RU226801U1 - Установка для сушки растительного материала - Google Patents

Abstract

Полезная модель содержит камеру, установленную горизонтально, снабженную конечным выключателем, магнетроны, размещенные на боковых противоположных друг к другу стенках камеры в шахматном порядке, процессор, датчик измерения вредного потока СВЧ-энергии, измеритель мощности СВЧ-энергии. Магнетроны закреплены таким образом, что оси антенн излучения магнетронов взаимно перпендикулярны и расположены под углом 45° к вертикали. Установка снабжена системой циркуляции воздуха, включающей поддон в виде короба с отверстиями на боковых стенках, диаметр которых не превышает 0,1 длины волны излучения магнетронов, расположенными на расстоянии 1/4 длины волны излучения магнетронов, полость которого соединена с установленным в верхней части камеры воздуховодом с отверстиями на днище, по размерам и расположению идентичными отверстиям на стенках поддона, калорифером и вентилятором. Между поддоном и боковыми стенками размещены вертикальные перегородки из радиопрозрачного влагопроницаемого материала. Рама с горизонтальной осью вращения соединена с электроприводом посредством подвижной муфты, а с другой стороны жестко соединена с ротором электропривода колебательного движения на базе цилиндрического линейного асинхронного двигателя, установленного за камерой. На раму с горизонтальной осью вращения установлен цилиндрический барабан с растительным материалом, выполненный из твердого пропускающего СВЧ-волны материала.

Description

Полезная модель относится к сельскохозяйственной и другим отраслям промышленности, в частности к сушильному оборудованию, и может быть использована для сушки растительного материала и других капиллярно-пористых материалов.

Наиболее близкой по технической сущности к предложенной является установка для сушки древесины, содержащая камеру, установленную горизонтально, снабженную конечным выключателем, магнетроны, размещенные на боковых противоположных друг к другу стенках камеры в шахматном порядке, процессор, датчик измерения вредного потока СВЧ-энергии, измеритель мощности СВЧ-энергии, поддон для высушиваемого материала, магнетроны закреплены таким образом, что оси антенн излучения магнетронов взаимно перпендикулярны и расположены под углом 45° к вертикали, установка снабжена системой циркуляции воздуха, включающей поддон для высушиваемого материала в виде короба с отверстиями на боковых стенках, диаметр которых не превышает 0,1 длины волны излучения магнетронов, расположенными на расстоянии 1/4 длины волны излучения магнетронов, полость которого соединена с установленным в верхней части камеры воздуховодом с отверстиями на днище, по размерам и расположению идентичными отверстиям на стенках поддона, калорифером и вентилятором, а между поддоном и боковыми стенками размещены вертикальные перегородки из радиопрозрачного влагопроницаемого материала, высушиваемый материал размещен на поддоне в раме с горизонтальной осью вращения посредством электропривода, установленного за камерой, горизонтальная ось поддона с высушиваемым материалом и рамой соединена с электроприводом вращения посредством подвижной муфты, а с другой стороны жестко соединена с ротором электропривода колебательного движения на базе цилиндрического линейного асинхронного двигателя установленного за камерой (патент 220459 RU U1, 14.09.2023 г. бюл. №26).

Недостатком прототипа является ограниченность использования установки - только для сушки древесины.

Технической задачей полезной модели является расширение возможности применения установки для сушки насыпных растительных материалов.

Технический результат достигается тем, что в установке для сушки растительного материала, содержащей камеру, установленную горизонтально, снабженную конечным выключателем, магнетроны, размещенные на боковых противоположных друг к другу стенках камеры в шахматном порядке, процессор, датчик измерения вредного потока СВЧ-энергии, измеритель мощности СВЧ-энергии, магнетроны закреплены таким образом, что оси антенн излучения магнетронов взаимно перпендикулярны и расположены под углом 45° к вертикали, установка снабжена системой циркуляции воздуха, включающей поддон в виде короба с отверстиями на боковых стенках, диаметр которых не превышает 0,1 длины волны излучения магнетронов, расположенными на расстоянии 1/4 длины волны излучения магнетронов, полость которого соединена с установленным в верхней части камеры воздуховодом с отверстиями на днище, по размерам и расположению идентичными отверстиям на стенках поддона, калорифером и вентилятором, а между поддоном и боковыми стенками размещены вертикальные перегородки из радиопрозрачного влагопроницаемого материала, рама с горизонтальной осью вращения соединена с электроприводом посредством подвижной муфты, а с другой стороны жестко соединена с ротором электропривода колебательного движения на базе цилиндрического линейного асинхронного двигателя, установленного за камерой, на раму с горизонтальной осью вращения установлен цилиндрический барабан с растительным материалом, выполненный из твердого пропускающего СВЧ-волны материала.

На фиг. 1 схематически изображена установка для сушки растительного материала, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез по А-А по фиг. 1.

Установка для сушки растительного материала содержит камеру 1 прямоугольного сечения с двухстворчатой дверью 2, снабженную конечным выключателем 3. Магнетроны СВЧ-излучения 4 расположены в шахматном порядке на боковых противоположных друг к другу стенках камеры 1, соединены с волноводами 5 и антеннами излучения 6, по которым СВЧ-энергия поступает в камеру 1. Каждый магнетрон 4 имеет блок питания 7. Установка содержит систему циркуляции воздуха, состоящую из поддона 8, выполненного в виде короба с отверстиями 9 диаметром не более 0,1 длины волны излучения магнетронов, находящимися на расстоянии 1/4 длины волны излучения магнетронов, что исключает проникновение СВЧ-излучения за пределы камеры. Полость поддона 8 соединена с воздуховодом 10, расположенным в верхней части камеры, и вместе с калорифером 11 и вентилятором 12 образуют систему циркуляции горячего воздуха. В днище воздуховода 10 выполнены отверстия, по размерам и расположению идентичные отверстиям на боковых стенках поддона 8. В воздуховоде 10 закреплены датчики температуры 13 и датчик-электровлагомер 14. Полость воздуховода 10 соединена с вентиляционной трубой 15, предназначенной для выброса горячего и влажного воздуха из камеры 1 через обратный клапан 16 с помощью вентилятора вытяжки 17. В воздуховоде имеется люк забора свежего воздуха 18. Между стенками камеры 1 и поддоном 8 для высушиваемого материала на равном расстоянии от них размещены вертикальные перегородки 19 из полиэтилена. Они предназначены для защиты магнетронов от влаги и теплоизоляции высушиваемого материала.

Высушиваемый растительный материал размещен в цилиндрическом барабане 20 из твердого материала, пропускающего СВЧ-волны, например, оргстекло, который устанавливается на раме по горизонтальной оси камеры. По всей поверхности барабана 20 выполнены отверстия 21, диаметр которых меньше минимального размера растительного материала, например, зерна. Отверстия 21 обеспечивают выброс влажного воздуха, а также обеспечивают лучший контакт растительного материала, например, зерна, с поверхностью барабана 20. Барабан 20 охватывается кольцами 22 рамы, которые закреплены посредством крестовин 23 на горизонтальном валу 24. Кольца 22 подвижно взаимодействуют с роликами 25, установленными на поддоне 8 под каждым кольцом. Вал 24 проходит через отверстие в двухстворчатой двери 2 и соединен посредством подвижной по оси вала муфтой 26 с редуктором 27. Электродвигатель 28 имеет возможность вращения вала 24 через редуктор 27 и муфту 26. Муфта 26, редуктор 27 и электродвигатель 28 размещены за камерой 1. Вал 24 с другой стороны жестко соединен посредством муфты 29 с ротором электропривода колебательного движения на базе цилиндрического линейного асинхронного двигателя (ЦЛАД) 30, установленного за камерой 1. Применение подвижной муфты 26 позволяет передавать валу 24 вращательное движение и одновременно колебательное движение по оси вращения за счет жесткого соединения посредством муфты 29 с ротором электропривода колебательного движения 30.

Установка для сушки работает следующим образом.

Перед загрузкой перегородки из полиэтилена 19 фиксируют в поднятом состоянии, чтобы не препятствовать загрузке материала. В барабане 20 размещается высушиваемый растительный материал. После чего перегородки 19 опускают и закрывают двухстворчатую дверь 2 камеры 1. Подают напряжения на блоки питания 7 магнетронов 4, электродвигатель 28 и ЦЛАД 30. СВЧ-энергия через волноводы 5 и антенны излучения 6 от магнетронов 4 подается в камеру 1. Двигатель 28 через редуктор 27 и муфту 26 вращает барабан 20, ЦЛАД 30 сообщает барабану 20 с растительным материалом колебательное движение в СВЧ-поле по оси вращения.

Амплитуда колебаний должна соответствовать расстоянию по оси между противоположно размещенными работающими магнетронами или работающими только на одной стороне магнетронами. Частота колебаний f (Гц) определяется скоростью вращения барабана n (об/мин), как f=n/60. Предложенные параметры колебания барабана 20 с растительным материалом позволяют добиться более равномерного распределения электромагнитного СВЧ-поля по длине высушиваемого растительного материала и повышения качества сушки при снижении энергетических затрат.

Оси антенн излучения 6 смежных магнетронов взаимно перпендикулярны и расположены под углом 45° к вертикали. При этом улучшается развязка между магнетронами, исключается «затягивание» частоты при одновременной работе магнетронов и обеспечивается более равномерное распределение электромагнитного поля относительно высушиваемого материала. Этому способствует вращение и колебательное движение высушиваемого материала относительно излучения магнетронов. В зависимости от необходимого режима сушки обеспечивают требуемую мощность излучения, которая может регулироваться включением в работу всех магнетронов или включением в работу магнетронов, размещенных только на одной стороне или изменением скважности работы магнетронов 4, а также изменением скорости вращения барабана с растительным материалом относительно электромагнитного поля. Режим сушки выбирается исходя из вида растительного материала, его влажности и степени загрузки барабана.

На первом этапе происходит разогрев растительного материала. С началом сушки влажный и теплый воздух от растительного материала поднимается в верхнюю часть камеры 1, попадает в воздуховод 10, откуда с помощью вентилятора 12 подается в полость поддона 8 и через отверстия в боковых стенках возвращается в нижнюю часть камеры 1. В процессе сушки происходит периодическое включение и отключение калорифера 11 для поддержания заданной температуры воздуха. В случае превышения температуры по данным датчиков 13 через процессор (на фиг. 1 и фиг. 2 не показан) происходит отключение блоков питания 7 магнетронов 4 и калорифера 11. При снижении температуры ниже требуемой магнетроны 4 и калорифер 11 включаются. Одновременно с контролем и регулированием температуры с помощью электровлагомера 14 поддерживается заданная влажность воздуха в камере 1. При превышении заданного уровня влажности происходит включение вентилятора вытяжки 17, расположенного в вентиляционной трубе 15. Воздух вместе с лишней влагой выбрасывается наружу через обратный клапан 16. При достижении заданного уровня влажности воздуха вентилятор вытяжки 17 отключается. При достижении требуемой влажности материала отключают подачу электрической энергии всей установки, выключается электродвигатель 28 и ЦЛАД 30, открывают дверь 2 камеры 1 и выгружают высушенный материал.

Применение предложенной установки для сушки растительного материала позволяет повысить качество сушки и снизить энергетические затраты посредством сообщения барабану с растительным материалом в СВЧ-поле вращения и колебательного движения по оси вращения, тем самым обеспечивается более равномерное распределение электромагнитного поля взаимодействующего на растительный материал, а также повышается эффект применения принудительного воздухообмена в камере и повторного использования горячего воздуха для подогрева материала. Кроме того, предложенное техническое решение имеет большие возможности выбора режимов сушки: включением или отключением магнетронов, размещенных на одной стороне, а также регулированием скорости вращения высушиваемого материала в камере одновременно с его колебательным движением.

Claims (1)

1. Установка для сушки растительного материала, содержащая камеру, установленную горизонтально, снабженную конечным выключателем, магнетроны, размещенные на боковых противоположных друг к другу стенках камеры в шахматном порядке, процессор, датчик измерения вредного потока СВЧ-энергии, измеритель мощности СВЧ-энергии, магнетроны закреплены таким образом, что оси антенн излучения магнетронов взаимно перпендикулярны и расположены под углом 45° к вертикали, установка снабжена системой циркуляции воздуха, включающей поддон в виде короба с отверстиями на боковых стенках, диаметр которых не превышает 0,1 длины волны излучения магнетронов, расположенными на расстоянии 1/4 длины волны излучения магнетронов, полость которого соединена с установленным в верхней части камеры воздуховодом с отверстиями на днище, по размерам и расположению идентичными отверстиям на стенках поддона, калорифером и вентилятором, а между поддоном и боковыми стенками размещены вертикальные перегородки из радиопрозрачного влагопроницаемого материала, рама с горизонтальной осью вращения соединена с электроприводом посредством подвижной муфты, а с другой стороны жестко соединена с ротором электропривода колебательного движения на базе цилиндрического линейного асинхронного двигателя, установленного за камерой, отличающаяся тем, что на раму с горизонтальной осью вращения установлен цилиндрический барабан с растительным материалом, выполненный из твердого пропускающего СВЧ-волны материала.