RU2737381C1 - Device for microwave drying of various materials in thin layer - Google Patents
Device for microwave drying of various materials in thin layer Download PDFInfo
- Publication number
- RU2737381C1 RU2737381C1 RU2020123157A RU2020123157A RU2737381C1 RU 2737381 C1 RU2737381 C1 RU 2737381C1 RU 2020123157 A RU2020123157 A RU 2020123157A RU 2020123157 A RU2020123157 A RU 2020123157A RU 2737381 C1 RU2737381 C1 RU 2737381C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- microwave
- drying
- shf
- thin layer
- modules
- 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
- F26B17/00—Machines or apparatus for drying materials in loose, plastic, or fluidised form, e.g. granules, staple fibres, with progressive movement
- F26B17/02—Machines or apparatus for drying materials in loose, plastic, or fluidised form, e.g. granules, staple fibres, with progressive movement with movement performed by belts carrying the materials; with movement performed by belts or elements attached to endless belts or chains propelling the materials over stationary surfaces
- F26B17/04—Machines or apparatus for drying materials in loose, plastic, or fluidised form, e.g. granules, staple fibres, with progressive movement with movement performed by belts carrying the materials; with movement performed by belts or elements attached to endless belts or chains propelling the materials over stationary surfaces the belts being all horizontal or slightly inclined
-
- 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
- F26B3/32—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by development of heat within the materials or objects to be dried, e.g. by fermentation or other microbiological action
- F26B3/34—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by development of heat within the materials or objects to be dried, e.g. by fermentation or other microbiological action by using electrical effects
- F26B3/347—Electromagnetic heating, e.g. induction heating or heating using microwave energy
Abstract
Description
Устройство предназначено для сушки сверхвысокочастотным (СВЧ) электромагнитным полем различных материалов в тонком слое и позволяет сушить как сыпучие материалы технического назначения, так и сельскохозяйственную и пищевую продукцию. Область техники, к которой относится изобретение.The device is designed for drying various materials in a thin layer by an ultra-high-frequency (microwave) electromagnetic field and allows drying both bulk materials for technical purposes, as well as agricultural and food products. The technical field to which the invention relates.
Изобретение относится к технологии сушки СВЧ электромагнитным полем различных материалов в тонком слое. Оптимальная толщина слоя составляет от 1 до 15 мм в зависимости от вида и свойств сушимого материала. Можно сушить сыпучие материалы технического назначения: древесные опилки, мелкодисперсный уголь, порошки и многое другое. Также устройство позволяет сушить сельскохозяйственную и пищевую продукцию: резанные фрукты и овощи, зерно, травы и тому подобное.The invention relates to a technology for drying a microwave electromagnetic field of various materials in a thin layer. The optimum layer thickness is from 1 to 15 mm, depending on the type and properties of the material to be dried. You can dry bulk materials for technical purposes: sawdust, fine coal, powders and much more. Also, the device allows you to dry agricultural and food products: cut fruits and vegetables, grain, herbs, and the like.
Уровень техникиState of the art
Предлагаемое устройство имеет низкие массогабаритные характеристики и обеспечивает более эффективное использование СВЧ энергии по сравнению с существующими СВЧ сушилками конвейерного типа. Такие сушилки представлены на сайтах [http://materialdryer.ru,. http://agroserver.ru/b/img/900915/l 111447/]. В них тонкий слой материала, расположенного на конвейерной ленте, перемещается в протяженной камере, в которую подается СВЧ мощность от нескольких СВЧ генераторов, расположенных вдоль камеры. Например, в патенте [Патент РФ, кл. Н05В 6/64 №2050704] (прототип) описывается 3-х ярусная конвейерная система, в которой излучатели СВЧ генераторов располагаются практически вплотную друг к другу, и поля от них будут пересекаться. Это приводит к значительному снижению суммарной СВЧ мощности, так как генераторы в таких устройствах не синхронизированы. Чтобы избежать сильного влияния друг на друга, приходится располагать их на достаточно большом расстоянии друг от друга вдоль устройства [. http://agroserver.ru/b/img/900915/l 111447/], а это приводит к увеличению габаритных размеров и, следовательно, к возрастанию веса всего устройства. К тому же в таких устройствах неизвестна эффективность использования СВЧ мощности в процессе сушки, поскольку тонкий слой материала имеет объем во много раз меньше объема камеры, в которой создается СВЧ поле, и он может поглотить только часть мощности этого поля. Не поглощенная материалом часть энергии СВЧ поля идет на нагрев элементов устройства.The proposed device has low weight and size characteristics and provides more efficient use of microwave energy in comparison with existing conveyor-type microwave dryers. Such dryers are presented on the sites [http://materialdryer.ru ,. http://agroserver.ru/b/img/900915/l 111447 /]. In them, a thin layer of material located on a conveyor belt moves in an extended chamber, into which microwave power is supplied from several microwave generators located along the chamber. For example, in the patent [RF Patent, cl. Н05В 6/64 No. 2050704] (prototype) describes a 3-tier conveyor system in which the radiators of microwave generators are located almost close to each other, and the fields from them will intersect. This leads to a significant decrease in the total microwave power, since the generators in such devices are not synchronized. To avoid strong influence on each other, you have to place them at a sufficiently large distance from each other along the device [. http://agroserver.ru/b/img/900915/l 111447 /], and this leads to an increase in overall dimensions and, consequently, to an increase in the weight of the entire device. In addition, in such devices, the efficiency of using microwave power in the drying process is unknown, since a thin layer of material has a volume many times less than the volume of the chamber in which the microwave field is created, and it can absorb only part of the power of this field. Part of the energy of the microwave field not absorbed by the material goes to heating the elements of the device.
Технический результат - уменьшение массогабаритных характеристик по сравнению с существующими устройствами по СВЧ сушке, повышение коэффициента использования СВЧ энергии и, как следствие, снижение энергозатрат на единицу сушимой продукции.The technical result is a decrease in weight and size characteristics in comparison with existing devices for microwave drying, an increase in the utilization rate of microwave energy and, as a consequence, a decrease in energy consumption per unit of dried product.
Сущность изобретенияThe essence of the invention
В предлагаемом изобретении в качестве СВЧ генераторов используются модули, которые работают на принципе когерентного сложения мощностей генераторов на магнетронах для получения необходимой суммарной мощности [патент РФ №2394357]. СВЧ модули (1) располагаются под многоуровневой конвейерной системой, каждая лента которой находится на заданном расстоянии от излучателей модулей (фиг. 1). СВЧ поле распространяется от излучателей вертикально вверх, и, проходя через все слои материала на каждой ленте, поглощается им до полного затухания. Ленты конвейера движутся синхронно со скоростью, обеспечивающей необходимую влажность сушимого материала на выходе.In the proposed invention, modules are used as microwave generators that operate on the principle of coherent addition of the powers of generators on magnetrons to obtain the required total power [RF patent No. 2394357]. Microwave modules (1) are located under a multilevel conveyor system, each belt of which is at a given distance from the emitters of the modules (Fig. 1). The microwave field extends from the emitters vertically upward, and, passing through all layers of material on each tape, is absorbed by it until it is completely attenuated. The conveyor belts move synchronously with a speed that provides the required moisture content of the dried material at the exit.
Устройство для СВЧ сушки различных материалов в тонком слое состоит из многоуровневой конвейерной системы и нескольких СВЧ модулей, количество которых определяется требуемой производительностью устройства, а количество магнетронов в одном модуле определяется конфигурацией устройства. СВЧ модули располагаются под конвейерной системой так, что СВЧ поле от излучателей направлено вертикально вверх. Расстояние от излучателей до верхней ленты нижнего конвейера равно четверти длины волны излучения ( λ), а расстояние между верхними лентами всех конвейеров равно или кратно половине длины волны излучения ( λ). Это связано с волновой природой распространения электромагнитного поля, максимумы которого приходятся на верхние ленты с располагаемым на них материалом, который будет нагреваться. Часть СВЧ поля поглотиться материалом на нижнем конвейере, прошедшая часть поля будет поглощаться в слоях материала на последующих конвейерах до полного затухания. При установившемся режиме работы устройства материал на нижнем конвейере будет иметь минимальную влажность и не сильно поглощать СВЧ поле, а максимум поглощения поля будет на верхнем конвейере на материале с исходной влажностью. В результате эффективность использования мощности СВЧ поля приближается к максимальному. Все конвейеры приводятся в движение от одного управляемого двигателя, синхронно движутся навстречу друг другу, и материал всегда будет перемещаться через максимумы СВЧ поля с одинаковой скоростью. Регулировкой скорости движения всего конвейера можно получать на выходе материал с требуемой влажностью.The device for microwave drying of various materials in a thin layer consists of a multilevel conveyor system and several microwave modules, the number of which is determined by the required performance of the device, and the number of magnetrons in one module is determined by the configuration of the device. Microwave modules are located under the conveyor system so that the microwave field from the emitters is directed vertically upward. The distance from the emitters to the upper belt of the lower conveyor is equal to a quarter of the radiation wavelength ( λ), and the distance between the upper belts of all conveyors is equal to or a multiple of half the radiation wavelength ( λ). This is due to the wave nature of the propagation of the electromagnetic field, the maxima of which fall on the upper ribbons with the material placed on them, which will be heated. Part of the microwave field will be absorbed by the material on the lower conveyor, the passed part of the field will be absorbed in the layers of material on subsequent conveyors until it is completely attenuated. In the steady state of operation of the device, the material on the lower conveyor will have a minimum moisture content and not strongly absorb the microwave field, and the maximum absorption of the field will be on the upper conveyor on the material with the initial moisture content. As a result, the efficiency of using the power of the microwave field approaches the maximum. All conveyors are driven by a single controlled motor, move synchronously towards each other, and the material will always move through the maxima of the microwave field at the same speed. By adjusting the speed of the entire conveyor, you can get the material with the required moisture at the exit.
Осуществление изобретенияImplementation of the invention
Устройство представляет собой многоуровневую конвейерную систему, состоящую из нескольких ленточных конвейеров (4), расположенных друг над другом, как показано на схеме (фиг. 1), и имеет общий привод (на схеме не показан), обеспечивающий синхронное движение лент навстречу друг другу. На схеме стрелки указывают направление движения каждой ленты. Материал (5) на входе из устройства загрузки-загрузочного бункера (2) подается на верхний конвейер. Перемещаясь через СВЧ поле и нагреваясь, материал пересыпается на нижний конвейер и, проходя через более интенсивное поле в обратном направлении, нагревается еще больше; и так далее до устройства выгрузки в приемный бункер (3) на выходе. В качестве ленты транспортера используется пропилен (либо другой материал с низким коэффициентом поглощения СВЧ поля) в виде сетки, с подходящим размером ячейки, или сплошной ленты требуемой толщины. С каждой стороны многоуровневого конвейера расположены блоки вентиляторов (7), один из которых нагнетает воздух, а другой вытягивает его (фиг. 2). Воздух удаляет из зоны конвейера влагу, покидающую материал при нагреве, и охлаждает поверхность материала и движущиеся элементы конвейеров. Под нижней лентой нижнего конвейера располагаются СВЧ модули с излучателями (1), формирующими диаграмму направленности СВЧ поля вертикально вверх. Каждый СВЧ модуль создает вертикальную зону нагрева материала на всех конвейерах. Расстояние между СВЧ модулями вдоль конвейера выбирается из условия минимального взаимодействия их СВЧ полей (должно быть не менее одного метра), и достаточной степени охлаждения сушимого материала при перемещении от одной зоны нагрева до другой. В случае применения магнетронов для бытовых СВЧ печей, работающих в диапазоне частот 2430÷2470 МГц, что соответствует длине волны ~12 см, расстояние между срезами излучателей и верхней лентой нижнего конвейера равно 30 мм, а между верхними лентами всех конвейеров - 60 мм. Между блоками вентиляторов и устройством, а также и с других его сторон, располагается металлическая сетка (6), обеспечивающая защиту окружающего пространства от неиспользуемого СВЧ поля (фиг. 2). Блоки вентиляторов и сетка СВЧ защиты выполняются с возможностью обеспечения доступа к устройству для его обслуживания. С пульта управления включаются СВЧ модули, блоки вентиляторов, привод конвейера, и осуществляется изменение скорости движения конвейера.The device is a multilevel conveyor system consisting of several belt conveyors (4), located one above the other, as shown in the diagram (Fig. 1), and has a common drive (not shown in the diagram), which ensures synchronous movement of belts towards each other. On the diagram, arrows indicate the direction of movement of each tape. Material (5) at the entrance from the loading-loading hopper (2) is fed to the upper conveyor. Moving through the microwave field and heating up, the material is poured onto the lower conveyor and, passing through a more intense field in the opposite direction, heats up even more; and so on up to the device for unloading into the receiving hopper (3) at the exit. As a conveyor belt, propylene (or other material with a low microwave absorption coefficient) is used in the form of a mesh with a suitable mesh size, or a solid belt of the required thickness. On each side of the multilevel conveyor there are fan units (7), one of which pumps air and the other pulls it out (Fig. 2). Air removes moisture from the conveyor zone, leaving the material when heated, and cools the material surface and moving parts of the conveyors. Microwave modules with emitters (1) are located under the lower belt of the lower conveyor, forming the directivity diagram of the microwave field vertically upward. Each microwave module creates a vertical material heating zone on all conveyors. The distance between the microwave modules along the conveyor is selected from the condition of the minimum interaction of their microwave fields (must be at least one meter), and a sufficient degree of cooling of the dried material when moving from one heating zone to another. In the case of using magnetrons for household microwave ovens operating in the frequency range 2430 ÷ 2470 MHz, which corresponds to a wavelength of ~ 12 cm, the distance between the cuts of the emitters and the upper belt of the lower conveyor is 30 mm, and between the upper belts of all conveyors - 60 mm. Between the fan blocks and the device, as well as on its other sides, there is a metal mesh (6), which protects the surrounding space from an unused microwave field (Fig. 2). Fan blocks and microwave protection grid are designed to provide access to the device for its maintenance. From the control panel microwave modules, fan units, conveyor drive are switched on, and the conveyor speed is changed.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020123157A RU2737381C1 (en) | 2020-07-13 | 2020-07-13 | Device for microwave drying of various materials in thin layer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020123157A RU2737381C1 (en) | 2020-07-13 | 2020-07-13 | Device for microwave drying of various materials in thin layer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2737381C1 true RU2737381C1 (en) | 2020-11-27 |
Family
ID=73543579
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020123157A RU2737381C1 (en) | 2020-07-13 | 2020-07-13 | Device for microwave drying of various materials in thin layer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2737381C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2050704C1 (en) * | 1992-06-17 | 1995-12-20 | Удалов Валентин Николаевич | Shf plant to dry loose products |
RU2003100085A (en) * | 2000-07-06 | 2004-06-10 | Хитвэйв Текнолоджиз Инк. (Ca) | ADVANCED DIELECTRIC HEATING USING INDUCTIVE COMMUNICATION |
RU2330225C1 (en) * | 2007-01-24 | 2008-07-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутский государственный технический университет" (ГОУ ИрГТУ) | Method of drying of bulk dielectric materials and device for implementation of this method |
RU139803U1 (en) * | 2013-03-18 | 2014-04-20 | Шамиль Филаридович Файзрахманов | MULTIFUNCTIONAL MICROWAVE CONVEYOR UNIT FOR DRYING AND MICROWAVE PROCESSING OF BULK MATERIALS |
CN105841468A (en) * | 2016-04-05 | 2016-08-10 | 山东宝莫生物化工股份有限公司 | Microwave dryer for polyacrylamide colloidal particles and microwave drying method |
-
2020
- 2020-07-13 RU RU2020123157A patent/RU2737381C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2050704C1 (en) * | 1992-06-17 | 1995-12-20 | Удалов Валентин Николаевич | Shf plant to dry loose products |
RU2003100085A (en) * | 2000-07-06 | 2004-06-10 | Хитвэйв Текнолоджиз Инк. (Ca) | ADVANCED DIELECTRIC HEATING USING INDUCTIVE COMMUNICATION |
RU2330225C1 (en) * | 2007-01-24 | 2008-07-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутский государственный технический университет" (ГОУ ИрГТУ) | Method of drying of bulk dielectric materials and device for implementation of this method |
RU139803U1 (en) * | 2013-03-18 | 2014-04-20 | Шамиль Филаридович Файзрахманов | MULTIFUNCTIONAL MICROWAVE CONVEYOR UNIT FOR DRYING AND MICROWAVE PROCESSING OF BULK MATERIALS |
CN105841468A (en) * | 2016-04-05 | 2016-08-10 | 山东宝莫生物化工股份有限公司 | Microwave dryer for polyacrylamide colloidal particles and microwave drying method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3277580A (en) | Method and apparatus for drying | |
Drouzas et al. | Microwave application in vacuum drying of fruits | |
US9504098B2 (en) | Furnace system having hybrid microwave and radiant heating | |
US3528179A (en) | Microwave fluidized bed dryer | |
US6233841B1 (en) | Dehydration plant | |
US5369250A (en) | Method and apparatus for uniform microwave heating of an article using resonant slots | |
US4908486A (en) | Resonant cavity of a microwave drier | |
Jindarat et al. | Analysis of energy consumption in drying process of non-hygroscopic porous packed bed using a combined multi-feed microwave-convective air and continuous belt system (CMCB) | |
US6455826B1 (en) | Apparatus and method for continuous microwave drying of ceramics | |
Prommas et al. | Energy and exergy analyses in drying process of non-hygroscopic porous packed bed using a combined multi-feed microwave-convective air and continuous belt system (CMCB) | |
RU2737381C1 (en) | Device for microwave drying of various materials in thin layer | |
US3027442A (en) | High-frequency furnaces | |
US10967538B2 (en) | Apparatus and method for continuous production of materials | |
Evranuz | Drying vegetables: new technology, equipment and examples | |
KR101768313B1 (en) | Dryer using the microwave | |
Wang et al. | Soybean drying characteristics in microwave rotary dryer with forced convection | |
RU2050704C1 (en) | Shf plant to dry loose products | |
RU2479954C1 (en) | Plant for microwave treatment of loose products or materials | |
RU2794529C1 (en) | Method for superhigh-frequency heat and non-heat treatment of raw materials | |
RU2774186C1 (en) | Continuous-flow hop dryer with endogenous-convective heating sources | |
RU2251060C1 (en) | Shaft type grain drier | |
RU2702230C1 (en) | Method of hydromicas bloating and device for its implementation | |
RU2078522C1 (en) | General-purpose combined drying unit | |
RU2770628C1 (en) | Microwave-convective continuous-flow hop dryer with a hemispherical resonator | |
RU2792675C1 (en) | Microwave-convective hop dryer with semi-cylindrical resonators and fluoroplastic comb guides |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20211027 Effective date: 20211027 |