RU2741359C1 - Device for induction heating of contact drying drum - Google Patents

Device for induction heating of contact drying drum Download PDF

Info

Publication number
RU2741359C1
RU2741359C1 RU2020126850A RU2020126850A RU2741359C1 RU 2741359 C1 RU2741359 C1 RU 2741359C1 RU 2020126850 A RU2020126850 A RU 2020126850A RU 2020126850 A RU2020126850 A RU 2020126850A RU 2741359 C1 RU2741359 C1 RU 2741359C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
inductor
drum
heating
induction
microcontroller
Prior art date
Application number
RU2020126850A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Александрович Владимиров
Марина Евгеньевна Белецкая
Александр Викторович Тупицын
Евгений Александрович Беляков
Александр Юрьевич Просеков
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кемеровский государственный университет" (КемГУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кемеровский государственный университет" (КемГУ) filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кемеровский государственный университет" (КемГУ)
Priority to RU2020126850A priority Critical patent/RU2741359C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2741359C1 publication Critical patent/RU2741359C1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26DRYING
    • F26BDRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B23/00Heating arrangements
    • F26B23/04Heating arrangements using electric heating
    • F26B23/06Heating arrangements using electric heating resistance heating

Abstract

FIELD: technological processes.SUBSTANCE: invention relates to drying liquid pastes, concentrates and may be used in dairy, food and chemical industries. Device for induction heating of contact drying drum includes hollow cylindrical heating drum, reducing gear, electric motor, power supply unit, inductor arranged inside the heating drum casing and cooling element. Cooling element used is fan installed at drum end face and directed towards inductor. Device comprises a temperature sensor which is in contact with an inductor and transmits a temperature value to the control panel to monitor operation of the inductor, microcontroller, controlling the whole process and providing data exchange with control panel, control of fan, voltage regulator, engine rpm, generating PWM signal to driver and power IGBT module, feedback unit transmitting feedback from inductor and heated drum to microcontroller, and to which are output data of current transformer, installed in series with inductor and temperature sensors, tray for dried material, knife for removal of dried product from drum surface. Distance in radial direction between inner surface of hollow cylindrical drum and outer surface of inductor is set within 3-8 mm, inductor is litzendrat uniformly distributed on non-conductive frame along inner part of drum, with number of turns from 8 to 24, located at minimum distance between each other, width of inductor makes third part of internal surface area of drum, inductor is located so that it heats drum segment, generated induction current on surface of inductor increases due to perpendicular arrangement of concentrators relative to inductor.EFFECT: device has simplified design, and drum with induction heater is more efficient in use.1 cl, 2 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к способу сушки жидких паст, концентратов и может быть использовано в молочной, пищевой, химической промышленности.The present invention relates to a method for drying liquid pastes, concentrates and can be used in the dairy, food, and chemical industries.

Существуют способы распылительной сушки, важным недостатком которых является высокая стоимость оборудования при необходимости получения сухого продукта в небольшом объеме. Другим используемым до сих пор процессом является контактный способ сушки на поверхности нагреваемого паром барабана, который также является невыгодным в малотонажном производстве вследствие высокой стоимости оборудования по отношению к производительности и высокой стоимости при получении пара. Оптимальное соотношение производительности к стоимости может быть достигнуто за счет использования предлагаемого технического решения, имеющего относительно низкую стоимость и не требующего для его работы пара.There are spray drying methods, an important disadvantage of which is the high cost of equipment when it is necessary to obtain a dry product in a small volume. Another process used so far is the contact drying method on the surface of a steam heated drum, which is also disadvantageous in low tonnage production due to the high cost of equipment in relation to productivity and the high cost of generating steam. The optimal ratio of productivity to cost can be achieved by using the proposed technical solution, which has a relatively low cost and does not require steam for its operation.

Барабан с индукционным нагревателем, используемый в предлагаемом изобретении, имеет много преимуществ по сравнению с предложенным в патенте РФ 2020392 сушильным барабаном. Во-первых, поскольку пар не используется для нагрева барабана, недостатки, присущие барабану с паровым нагревом, исключаются. А именно, стенки барабана не должны быть толстостенными, поскольку нет необходимости выдерживать высокое давление пара. Таким образом, достигается экономия на материалах. Более того, этот барабан намного легче и легче в обращении, чем предыдущие барабаны с паровым нагревом. Мощность, необходимая для его привода, и требования к нагрузке на подшипники не такие высокие, как в сушилках с паровым нагревом. Кроме того, этот барабан нагревается быстрее, поскольку для нагрева за счет индукционных токов требуется гораздо меньше времени, чем для создания давления пара в котле. Кроме того барабан с индукционным нагревателем более экономичен в использовании, потому что нагрев идет в непосредственном месте контакта между внутренней частью барабана и индукционным нагревателем, т.к. расстояние между нагревательными элементами поверхностью барабана является относительно небольшим.The drum with an induction heater used in the present invention has many advantages over the drying drum proposed in RF patent 2020392. First, since no steam is used to heat the drum, the disadvantages inherent in a steam-heated drum are eliminated. Namely, the walls of the drum do not have to be thick-walled since there is no need to withstand high steam pressure. Thus, material savings are achieved. Moreover, this drum is much lighter and easier to handle than previous steam-heated drums. The power required to drive it and the load requirements on the bearings are not as high as in steam-heated dryers. In addition, this drum heats up faster, since it takes much less time to heat up by induction currents than to build up steam pressure in a boiler. In addition, a drum with an induction heater is more economical to use, because heating occurs at the direct contact point between the inside of the drum and the induction heater, because the distance between the heating elements and the drum surface is relatively small.

Известно наиболее близкое техническое решение JP3556287B2, включающее роликовое устройство индукционного нагрева, имеющее оболочку вращающегося барабана и механизм индукционного нагрева, включающий в себя железный сердечник и индукционные катушки, намотанные на железный сердечник. Недостатками данного технического решения являются: использование нескольких индукционных катушек, наличие жидкостного охлаждения, что усложняет конструкцию индукционной сушилки, использование свинцовых электрических контактов исключает применение в пищевой промышленности.Known is the closest technical solution JP3556287B2, including a roller induction heating device having a rotating drum shell and an induction heating mechanism including an iron core and induction coils wound on an iron core. The disadvantages of this technical solution are: the use of several induction coils, the presence of liquid cooling, which complicates the design of the induction dryer, the use of lead electrical contacts excludes the use in the food industry.

Задачей данного изобретения является создание экономичного устройства с упрощенной конструкцией для сушки с использованием нагретого индукционными токами барабана.The object of this invention is to provide an economical device with a simplified design for drying using a drum heated by induction currents.

Технический результат от использования предлагаемого устройства -упрощение конструкции индукционной сушилки, при этом исключается перегрев поверхности индуктора от нагретого барабана.The technical result from the use of the proposed device is to simplify the design of the induction dryer, while overheating the surface of the inductor from the heated drum is excluded.

Для решения поставленной задачи предложено устройство индукционного нагрева барабана контактной сушки, содержащее полый цилиндрический нагревательный барабан, понижающий редуктор, электродвигатель, блок питания, индуктор, расположенный внутри корпуса нагревательного барабана, охладительный элемент. В качестве охладительного элемента используется вентилятор, установленный с торца барабана и направленный в сторону индуктора. Устройство содержит датчик определения температуры, находящийся в контакте с индуктором и передающий значение температуры на панель управления для контроля работы индуктора, микроконтроллер, контролирующий весь процесс и обеспечивающий обмен данными с панелью управления, управление вентилятором, регулятором напряжения, скоростью вращения двигателя, генерирующий сигнал ШИМ на драйвер и силовой IGBT модуль, блок обратной связи, передающий обратную связь от индуктора и нагреваемого барабана на микроконтроллер, и на который выводятся данные трансформатора тока, установленный последовательно с индуктором и датчиками температуры, ванночку для высушиваемого материала, нож для снятия высушиваемого продукта с поверхности барабана. Расстояние в радиальном направлении между внутренней поверхностью полого цилиндрического барабана и внешней поверхностью индуктора устанавливается в пределах 3-8 мм, индуктором является литцепдрат, равномерно распределенный на токонепроводящим каркасе вдоль внутренней части барабана с количеством витков от 8 до 24, расположенных на минимальном расстоянии между собой, ширина индуктора составляет третью часть внутренней поверхностной площади барабана, индуктор расположен так, что нагревает сегмент барабана, генерируюемый индукционный ток на поверхности индуктора увеличивается за счет перпендикулярного расположения концентраторов по отношению к индуктору.To solve this problem, a device for induction heating of a contact drying drum is proposed, which contains a hollow cylindrical heating drum, a reduction gear, an electric motor, a power supply, an inductor located inside the housing of the heating drum, and a cooling element. A fan installed at the end of the drum and directed towards the inductor is used as a cooling element. The device contains a temperature detection sensor, which is in contact with the inductor and transmits the temperature value to the control panel to control the operation of the inductor, a microcontroller that controls the entire process and provides data exchange with the control panel, fan control, voltage regulator, engine speed, and generates a PWM signal to driver and power IGBT module, a feedback unit that transmits feedback from the inductor and the heated drum to the microcontroller, and to which the data of the current transformer is output, installed in series with the inductor and temperature sensors, a bath for the material to be dried, a knife for removing the product to be dried from the drum surface ... The distance in the radial direction between the inner surface of the hollow cylindrical drum and the outer surface of the inductor is set within 3-8 mm, the inductor is a litsedrat, evenly distributed on the non-conductive frame along the inner part of the drum with the number of turns from 8 to 24, located at a minimum distance between themselves, the width of the inductor is one third of the inner surface area of the drum, the inductor is located so that it heats the drum segment, the generated induction current on the surface of the inductor increases due to the perpendicular arrangement of the concentrators with respect to the inductor.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства индукционного нагрева барабана контактной сушки, гдеFIG. 1 shows a block diagram of an induction heating device for a contact drying drum, where

1 - панель управления,1 - control panel,

2 - микроконтроллер,2 - microcontroller,

3 - блок обратной связи,3 - feedback block,

4 - драйвер,4 - driver,

5 - регулятор напряжения,5 - voltage regulator,

6 - блок питания,6 - power supply,

7 - вентилятор охлаждения индуктора,7 - inductor cooling fan,

8 - силовой IGBT модуль,8 - power IGBT module,

9 - индуктор,9 - inductor,

10, 11 - температурные датчики,10, 11 - temperature sensors,

12 - трансформатор тока (индикатор аварии),12 - current transformer (alarm indicator),

13 - нагревательный барабан контактной сушки,13 - heating drum of contact drying,

14 - электродвигатель,14 - electric motor,

15 - понижающий редуктор.15 - reduction gear.

На фиг. 2 приведена схема барабана контактной сушки, гдеFIG. 2 shows a diagram of a drum of contact drying, where

16 - ванночка для высушиваемого материала,16 - tray for the material to be dried,

17 - нож.17 - knife.

Индукционный нагрев - это технология электромагнитного нагрева, которая обладает рядом преимуществ, таких как высокая безопасность, масштабируемость и высокая энергоэффективность. Индукционный нагрев в настоящее время применяется в металлообработке, медицине. Однако применение этой технологии в пищевой промышленности все еще находится на ранней стадии. Несмотря на то, что имеется множество патентов на использование индукционного нагрева для обработки пищевых материалов, все еще существует необходимость в создании большего количества научно-технических решений, повышающих производительность и энергоэффективность технологии индукционного нагрева, применяемой в различных единичных операциях, таких как сушка, пастеризация, стерилизация и обжарка при обработке пищевых продуктов. Это необходимо для оптимизации различных конструктивных и эксплуатационных параметров, таких как применяемая частота тока, тип используемых материалов, размер и конфигурация оборудования, а также конфигурации катушки.Induction heating is an electromagnetic heating technology that has several advantages such as high security, scalability, and high energy efficiency. Induction heating is currently used in metalworking and medicine. However, the application of this technology in the food industry is still at an early stage. Although there are many patents on the use of induction heating for processing food materials, there is still a need for more scientific and technical solutions that increase the productivity and energy efficiency of induction heating technology applied in various unit operations such as drying, pasteurization, sterilization and roasting in food processing. This is necessary to optimize various design and operating parameters such as the current frequency applied, the type of materials used, the size and configuration of the equipment, and the coil configuration.

Предлагаемое нами техническое решение представляет собой полый барабан (13), зафиксированный на раме с помощью подшипников, который приводится во вращение через редуктор (15) электродвигателем (14). Индуктор магнитного потока (9) расположен внутри корпуса вращающегося барабана (13) и тем самым нагревает сегмент барабана с помощью индукционного тока.The technical solution we offer is a hollow drum (13) fixed to the frame with bearings, which is driven through a gearbox (15) by an electric motor (14). The magnetic flux inductor (9) is located inside the rotating drum body (13) and thereby heats the drum segment using the induction current.

Чтобы предотвратить вероятность короткого замыкания и повреждение индукционной катушки, упростить конструкцию (исключить жидкостное охлаждение) и сократить время нагрева барабана, расстояние в радиальном направлении между внутренней поверхностью полого цилиндрического корпуса барабана и внешней поверхностью индуктора (индукционной катушки) устанавливается в пределах 3-8 мм.To prevent the possibility of a short circuit and damage to the induction coil, to simplify the design (exclude liquid cooling) and reduce the drum heating time, the distance in the radial direction between the inner surface of the hollow cylindrical drum body and the outer surface of the inductor (induction coil) is set within 3-8 mm.

Когда расстояние в радиальном направлении между внешней поверхностью индуктора (9) и внутренней поверхностью полого нагревательного барабана (13) составляет меньше 3 мм, неблагоприятное влияние излучения тепла на индуктор от полого барабана необходимо предотвращать дополнительным воздушным охлаждением. Когда расстояние составляет более 8 мм, то эффективность термического воздействия на индукционную катушку минимально, но снижается мощность магнитного поля направленного на поверхность полого барабана.When the radial distance between the outer surface of the inductor (9) and the inner surface of the hollow heating drum (13) is less than 3 mm, the adverse effect of heat radiation on the inductor from the hollow drum needs to be prevented by additional air cooling. When the distance is more than 8 mm, then the efficiency of thermal action on the induction coil is minimal, but the power of the magnetic field directed to the surface of the hollow drum decreases.

Питание подается к индуктору (9) от внешнего источника питания с помощью контактного провода. Вентилятор (7) установлен с торца барабана и направлен в сторону индуктора (9).Power is supplied to the inductor (9) from an external power source using a contact wire. The fan (7) is installed at the end of the drum and is directed towards the inductor (9).

Датчик определения температуры (термопара) (11) находится в контакте с индуктором (9). Значение температуры передаются на панель управления (1), чтобы контролировать работу индуктора.The temperature sensor (thermocouple) (11) is in contact with the inductor (9). The temperature value is transmitted to the control panel (1) to control the operation of the inductor.

Предлагаемое техническое решение, позволяющее исключать перегрев поверхности индуктора от нагретого барабана и максимально концентрировать на внутренней поверхности барабана переменное индукционное поле, заключается в определенной форме индуктора.The proposed technical solution, which makes it possible to exclude overheating of the inductor surface from the heated drum and maximally concentrate the variable induction field on the inner surface of the drum, consists in a certain shape of the inductor.

Рабочим индуктором является литцендрат, равномерно распределенный на токонепроводящим каркасе вдоль внутренней части барабана, с количеством витков от 8 до 24. Данное решение исключает необходимость жидкостного охлаждения индуктора. Максимальное концентрирование переменного магнитного поля на поверхности индуктора достигается за счет использования специальных концентраторов магнитного поля, состоящих из карбонильного и оксидного железа. Ширина индуктора с множеством витков, расположенных на минимальном расстоянии между собой, составляет третью часть внутренней поверхностной площади барабана. Генерируемый индукционный ток на поверхности индуктора увеличивается за счет перпендикулярного расположения концентраторов по отношению к индуктору.The working inductor is litz wire, evenly distributed on a non-conductive frame along the inner part of the drum, with the number of turns from 8 to 24. This solution eliminates the need for liquid cooling of the inductor. The maximum concentration of the alternating magnetic field on the surface of the inductor is achieved through the use of special concentrators of the magnetic field, consisting of carbonyl and oxide iron. The width of the inductor with a plurality of turns located at a minimum distance from each other is one third of the inner surface area of the drum. The generated induction current on the inductor surface is increased due to the perpendicular arrangement of the concentrators in relation to the inductor.

Микроконтроллер (2) контролирует весь процесс и обменивается данными с панелью управления (1) (кнопки и дисплей), управляет вентилятором (7) и регулятором напряжения (5), получает обратную связь от индуктора (9) и нагреваемого барабана (13) через блок обратной связи (3) и генерирует сигнал ШИМ на драйвер (4) и полумост IGBT(8).The microcontroller (2) controls the entire process and communicates with the control panel (1) (buttons and display), controls the fan (7) and voltage regulator (5), receives feedback from the inductor (9) and the heated drum (13) through the unit feedback (3) and generates a PWM signal to the driver (4) and the IGBT half-bridge (8).

Блок питания 15 вольт (6) для питания IGBT-драйвера, вентилятора, реле и цепей обратной связи, а 5 вольт необходимы для питания остальных микросхем, включая микроконтроллер.A 15 volt power supply (6) for powering the IGBT driver, fan, relays and feedback circuits, and 5 volts are needed to power the rest of the microcircuits, including the microcontroller.

На блок обратной связи (3) выводятся данные трансформатора тока (12), установленным последовательно с индуктором и датчиками температуры (10, 11) (индуктора, нагревательного барабана, высушиваемого материала).The feedback unit (3) displays data from the current transformer (12) installed in series with the inductor and temperature sensors (10, 11) (inductor, heating drum, material to be dried).

Внешняя сторона барабана (13) поддерживается с помощью подшипников на раме и приводится во вращение через редуктор (15) электродвигателем (14).The outer side of the drum (13) is supported by bearings on the frame and is driven through a gearbox (15) by an electric motor (14).

Скорость вращения барабана (13) изменяется (в пределах от 0 до 10 об./мин.) изменением скорости вращения двигателя (14), которая регулируется микроконтроллером (2).The rotation speed of the drum (13) is changed (in the range from 0 to 10 rpm) by changing the rotation speed of the engine (14), which is controlled by the microcontroller (2).

Нагреваемый барабан, индуктор, силовой модуль образуют резонансный колебательный LC-контур с неизменяемой резонансной частотой. Амплитуда меандра, подаваемого на индуктор, формируется величиной напряжения, подаваемого на верхнее плечо полумоста IGBT (8). Изменяя напряжение (в нашем случае 175-325 вольт), мы изменяем интенсивность нагрева барабана.The heated drum, inductor, power module form a resonant oscillatory LC circuit with a constant resonant frequency. The amplitude of the meander supplied to the inductor is formed by the value of the voltage applied to the upper arm of the IGBT half-bridge (8). By changing the voltage (in our case 175-325 volts), we change the intensity of the drum heating.

Т.к. микроконтроллер генерирует сигнал ШИМ на драйвер полумоста, мы можем запрограммировать его на несколько протоколов работы по принципу модуляции плотности сигнала (резонансная частота известна и неизменна). Методом пропуска части импульсов, открывающих силовые ключи IGBT (если пропустить каждый второй сигнал, получим 50% мощности). В дальнейшем выбирая рабочий протокол - изменяем скорость нагрева барабана.Because the microcontroller generates a PWM signal to the half-bridge driver, we can program it for several operating protocols on the principle of modulating the signal density (the resonant frequency is known and unchanged). By skipping part of the pulses that open the power switches of the IGBT (if we skip every second signal, we get 50% of the power). Further, choosing the working protocol, we change the drum heating rate.

Индуктор нагревает сегмент барабана в самой охлаждаемой части (в зоне подачи высушиваемого материала на барабан). Зная температуру высушиваемого материала, его влагосодержание, скорость барабана мы можем, изменяя интенсивность и скорость нагрева барабана, выйти па необходимый температурный режим работы устройства (равномерный нагрев барабана по периметру и необходимая влажность высушиваемого материала на съеме ножом с барабана).The inductor heats up the drum segment in the most cooled part (in the area where the material to be dried is fed to the drum). Knowing the temperature of the material to be dried, its moisture content, the speed of the drum, we can, by changing the intensity and speed of heating the drum, go to the required temperature mode of operation of the device (uniform heating of the drum around the perimeter and the required moisture content of the material being dried while removing it from the drum with a knife).

Предлагаемое устройство индукционного нагрева барабана контактной сушки не требует время на разогрев поверхности барабана в отличие от резистивного и инфракрасного нагрева. КПД такого способа нагрева составляет около 90% в отличие от 60-70% от других способов. Главной особенностью является то, что индукционный нагрев осуществляется только на резонансной частоте. Параметры резонанса задаются индуктивностью и емкостью самой установки. Обратная связь осуществляется с помощью термодатчиков, контролирующих температуру нагрева барабана. Изменение интенсивности индукционного воздействия проводится путем изменения плотности сигнала подаваемого на индуктор и изменением мощности сигнала подаваемого на силовую часть.The proposed device for induction heating of the drum of contact drying does not require time to warm up the surface of the drum, in contrast to resistive and infrared heating. The efficiency of this heating method is about 90%, in contrast to 60-70% from other methods. The main feature is that induction heating is carried out only at the resonant frequency. The resonance parameters are set by the inductance and capacitance of the installation itself. Feedback is carried out using temperature sensors that control the drum heating temperature. The change in the intensity of the induction effect is carried out by changing the density of the signal supplied to the inductor and changing the power of the signal supplied to the power section.

ПримерExample

Цельное молоко 3 - 6% жирности после пастеризации, подогретое до 60°С, подается в ванночку для высушиваемого материала (16). Барабан (13), зафиксированный на раме с помощью подшипников, приводится во вращение через редуктор (15) электродвигателем (14) с заданной скоростью 3 об./мин, выставленной на панели управления (1). Нагреваемый барабан (13), индуктор (9), силовой модуль (8) образуют резонансный колебательный LC-контур с неизменяемой резонансной частотой. Мощность, подаваемая на индуктор (9) для сушки цельного молока, выставляется на панели управления (1), равной 50%, что составляет 1,2 кВт. Индуктор (9) наводит в барабане (13) вихревые токи, которые за счет джоулева тепла нагревают сегмент барабана в зоне контакта с высушиваемым материалом. При вращении барабана после контакта с молоком образуется равномерная пленка высушиваемого продукта. Температура пленки, образуемой на барабане составляет 92°С. Происходит интенсивное пароотделение. Нанесенный на цилиндрическую поверхность барабана высушиваемый продукт снимается ножом (17). Влажность сухого продукта на ноже съема (17) с барабана составляет 5-7%.Whole milk 3 - 6% fat after pasteurization, heated to 60 ° C, is fed into the tray for the material to be dried (16). The drum (13), fixed to the frame by means of bearings, is driven through the gearbox (15) by an electric motor (14) at a preset speed of 3 rpm, set on the control panel (1). The heated drum (13), the inductor (9), the power module (8) form a resonant oscillatory LC circuit with a constant resonant frequency. The power supplied to the inductor (9) for drying whole milk is set on the control panel (1) to 50%, which is 1.2 kW. The inductor (9) induces eddy currents in the drum (13), which, due to the Joule heat, heats the drum segment in the zone of contact with the material to be dried. When the drum rotates after contact with milk, a uniform film of the dried product is formed. The temperature of the film formed on the drum is 92 ° C. Intense steam release occurs. The product to be dried applied to the cylindrical surface of the drum is removed with a knife (17). The moisture content of the dry product on the removal knife (17) from the drum is 5-7%.

Благодаря тому, что конструкция устройства не подразумевает жидкостного охлаждения, индуктор состоит из одной индукционной катушки, предлагаемое устройство обладает упрощенной конструкцией по сравнению с ближайшим аналогом. Кроме того, барабан с индукционным нагревателем более экономичен в использовании, потому что нагрев идет в непосредственном месте контакта между внутренней частью барабана и индукционным нагревателем, что является преимуществом перед паровым и распылительным способами. Предлагаемое устройство барабанной сушки не требует время на разогрев поверхности барабана в отличие от резистивного и инфракрасного нагрева. Перегрев поверхности индуктора от нагретого барабана исключается благодаря форме индуктора и установленному расстоянию в радиальном направлении между внутренней поверхностью корпуса барабана и внешней поверхностью индуктора (3-8 мм).Due to the fact that the design of the device does not imply liquid cooling, the inductor consists of one induction coil, the proposed device has a simplified design compared to its closest analogue. In addition, a drum with an induction heater is more economical to use, because heating occurs at the direct contact point between the inside of the drum and the induction heater, which is an advantage over steam and spray methods. The proposed drum drying device does not require time to warm up the drum surface, in contrast to resistive and infrared heating. Overheating of the surface of the inductor from the heated drum is excluded due to the shape of the inductor and the set radial distance between the inner surface of the drum body and the outer surface of the inductor (3-8 mm).

Claims (1)

Устройство индукционного нагрева барабана контактной сушки, содержащее полый цилиндрический нагревательный барабан, понижающий редуктор, электродвигатель, блок питания, индуктор, расположенный внутри корпуса нагревательного барабана, охладительный элемент, отличающееся тем, что в качестве охладительного элемента используется вентилятор, установленный с торца барабана и направленный в сторону индуктора, устройство содержит датчик определения температуры, находящийся в контакте с индуктором и передающий значение температуры на панель управления для контроля работы индуктора, микроконтроллер, контролирующий весь процесс и обеспечивающий обмен данными с панелью управления, управление вентилятором, регулятором напряжения, скоростью вращения двигателя, генерирующего сигнал ШИМ на драйвер и силовой IGBT модуль, блок обратной связи, передающий обратную связь от индуктора и нагреваемого барабана на микроконтроллер, и на который выводятся данные трансформатора тока, установленный последовательно с индуктором и датчиками температуры, ванночку для высушиваемого материала, нож для снятия высушиваемого продукта с поверхности барабана, расстояние в радиальном направлении между внутренней поверхностью полого цилиндрического барабана и внешней поверхностью индуктора устанавливается в пределах 3-8 мм, индуктором является литцендрат, равномерно распределенный на токонепроводящим каркасе вдоль внутренней части барабана с количеством витков от 8 до 24, расположенных на минимальном расстоянии между собой, ширина индуктора составляет третью часть внутренней поверхностной площади барабана, индуктор расположен так, что нагревает сегмент барабана, генерируемый индукционный ток на поверхности индуктора увеличивается за счет перпендикулярного расположения концентраторов по отношению к индуктору.A device for induction heating of a drum of contact drying, containing a hollow cylindrical heating drum, a reduction gear, an electric motor, a power supply, an inductor located inside the body of the heating drum, a cooling element, characterized in that a fan installed at the end of the drum and directed to side of the inductor, the device contains a temperature sensor, which is in contact with the inductor and transmits the temperature value to the control panel to control the operation of the inductor, a microcontroller that controls the whole process and provides data exchange with the control panel, fan control, voltage regulator, speed of rotation of the motor generating PWM signal to the driver and power IGBT module, a feedback block that transmits feedback from the inductor and the heated drum to the microcontroller, and to which the data of the current transformer installed in series is output with an inductor and temperature sensors, a bath for the material to be dried, a knife for removing the product to be dried from the surface of the drum, the distance in the radial direction between the inner surface of the hollow cylindrical drum and the outer surface of the inductor is set within 3-8 mm, the inductor is a litz wire evenly distributed over the non-conductive frame along the inner part of the drum with the number of turns from 8 to 24, located at a minimum distance between themselves, the width of the inductor is one third of the inner surface area of the drum, the inductor is located so that it heats the drum segment, the generated induction current on the inductor surface increases due to the perpendicular arrangement concentrators in relation to the inductor.
RU2020126850A 2020-08-10 2020-08-10 Device for induction heating of contact drying drum RU2741359C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020126850A RU2741359C1 (en) 2020-08-10 2020-08-10 Device for induction heating of contact drying drum

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020126850A RU2741359C1 (en) 2020-08-10 2020-08-10 Device for induction heating of contact drying drum

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2741359C1 true RU2741359C1 (en) 2021-01-25

Family

ID=74213147

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020126850A RU2741359C1 (en) 2020-08-10 2020-08-10 Device for induction heating of contact drying drum

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2741359C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU207363U1 (en) * 2021-07-29 2021-10-25 Общество с ограниченной ответственностью "Триггер" Induction type roller dryer

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2000371C1 (en) * 1990-10-29 1993-09-07 Таланов Б.П. Fibrous material width drying apparatus
DE69128096D1 (en) * 1990-11-30 1997-12-04 Nordson Corp INDUCTION DRYER AND MAGNETIC CUTTER
JP3556287B2 (en) * 1994-08-30 2004-08-18 トクデン株式会社 Induction heating roller device
RU2282802C2 (en) * 2004-07-30 2006-08-27 Пензенская государственная технологическая академия Method for electrically heating drying drum with multilayered cylindrical body, for instance in sizing machine
RU2313051C1 (en) * 2006-03-28 2007-12-20 Ооо Нпф "Круг" Method for electrical heating of external surface of drying drum of a sizing machine

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2000371C1 (en) * 1990-10-29 1993-09-07 Таланов Б.П. Fibrous material width drying apparatus
DE69128096D1 (en) * 1990-11-30 1997-12-04 Nordson Corp INDUCTION DRYER AND MAGNETIC CUTTER
JP3556287B2 (en) * 1994-08-30 2004-08-18 トクデン株式会社 Induction heating roller device
RU2282802C2 (en) * 2004-07-30 2006-08-27 Пензенская государственная технологическая академия Method for electrically heating drying drum with multilayered cylindrical body, for instance in sizing machine
RU2313051C1 (en) * 2006-03-28 2007-12-20 Ооо Нпф "Круг" Method for electrical heating of external surface of drying drum of a sizing machine

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU207363U1 (en) * 2021-07-29 2021-10-25 Общество с ограниченной ответственностью "Триггер" Induction type roller dryer

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6861630B2 (en) Heating device and fixing device
US10323881B2 (en) Method and apparatus for drying articles
RU2741359C1 (en) Device for induction heating of contact drying drum
US6246040B1 (en) Solid state RF generator for dielectric heating of food products
US20230234011A1 (en) Machine for processing liquid or semi-liquid food products and method for processing liquid or semi-liquid food products
KR890011485A (en) Control device for heat treating foodstuffs by microwave energy
CN205119164U (en) Temperature protection system and high -frequency heating apparatus
JPH092432A (en) Inducing/heating mechanism to harden coating of can body at 360×
JP2003297537A (en) Steam superheater
JP2000213863A (en) Dryer
RU207363U1 (en) Induction type roller dryer
CN107250455A (en) Washing machine
CN218951781U (en) Drying equipment
JPH0982468A (en) Microwave oven used also for induction heating
KR0145023B1 (en) Cooling device for magnetron and high voltage transformer
JPH04319288A (en) Heating cooker
JPH11114527A (en) Garbage drying and treating machine
CN2568085Y (en) Induction heating electric rice cooker
RU107012U1 (en) SYSTEM OF INDUCTION TREATMENT OF LIQUID FOOD PRODUCTS
KR940008103Y1 (en) Induction heating roller
JP2531803B2 (en) Jar rice cooker
JPH0928773A (en) Steam heater
JP3687035B2 (en) rice cooker
JPH08220912A (en) Fixing device by electromagnetic induction heating
JPS58121761A (en) Food drying apparatus