера фракции и диэлектрических свойств материала.The technical result achieved in the implementation of the utility model is to improve the drying quality of the treated dielectric materials by ensuring the possibility of uniform heat treatment, as well as the versatility of the processed bulk material due to the ability to control the optimal field distribution in the volume of the drying chamber under a given load, depending on humidity, fraction size and dielectric properties of the material.

Указанный технический результат достигается тем, что устройство для сушки сыпучих диэлектрических материалов, содержащее бункер для сыпучего материала, ленточный конвейер с транспортерной лентой из диэлектрического материала, привод, магнетроны с рупорными СВЧ-излучателями; последовательно установленными над транспортерной лентой ленточного конвейера, вентилятор с пылеуловителем, приемный бункер для высушенного материала, фасовочное устройство, согласно полезной модели, дополнительно снабжено дозатором, установленным на выходе бункера для сыпучего материала, дискретным двигателем для привода конвейера, тепловой пушкой, установленной в конце активной зоны транспортерной ленты конвейера, экраном с системой ввода/вывода обрабатываемого материала.The specified technical result is achieved in that a device for drying bulk dielectric materials, comprising a hopper for bulk material, a conveyor belt with a conveyor belt of dielectric material, a drive, magnetrons with horn microwave emitters; sequentially mounted above the conveyor belt of the conveyor belt, a fan with a dust collector, a receiving hopper for dried material, a filling device, according to a utility model, is additionally equipped with a dispenser installed at the outlet of the hopper for bulk material, a discrete motor for driving the conveyor, a heat gun installed at the end of the active areas of the conveyor belt of the conveyor, a screen with an input / output system of the processed material.

Целесообразно, чтобы СВЧ-излучатели были расположены с возможностью равномерного распределения мощности излучения на всю активную зону транспортерной ленты конвейера.It is advisable that the microwave emitters were located with the possibility of uniform distribution of radiation power over the entire active zone of the conveyor belt of the conveyor.

Целесообразно, чтобы раструбы рупорных СВЧ-излучателей были расположены поочередно в 2-х взаимно перпендикулярных плоскостях поляризации.It is advisable that the sockets of the horn microwave emitters were located alternately in 2 mutually perpendicular planes of polarization.

Предпочтительно, чтобы транспортерная лента была выполнена из инертного керамического радиопоглощающего материала, напыленного на гибкую термостойкую полимерную основу.Preferably, the conveyor belt was made of an inert ceramic radio-absorbing material sprayed onto a flexible heat-resistant polymer base.

Целесообразно, чтобы активная зона СВЧ-излучения составляла в длину не более 6000 мм.It is advisable that the active zone of microwave radiation is a length of not more than 6000 mm

Введение дозатора, установленного на выходе бункера для сыпучего материала, обеспечивает возможность подавать из бункера сыпучий диэлектрический материал тонким слоем на всю ширину непрерывно движущейся транспортерной ленты конвейера в течение всего процесса сушки\. осуществляемого в непрерывном режиме.The introduction of a dispenser installed at the outlet of the hopper for bulk material, makes it possible to feed loose dielectric material from the hopper in a thin layer over the entire width of the continuously moving conveyor belt of the conveyor during the entire drying process. carried out continuously.

Введение дискретного двигателя для привода транспортерной ленты конвейера обеспечивает возможность регулировки скорости движения ленты вручную непосредственно в процессе термообработки, за счет чего качество сушки обрабатываемого материала можно подстраивать непосредственно во время прохождения активной зоны транспортерной ленты путем регулировки скорости движения.The introduction of a discrete engine to drive the conveyor conveyor belt provides the ability to manually adjust the speed of the belt directly during heat treatment, due to which the drying quality of the processed material can be adjusted directly during the passage of the active zone of the conveyor belt by adjusting the speed of movement.

Введение тепловой пушки с пылеуловителем позволяет обеспечить удаление влаги и пыли в процессе термообработки сыпучих диэлектрических материалов.The introduction of a heat gun with a dust collector allows the removal of moisture and dust during the heat treatment of bulk dielectric materials.

Введение экрана с системой ввода/вывода обрабатываемого материала позволяет осуществить безопасную работу устройства, обеспечивая защиту персонала от вредного воздействия СВЧ-излучения.The introduction of the screen with the input / output system of the processed material allows for the safe operation of the device, protecting personnel from the harmful effects of microwave radiation.

Полезная модель иллюстрируется чертежом, на котором представлена блок-схема предлагаемого устройства для сушки сыпучих диэлектрических материалов. Позиции на чертеже обозначают следующее: 1 - бункер для сыпучего материала; 2 -дозатор; 3 - транспортерная лента конвейера; 4 - дискретный двигатель; 5 - рупорные СВЧ-излучатели с магнетронами и волноводами; 6 - тепловая пушка; 7 - экран для защиты персонала от вредного воздействия СВЧ-излучения; 8 - приемный бункер для высушенного материала.The utility model is illustrated in the drawing, which shows a block diagram of the proposed device for drying bulk dielectric materials. The positions in the drawing indicate the following: 1 - hopper for bulk material; 2-dispenser; 3 - conveyor belt conveyor; 4 - discrete engine; 5 - horn microwave emitters with magnetrons and waveguides; 6 - heat gun; 7 - screen to protect personnel from the harmful effects of microwave radiation; 8 - receiving hopper for dried material.

Устройство для сушки сыпучих диэлектрических материалов содержит бункер 1 для сыпучего материала, дозатор 2, установленный на выходе бункера 1 для сыпучего материала, ленточный конвейер с транспортерной лентой 3 из диэлектрического материала, дискретный двигатель 4 (мощностью до 2 кВт) для привода транспортерной ленты 3 конвейера, магнетроны с рупорными СВЧ-излучателями 5, последовательно установленными над транспортерной лентой 3 ленточного конвейера, тепловую пушку 6 с пылеуловителем для удаления влаги и пыли, установленную в конце активной зоны транспортерной ленты 3 конвейера, экран 7 с системой ввода/вывода обрабатываемого материала, приемный бункер 8 для высушенного материала и фасовочное устройство.A device for drying bulk dielectric materials comprises a hopper 1 for bulk material, a dispenser 2 mounted at the outlet of the hopper 1 for bulk material, a conveyor belt with a conveyor belt 3 made of dielectric material, a discrete motor 4 (up to 2 kW) to drive the conveyor belt 3 conveyors , magnetrons with horn microwave emitters 5, sequentially mounted above the conveyor belt 3 of the conveyor belt, a heat gun 6 with a dust collector to remove moisture and dust, installed at the end of the asset th zone of the belt conveyor 3, a screen 7 with an input / output system of the treated material receiving hopper 8 for the dried material and packing apparatus.

СВЧ-излучатели 5 расположены с возможностью равномерного распределения мощности излучения на всю активную зону транспортерной ленты 3 конвейера. Раструбы рупорных СВЧ-излучателей 5 расположены поочередно в 2-х взаимно перпендикулярных плоскостях поляризации. Транспортерная лента 3 выполнена из инертного керамического радиопоглощающего материала, напыленного на гибкую термостойкую полимерную основу. Активная зона СВЧ-излучения составляет в длину не более 6000 мм.Microwave emitters 5 are arranged to evenly distribute the radiation power over the entire active zone of the conveyor belt 3 of the conveyor. The sockets of the horn microwave emitters 5 are located alternately in 2 mutually perpendicular planes of polarization. Conveyor belt 3 is made of an inert ceramic radio-absorbing material sprayed onto a flexible heat-resistant polymer base. The active zone of microwave radiation is not more than 6000 mm in length.

Сушка осуществляется в непрерывном режиме, при этом сыпучий диэлектрический материал подается из бункера 1 через дозатор 2 тонким слоем 10-30 мм на всю ширину непрерывно движущейся транспортерной ленты 3 шириной до 500 мм, изготовленной из инертного керамического радиопоглощающего материала, напыленного на гибкую термостойкую полимерную основу. Устройство имеет до 18 магнетронов с частотой излучения 2450 МГц и выходной мощностью 800 Вт, которые соединены с секториальными рупорными излучателями посредством отрезков волноводов сечением 90×45 мм. Раструбы рупорных излучателей расположены поочередно в 2-х взаимно перпендикулярных плоскостях поляризации. Оси рупорных излучателей расположены на расстоянии 420 мм, высота расположения рупоров составляет 500 мм над поверхностью диэлектрика. Влажность сыпучего диэлектрического материала на входе в активную зону СВЧ-излучения, длина которой не более 6000 мм, должна составлять 30-50%. Скорость движения транспортерной ленты 3 дискретно регулируется в широких пределах от 10 до 100 мм/с. Влажность высушенного материала на выходе из активной зоны СВЧ-излучения должна составлять не более 3-5%.Drying is carried out continuously, while the bulk dielectric material is fed from the hopper 1 through the dispenser 2 with a thin layer of 10-30 mm to the entire width of the continuously moving conveyor belt 3 up to 500 mm wide, made of an inert ceramic radar absorbing material sprayed onto a flexible heat-resistant polymer base . The device has up to 18 magnetrons with a radiation frequency of 2450 MHz and an output power of 800 W, which are connected to sectorial horn emitters through segments of waveguides with a cross section of 90 × 45 mm. Horn emitters are arranged alternately in 2 mutually perpendicular polarization planes. The axis of the horn emitters is located at a distance of 420 mm, the height of the horns is 500 mm above the surface of the dielectric. The moisture content of bulk dielectric material at the entrance to the active zone of microwave radiation, the length of which is not more than 6000 mm, should be 30-50%. The speed of the conveyor belt 3 is discretely adjustable over a wide range from 10 to 100 mm / s. The moisture content of the dried material at the exit from the microwave core should be no more than 3-5%.

Изменяемым параметром, влияющим на сушку материала, является скорость движения транспортерной ленты, на которой он расположен ровным слоем. Скорость движения ленты можно регулировать вручную непосредственно в процессе термообработки. Таким образом, качество сушки обрабатываемого материала можно подстраивать непосредственно во время прохождения активной зоны транспортерной ленты 3 путем регулировки скорости движения.A variable parameter that affects the drying of the material is the speed of the conveyor belt, on which it is located in an even layer. The speed of the tape can be manually adjusted directly during the heat treatment. Thus, the drying quality of the processed material can be adjusted directly during the passage of the active zone of the conveyor belt 3 by adjusting the speed of movement.

Устройство для сушки сыпучих диэлектрических материалов работает следующим образом.A device for drying bulk dielectric materials works as follows.

Сыпучий материал подается из бункера 1 для сыпучего материала с помощью дозатора 2 ровным слоем на транспортерную ленту 3 ленточного конвейера. В процессе работы в зависимости от влажности материала на выходе можно регулировать скорость его движения в активной зоне СВЧ-излучения, создаваемого излучателями 4 с рупорами и магнетронами частотой излучения 2450 МГц мощностью 900 Вт. Испарившаяся влага непрерывно выдувается из активной зоны СВЧ-излучения горячим воздухом температурой не выше 100°С, для чего в активной зоне присутствует тепловая пушка 6 мощностью до 3 кВт с пылеуловителем, который вместе с влагой удаляет и возможную пыль. Сухой материал влажностью 3-5% подается в приемный бункер 8, после чего фасуется специальным фасовочным устройством.Bulk material is fed from the hopper 1 for bulk material using a dispenser 2 in an even layer to the conveyor belt 3 of the conveyor belt. In the process, depending on the humidity of the material at the output, it is possible to adjust the speed of its movement in the active zone of the microwave radiation generated by the emitters 4 with horns and magnetrons with a radiation frequency of 2450 MHz and a power of 900 watts. Evaporated moisture is continuously blown out from the core of microwave radiation by hot air with a temperature of no higher than 100 ° C, for which purpose there is a heat gun 6 with a power of up to 3 kW with a dust collector, which together with moisture removes possible dust. Dry material with a moisture content of 3-5% is fed into the receiving hopper 8, after which it is packed up with a special filling device.

Для безопасной работы устройство накрывается металлическим экраном 7 со специальными отверстиями для ввода/выводы материала. Общая максимальная потребляемая устройством мощность составляет 15-17 кВт. Для монтажа и запуска устройства необходимо помещение, площадью не менее 20 м² и высотой не менее 2,5 м, оснащенное трехфазной сетью напряжением 380 В частотой 50 Гц.For safe operation, the device is covered with a metal screen 7 with special holes for input / output of material. The total maximum power consumed by the device is 15-17 kW. For installation and start-up of the device, a room with an area of at least 20 m ² and a height of at least 2.5 m, equipped with a three-phase network with a voltage of 380 V and a frequency of 50 Hz, is required.

При использовании предложенного устройства для сушки сыпучих диэлектрических материалов обеспечивается получение заданной влажности сыпучих материалов при сохранении условий охраны труда, окружающей среды и экологии производства.When using the proposed device for drying bulk dielectric materials, it is possible to obtain a predetermined moisture content of bulk materials while maintaining the conditions of labor protection, the environment and the production ecology.

Claims

1. Device for drying bulk dielectric materials, containing a hopper for bulk material, a conveyor belt with a conveyor belt of dielectric material, a drive, magnetrons with horn microwave emitters, sequentially mounted above the conveyor belt of a conveyor belt, a fan with a dust collector, a hopper for dried material , filling device, characterized in that it is additionally equipped with a dispenser installed at the outlet of the hopper for bulk material, a discrete engine to drive the conveyor, a heat gun installed at the end of the active zone of the conveyor belt of the conveyor, a screen with an input / output system of the processed material.

2. The device according to claim 1, characterized in that the microwave emitters are arranged to evenly distribute the radiation power over the entire active zone of the conveyor belt of the conveyor.

3. The device according to claim 1, characterized in that the sockets of the horn microwave emitters are located alternately in two mutually perpendicular planes of polarization.

4. The device according to claim 1, characterized in that the conveyor belt is made of an inert ceramic radio-absorbing material sprayed onto a flexible heat-resistant polymer base.

5. The device according to claim 1, characterized in that the active zone of microwave radiation is a length of not more than 6000 mm