RU2282340C2

RU2282340C2 - Irradiation chamber

Info

Publication number: RU2282340C2
Application number: RU2004134983/12A
Authority: RU
Inventors: Павел Павлович Долгих (RU); Павел Павлович Долгих; Николай Васильевич Кулаков (RU); Николай Васильевич Кулаков; Евгений Владимирович Лоц (RU); Евгений Владимирович Лоц
Priority date: 2004-11-30
Filing date: 2004-11-30
Publication date: 2006-08-27
Also published as: RU2004134983A

Abstract

FIELD: agricultural engineering, in particular, treatment of bulk materials with ultraviolet and infrared irradiation, more particular, for presowing disinfection and stimulation of cereal seeds, as well as grain and combined feed before feeding thereof to animals.

SUBSTANCE: irradiation chamber has casing with two covers and infrared and ultraviolet irradiation sources. Light guide located centrally of casing is made in the form hollow tube with saw-shaped apertures. Infrared irradiation source is positioned at one end of light guide and discharge branch pipe is positioned at other end of light guide. Screw-type conveyor is rigidly fixed on light guide. Annular ultraviolet irradiation lamps are positioned opposite each coil of screw-type conveyor. Ratio of inner diameter of annular lamps to diameter of conveyor screw is 1.25. Conveyor is equipped with side and perforations made in the form of openings arranged in rows extending from side to axis of chamber. Light guide is capable of clockwise rotation.

EFFECT: increased efficiency in treatment of bulk material due to uniform irradiation and simplified construction of irrigation chamber.

2 dwg

Description

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно обработке сыпучих материалов ультрафиолетовым и инфракрасным излучениями, в частности для обеззараживания и стимулирования семян зерновых культур перед посевом, также зерна, комбикорма перед скармливанием.The invention relates to agriculture, namely the processing of bulk materials by ultraviolet and infrared radiation, in particular for disinfection and stimulation of seeds of grain crops before sowing, also grain, feed before feeding.

Известна установка для обработки жидкости ультрафиолетовым и инфракрасным излучениями (А.с. №1003798, МПК А 23 L3/28, 1983 - аналог), включающая установленные в корпусе излучатели и ряд оптически прозрачных последовательно соединенных труб для обрабатываемой жидкости, корпус, представляющий собой горизонтальный цилиндр, при этом излучатели расположены центрально по горизонтальной оси змеевиков и корпуса.A known installation for treating a liquid with ultraviolet and infrared radiation (A.S. No. 1003798, IPC A 23 L3 / 28, 1983 - analogue), including emitters installed in the housing and a number of optically transparent series-connected pipes for the liquid being processed, the housing, which is a horizontal a cylinder, while the emitters are located centrally on the horizontal axis of the coils and the housing.

Недостатком известной установки является большая энергоемкость процесса обработки, так как для ее осуществления требуется большое количество источников излучения.A disadvantage of the known installation is the high energy intensity of the processing process, since its implementation requires a large number of radiation sources.

Известно устройство для обработки сыпучих материалов (А.с. №1732917, МПК А 23 L 3/26, 1992 - прототип), содержащее вертикальный цилиндрический корпус с теплоизоляцией и отражающим слоем и установленным в нем цилиндром, боковые крышки, трубопровод-змеевик, излучатели, установленные параллельно оси корпуса.A device for processing bulk materials (A.S. No. 1732917, IPC A 23 L 3/26, 1992 - prototype), comprising a vertical cylindrical body with thermal insulation and a reflective layer and a cylinder installed in it, side covers, coil pipe, radiators mounted parallel to the axis of the housing.

Недостатком известного устройства является сложность конструкции, так как требуются дополнительные устройства для облегчения прохождения продукта по трубопроводу, а также необходимость применения большого количества источников излучения делает устройство энергоемким. Также обрабатываемый материал изолирован стеклом трубопровода-змеевика от воздействия излучения, поэтому он будет облучаться неравномерно, а конденсат, испарившийся из обрабатываемого материала, будет оседать на стенки трубопровода, в результате чего эффективность обработки и КПД установки будут резко снижаться.A disadvantage of the known device is the design complexity, since additional devices are required to facilitate the passage of the product through the pipeline, and the need to use a large number of radiation sources makes the device energy-intensive. Also, the processed material is insulated by the glass of the pipe-coil from the effects of radiation, therefore it will be irregularly irradiated, and the condensate evaporated from the processed material will settle on the pipe walls, as a result of which the processing efficiency and installation efficiency will sharply decrease.

Цель изобретения - повышение эффективности обработки сыпучих материалов ультрафиолетовым и инфракрасным излучениями путем более равномерного облучения и упрощения конструкции облучательной камеры.The purpose of the invention is to increase the efficiency of processing bulk materials by ultraviolet and infrared radiation by more uniform exposure and simplifying the design of the irradiation chamber.

Технический результат, в отличие от прототипа, достигается тем, что облучательная камера имеет вертикальный цилиндрический корпус с двумя крышками, источники ИК-излучения и УФ-излучения, причем в центре корпуса установлен световод в виде полой рубки с пилообразными отверстиями, с одного конца которого расположен источник ИК-излучения, а с другого - выходной патрубок, на световоде жестко установлен винтовой транспортер, а напротив каждого хода винта транспортера установлены кольцевые лампы с УФ-излучением, при этом отношение внутреннего диаметра кольцевых ламп к диаметру винта транспортера составляет 1,25, притом транспортер снабжен бортом и перфорацией, выполненной в виде отверстий, расположенных рядами по направлению от борта к оси камеры, а световод выполнен с возможностью вращения по часовой стрелке.The technical result, in contrast to the prototype, is achieved by the fact that the irradiation chamber has a vertical cylindrical body with two covers, sources of infrared radiation and UV radiation, and in the center of the body there is a light guide in the form of a hollow cabin with sawtooth holes, one end of which is located a source of infrared radiation, and on the other hand, an output pipe, a screw conveyor is rigidly mounted on the fiber, and ring lamps with UV radiation are installed opposite each stroke of the conveyor screw, while the ratio of the internal the diameter of the annular lamps to the diameter of the screw of the conveyor is 1.25, moreover, the conveyor is equipped with a side and perforation made in the form of holes arranged in rows in rows in the direction from the side to the axis of the chamber, and the light guide is made to rotate clockwise.

На фиг.1 представлен общий вид облучательной камеры, на фиг.2 облучательная камера в работе.Figure 1 presents a General view of the irradiation chamber, figure 2, the irradiation chamber in operation.

Облучательная камера содержит вертикальный цилиндрический корпус 1 (фиг.1) с двумя крышками: верхней - 2 с отражающим слоем и нижней - 3. Верхняя крышка 2 содержит технологическое отверстие 4 для загрузки продукта 12, предназначенного для обработки. В центре корпуса 1 установлен световод 7 в виде полой трубки, с одного конца которого установлен источник ИК-излучения 6, а на другом расположен выходной патрубок 9. На поверхности световода 7 выполнены пилообразные отверстия 8, за счет которых увеличивается поверхность выхода ИК-излучателя на обрабатываемый материал. Внутри облучательной камеры на световоде 7 жестко установлен винтовой (шнековый) транспортер 10, по которому перемещается обрабатываемый продукт 12. Транспортер 10 выполнен из прозрачного для УФ-излучения материала и имеет борт 11 и перфорацию 14, выполненную в виде отверстий, расположенных рядами по направлению от борта 11 к оси облучательной камеры. Облучательная камера снабжена также источниками УФ-излучения 5, выполненными в виде кольцевых ламп и установленными напротив каждого хода Р винта транспортера 10 с помощью крепления 15, закрепленного к вертикальному цилиндрическому корпусу 1. При этом диаметр D источника УФ-излучения 5 больше диаметра d винта транспортера 10 на 1,25 (т.е. D>d=1,25), что обусловлено прецессией во время движения световода 7 с закрепленным на нем транспортером 10. Облучательная камера имеет также накопительный бункер 13 для хранения обработанного продукта и выгрузной лоток 16. Световод 7 и установленный на нем транспортер 10 выполнены подвижными, то есть вращающимися по часовой стрелке за счет приводной станции 17.The irradiation chamber contains a vertical cylindrical body 1 (Fig. 1) with two covers: the upper one - 2 with a reflective layer and the lower one - 3. The upper cover 2 contains a technological hole 4 for loading the product 12 intended for processing. An optical fiber 7 is installed in the center of the housing 1 in the form of a hollow tube, an IR radiation source 6 is installed at one end of the fiber, and an outlet pipe 9 is located on the other end. Saw-shaped holes 8 are made on the surface of the optical fiber 7, thereby increasing the output surface of the IR emitter by the processed material. Inside the irradiation chamber, a screw (screw) conveyor 10 is rigidly mounted on the optical fiber 7, along which the processed product 12 moves. The conveyor 10 is made of UV-transparent material and has a bead 11 and a perforation 14 made in the form of holes arranged in rows in a row from side 11 to the axis of the irradiation chamber. The irradiation chamber is also equipped with UV radiation sources 5 made in the form of annular lamps and mounted opposite each stroke P of the conveyor screw 10 by means of a fastener 15 fixed to the vertical cylindrical body 1. Moreover, the diameter D of the UV radiation source 5 is larger than the diameter d of the conveyor screw 10 by 1.25 (i.e., D> d = 1.25), which is due to precession during the movement of the fiber 7 with a conveyor 10 fixed on it. The irradiation chamber also has a storage hopper 13 for storing the processed product and an unloading lot ok 16. The optical fiber 7 and the conveyor 10 mounted on it are made movable, that is, rotating clockwise due to the drive station 17.

Облучатель работает следующим образом (фиг.2).The irradiator operates as follows (figure 2).

Через технологическое отверстие 4 продукт 12, предназначенный для обработки, подается на винтовой транспортер 10, одновременно включается в работу источник ИК-излучения 6 и нагревает воздух, находящийся в световоде 7. Нагретый воздух подается через пилообразные отверстия 8 в световоде 7 и перфорацию 14 в транспортере 10 к обрабатываемому материалу 12. При этом часть лучистого ИК-потока от источника 6 доходит до выходного патрубка 9, попадает на отражающую верхнюю крышку 2 и, отражаясь, попадает на обрабатываемый материал 12, находящийся на транспортере 10. Затем включаются УФ-лампы 5. Начинает вращаться световод 7 за счет приводной станции с закрепленным к нему транспортером 10 с обрабатываемым материалом 12. Обработанный материал 12, дойдя до низа облучательной камеры, ссыпается в накопительный бункер 13 с нижней крышкой 3 и далее высыпается через выгрузной лоток 16. Положение транспортера 10 внутри полости кольцевого УФ-источника излучения 5 позволяет сконцентрировать его поток над обрабатываемым материалом 12 (фиг.2), увеличивая глубину проникновения в материал и, тем самым, повышая эффективность облучения материала, сокращая время облучения.Through the technological hole 4, the product 12, intended for processing, is supplied to the screw conveyor 10, at the same time the infrared radiation source 6 is turned on and heats the air in the light guide 7. Heated air is supplied through the sawtooth holes 8 in the light guide 7 and the perforation 14 in the conveyor 10 to the processed material 12. At the same time, part of the radiant IR stream from the source 6 reaches the outlet pipe 9, gets on the reflective top cover 2 and, being reflected, gets on the processed material 12 located on the conveyor Tere 10. Then the UV lamps 5 turn on. The fiber 7 starts to rotate due to the drive station with a conveyor 10 fixed to it with the processed material 12. The processed material 12, reaching the bottom of the irradiation chamber, is poured into the storage hopper 13 with the lower cover 3 and then it pours out through the discharge tray 16. The position of the conveyor 10 inside the cavity of the annular UV radiation source 5 allows you to concentrate its flow over the processed material 12 (figure 2), increasing the penetration depth into the material and, thereby, increasing the effect The effect of irradiating the material, reducing the exposure time.

Применение кольцевых УФ-источников излучения, установленных на корпусе облучательной камеры на расстоянии хода винта транспортера, а также использование ИК-источника, установленного в нижней части световода с пилообразными отверстиями с закрепленным к нему транспортером с перфорацией позволяет уменьшить количество источников излучения и осуществлять непосредственное воздействие на обрабатываемый продукт равномерного комбинированного облучения УФ- и ИК-излучениями, тем самым повышая эффективность процесса облучения и сокращая энергоемкость процесса облучения.The use of UV ring radiation sources mounted on the housing of the irradiation chamber at a distance of the conveyor screw travel, as well as the use of an IR source mounted in the lower part of the fiber with sawtooth holes with a perforated conveyor attached to it, can reduce the number of radiation sources and have a direct effect on processed product of uniform combined irradiation with UV and IR radiation, thereby increasing the efficiency of the irradiation process and reducing energy rgoemkost irradiation process.

Обрабатываемый сыпучий материал, например зерно, семена, комбикорм и пр., перемещаются по винтовому транспортеру под УФ-источниками. За 40...60 с пребывания материала в облучательной камере он нагревается до 48...55°С. Обрабатывая материал в облучательной камере, достигают несколько целей: зерно подсушивается, подвергается дезинсекции, семена проходят предпосевную обработку, повышающую всхожесть, качество растений и урожай, комбикорм обезвреживается от разных инфекций. Дезинсекцирующее действие ИК-излучения основано на селективном воздействии его на живые организмы в зависимости от содержания в них влаги, обладающей высоким коэффициентом поглощения ИК-излучения. Насекомые, находящиеся в зерне и пр., за время обработки нагреваются до температур, действующих на них губительно быстрее, чем обрабатываемый материал.Bulk material to be processed, such as grain, seeds, animal feed, etc., is moved along a screw conveyor under UV sources. For 40 ... 60 s the material remains in the irradiation chamber, it heats up to 48 ... 55 ° С. By processing the material in the irradiation chamber, several goals are achieved: the grain is dried, disinfected, the seeds undergo pre-sowing treatment, which increases germination, plant quality and yield, feed is neutralized from various infections. The disinfecting effect of infrared radiation is based on its selective effect on living organisms, depending on their moisture content, which has a high absorption coefficient of infrared radiation. Insects located in the grain, etc., during the treatment heat up to temperatures acting on them destructively faster than the processed material.

Облучательная камера предназначена для инфракрасного и ультрафиолетового облучения сыпучих материалов и может быть легко реализована в сельском хозяйстве.The irradiation chamber is designed for infrared and ultraviolet irradiation of bulk materials and can be easily implemented in agriculture.

Claims

An irradiation chamber, comprising a housing with two covers, sources of infrared radiation and UV radiation, characterized in that a light guide is installed in the center of the housing in the form of a hollow tube with sawtooth holes, at one end of which there is an infrared source, and at the other end a tube, a screw conveyor is rigidly mounted on the fiber, and opposite each stroke of the conveyor screw there are installed ring lamps with UV radiation, while the ratio of the inner diameter of the ring lamps to the diameter of the conveyor screw is 1.25, when ohm conveyor is provided with a flange and a perforation made in the form of apertures arranged in rows in the direction from the bead to the axis of the chamber, and the waveguide is rotatable clockwise.