RU2330225C1 - Method of drying of bulk dielectric materials and device for implementation of this method - Google Patents
Method of drying of bulk dielectric materials and device for implementation of this method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2330225C1 RU2330225C1 RU2007102736/06A RU2007102736A RU2330225C1 RU 2330225 C1 RU2330225 C1 RU 2330225C1 RU 2007102736/06 A RU2007102736/06 A RU 2007102736/06A RU 2007102736 A RU2007102736 A RU 2007102736A RU 2330225 C1 RU2330225 C1 RU 2330225C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- drying
- conveyor belt
- emitters
- electromagnetic wave
- horn
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области сушки сыпучих несовершенных диэлектриков и может найти применение в обогатительной и топливной промышленности.The invention relates to the field of drying bulk imperfect dielectrics and may find application in the processing and fuel industries.
Широко известен конвекционный способ сушки сыпучих диэлектрических материалов (Лебедев А.Н. «Подготовка и размол топлива на электростанциях». - М.: изд-во «Энергия», 1969, С.162).The convection method of drying bulk dielectric materials is widely known (AN Lebedev, “Preparation and grinding of fuel at power plants.” - M.: Energia Publishing House, 1969, P.162).
Недостатком конвекционного способа является низкое качество высушиваемого материала из-за неравномерности прогрева: возникают зоны перегрева на поверхности материала, что ведет к уменьшению теплотворной способности, и зоны избыточной влажности внутри материала, что ведет в последствии к неполному его сгоранию.The disadvantage of the convection method is the low quality of the dried material due to uneven heating: there are overheating zones on the surface of the material, which leads to a decrease in the calorific value, and the zone of excess moisture inside the material, which subsequently leads to incomplete combustion.
Известен, например, конвекционный способ сушки угля в мельнице, совмещающий сушку с размолом. Сушка топлива в мельнице производится горячим воздухом, смесью воздуха с дымовыми газами или в отдельных случаях только дымовыми газами (Лебедев А.Н. «Подготовка и размол топлива на электростанциях». - М., изд-во «Энергия», 1969, С.197).Known, for example, the convection method of drying coal in a mill, combining drying with grinding. Drying of fuel in the mill is carried out with hot air, a mixture of air with flue gases, or in some cases only flue gases (AN Lebedev, “Preparation and grinding of fuel in power plants.” - M., Energia Publishing House, 1969, C. 197).
Недостатками способа являются: низкое качество высушиваемого материала из-за неравномерности прогрева, что ведет к уменьшению теплотворной способности и неполному его сгоранию; повышенный расход электроэнергии и металла оборудования, увеличение его стоимости; повышенная взрывоопасность пылеприготовительной установки; увеличенная склонность к шлакованию топки вследствие более высокой температуры топочных и дымовых газов.The disadvantages of the method are: low quality of the dried material due to uneven heating, which leads to a decrease in calorific value and incomplete combustion; increased consumption of electricity and metal equipment, an increase in its cost; increased explosion hazard of the dust preparation plant; increased tendency to slagging of the furnace due to the higher temperature of the furnace and flue gases.
Общими признаками данного способа с заявляемым является энергетическое воздействие, то есть удаление влаги из материала.Common features of this method with the claimed is the energy effect, that is, the removal of moisture from the material.
Известен также способ, при котором сушку угля выполняют в газовых барабанных сушилках (Лебедев А.Н. «Подготовка и размол топлива на электростанциях». - М., изд-во «Энергия», 1969, С.197).There is also a method in which the drying of coal is performed in gas drum dryers (Lebedev AN "Preparation and grinding of fuel at power plants." - M., publishing house "Energy", 1969, S.197).
Недостатками известного способа также являются: низкое качество высушиваемого материала из-за неравномерности прогрева, что ведет к уменьшению теплотворной способности и неполному его сгоранию; повышенный расход электроэнергии и металла оборудования, увеличение его стоимости; повышенная взрывоопасность пылеприготовительной установки; увеличенная склонность к шлакованию топки вследствие более высокой температуры топочных и дымовых газов.The disadvantages of this method are also: low quality of the dried material due to uneven heating, which leads to a decrease in calorific value and incomplete combustion; increased consumption of electricity and metal equipment, an increase in its cost; increased explosion hazard of the dust preparation plant; increased tendency to slagging of the furnace due to the higher temperature of the furnace and flue gases.
Общими признаками данного способа с заявляемым является энергетическое воздействие, то есть удаление влаги из материала.Common features of this method with the claimed is the energy effect, that is, the removal of moisture from the material.
Наиболее близким по технической сути является способ сушки сыпучих диэлектрических материалов путем воздействия электромагнитной волной сверхвысокой частоты (СВЧ) на установке по патенту RU 2285874, МПК8 F26B 3/347, опубл. 2006.10.20. Сушка диэлектрических материалов осуществляется с помощью обработки их микроволновой энергией при циклическом перемещении в горизонтальной плоскости.The closest in technical essence is the method of drying bulk dielectric materials by exposure to an electromagnetic wave of superhigh frequency (microwave) on the installation according to patent RU 2285874, IPC 8 F26B 3/347, publ. 2006.10.20. Drying of dielectric materials is carried out by processing them with microwave energy during cyclic movement in the horizontal plane.
Общим признаком заявляемого способа со способом-прототипом является воздействие на материал электромагнитной волной сверхвысокой частоты.A common feature of the proposed method with the prototype method is the impact on the material of an electromagnetic wave of ultrahigh frequency.
Недостатком способа-прототипа является недостаточно высокое качество сушки материала, поскольку сушка ведется не в оптимальном режиме распределения электромагнитного поля в объеме сушильной камеры, о чем свидетельствует использование дополнительного устройства для конвекционной досушки материала.The disadvantage of the prototype method is the insufficiently high quality of drying the material, since drying is not carried out in the optimal distribution of the electromagnetic field in the volume of the drying chamber, as evidenced by the use of an additional device for convection drying of the material.
Известно устройство, реализующее способ по патенту RU №2120588, МПК F26В 3/347, опубл. БИ №29, 1998. Сушилка содержит рабочую камеру-резонатор с надежной экранировкой в виде прямоугольного параллелепипеда с дверью, к камере подключены СВЧ-генераторы, устройства для загрузки и выгрузки материала (выдвижные диэлектрические контейнеры), устройства для подачи и отбора теплоносителя.A device that implements the method according to patent RU No. 2120588, IPC F26B 3/347, publ. BI No. 29, 1998. The dryer contains a working resonator chamber with reliable shielding in the form of a rectangular parallelepiped with a door, microwave generators, devices for loading and unloading material (retractable dielectric containers), and devices for supplying and selecting a coolant are connected to the chamber.
Недостатком является недостаточно высокое качество сушки материала, поскольку сушка ведется не в оптимальном режиме распределения электромагнитного поля в объеме сушильной камеры. Кроме того, цикличность процесса не позволяет достичь высокого коэффициента полезного действия.The disadvantage is the insufficiently high quality of drying the material, since drying is not carried out in the optimal mode of distribution of the electromagnetic field in the volume of the drying chamber. In addition, the cyclicity of the process does not allow to achieve a high efficiency.
Общими признаками является содержание в установке рабочей камеры-резонатора, подключеные к камере СВЧ-генераторы, устройства для загрузки и выгрузки материала.Common signs are the content in the installation of the working chamber-resonator, microwave generators connected to the chamber, devices for loading and unloading material.
Известна также установка для сушки сыпучих материалов (SU 1522006, F26В 3/347, опубл. БИ №42, 1989), которая содержит вертикальную сушильную камеру в виде волновода, снабженную загрузочным и расположенным в ее нижней части разгрузочным устройствами с бункерами, подключенные к камере СВЧ-генератор с устройством связи и нагнетательный вентилятор, приемник-утилизатор СВЧ-энергии со своим устройством связи, подключенным к нижней части камеры, разгрузочное устройство выполнено в виде тройника с перекидным клапаном и подсоединено к нагнетательной стороне вентилятора.Also known is a installation for drying bulk materials (SU 1522006, F26В 3/347, publ. BI No. 42, 1989), which contains a vertical drying chamber in the form of a waveguide, equipped with loading and unloading devices located in its lower part with bunkers connected to the camera A microwave generator with a communication device and a blower fan, a receiver-receiver of microwave energy with its own communication device connected to the bottom of the camera, the unloading device is made in the form of a tee with a flap valve and is connected to the discharge sides e fan.
Недостатками данного устройства являются недостаточно высокое качество сушки материала, поскольку сушка ведется не в оптимальном режиме распределения электромагнитного поля в объеме сушильной камеры, что является причиной низкого коэффициента полезного действия процесса сушки.The disadvantages of this device are the insufficiently high quality of drying the material, since drying is not carried out in the optimal distribution mode of the electromagnetic field in the volume of the drying chamber, which is the reason for the low efficiency of the drying process.
Известна установка микроволновая для сушки сыпучих материалов (патент RU №2201566, МПК6 F26В 3/347, опубл. БИ №9, 2003), включающая вертикальную сушильную камеру, снабженную загрузочным и расположенным в ее нижней части разгрузочными устройствами, подключенные к камере СВЧ-генератор с устройством связи и нагнетательный вентилятор. В состав сушильной камеры введена полость поддува и отсоса, кожух над СВЧ-генератором с входным и выходным патрубками, инжектор с двумя входами и одним выходом, циклон, разветвитель воздуха с одним входом и двумя выходами, сушильная камера имеет прямоугольную форму и сужающуюся нижнюю часть с перфорированными стенками с разгрузочным устройством в виде шнека с приводом, заключенную в кожух, образующий камеру поддува, загрузочное устройство выполнено в виде опущенных вглубь сушильной камеры труб с клапанами.A known microwave installation for drying bulk materials (patent RU No. 2201566, IPC 6 F26В 3/347, publ. BI No. 9, 2003), including a vertical drying chamber equipped with loading and unloading devices located in its lower part, connected to the microwave oven a generator with a communication device and a blower fan. The drying chamber includes a blowing and suction cavity, a casing above the microwave generator with inlet and outlet pipes, an injector with two inputs and one output, a cyclone, an air splitter with one input and two outputs, the drying chamber has a rectangular shape and a tapering lower part with perforated walls with an unloading device in the form of a screw with a drive, enclosed in a casing forming a blowing chamber, the loading device is made in the form of pipes with valves lowered deep into the drying chamber.
Недостатками аналога являются низкое качество конечного продукта, что обусловлено использованием теплоносителя и СВЧ-энергии одновременно (причем сушка посредством СВЧ-энергии осуществляется только во взвешенном состоянии в потоке теплоносителя), что может приводить к неполному высушиванию тяжелых и крупных зерен материала и пересушиванию легких и мелких зерен. Использование разветвления воздуховода нагнетания теплоносителя на сушильную камеру и циклон в устройстве-аналоге приводит к потере давления воздуха в сушильной камере, снижая тем самым коэффициент полезного действия устройства и эффективность процесса сушки, а также может приводить к выбросу в атмосферу зернистого материала в случае нестабильной работы вентилятора подачи теплоносителя и пылеулавливающей системы.The disadvantages of the analogue are the low quality of the final product, which is due to the use of coolant and microwave energy at the same time (moreover, drying by means of microwave energy is carried out only in suspension in the coolant flow), which can lead to incomplete drying of heavy and large grains of material and overdrying of light and small grains grains. The use of a branching of the coolant injection duct into the drying chamber and the cyclone in the similar device leads to a loss of air pressure in the drying chamber, thereby reducing the efficiency of the device and the drying process, and can also lead to the emission of granular material into the atmosphere in case of unstable fan operation coolant supply and dust collection system.
Наиболее близкой по технической сущности, принятой за прототип, является установка для сушки диэлектрических материалов с помощью обработки их микроволновой энергией, реализующей способ по патенту RU 2285874, МПК8 F26B 3/347, опубл. 2006.10.20. Сушка диэлектрических материалов осуществляется с помощью обработки их микроволновой энергией при циклическом перемещении в горизонтальной плоскости. Установка для сушки сыпучих диэлектрических материалов включает рабочую камеру с корпусом в виде прямоугольного параллелепипеда и размещенными в верхней его части СВЧ-генераторами, выходы которых направлены вертикально вниз, при этом разгрузочное устройство снабжено, по меньшей мере, одним шпальтовым ситом, пылеулавливающее устройство соединено посредством системы воздуховодов входным патрубком с сушильной камерой, а выходным патрубком - со входом вентилятора, нагнетающий патрубок которого соединен со шпальтовым ситом. Устройства для загрузки и выгрузки материала.The closest in technical essence adopted for the prototype is an installation for drying dielectric materials by processing them with microwave energy, implementing the method according to patent RU 2285874, IPC 8 F26B 3/347, publ. 2006.10.20. Drying of dielectric materials is carried out by processing them with microwave energy during cyclic movement in the horizontal plane. The installation for drying bulk dielectric materials includes a working chamber with a body in the form of a rectangular parallelepiped and microwave generators located in its upper part, the outputs of which are directed vertically downward, while the unloading device is equipped with at least one shalt screen, the dust collecting device is connected via a system air ducts with an inlet pipe with a drying chamber, and an outlet pipe with a fan inlet, the discharge pipe of which is connected to a shalt screen. Devices for loading and unloading material.
Недостатками устройства-прототипа являются: низкое качество конечного продукта из-за невозможности подстройки оптимального распределения поля в объеме сушильной камеры под заданную нагрузку в зависимости от влажности, размера фракции и диэлектрических свойств материала. Это приводит к усложнению установки за счет использования дополнительного устройства для конвекционной досушки материала. Кроме этого, при обратном ходе качающегося питателя возможен выход из строя генератора СВЧ за счет его работы при отсутствии материала на качающемся питателе.The disadvantages of the prototype device are: low quality of the final product due to the impossibility of adjusting the optimal field distribution in the volume of the drying chamber under a given load, depending on humidity, size of the fraction and dielectric properties of the material. This leads to the complexity of the installation due to the use of an additional device for convection drying of the material. In addition, during the reverse stroke of the oscillating feeder, the microwave generator may fail due to its operation in the absence of material on the oscillating feeder.
Общими признаками заявляемого устройства с устройством-прототипом являются: рабочая камера, привод, загрузочное устройство, регулирующий затвор, излучатели электромагнитной волны сверхвысокой частоты, разгрузочное устройство, пылеулавливающее устройство и вентилятор.Common features of the claimed device with the prototype device are: a working chamber, a drive, a loading device, a regulating shutter, microwave electromagnetic wave emitters, an unloading device, a dust collecting device and a fan.
Технический результат заключается в повышении качества сушки материалов путем интенсификации процесса сушки с сохранением теплотворной способности материала, за счет возможности подстройки оптимального распределения поля в объеме сушильной камеры под заданную нагрузку в зависимости от влажности, размера фракции и диэлектрических свойств материала.The technical result consists in improving the quality of drying materials by intensifying the drying process while maintaining the calorific value of the material, due to the possibility of adjusting the optimal distribution of the field in the volume of the drying chamber under a given load, depending on humidity, size of the fraction and dielectric properties of the material.
Технический результат достигается тем, что в способе сушки сыпучих диэлектрических материалов, включающем способ сушки сыпучих диэлектрических материалов путем воздействия электромагнитной волной сверхвысокой частоты, согласно изобретению, перед воздействием на сыпучий диэлектрический материал электромагнитной волной сверхвысокой частоты производят подстройку добротности излучателей в зависимости от диэлектрических характеристик высушиваемого материала, а воздействие на слой материала излучением электромагнитной волной осуществляют длиной волны 0,1224 м частотой 2,45 ГГц при оптимальном поглощении в нагрузке, посредством пропускания сыпучего диэлектрического материала через устройство для сушки сыпучего диэлектрического материала в непрерывном режиме со скоростью 0,01-0,02 м/с.The technical result is achieved by the fact that in the method of drying bulk dielectric materials, including the method of drying bulk dielectric materials by exposure to an electromagnetic wave of superhigh frequency, according to the invention, before affecting the bulk dielectric material by an electromagnetic wave of superhigh frequency, the quality factor of the emitters is adjusted depending on the dielectric characteristics of the dried material , and the effect on the material layer by radiation by an electromagnetic wave is stvlyayut wavelength of 0.1224 m 2.45 GHz at the optimal absorption in the load by passing the particulate material through a dielectric drying apparatus of the bulk dielectric material in a continuous mode at a rate of 0.01-0.02 m / s.
В зависимости от диэлектрических характеристик высушиваемого материала производят подстройку добротности излучателей путем введения в рупор или выведения из рупора формирующих поле зондов устройства для сушки сыпучего диэлектрического материала.Depending on the dielectric characteristics of the dried material, the quality factor of the emitters is adjusted by introducing into the horn or removing from the horn the field-forming probes of the device for drying bulk dielectric material.
Технический результат достигается тем, что устройство для сушки сыпучего диэлектрического материала, содержащее рабочую камеру, привод, загрузочное устройство, регулирующий затвор, излучатели электромагнитной волны сверхвысокой частоты, разгрузочное устройство, пылеулавливающее устройство и вентилятор, согласно изобретению, 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 с шагом их размещения, определяемым по следующему выражению:The technical result is achieved by the fact that the device for drying bulk dielectric material containing a working chamber, a drive, a loading device, a regulating shutter, microwave electromagnetic wave emitters, an unloading device, a dust collecting device and a fan, according to the invention, is additionally equipped with a conveyor belt with a conveyor belt of dielectric material, the fan is installed at the beginning of the conveyor belt of the conveyor after the loading device, and the emitters microwave electromagnetic waves are installed 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 with a pitch of their placement, determined by the following expression:
где b - шаг размещения рупорных излучателей, представляющий собой расстояние между рупорами, м;where b is the pitch of the horn emitters, representing the distance between the horns, m;
λ - длина волны, м;λ is the wavelength, m;
φ - угол отклонения фронта волны при выходе из рупора, град.;φ is the angle of deviation of the wave front when exiting the speaker, deg .;
а - ширина рупора, м.and - the width of the speaker, m.
При этом в боковых стенках рупоров излучателей установлены зонды для подстройки добротности излучателей в нагрузке, с возможностью их введения в рупор или выведения из рупора.At the same time, probes were installed in the side walls of the radiator horns to adjust the quality factor of the radiators in the load, with the possibility of introducing them into the speaker or removing them from the speaker.
На поде конвейера под транспортерной лентой расположен материал для поглощения излишек энергии электромагнитной волны сверхвысокой частоты.On the bottom of the conveyor under the conveyor belt is a material for absorbing excess energy of an ultrahigh frequency electromagnetic wave.
Добротность - это характеристика, представляющая собой отношение энергии, запасенной в колебательной системе, к энергии, теряемой системой за один период колебаний; характеристика резонансных свойств системы (Новый политехнический словарь. / Гл. ред. А.Ю.Ишлинский. - М.: Большая российская энциклопедия, 2000, С.149).The quality factor is a characteristic representing the ratio of the energy stored in the oscillatory system to the energy lost by the system in one oscillation period; characteristic of the resonant properties of the system (New Polytechnical Dictionary. / Ch. ed. A.Yu. Ishlinsky. - M.: Big Russian Encyclopedia, 2000, P.149).
Согласование излучателей необходимо для повышения коэффициента полезного действия излучающей системы. Это возможно при формировании поля стоячей волны в нагрузке путем установки зондов. Изменение положения зонда в системе рупор - волновод позволяет уравновесить волновое поле и распределить нагрузку по всему объему обрабатываемого материала. Это позволяет обеспечить равномерный нагрев материала и увеличить коэффициент полезного действия установки.Coordination of emitters is necessary to increase the efficiency of the emitting system. This is possible with the formation of a standing wave field in a load by installing probes. Changing the position of the probe in the horn - waveguide system allows you to balance the wave field and distribute the load across the entire volume of the processed material. This allows you to ensure uniform heating of the material and increase the efficiency of the installation.
Из уровня техники не известно проведение сушки сыпучих диэлектрических материалов в непрерывном режиме со скоростью 0,01-0,02 м/с при воздействии на слой материала излучением электромагнитной волной длиной волны 0,1224 м частотой 2,45 ГГц при оптимальном коэффициенте стоячей волны в нагрузке путем пропускания материала через устройство сушки. Следовательно, не известно влияние этих признаков на технический результат, который достигается заявляемым способом, что свидетельствует о соответствии заявляемого способа условию патентоспособности «изобретательский уровень».It is not known from the prior art to carry out drying of bulk dielectric materials in a continuous mode at a speed of 0.01-0.02 m / s when exposed to a material layer by radiation with an electromagnetic wave of 0.1224 m in frequency of 2.45 GHz with an optimal standing wave coefficient of load by passing material through a drying device. Therefore, it is not known the influence of these signs on the technical result, which is achieved by the claimed method, which indicates the conformity of the proposed method to the condition of patentability "inventive step".
Известны фазированные антенные решетки в СВЧ-технике, позволяющие осуществлять быстрый обзор пространства, многофункциональный режим работы, комплексирование радиосредств, адаптацию к конкретной радиообстановке, предварительную обработку сверхвысокочастотных (СВЧ) сигналов, обеспечение электромагнитной совместимости и т.д. (B.C.Филиппов, Л.И.Понамарев, А.Ю.Гринев Антенны и устройства СВЧ. Проектирование фазированных антенных решеток. Учебное пособие для ВУЗов, с.3-8).Phased array antennas are known in microwave technology that allow for a quick overview of space, a multifunctional mode of operation, integration of radio equipment, adaptation to a specific radio environment, pre-processing of microwave signals, electromagnetic compatibility, etc. (B.C. Filippov, L.I. Ponamarev, A.Yu. Grinev Antennas and microwave devices. Designing phased antenna arrays. Textbook for universities, p.3-8).
Использование фазированных антенных решеток в заявляемом объекте, в заявляемой совокупности признаков - выполнение их в виде последовательно расположенных рупорных излучателей с шагом размещения, согласно приведенному в формуле выражению и расположение над транспортерной лентой, служит не только для построения сканирующих остронаправленных антенн, позволяющих реализовать высокую скорость обзора пространства и способствующих увеличению объема информации о распределении источников излучения или отражению электромагнитных волн в окружающем пространстве. Наряду с этим использование фазированной антенной решетки безусловно позволяет просуммировать поля, преобразовать частоты, усилить сигнал.The use of phased antenna arrays in the claimed object, in the claimed combination of features — performing them in the form of successive horn emitters with a spacing of placement, according to the expression given in the formula and location above the conveyor belt, serves not only to build scanning highly directional antennas that allow for a high viewing speed space and contributing to an increase in information about the distribution of radiation sources or the reflection of electromagnetic waves in swirling space. Along with this, the use of a phased antenna array certainly allows you to add up fields, convert frequencies, and amplify the signal.
Но кроме этого, в заявляемом устройстве использование фазированной антенной решетки, установленной над ленточным конвейером, представляющей систему рупоров с определенным шагом размещения излучателей, размером раструбов рупоров, приводит к выполнению ею новой функции - функции оптимальной волноводно-рупорной системы, способной оперативно подстраиваться на любую нагрузку (сыпучий диэлектрический материал), которая зависит от диэлектрических характеристик обрабатываемого материала, обеспечивая тем самым повышение качества сушки.But in addition, in the inventive device, the use of a phased antenna array mounted above the conveyor belt, representing a system of horns with a certain pitch of emitters, the size of the mouths of the horns, leads to the fulfillment by it of a new function - the function of the optimal waveguide-horn system that can quickly adapt to any load (bulk dielectric material), which depends on the dielectric characteristics of the processed material, thereby improving the quality of drying.
Использование подстраиваемых в каждом рупоре зондов позволяет сформировать равномерное распределение поля в обрабатываемом материале, что исключает локальный перегрев и обеспечивает равномерный процесс сушки с минимальными потерями энергии СВЧ, и позволяет получить на выходе более качественный продукт с сохранением его физических свойств.The use of probes that are adjustable in each horn makes it possible to form a uniform field distribution in the material being processed, which eliminates local overheating and ensures a uniform drying process with minimal microwave energy loss, and allows a better product to be obtained at the output while maintaining its physical properties.
Таким образом, известный признак (фазированная антенная решетка) в заявляемой совокупности признаков по новому влияет на достижение технического результата за счет возможности формирования электромагнитного поля в зависимости от диэлектрических свойств материала. Следовательно, заявляемое устройство соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень».Thus, the well-known feature (phased antenna array) in the claimed combination of features in a new way affects the achievement of the technical result due to the possibility of the formation of an electromagnetic field depending on the dielectric properties of the material. Therefore, the claimed device meets the condition of patentability "inventive step".
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид устройства для сушки сыпучих диэлектрических материалов без площадок для размещения радиокомпонентов и прямоугольных волноводов; на фиг.2 представлены в аксонометрии схематично элементы фазированной антенной решетки - прямоугольный волновод с согласованным с ним рупором и площадка для размещения радиокомпонентов.The invention is illustrated by drawings, where in Fig.1 shows a General view of a device for drying bulk dielectric materials without platforms for placement of radio components and rectangular waveguides; figure 2 presents in a perspective view schematically the elements of a phased antenna array - a rectangular waveguide with a matched speaker and a platform for placing radio components.
Устройство для сушки сыпучих диэлектрических материалов включает рабочую камеру, состоящую из корпуса 1, в котором расположен ленточный конвейер с транспортерной лентой 2 из диэлектрического материала (например, из бельдинга), снабженный регулируемым приводом 3, загрузочным устройством 4 в виде бункера, имеющего регулирующий шиберный затвор 5, расположенные в верхней части корпуса СВЧ-излучатели - магнетроны 6, например, фирмы LG марки ОМ75Р31 и прямоугольные волноводы 7, с согласованными с ними рупорами 8, в совокупности представляющие собой фазированную антенную решетку, направленную на транспортерную ленту 2. Установленные за магнетронами 6 вентиляторы, подающие воздух для охлаждения магнетронов 6 (на чертеже не показаны). Установленный за дозирующим бункером 4 вентилятор 9 предназначен для обдува поверхностного слоя материала. На поде конвейера под транспортерной лентой 2 расположен материал 10, который поглощает излишки СВЧ-энергии, например, асбест марки КАОН-1 6 мм ГОСТ 2850-95. Разгрузочное устройство 11, устройство пылеулавливания (циклон) 12 и запредельный волновод 13, установлены в конце транспортерной ленты 2. В боковых стенках рупоров излучателей установлены зонды 14, для формирования электромагнитного поля, представляющие собой металлический стержень с резьбой. На прямоугольном волноводе 7 с рупором 8 установлена площадка 15 для размещения на ней радиокомпонентов: магнетрона 6 и блока питания (на чертеже не показан).The device for drying bulk dielectric materials includes a working chamber, consisting of a housing 1, in which there is a conveyor belt with a conveyor belt 2 of dielectric material (for example, belding), equipped with an adjustable drive 3, a loading device 4 in the form of a hopper having a control slide gate 5 located in the upper part of the body of the microwave emitters - magnetrons 6, for example, LG company ОМ75Р31 and
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Загрузка влажного материала в рабочую камеру, изолированную от внешней среды корпусом 1, защищающим персонал от СВЧ-излучения, осуществляется через загрузочное устройство (бункер) 4 и поступает на транспортерную ленту 2, по которой материал подастся в зону нагрева. Толщина слоя материала регулируется шиберным затвором 5. СВЧ-поле, создаваемое магнетронами 6, через прямоугольные волноводы 7 и согласованные с ними рупора 8, направляется на слой перемещаемого в горизонтальной плоскости материала. Обрабатываемый материал проходит под воздействием нескольких секций последовательно соединенных прямоугольных волноводов 7. Воздух, нагнетаемый вентиляторами для охлаждения магнетронов 6, поступает в рабочую камеру устройства для сушки сыпучего диэлектрического материала через циклон 12. Излишки СВЧ-энергии поглощаются материалом 10, расположенным на поде конвейера под транспортерной лентой 2, например, асбестом.The wet material is loaded into the working chamber isolated from the external environment by the housing 1, which protects personnel from microwave radiation, through the loading device (hopper) 4 and enters the conveyor belt 2, through which the material is fed into the heating zone. The thickness of the material layer is regulated by the slide gate 5. The microwave field created by the magnetrons 6, through
Под действием СВЧ-поля подаваемый материал нагревается, содержащаяся в нем влага испаряется, поверхностный слой материала обдувается воздухом, поступающим через циклон 12, и выходит, унося испаренную влагу через переднюю часть запредельного волновода 13. При обдуве воздухом поверхностного слоя материала эффект испарения влаги с поверхности увеличивается, что повышает скорость удаления влаги и улучшает качество сушки. При разгрузке высушенный до определенной влажности материал попадает в разгрузочный бункер 11.Under the influence of the microwave field, the supplied material is heated, the moisture contained in it evaporates, the surface layer of the material is blown by air entering through the cyclone 12, and leaves, taking away the evaporated moisture through the front of the transcendental waveguide 13. When air is blown through the surface layer of the material, the effect of evaporation of moisture from the surface increases, which increases the rate of moisture removal and improves the quality of drying. When unloading, the material dried up to a certain moisture content enters the discharge hopper 11.
Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.
Определяют параметры исходного угольного концентрата, а именно его влажность, диэлектрическую проницаемость и тангенс угла поглощения. Если материал имеет повышенную влажность, например, 30-35%, следовательно, его диэлектрическая проницаемость увеличивается до ε=15÷20 и электромагнитная волна лучше поглощается материалом, тогда формирующий поле зонд вкручивают настолько, чтобы предотвратить отражение электромагнитной волны в соседний излучатель с незначительным погружением в объем рупора, например, на 5 мм.The parameters of the initial coal concentrate are determined, namely, its moisture content, dielectric constant and absorption angle tangent. If the material has a high humidity, for example, 30-35%, therefore, its dielectric constant increases to ε = 15 ÷ 20 and the electromagnetic wave is better absorbed by the material, then the field-forming probe is twisted so as to prevent the reflection of the electromagnetic wave into the adjacent emitter with slight immersion in the volume of the speaker, for example, by 5 mm.
При не высокой влажности обрабатываемого материала, например, 25-30%, материал обладает более низкой диэлектрической проницаемостью и составляет ε=4,5÷5 и в большей степени способен отражать электромагнитную волну от поверхности высушиваемого материала, поэтому увеличивают коэффициент стоячей волны в нагрузке. Для поддержания коэффициента стоячей волны в нагрузке на уровне ≤1 зонд вкручивают глубже в объем рупора, например, на 30 мм.At a low humidity of the processed material, for example, 25-30%, the material has a lower dielectric constant and is ε = 4.5 ÷ 5 and is more able to reflect the electromagnetic wave from the surface of the dried material, therefore, the standing wave coefficient in the load is increased. To maintain the standing wave coefficient in the load at a level of ≤1, the probe is screwed deeper into the volume of the horn, for example, by 30 mm.
Сыпучий диэлектрический материал подается по транспортерной ленте ленточного конвейера в рабочую зону, где на сыпучий диэлектрический материал воздействуем электромагнитной волной, имеющей частоту 2,45 ГГц. Материал на транспортерной ленте ленточного конвейера, например, длиной 3 м, пропускают со скоростью 0,01-0,02 м/с и подвергают облучению, например, в течение 3 минут, что является оптимальным временем воздействия электромагнитной волной сверхвысокой частоты, для достижения необходимой конечной влажности 10%.Bulk dielectric material is fed through the conveyor belt of the conveyor belt to the working area, where the bulk dielectric material is exposed to an electromagnetic wave having a frequency of 2.45 GHz. Material on a conveyor belt of a conveyor belt, for example, 3 m long, is passed at a speed of 0.01-0.02 m / s and subjected to irradiation, for example, for 3 minutes, which is the optimal time of exposure to an electromagnetic wave of microwave frequency to achieve the required final humidity 10%.
Была проведена сушка угольного концентрата с начальная влажностью 30% (рассчитанная по весу сырого и абсолютно сухого материала), который подвергался сушке на данной установке со скоростью транспортерной ленты 0,01 м/с. Анализ результата показал, что конечная влажность угольного концентрата составила 9,8%.Coal concentrate was dried with an initial moisture content of 30% (calculated by the weight of raw and absolutely dry material), which was dried on this unit with a conveyor belt speed of 0.01 m / s. An analysis of the result showed that the final moisture content of the coal concentrate was 9.8%.
Была проведена сушка угольного концентрата при таких же условиях, как и в первом опыте, то есть с начальной влажностью угольного концентрата 30%, но со скоростью движения транспортерной ленты 0,015 м/с. Конечная влажность составила 10,2%.The coal concentrate was dried under the same conditions as in the first experiment, that is, with an initial moisture content of coal concentrate of 30%, but with a conveyor belt speed of 0.015 m / s. The final humidity was 10.2%.
Была проведена сушка угольного концентрата при таких же условиях, как и в первом опыте, то есть с начальной влажностью угольного концентрата 30%, но отличающаяся скоростью транспортерной ленты 0,02 м/с. Конечная влажность составила 10,7%.The coal concentrate was dried under the same conditions as in the first experiment, that is, with an initial moisture content of coal concentrate of 30%, but with a conveyor belt speed of 0.02 m / s. The final humidity was 10.7%.
Также была проведена сушка угольного концентрата начальной влажностью 30% со скоростью транспортерной ленты 0,008 м/с. В этом случае конечная влажность составила 4,0%. При сушке угольного концентрата начальной влажностью 30% и скорости движения транспортерной ленты 0,025 м/с, конечная влажность составила 14,0%.Coal concentrate was also dried with an initial humidity of 30% with a conveyor belt speed of 0.008 m / s. In this case, the final humidity was 4.0%. When drying coal concentrate with an initial humidity of 30% and a conveyor belt speed of 0.025 m / s, the final humidity was 14.0%.
При сушке угольного концентрата с начальной влажностью 30% со скоростью пропускания материала через устройство сушки 0,01-0,02 м/с достигается оптимальный режим сушки до конечной влажности ≈10,0%.When drying coal concentrate with an initial moisture content of 30% with a material passing through a drying device of 0.01-0.02 m / s, the optimum drying mode to a final moisture content of ≈10.0% is achieved.
При сушке угольного концентрата с начальной влажностью 30% и скорости транспортерной ленты 0,008 м/с происходит пересушивание материала, конечная влажность составляет 4,0%, что приводит к снижению калорийности угольного концентрата, то есть его теплотворной способности. При сушке диэлектрического материала с начальной влажностью 30% и скорости транспортерной ленты 0,025 м/с происходит недосушивание материала, что в дальнейшем приводит к увеличению потерь, связанных с химическим недожегом.When drying a coal concentrate with an initial moisture content of 30% and a conveyor belt speed of 0.008 m / s, the material is dried out, the final moisture content is 4.0%, which leads to a decrease in the calorific value of the coal concentrate, i.e. its calorific value. When drying a dielectric material with an initial humidity of 30% and a conveyor belt speed of 0.025 m / s, the material is under-dried, which subsequently leads to an increase in losses associated with chemical underburning.
Заявляемый способ и устройство позволяют осуществлять эффективный процесс сушки материала за счет его непрерывности и обеспечения требуемых параметров влажности высушенного материала при сохранении условий охраны окружающей среды и экологии производства.The inventive method and device allow for an efficient drying process of the material due to its continuity and providing the required moisture parameters of the dried material while maintaining environmental conditions and production ecology.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007102736/06A RU2330225C1 (en) | 2007-01-24 | 2007-01-24 | Method of drying of bulk dielectric materials and device for implementation of this method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007102736/06A RU2330225C1 (en) | 2007-01-24 | 2007-01-24 | Method of drying of bulk dielectric materials and device for implementation of this method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2330225C1 true RU2330225C1 (en) | 2008-07-27 |
Family
ID=39811113
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007102736/06A RU2330225C1 (en) | 2007-01-24 | 2007-01-24 | Method of drying of bulk dielectric materials and device for implementation of this method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2330225C1 (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2509275C1 (en) * | 2012-09-27 | 2014-03-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный университет инженерных технологий" (ФГБОУ ВПО "ВГУИТ") | Microwave convective drier |
| CN109405510A (en) * | 2018-10-11 | 2019-03-01 | 胡思雨 | A kind of powder drying device of combination conveyer belt |
| CN110822872A (en) * | 2019-11-01 | 2020-02-21 | 袁鸿宽 | Animal fiber drying equipment |
| RU2733126C1 (en) * | 2019-10-24 | 2020-09-29 | Открытое акционерное общество "ИНСОЛАР-ИНВЕСТ" | Method for utilization of waste heat of data processing centers in drying chambers |
| RU200684U1 (en) * | 2020-06-15 | 2020-11-05 | Общество с ограниченной ответственностью научно-производственное предприятие "ЭКОФЕС" | DEVICE FOR WASTE WATER SEDIMENT COMPOSTING |
| RU2737381C1 (en) * | 2020-07-13 | 2020-11-27 | Юрий Михайлович Егоров | Device for microwave drying of various materials in thin layer |
| RU205517U1 (en) * | 2020-12-10 | 2021-07-19 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет" (ННГАСУ) | Combined heating chamber |
-
2007
- 2007-01-24 RU RU2007102736/06A patent/RU2330225C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2509275C1 (en) * | 2012-09-27 | 2014-03-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный университет инженерных технологий" (ФГБОУ ВПО "ВГУИТ") | Microwave convective drier |
| CN109405510A (en) * | 2018-10-11 | 2019-03-01 | 胡思雨 | A kind of powder drying device of combination conveyer belt |
| RU2733126C1 (en) * | 2019-10-24 | 2020-09-29 | Открытое акционерное общество "ИНСОЛАР-ИНВЕСТ" | Method for utilization of waste heat of data processing centers in drying chambers |
| CN110822872A (en) * | 2019-11-01 | 2020-02-21 | 袁鸿宽 | Animal fiber drying equipment |
| RU200684U1 (en) * | 2020-06-15 | 2020-11-05 | Общество с ограниченной ответственностью научно-производственное предприятие "ЭКОФЕС" | DEVICE FOR WASTE WATER SEDIMENT COMPOSTING |
| RU2737381C1 (en) * | 2020-07-13 | 2020-11-27 | Юрий Михайлович Егоров | Device for microwave drying of various materials in thin layer |
| RU205517U1 (en) * | 2020-12-10 | 2021-07-19 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет" (ННГАСУ) | Combined heating chamber |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2330225C1 (en) | Method of drying of bulk dielectric materials and device for implementation of this method | |
| AU2009213831B2 (en) | Apparatus and method for comminution of mineral ore using microwave energy | |
| KR100928277B1 (en) | An apparatus and method for rapid drying sludge | |
| US20210007190A1 (en) | Microwave suppression tunnel and related features | |
| CN104677054A (en) | Inverted microwave low-temperature fluidized bed drying equipment | |
| RU2596683C1 (en) | System for continuous heat treatment of solid fine particles, mainly disperse wood materials and methods of heat treatment, implemented using said complex | |
| KR102075769B1 (en) | Several Layer Drier Of Hybrid Belt Type | |
| CN106720293A (en) | A kind of grain drying device | |
| CN111426183B (en) | Infrared light wave on-line drying device and on-line drying grinding equipment | |
| RU2111631C1 (en) | Universal microwave drier | |
| US11814319B2 (en) | Production of foamed sand using near infrared | |
| RU2314472C1 (en) | Grain drying apparatus | |
| TWM618338U (en) | Coal dewatering equipment | |
| RU120756U1 (en) | DEVICE FOR DRYING BULK DIELECTRIC MATERIALS | |
| RU95114165A (en) | UNIVERSAL SUPER HIGH FREQUENCY DRYING UNIT (OPTIONS) | |
| RU186476U1 (en) | DEVICE FOR GRAIN DRYING | |
| RU56576U1 (en) | GRAIN DRYER | |
| Ritter et al. | Application of a Surface Waveguide in Microwave Drying Units of the Agribusiness Industry | |
| RU2674290C1 (en) | Device for drying raw material from dispersed material (options) | |
| KR101433219B1 (en) | Vibratory hot wind dryer | |
| RU205517U1 (en) | Combined heating chamber | |
| CN207635799U (en) | Segmented microwave drying material system | |
| CN203744678U (en) | Continuous microwave drying optical cable sheath device | |
| RU2171552C2 (en) | Set for shf burning of hydraulic micas | |
| RU2251060C1 (en) | Shaft type grain drier |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160125 |