RU195247U1 - Ultrasonic dryer - Google Patents
Ultrasonic dryer Download PDFInfo
- Publication number
- RU195247U1 RU195247U1 RU2019128227U RU2019128227U RU195247U1 RU 195247 U1 RU195247 U1 RU 195247U1 RU 2019128227 U RU2019128227 U RU 2019128227U RU 2019128227 U RU2019128227 U RU 2019128227U RU 195247 U1 RU195247 U1 RU 195247U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- disk
- diameter
- drying chamber
- ultrasonic
- drying
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F26—DRYING
- F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
- F26B3/00—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat
- F26B3/02—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by convection, i.e. heat being conveyed from a heat source to the materials or objects to be dried by a gas or vapour, e.g. air
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F26—DRYING
- F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
- F26B5/00—Drying solid materials or objects by processes not involving the application of heat
- F26B5/02—Drying solid materials or objects by processes not involving the application of heat by using ultrasonic vibrations
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Drying Of Solid Materials (AREA)
Abstract
Техническое решение - полезная модель относится к области техники, связанной с созданием оборудования для реализации сушки различных материалов при помощи ультразвуковых колебаний высокой интенсивности. Ультразвуковая сушилка содержит сушильную камеру с источником ультразвуковых колебаний в виде пьезоэлектрической колебательной системы, состоящей из связанных между собой пьезоэлектрического преобразователя с жидкостной системой охлаждения, концентратора колебаний и излучателя в виде металлического диска, с плоской фронтальной излучающей поверхностью и ступенчатым профилем тыльной стороны. Геометрические размеры и форма тыльной поверхности выбраны из условия формирования, нарастающих по амплитуде к периферии диска колебаний, диаметр диска равен половине диаметра внутреннего объема сушильной камеры, а расстояние между поверхностью тыльной стороны диска и поверхностью торцевой стенки сушильной камеры выбрано равным половине диаметра диска. На внутренней поверхности торцевой стенки сушильной камеры размещен отражатель ультразвуковых колебаний, выполненный в виде двух концентрически расположенных усеченных конусов с углом разворота, равным 90 градусов, конусы соединены между собой и прикреплены к торцевой стенке верхними основаниями. 2 ил.Technical solution - a utility model relates to the field of technology related to the creation of equipment for the implementation of drying various materials using high-intensity ultrasonic vibrations. An ultrasonic dryer contains a drying chamber with a source of ultrasonic vibrations in the form of a piezoelectric oscillation system, consisting of a piezoelectric transducer with a liquid cooling system interconnected, an oscillation concentrator and a radiator in the form of a metal disk, with a flat front radiating surface and a stepped back profile. The geometric dimensions and the shape of the back surface are selected from the formation conditions, increasing in amplitude to the periphery of the oscillation disk, the diameter of the disk is equal to half the diameter of the internal volume of the drying chamber, and the distance between the surface of the back side of the disk and the surface of the end wall of the drying chamber is chosen to be half the diameter of the disk. On the inner surface of the end wall of the drying chamber there is a reflector of ultrasonic vibrations made in the form of two concentrically arranged truncated cones with a rotation angle of 90 degrees, the cones are interconnected and attached to the end wall by upper bases. 2 ill.
Description
Техническое решение - полезная модель относится к области техники, связанной с созданием оборудования для реализации технологических процессов сушки различных материалов и с применением акустических (ультразвуковых) колебаний для интенсификации сушки материалов, а именно к устройствам для повышения эффективности (производительности процесса и качества конечного продукта) сушки при помощи ультразвуковых колебаний высокой интенсивности.Technical solution - a utility model relates to the field of technology related to the creation of equipment for the implementation of technological processes of drying various materials and the use of acoustic (ultrasonic) vibrations to intensify the drying of materials, namely, devices for increasing the efficiency (process productivity and quality of the final product) of drying using high-intensity ultrasonic vibrations.
Техническое решение может быть использовано для создания современной материально-технической базы во всех областях промышленности и сельского хозяйства, где одним из технологических этапов является сушка.The technical solution can be used to create a modern material and technical base in all areas of industry and agriculture, where drying is one of the technological stages.
Процесс сушки, заключающийся в удалении влаги из материала, с одной стороны, является одним из ключевых этапов различных технологических процессов, с другой стороны, одной из самых затратных стадий переработки продукции. Эффективность реализации процесса сушки в значительной степени определяет качество и себестоимость конечного продукта.The drying process, which consists in removing moisture from the material, on the one hand, is one of the key stages of various technological processes, on the other hand, one of the most expensive stages of product processing. The efficiency of the drying process to a large extent determines the quality and cost of the final product.
Интенсификация процесса удаление влаги из материалов под действием ультразвуковых колебаний высокой интенсивности (ультразвуковая сушка) характеризуется рядом специфических особенностей.The intensification of the process of moisture removal from materials under the action of high-intensity ultrasonic vibrations (ultrasonic drying) is characterized by a number of specific features.
- Интенсификация процесса сушки происходит только при высоких интенсивностях колебаний. В случае воздействия на материалы колебаниями низкой интенсивности (менее 130 дБ) процесс сушки ничем не отличается от конвективной сушки. То есть существует «критический» уровень воздействия, при котором осуществляется акустическая сушка.- The intensification of the drying process occurs only at high vibration intensities. In the case of exposure to materials with low-intensity vibrations (less than 130 dB), the drying process is no different from convective drying. That is, there is a “critical” level of exposure at which acoustic drying takes place.
- Большинство экспериментальных работ свидетельствуют о нелинейной зависимости интенсивности сушки от величины интенсивности воздействия. Установлено, что, начиная с интенсивности акустических колебаний в 140-160 дБ, процесс удаления влаги идет по экспоненциальному закону.- Most experimental work indicates a non-linear dependence of the drying intensity on the magnitude of the intensity of the impact. It has been established that, starting from the intensity of acoustic vibrations of 140-160 dB, the process of moisture removal proceeds exponentially.
До настоящего времени считалось, что наиболее эффективной является ультразвуковая сушилка, основанная на применении газоструйных преобразователей, обеспечивающих формирование акустических (ультразвуковых) колебаний высокой интенсивности в газовой среде. Поэтому было разработано большое количество устройств ультразвуковой сушки [1-2], основанных на использовании газоструйных преобразователей.Until now, it was believed that the most effective is an ultrasonic dryer, based on the use of gas-jet transducers, providing the formation of high-intensity acoustic (ultrasonic) vibrations in a gaseous medium. Therefore, a large number of ultrasonic drying devices [1-2] based on the use of gas-jet converters have been developed.
Наиболее эффективным является устройство акустической сушки [3], разработанное в Институте теоретической и прикладной механики СО РАН. Устройство акустической сушки представляет собой сушильную камеру для сушки материала, размер которой превосходит объем высушиваемого материала, размещении в этой камере газоструйного преобразователя, подаче через него в объем сжатого воздуха, преобразовании энергии потока газа в энергию упругих колебаний, распространении акустических колебаний к поверхности высушиваемого материала для удаления заданного количества влаги.The most effective is an acoustic drying device [3], developed at the Institute of Theoretical and Applied Mechanics SB RAS. The acoustic drying device is a drying chamber for drying a material the size of which exceeds the volume of the material to be dried, placing a gas-jet converter in this chamber, feeding it into the volume of compressed air, converting the energy of the gas flow into elastic energy, propagating acoustic vibrations to the surface of the material being dried for removing a predetermined amount of moisture.
Такое устройство позволяет обеспечить акустическую сушку материалов, однако имеет следующие недостатки:Such a device allows acoustic drying of materials, but has the following disadvantages:
1. Низкую эффективность сушки, обусловленную тем, что на практике обеспечивается незначительное превышение «критического» уровня звукового давления. Этот недостаток приводит к длительному времени сушки.1. Low drying efficiency, due to the fact that in practice a slight excess of the "critical" sound pressure level is provided. This disadvantage leads to a long drying time.
2. Невозможность повышения эффективности сушки за счет увеличения уровня звукового давления над уровнем «критического» давления, поскольку это требует увеличения давления газа, подаваемого в газоструйный излучатель и увеличения диаметра соплового отверстия. При этом увеличиваются расходы на создание сжатого воздуха и снижается рабочая частота излучателей, что требует усложнения систем акустической защиты от негативных воздействий на человека и окружающий природный мир (животных и растения). Для упрощения систем защиты сушилки делают в виде параллелепипедов, теряя в эффективности применения энергии колебаний.2. The impossibility of increasing the drying efficiency by increasing the sound pressure level above the “critical” pressure level, since this requires an increase in the gas pressure supplied to the gas-jet emitter and an increase in the diameter of the nozzle opening. This increases the cost of creating compressed air and reduces the operating frequency of the emitters, which requires the complication of acoustic protection systems from negative impacts on humans and the natural world (animals and plants). To simplify the protection systems, dryers are made in the form of parallelepipeds, losing the efficiency of the use of vibrational energy.
3. Газоструйные излучатели работают в области акустических колебаний звуковой частоты, что обуславливает возможность негативного воздействия на человека и окружающий животный мир. Эффективность газоструйного излучателя при переходе в область ультразвуковых колебаний существенно падает. Так газоструйный излучатель на рабочую частоту в 20 кГц должен иметь размеры резонатора и соплового отверстия около 1 мм, что существенно ограничивает поток газа, используемого для преобразования в акустические колебания. По этой причине мощность формируемых колебаний не может быть более 10…100 Вт и эффективность такого воздействия на ультразвуковой частоте становится недостаточной для обеспечения эффекта акустической сушки в реальных объемах.3. Gas-jet emitters work in the field of acoustic vibrations of sound frequency, which leads to the possibility of negative effects on humans and the surrounding animal world. The efficiency of a gas-jet emitter during transition to the region of ultrasonic vibrations drops significantly. So a gas-jet emitter at an operating frequency of 20 kHz should have a resonator and nozzle orifice size of about 1 mm, which significantly limits the flow of gas used to convert into acoustic vibrations. For this reason, the power of the generated oscillations cannot be more than 10 ... 100 W and the effectiveness of such an effect at the ultrasonic frequency becomes insufficient to ensure the effect of acoustic drying in real volumes.
Для устранения недостатков имеющихся аналогов создана ультразвуковая сушилка [4], принятая за прототип (Патент РФ №2239137, кл. F26B 5/02). В качестве источника ультразвуковых колебаний (излучателя) использован металлический диск, совершающий изгибные колебания, возбуждаемые при помощи пьезоэлектрического преобразователя.To eliminate the disadvantages of existing analogues created an ultrasonic dryer [4], adopted as a prototype (RF Patent No. 2239137, CL F26B 5/02). As a source of ultrasonic vibrations (emitter), a metal disk is used, which performs bending vibrations excited by a piezoelectric transducer.
Излучатель размещается внутри сушильной камеры. Конструктивная схема сушильной камеры выполнена в форме тороида, представляющего собой объемную фигуру, имеющую в сечении два одинаковых усеченных эллипса.The emitter is placed inside the drying chamber. The structural diagram of the drying chamber is made in the form of a toroid, which is a three-dimensional figure having in cross section two identical truncated ellipses.
Источник ультразвуковых колебаний в виде излучателя дисковой формы [5], располагается в общем для двух эллипсов фокусе. Диаметр излучателя дисковой формы не может превышать 300…400 ммThe source of ultrasonic vibrations in the form of a disk-shaped radiator [5] is located in the common focus for two ellipses. The diameter of the disk-shaped radiator cannot exceed 300 ... 400 mm
Материал для сушки размещают в области вторых фокусов. Это позволяет сконцентрировать ультразвуковое воздействие за счет многократных отражений УЗ колебаний от внутренней поверхности камеры на высушиваемый материал. Таким образом, ультразвуковая сушилка, принятая за прототип, позволяет повысить скорость сушки за счет рационального использования ультразвуковой энергии.Material for drying is placed in the region of the second foci. This allows you to concentrate the ultrasonic effect due to multiple reflections of ultrasonic vibrations from the inner surface of the chamber on the material to be dried. Thus, the ultrasonic dryer, adopted as a prototype, allows to increase the drying speed due to the rational use of ultrasonic energy.
Ультразвуковая сушилка, принятая за прототип, сложна в изготовлении и ограничена количеством (массой) единовременно высушиваемого материала. Обусловлено это ограничением размера сушилки (диаметр не более 3 диаметров диска) и необходимость размещения высушиваемого материала только в отдельных зонах сушильной камеры (материал размещают в области вторых фокусов). Поскольку нет возможности размещения высушиваемого материала точно в точках фокусировании колебаний, сушка материала происходит неравномерно.An ultrasonic dryer, adopted as a prototype, is difficult to manufacture and is limited by the quantity (weight) of material to be dried at a time. This is due to the limitation of the size of the dryer (diameter not more than 3 disk diameters) and the need to place the material to be dried only in separate areas of the drying chamber (the material is placed in the region of the second foci). Since it is not possible to place the material to be dried exactly at the focal points of the vibrations, the drying of the material is uneven.
Перечисленные недостатки ограничивает возможности ультразвуковой сушилки, приводит к существенному снижению производительности технологической операции сушки и потере качества конечного продукта, что делает такую сушилку экономически выгодной только для сушки особо ценных и дорогостоящих материалов при непрерывном перемешивании высушиваемого материала для обеспечения равномерности сушки.These shortcomings limit the capabilities of an ultrasonic dryer, lead to a significant decrease in the productivity of the technological operation of drying and loss of quality of the final product, which makes such a dryer economically advantageous only for drying especially valuable and expensive materials while continuously mixing the material to be dried to ensure uniformity of drying.
Предлагаемое техническое решение направлено на устранение недостатков существующей ультразвуковой сушилки, и создание ультразвуковой сушилки способной обеспечить повышение производительности операций сушки и увеличение качества конечного продукта за счет обеспечения эффективного ультразвукового воздействия.The proposed technical solution is aimed at eliminating the shortcomings of the existing ultrasonic dryer, and the creation of an ultrasonic dryer capable of increasing the productivity of drying operations and increasing the quality of the final product by ensuring effective ultrasonic exposure.
Кроме того, предлагаемое устройство позволит обеспечить повышение привлекательности самого метода ультразвуковой сушки, снижение стоимости процесса и позволит создать мобильные малогабаритные сушилки.In addition, the proposed device will provide an increase in the attractiveness of the ultrasonic drying method itself, a reduction in the cost of the process, and will allow the creation of mobile small-sized dryers.
Суть предлагаемого технического решения заключается в том, что в известной ультразвуковой сушилке, содержащей сушильную камеру со звукоизолированными и теплоизолированными стенками, загрузочно-разгрузочным устройством, устройством подачи потока нагретого воздуха в сушильную камеру, системой контроля температуры и источником ультразвуковых колебаний, источник ультразвуковых колебаний выполнен в виде пьезоэлектрической колебательной системы, состоящей из последовательно расположенных и акустически связанных между собой пьезоэлектрического преобразователя с жидкостной системой охлаждения, концентратора механических колебаний, снабженного в узловой зоне минимальных колебаний крепежным фланцем и излучателя в виде металлического диска, с плоской фронтальной излучающей поверхностью и ступенчатым профилем тыльной стороны. Геометрические размеры и форма тыльной поверхности, выбирают из условия формирования, нарастающих по амплитуде к периферии диска колебаний на рабочей частоте, кратной основной частоте диска, диаметр диска равен половине диаметра внутреннего объема сушильной камеры, а расстояние между поверхностью тыльной стороны диска и поверхностью торцевой стенки сушильной камеры выбрано равным половине диаметра диска. На внутренней поверхности торцевой стенки сушильной камеры размещен отражатель ультразвуковых колебаний, выполненный в виде двух концентрически расположенных усеченных конусов с углом разворота, равным 90 градусов, каждый из которых имеет высоту, равную расстоянию между диском и внутренней поверхностью торцевой стенки, диаметры верхних оснований внутреннего и внешнего конусов равны и соответствуют диаметру диска, внешний конус имеет диаметр нижнего основания равный диаметру сушильной камеры, диаметр нижнего основания внутреннего конуса равен диаметру концентратора в месте присоединения к нему диска, конусы соединены между собой и прикреплены к торцевой стенке верхними основаниями.The essence of the proposed technical solution lies in the fact that in a known ultrasonic dryer containing a drying chamber with soundproofed and heat-insulated walls, a loading and unloading device, a device for supplying heated air to the drying chamber, a temperature control system and a source of ultrasonic vibrations, the source of ultrasonic vibrations is made in in the form of a piezoelectric oscillatory system consisting of a piezoele located in series and acoustically interconnected an insulating converter with a liquid cooling system, the concentrator mechanical vibrations, fitted in a nodal zone of minimum oscillations of the mounting flange and the emitter in the form of a metal disc, with a flat front radiating surface and the back side stepped profile. The geometric dimensions and the shape of the back surface are selected from the conditions of formation that increase in amplitude to the periphery of the disk of vibrations at a working frequency multiple of the main frequency of the disk, the diameter of the disk is half the diameter of the internal volume of the drying chamber, and the distance between the surface of the back of the disk and the surface of the end wall of the cameras selected equal to half the diameter of the disk. On the inner surface of the end wall of the drying chamber there is a reflector of ultrasonic vibrations made in the form of two concentrically arranged truncated cones with a rotation angle of 90 degrees, each of which has a height equal to the distance between the disk and the inner surface of the end wall, the diameters of the upper bases of the inner and outer the cones are equal and correspond to the diameter of the disk, the outer cone has a diameter of the lower base equal to the diameter of the drying chamber, the diameter of the lower base of the inner the cone is equal to the diameter of the hub at the point of attachment of the disk to it, the cones are interconnected and attached to the end wall by upper bases.
Таким образом, в предлагаемом техническом решении задача реализации низкотемпературной ультразвуковой сушки решается за счет:Thus, in the proposed technical solution, the problem of implementing low-temperature ultrasonic drying is solved by:
- бесконтактного воздействия ультразвуковыми колебаниями на частоте более 20 кГц, безопасной для человека и с интенсивностью в диапазоне 135-155 дБ, обеспечивающей возможность реализации процесса сушки без существенного нагрева высушиваемого материала;- non-contact exposure to ultrasonic vibrations at a frequency of more than 20 kHz, safe for humans and with an intensity in the range of 135-155 dB, providing the possibility of implementing the drying process without significant heating of the dried material;
- резонансного усиления ультразвуковых колебаний во внутреннем объеме сушильной камеры, обеспечиваемого путем выбора расстояния между дисковыми излучателями кратным половине длине ультразвуковых колебаний в воздухе;- resonant amplification of ultrasonic vibrations in the internal volume of the drying chamber, provided by selecting the distance between the disk emitters a multiple of half the length of the ultrasonic vibrations in the air;
- использования сушильного агента, нагретого до температуры не более 90°С, что позволяет сохранить ценные вещества, содержащиеся в высушиваемом материале, и позволяет сократить энергозатраты на нагрев воздуха.- the use of a drying agent heated to a temperature of not more than 90 ° C, which allows you to save valuable substances contained in the dried material, and allows you to reduce energy consumption for heating the air.
Кроме того, благодаря тому, что геометрические размеры и форма тыльной поверхности диска выбраны из условия формирования, нарастающих по амплитуде к периферии диска колебаний на рабочей частоте, кратной основной частоте диска, диаметр диска равен половине диаметра внутреннего объема сушильной камеры, а расстояние между поверхностью тыльной стороны диска и поверхностью торцевой стенки сушильной камеры выбрано равным половине диаметра диска, а также благодаря применению отражателя, воздействие на высушиваемый материал осуществляется одновременно колебаниями, создаваемыми обеими сторонами плоского излучателя и равномерно.In addition, due to the fact that the geometric dimensions and the shape of the back surface of the disk are selected from the conditions of formation that increase in amplitude to the periphery of the disk of vibrations at a working frequency that is a multiple of the main frequency of the disk, the diameter of the disk is half the diameter of the internal volume of the drying chamber, and the distance between the back surface the side of the disk and the surface of the end wall of the drying chamber is chosen equal to half the diameter of the disk, and also due to the use of a reflector, the effect on the material to be dried is carried out dnovremenno vibrations generated by the two flat sides of the radiator and evenly.
Таким образом, обеспечивается равномерность ультразвукового воздействия по всему сушильному объему с излучающей поверхности, превосходящей площадь непосредственно излучателя как минимум вдвое.Thus, the uniformity of ultrasonic exposure across the entire drying volume from the emitting surface, which exceeds the area of the emitter directly by at least twice, is ensured.
Сущность технического решения поясняется фиг. 1, на которой схематично изображена предлагаемая ультразвуковая сушилка.The essence of the technical solution is illustrated in FIG. 1, which schematically shows the proposed ultrasonic dryer.
Ультразвуковая сушилка состоит из сушильной камеры со звукоизолированными и теплоизолированными стенками 1; разгрузочного и загрузочное устройств 2 и 3; устройства подачи потока нагретого воздуха в сушильную камеру с системой контроля температуры 4; источника ультразвуковых колебаний 5; крышки (торцевая стенка) - 6; пьезоэлектрического преобразователя - 7, имеющего жидкостную систему охлаждения - 8; концентратора (усилителя) механических колебаний - 9 с крепежным фланцем в узловой зоне минимальных колебаний - 10, соединенного с излучателем в виде металлического диска - 11; отражателя ультразвуковых колебаний в виде двух концентрически расположенных усеченных конусов - 12; В конструкции предусмотрены сетка для размещения высушиваемого материала - 13 и патрубок для выхода горячего влажного воздуха - 14.An ultrasonic dryer consists of a drying chamber with soundproofed and thermally insulated
Ультразвуковая сушилка работает следующим образом.Ultrasonic dryer operates as follows.
С помощью загрузочно-разгрузочного устройства ультразвуковой сушилки ее сушильная камера заполняют высушиваемым материалом. В процессе сушки осуществляется воздействие ультразвуковыми колебаниями высокой интенсивности до момента удаления необходимого количества влаги из материала. Ультразвуковое воздействие на высушиваемый материал обеспечивает уменьшение толщины гидродинамического пограничного слоя вокруг каждой частички высушиваемого материала. Кроме того, ультразвуковые колебания проникают в материал и создают в нем быстро сменяющиеся зоны повышенного и пониженного давления, что интенсифицирует процессы переноса влаги из глубинных слоев к поверхности.Using the loading and unloading device of an ultrasonic dryer, its drying chamber is filled with dried material. During the drying process, high-intensity ultrasonic vibrations are applied until the required amount of moisture is removed from the material. Ultrasonic action on the dried material provides a decrease in the thickness of the hydrodynamic boundary layer around each particle of the dried material. In addition, ultrasonic vibrations penetrate the material and create rapidly changing zones of high and low pressure in it, which intensifies the processes of moisture transfer from deep layers to the surface.
Во время сушки, с помощью ультразвуковых колебаний внутри сушильной камеры создаются конвекционные потоки, за счет того, что в объем сушильной установки происходит забор воздуха из окружающего пространства, затем он нагревается в 4 до определенной температуры, после чего отработанный воздух удаляется.During drying, convection flows are created using ultrasonic vibrations inside the drying chamber, due to the fact that air is taken from the surrounding space into the drying unit, then it is heated at 4 to a certain temperature, after which the exhaust air is removed.
Ультразвуковые колебания высокой интенсивности внутри сушильной камеры создает источник ультразвуковых колебаний 5, выполненный в виде пьезоэлектрической колебательной системы, состоящей из последовательно расположенных и акустически связанных между собой пьезоэлектрического преобразователя 7 с жидкостной системой охлаждения 8, концентратора механических колебаний 9, снабженного в узловой зоне минимальных колебаний крепежным фланцем 10 и излучателя в виде металлического диска 11, с плоской фронтальной излучающей поверхностью и ступенчатым профилем тыльной стороны.High-intensity ultrasonic vibrations inside the drying chamber creates a source of
Технические характеристики ультразвукового излучателя приведены в таблице 1.Technical characteristics of the ultrasonic emitter are shown in table 1.
Для охлаждения пьезопреобразователя использована система воздушного и жидкостного охлаждения. Излучатель выполнен в виде титанового диска ступенчато переменного диаметра, работающий на 5-й кольцевой моде колебаний. Конструкция ультразвукового дискового излучателя выполнена таким образом, чтобы обеспечивалась линейное нарастание амплитуды колебаний каждого кольцевого участка к периферии.For cooling the piezoelectric transducer, an air and liquid cooling system was used. The emitter is made in the form of a titanium disk of stepwise variable diameter, operating on the 5th ring vibration mode. The design of the ultrasonic disk emitter is made in such a way as to ensure a linear increase in the amplitude of oscillations of each annular section to the periphery.
Крайний по диаметру кольцевой участок излучателя колеблется с амплитудой не менее чем в два раза превосходящей амплитуду центрального участка.The extreme diameter annular portion of the emitter oscillates with an amplitude of at least two times the amplitude of the central portion.
Для повышения эффективности сушки система снабжена устройствами подачи 4 и отвода 14 сушильного воздуха. Разработанная сушильная камера позволяет реализовать ультразвуковую сушку материалов.To increase the drying efficiency, the system is equipped with supply devices 4 and
Использованная для проведения исследований ультразвуковая сушилка имела следующие технические характеристики: диаметр сушильной камеры 380 мм; материал стенок сушильной камеры - металл; максимальная загрузка сушильной камеры 25 кг.The ultrasonic dryer used for research had the following technical characteristics: diameter of the drying chamber 380 mm; the material of the walls of the drying chamber is metal; the maximum load of the drying chamber is 25 kg.
Для определения эффективности предложенной и разработанной ультразвуковой сушилки были проведены экспериментальные исследования в специально отведенном помещении, при которых использовался дисковый излучатель с потребляемой электрической мощностью 200 Вт. Температура в сушильной камере поддерживалась на уровне 80-90°С, влажность окружающей среды 20-23%.To determine the effectiveness of the proposed and developed ultrasonic dryer, experimental studies were conducted in a specially designated room, in which a disk radiator with a consumed electric power of 200 W was used. The temperature in the drying chamber was maintained at the level of 80-90 ° С, the humidity of the environment was 20-23%.
При определении функциональных возможностей ультразвуковой сушилки проведена серия экспериментов на двух различных веществах: горохе и полимерных гранулах.In determining the functionality of an ultrasonic dryer, a series of experiments was carried out on two different substances: peas and polymer granules.
На основе анализа сравнительных зависимостей результатов экспериментов сушки веществ теплом и сушки с помощью ультразвукового воздействия при одновременном тепловом воздействии в процессе сушки сухого гороха и полимерных гранул были получено, что сушка при помощи ультразвукового воздействия идет на 30-35% быстрее, чем сушка без ультразвукового воздействия. Проведенные эксперименты подтвердили эффективность ультразвуковой сушилки при сушке различных материаловBased on the analysis of the comparative dependences of the results of experiments on drying substances with heat and drying using ultrasonic treatment while simultaneously applying thermal effects during the drying of dry peas and polymer granules, it was found that drying by ultrasonic treatment is 30-35% faster than drying without ultrasonic treatment . The experiments have confirmed the effectiveness of the ultrasonic dryer for drying various materials
Ультразвуковую сушилку можно применять как автономно, так и в составе технологических линий для сушки различных материалов.An ultrasonic dryer can be used both autonomously and as part of production lines for drying various materials.
Устройство готовится для промышленного применения.The device is being prepared for industrial use.
Список литературы, использованной при составлении заявкиList of literature used in the preparation of the application
1. Акустотермический способ сушки материалов [Текст]: патент 2215953 РФ: МПК F26 5/02 (2000.1) / F26B 7/00 (2000.01) / Глазнёв В.Н; патентообладатель: Глазнёв Владимир Николаевич; заявка: 2001122696/06 от 10.08.2001. Опубликовано: 10.05.2003.1. Acoustothermal method of drying materials [Text]: RF patent 2215953:
2. Способ сушки волокнистых материалов [Текст]: патент 2171959 РФ: МПК F26 5/02 (2000.1) / F26B 7/00 (2000.01) / Изгородин А.К., Сенченков Е.В., Семикин А.П.; патентообладатель: Ивановская государственная текстильная академия; Заявка: 99105625/06 от 18.03.1999. Опубликовано: 10.08.2001.2. Method of drying fibrous materials [Text]: RF patent 2171959:
3. Способ акустической сушки капиллярно-пористых материалов [Текст]: патент 2062416 РФ: МПК F26B 5/02 (1996.01) / Глазнёв В.Н., Глинский А.Б.; патентообладатель: Институт теоретической и прикладкой механики СО РАН; заявка: 9494027716 от 22.07.1994. Опубликовано: 20.06.1996.3. The method of acoustic drying of capillary-porous materials [Text]: RF patent 2062416:
4. Способ сушки капиллярно-пористых материалов [Текст]: патент 2239137 РФ: МПК F26B 5/02 (2000.01) / F26B 7/00 (2000.01) / Хмелёв В.Н., Заборовский А.Н.; патентообладатель: Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ); заявка: 2003102919/06 от 31.01.2003. Опубликовано: 27.10.2004. - прототип4. Method for drying capillary-porous materials [Text]: RF patent 2239137:
5. Ультразвуковая колебательная система для газовых сред: патент 132000 РФ МПК В06В 1/00 (2006.01) / Хмелёв В.Н., Галахов А.Н., Шалунов А.В., Нестеров В.А., Голых Р.Н.; заявитель и патентообладатель: Общество с ограниченной ответственностью «Центр ультразвуковых технологий АлтГТУ»; заявка №2013123940/28 от 24.05.2013. Опубликовано: 10.09.2013.5. Ultrasonic oscillatory system for gaseous media: patent 132000
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019128227U RU195247U1 (en) | 2019-09-06 | 2019-09-06 | Ultrasonic dryer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019128227U RU195247U1 (en) | 2019-09-06 | 2019-09-06 | Ultrasonic dryer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU195247U1 true RU195247U1 (en) | 2020-01-21 |
Family
ID=69184315
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019128227U RU195247U1 (en) | 2019-09-06 | 2019-09-06 | Ultrasonic dryer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU195247U1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2757201C1 (en) * | 2020-09-23 | 2021-10-12 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) | Method for ultrasonic drying of bulk materials |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2239137C1 (en) * | 2003-01-31 | 2004-10-27 | Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова | Method of drying of capillary porous materials |
| WO2010090690A1 (en) * | 2009-02-09 | 2010-08-12 | Heat Technologies, Inc. | Ultrasonic drying system and method |
| KR20120072101A (en) * | 2010-12-23 | 2012-07-03 | 주식회사 이엠코 | Device and method of ultrasonic drying |
| RU147237U1 (en) * | 2014-06-10 | 2014-10-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Центр ультразвуковых технологий АлтГТУ" | DEVICE FOR ULTRASONIC DRYING OF BIRD LITTER |
| CN207113423U (en) * | 2017-07-31 | 2018-03-16 | 常州市新武机械有限公司 | Ultrasound-enhanced cold wind drier |
| RU2656541C1 (en) * | 2017-06-29 | 2018-06-05 | Олег Савельевич Кочетов | Spray dryer |
-
2019
- 2019-09-06 RU RU2019128227U patent/RU195247U1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2239137C1 (en) * | 2003-01-31 | 2004-10-27 | Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова | Method of drying of capillary porous materials |
| WO2010090690A1 (en) * | 2009-02-09 | 2010-08-12 | Heat Technologies, Inc. | Ultrasonic drying system and method |
| US10006704B2 (en) * | 2009-02-09 | 2018-06-26 | Heat Technologies, Inc. | Ultrasonic drying system and method |
| KR20120072101A (en) * | 2010-12-23 | 2012-07-03 | 주식회사 이엠코 | Device and method of ultrasonic drying |
| RU147237U1 (en) * | 2014-06-10 | 2014-10-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Центр ультразвуковых технологий АлтГТУ" | DEVICE FOR ULTRASONIC DRYING OF BIRD LITTER |
| RU2656541C1 (en) * | 2017-06-29 | 2018-06-05 | Олег Савельевич Кочетов | Spray dryer |
| CN207113423U (en) * | 2017-07-31 | 2018-03-16 | 常州市新武机械有限公司 | Ultrasound-enhanced cold wind drier |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2757201C1 (en) * | 2020-09-23 | 2021-10-12 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) | Method for ultrasonic drying of bulk materials |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU195247U1 (en) | Ultrasonic dryer | |
| CA2656975C (en) | Method and system for enhanced high intensity acoustic waves application | |
| CN203116440U (en) | Ultrasonic wave energy transducer and ultraphonic combination hot air drying device using same | |
| CN206056154U (en) | Use for laboratory ultrasonic assistant resistance drying baker | |
| CN106288687A (en) | A kind of use for laboratory ultrasonic assistant resistance drying baker | |
| US2800100A (en) | Generator for sonic and ultrasonic vibrations | |
| RU147237U1 (en) | DEVICE FOR ULTRASONIC DRYING OF BIRD LITTER | |
| RU102197U1 (en) | ULTRASONIC COAGULATION CAMERA | |
| RU2328677C1 (en) | Device for drying without carry-over | |
| RU2751423C1 (en) | Method for ultrasonic drying of bulk materials | |
| RU2610632C1 (en) | Vortical evaporation-drying chamber with inertial nozzle | |
| RU2367862C1 (en) | Ultrasonic drying device | |
| SU553424A1 (en) | Fluid Bed Dryer for Heat-Sensitive Bulk Materials | |
| EP0441815A1 (en) | Method and arrangement for an enforced heat transmission between bodies and gases | |
| CN207641017U (en) | MVR multi-effect evaporators | |
| RU2366874C1 (en) | Acoustic dryer | |
| RU185941U1 (en) | Device for drying crops | |
| RU2415357C1 (en) | Acoustic thermal drier | |
| RU2757201C1 (en) | Method for ultrasonic drying of bulk materials | |
| RU2744826C1 (en) | Piezoelectric oscillating system for ultrasonic action on gaseous media | |
| CN205825690U (en) | Vibration drier | |
| Nesterov et al. | Effectiveness of using acoustic oscillations of ultrasonic frequency on the process of removing moisture from porous material | |
| RU2276760C2 (en) | Acoustic mode of drying materials | |
| RU2795140C1 (en) | Method of ultrasonic drying of materials | |
| RU2304266C1 (en) | Step-counterflow fluidizing drier |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20200210 |