RU2792675C1 - Microwave-convective hop dryer with semi-cylindrical resonators and fluoroplastic comb guides - Google Patents

Microwave-convective hop dryer with semi-cylindrical resonators and fluoroplastic comb guides Download PDF

Info

Publication number
RU2792675C1
RU2792675C1 RU2022125158A RU2022125158A RU2792675C1 RU 2792675 C1 RU2792675 C1 RU 2792675C1 RU 2022125158 A RU2022125158 A RU 2022125158A RU 2022125158 A RU2022125158 A RU 2022125158A RU 2792675 C1 RU2792675 C1 RU 2792675C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ferromagnetic
resonators
comb
fluoroplastic
perforated
Prior art date
Application number
RU2022125158A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Галина Владимировна Новикова
Ольга Валентиновна Михайлова
Марьяна Валентиновна Просвирякова
Владимир Федорович Сторчевой
Евгений Александрович Сбитнев
Наталья Геннадьевна Горячева
Булат Гусманович Зиганшин
Original Assignee
Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Нижегородский государственный инженерно-экономический университет (НГИЭУ)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Нижегородский государственный инженерно-экономический университет (НГИЭУ) filed Critical Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Нижегородский государственный инженерно-экономический университет (НГИЭУ)
Application granted granted Critical
Publication of RU2792675C1 publication Critical patent/RU2792675C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: agriculture.
SUBSTANCE: microwave-convective hop dryer with semi-cylindrical resonators and fluoroplastic comb guides comprises connected sections of equal-sized non-ferromagnetic resonators in the horizontal plane, made in the form of joined semi-cylinders (3, 15, 27) and prismatic bases of rectangular section (11, 23, 35). Equal-sized perforated PTFE comb guides (5, 17, 29) with combs directed towards the prismatic base (11, 23, 35) are rigidly installed into non-ferromagnetic cylinders (3, 15, 27), with a height that is a multiple of half the wavelength, the comb pitch of no more than two wave penetration depths and the comb thickness less than the pitch value. In non-ferromagnetic prismatic bases (11, 23, 35), dielectric mesh conveyors (12, 24, 36) are installed coaxially under perforated fluoroplastic comb guides (5, 17, 29) with a length equal to the length of the resonators, with electric drives located outside the resonators. Perforated ceramic concave mirrors (13, 25, 37) are rigidly fixed between the working and idle branches of the mesh conveyors (12, 24, 36), covering the area of the working branches of the corresponding conveyors (12, 24, 36). The bases of non-ferromagnetic resonators are represented by non-ferromagnetic end faces (6, 10, 18, 22, 30, 34) of perforated fluoroplastic comb guides (5, 17, 29), non-ferromagnetic segments (4, 9, 16, 21, 28, 33) above them and rectangular ends of prismatic bases (11, 23, 35). Non-ferromagnetic air ducts (14, 26, 38) are directed against the movement of raw materials under perforated ceramic mirrors (13, 25, 37) from the side of one end of each non-ferromagnetic resonator, and from the other end on the surfaces of non-ferromagnetic half-cylinders (3, 15, 27) air vents are installed – evanescent waveguides (8, 20, 32). A non-ferromagnetic loading container (2) is attached to the base of the non-ferromagnetic resonator of the first section, where a non-ferromagnetic grid loading conveyor (1) is installed at the level of the grid dielectric conveyor (12). A non-ferromagnetic receiving container (39) in the form of a truncated conical prism is attached to the base of the resonator of the last section, inside which a non-ferromagnetic cellular drum (40) is installed with a length equal to the width of the dielectric mesh conveyor (36). All mesh conveyors (12, 24, 36) are located on the same level. Air-cooled magnetrons (7, 19, 31) with waveguides are mounted on the surface of each non-ferromagnetic half-cylinder (3, 15, 27) with a helical shift.
EFFECT: preservation of consumer properties of dried disinfected hops.
1 cl, 9 dwg

Description

Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано в хмелеводческих хозяйствах для поэтапной сушки свежеубранного хмеля в непрерывном режиме с сохранением потребительских свойств.The invention relates to the field of agriculture and can be used in hop-growing farms for the gradual drying of freshly harvested hops in a continuous mode while maintaining consumer properties.

Известна хмелесушилка ХС-400, основанная на конвективном способе подвода тепла [1]. Недостатки: высокие энергетические затраты; неравномерная окраска золотисто-зеленого оттенка раздробленных шишек хмеля; длительный процесс сушки свежеубранного хмеля.Known hop dryer XC-400, based on the convective method of heat supply [1]. Disadvantages: high energy costs; uneven coloring of the golden-green shade of crushed hop cones; lengthy drying process for freshly harvested hops.

Известна СВЧ-конвективная хмелесушилка с криволинейными поверхностями резонаторов, содержащая керамические зеркала [2, патент № 2772987], [3, патент № 2772992]. Недостатком является сложность согласования толщины слоя хмеля с глубиной проникновения электромагнитной волны (2,5−3 см) сантиметрового диапазона, что приводит к неравномерному диэлектрическому нагреву хмеля.Known microwave convective hop dryer with curved resonator surfaces containing ceramic mirrors [2, patent No. 2772987], [3, patent No. 2772992]. The disadvantage is the difficulty of matching the thickness of the hop layer with the penetration depth of the electromagnetic wave (2.5−3 cm) centimeter range, which leads to uneven dielectric heating of the hop.

Наиболее близкой по технической сущности является известная СВЧ-конвективная хмелесушилка непрерывно-поточного действия с полусферическим резонатором [4, патент № 2770628]. Полусферический неферромагнитный резонатор состыкован с цилиндрической частью хмелесушилки соосно, к ее боковой поверхности пристыкованы воздуховоды с электрокалорифером. Полусферический резонатор разделен на зоны с помощью керамических перфорированных двояковыпуклых перегородок. Наверху резонатора установлены воздухоотводы от каждой зоны и бункер загрузки. Под бункером установлен диэлектрический распределитель. The closest in technical essence is the well-known microwave convective continuous-flow hop dryer with a hemispherical resonator [4, patent No. 2770628]. Hemispherical non-ferromagnetic resonator is docked coaxially with the cylindrical part of the hop dryer, air ducts with an electric heater are attached to its side surface. The hemispherical resonator is divided into zones by ceramic perforated biconvex baffles. At the top of the resonator, air vents from each zone and a loading hopper are installed. A dielectric distributor is installed under the bunker.

Недостатками являются сложности в поэтапном регулировании скорости нагрева и сушки свежеубранного хмеля. The disadvantages are difficulties in step-by-step regulation of the rate of heating and drying of freshly harvested hops.

Поэтому разработка хмелесушилки непрерывно-поточного действия с источниками конвективного подвода тепла и СВЧ энергии для избирательного воздействия электромагнитного поля сверхвысокой частоты (ЭМПСВЧ, 2450 МГц, длина волны 12,24 см) и керамическими зеркалами, фокусирующими энергию электромагнитных излучений в объёме сырья, а также фторопластовыми направляющими, повышающими равномерность сушки по толщине, актуальна. Therefore, the development of a continuous-flow hop dryer with sources of convective heat supply and microwave energy for selective exposure to an electromagnetic field of microwave frequency (EMSHF, 2450 MHz, wavelength 12.24 cm) andceramic mirrors,focusing the energy of electromagnetic radiation in the volume of raw materials, as well asfluoroplastic guides, increasing the uniformity of drying in thickness, relevant.

Анализ известных технических решений показал, что технической проблемой в данной области является необходимость расширения арсенала средств, используемых для поэтапной сушки свежеубранного хмеля в непрерывном режиме с сохранением потребительских свойств.An analysis of known technical solutions has shown that a technical problem in this area is the need to expand the arsenal of tools used for the staged drying of freshly harvested hops in a continuous mode while maintaining consumer properties.

Основными критериями при конструировании хмелесушилки с СВЧ генераторами и электронагревателями воздуха являются: ускорение поэтапной равномерной сушки свежеубранного хмеля; непрерывно-поточный режим работы; обеспечение разного температурного режима и разной напряженности электрического поля в резонаторах; электромагнитная безопасность (без применения экранирующего корпуса) при использовании магнетронов воздушного охлаждения.The main criteria for designing a hop dryer with microwave generators and electric air heaters are: acceleration of step-by-step uniform drying of freshly harvested hops; continuous-line mode of operation; providing different temperature conditions and different electric field strengths in the resonators; electromagnetic safety (without the use of a shielding case) when using air-cooled magnetrons.

Техническим результатом изобретения является − сохранение потребительских свойств высушенного обеззараженного хмеля.The technical result of the invention is the preservation of consumer properties of dried disinfected hops.

Для решения технической проблемы и достижения заявленного технического результата СВЧ-конвективная хмелесушилка содержит в горизонтальной плоскости соединенные секции равных по размерам неферромагнитных резонаторов, выполненных в виде состыкованных полуцилиндров и призматических оснований прямоугольного сечения, To solve the technical problem and achieve the claimed technical result, the microwave convective hop dryer contains in the horizontal plane connected sections of equal-sized non-ferromagnetic resonators made in the form of joined half-cylinders and prismatic bases of rectangular cross section,

при этом в неферромагнитные полуцилиндры соосно жестко, с гребенками направленными в сторону призматического основания, установлены равные по размеру перфорированные фторопластовые гребенчатые направляющие, высотой кратной половине длины волны, шагом гребенки не более две глубины проникновения волны и толщиной гребенки значительно меньше величины шага, at the same time, perforated fluoroplastic comb guides of equal size are installed in non-ferromagnetic half-cylinders coaxially rigidly, with combs directed towards the prismatic base, with a height that is a multiple of half the wavelength, a comb pitch of not more than two wave penetration depths and a comb thickness significantly less than the pitch value,

причем в неферромагнитные призматические основания соосно, под перфорированными фторопластовыми гребенчатыми направляющими установлены диэлектрические сеточные транспортеры, длиной равной длине резонаторов, с электроприводами, расположенными вне резонаторов, а между рабочими и холостыми ветвями сеточных транспортеров жестко закреплены перфорированные керамические вогнутые зеркала, охватывающие площадь рабочих ветвей соответствующих транспортеров, moreover, in the non-ferromagnetic prismatic bases, coaxially, under the perforated fluoroplastic comb guides, dielectric mesh conveyors are installed, with a length equal to the length of the resonators, with electric drives located outside the resonators, and between the working and idle branches of the mesh conveyors, perforated ceramic concave mirrors are rigidly fixed, covering the area of the working branches of the corresponding conveyors ,

а основания неферромагнитных резонаторов представлены неферромагнитными облицовками торцов перфорированных фторопластовых гребенчатых направляющих, неферромагнитными сегментами над ними и прямоугольными торцами призматических оснований,and the bases of non-ferromagnetic resonators are represented by non-ferromagnetic facings of the ends of perforated fluoroplastic comb guides, non-ferromagnetic segments above them and rectangular ends of prismatic bases,

при этом неферромагнитные воздуховоды направлены против движения сырья под перфорированные керамические зеркала со стороны одного торца каждого неферромагнитного резонатора, а со стороны другого торца на поверхностях неферромагнитных полуцилиндров установлены воздухоотводы-запредельные волноводы, at the same time, non-ferromagnetic air ducts are directed against the movement of raw materials under perforated ceramic mirrors from the side of one end of each non-ferromagnetic resonator, and from the side of the other end, on the surfaces of non-ferromagnetic half-cylinders, air vents - transcendental waveguides are installed,

причем к основанию неферромагнитного резонатора первой секции пристыкована неферромагнитная загрузочная емкость, куда установлен неферромагнитный сеточный загрузочный транспортер на уровне сеточного диэлектрического транспортера, а к основанию резонатора последней секции прикреплена неферромагнитная приемная емкость в виде усеченной конической призмы, внутри которой установлен неферромагнитный ячеистый барабан, длиной равный ширине диэлектрического сеточного транспортера,moreover, a non-ferromagnetic loading container is attached to the base of the non-ferromagnetic resonator of the first section, where a non-ferromagnetic grid loading conveyor is installed at the level of the grid dielectric conveyor, and a non-ferromagnetic receiving container is attached to the base of the resonator of the last section in the form of a truncated conical prism, inside which a non-ferromagnetic cellular drum is installed, the length is equal to the width dielectric mesh conveyor,

при этом все сеточные транспортеры расположены на одном уровне, а магнетроны воздушного охлаждения с волноводами установлены на поверхности каждого неферромагнитного полуцилиндра со сдвигом по спирали.in this case, all mesh conveyors are located at the same level, and air-cooled magnetrons with waveguides are installed on the surface of each non-ferromagnetic half-cylinder with a helical shift.

Применение СВЧ нагрева движущего сырья позволяет существенно поднять производительность установки. Но при этом главными недостатками этих установок являются сложность экранирующих конструкций, неравномерность поперечного сечения сырья (неравномерность нагрева по толщине) и электрические пробои при его высокой влажности. Если не добиться равномерности выделения тепла по сечению, то выравнивание температуры происходит за счет теплопроводности и тогда, чтобы не перегреть области с сильным электрическим полем, придется снижать мощность СВЧ генератора и удлинять продолжительность сушки. В результате преимущества СВЧ нагрева снижаются. Эти недостатки можно устранить, применив в качестве основы камеры сушки металлодиэлектрический резонатор, т.е. применив в неферромагнитном резонаторе фторопластовую направляющую особой конструкции, например фторопластовой гребенчатой направляющей, позволяющей выровнить толщину слоя в соответствии две глубины проникновения волны в хмель (5-6 см). Концентрацию энергии электромагнитного поля в объеме резонатора и уменьшение потерь на излучение можно добиться применением керамического зеркала, обладающего малыми диэлектрическими потерями. Если неферромагнитный резонатор содержит фторопластовый и керамический элементы, то такой резонатор называют металлодиэлектрическим.The use of microwave heating of the moving raw materials can significantly increase the productivity of the installation. But at the same time, the main disadvantages of these installations are the complexity of the shielding structures, the uneven cross-section of the raw material (the uneven heating in thickness) and electrical breakdowns at its high humidity. If the uniformity of heat release over the cross section is not achieved, then the temperature equalization occurs due to thermal conductivity, and then, in order not to overheat areas with a strong electric field, it will be necessary to reduce the power of the microwave generator and lengthen the drying time. As a result, the benefits of microwave heating are reduced. These shortcomings can be eliminated by using a metal-dielectric resonator as the basis of the drying chamber, i.e. using a fluoroplastic guide of a special design in a non-ferromagnetic resonator, for example, a fluoroplastic comb guide, which makes it possible to equalize the layer thickness in accordance with two depths of wave penetration into the hops (5-6 cm). The concentration of the energy of the electromagnetic field in the volume of the resonator and the reduction of radiation losses can be achieved by using a ceramic mirror with low dielectric losses. If a non-ferromagnetic resonator contains fluoroplastic and ceramic elements, then such a resonator is called metal-dielectric.

Известно, что существует большое число разнообразных видов линий передачи поверхностных волн. Наибольшее распространение получили металлодиэлектрические резонаторы, содержащие диэлектрические пластины или гребенки в неферромагнитных резонаторах разного конструкционного исполнения. Характер распределения поверхностных электромагнитных волн вдоль диэлектрической гребенки, сложный. Поле поверхностной волны над фторопластовой гребенчатой направляющей имеет характер экспоненциально убывающий. При этом шаг гребенки мал по сравнению с длиной волны (12,24 см, 2450 МГц), а толщина зуба значительно меньше величины шага [5, стр. 98]. Для существования поверхностной волны необходимо, чтобы выполнялось условие: высота фторопластовой гребенчатой направляющей кратна четверти длины волны.It is known that there are a large number of different types of surface wave transmission lines. The most widely used are metal-dielectric resonators containing dielectric plates or combs in non-ferromagnetic resonators of various designs. The nature of the distribution of surface electromagnetic waves along the dielectric comb is complex. The surface wave field above the PTFE comb guide has an exponentially decreasing character. In this case, the comb pitch is small compared to the wavelength (12.24 cm, 2450 MHz), and the tooth thickness is much less than the pitch [5, p. 98]. For the existence of a surface wave, it is necessary that the condition be fulfilled: the height of the fluoroplastic comb guide is a multiple of a quarter of the wavelength.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, на которых представлено: The essence of the invention is illustrated by drawings, which show:

- пространственное изображение СВЧ-конвективной хмелесушилки с полуцилиндрическими резонаторами и перфорированными фторопластовыми гребенчатыми направляющими, общий вид (фиг. 1);- spatial image of a microwave-convective hop dryer with semi-cylindrical resonators and perforated fluoroplastic comb guides, general view (Fig. 1);

- пространственное изображение СВЧ-конвективной хмелесушилки с полуцилиндрическими резонаторами и перфорированными фторопластовыми гребенчатыми направляющими, общий вид в разрезе четвертой части (фиг. 2);- spatial image of a microwave-convective hop dryer with semi-cylindrical resonators and perforated fluoroplastic comb guides, a general view in the section of the fourth part (Fig. 2);

пространственное изображение СВЧ-конвективной хмелесушилки с полуцилиндрическими резонаторами и перфорированными фторопластовыми гребенчатыми направляющими, общий вид в разрезе с позициями (фиг. 3);spatial image of a microwave-convective hop dryer with semi-cylindrical resonators and perforated fluoroplastic comb guides, a general view in section with positions (Fig. 3);

- пространственное изображение СВЧ-конвективной хмелесушилки с полуцилиндрическими резонаторами и перфорированными фторопластовыми гребенчатыми направляющими, с указанием направления движения сырья и воздуха (фиг. 4); - spatial image of a microwave-convective hop dryer with semi-cylindrical resonators and perforated fluoroplastic comb guides, indicating the direction of movement of raw materials and air (Fig. 4);

- пространственное изображение неферромагнитного резонатора (фиг. 5);- spatial image of a non-ferromagnetic resonator (Fig. 5);

- пространственное изображение диэлектрического сеточного транспортера (фиг. 6);- spatial image of the dielectric mesh conveyor (Fig. 6);

- пространственное изображение фторопластовой перфорированной гребенчатой направляющей с неферромагнитными облицовками торцов (фиг. 7);- spatial image of a fluoroplastic perforated comb guide with non-ferromagnetic end facings (Fig. 7);

- пространственное изображение перфорированного вогнутого керамического зеркала (фиг. 8);- spatial image of a perforated concave ceramic mirror (Fig. 8);

- пространственное изображение неферромагнитного ячеистого барабана (фиг. 9);- spatial image of a non-ferromagnetic cellular drum (Fig. 9);

СВЧ-конвективная хмелесушилка с полуцилиндрическими резонаторами и фторопластовыми гребенчатыми направляющими содержит (фиг. 1−9): Microwave convective hop dryer with semi-cylindrical resonators and fluoroplastic comb guides contains (Fig. 1−9):

- неферромагнитный сеточный загрузочный транспортер 1 с электроприводом;- non-ferromagnetic mesh loading conveyor 1 with electric drive;

- загрузочную емкость 2 из неферромагнитного материала;- loading capacity 2 of non-ferromagnetic material;

- неферромагнитные полуцилиндры 3, 15, 27 соответствующих секций хмелесушилки;- non-ferromagnetic half-cylinders 3, 15, 27 of the corresponding sections of the hop dryer;

- неферромагнитные сегменты 4, 9, 16, 21, 28, 33 на основаниях неферромагнитных полуцилиндров соответствующих секций хмелесушилки;- non-ferromagnetic segments 4, 9, 16, 21, 28, 33 on the bases of non-ferromagnetic semi-cylinders of the respective sections of the hop dryer;

- перфорированные фторопластовые гребенчатые направляющие 5, 17, 29 соответствующих секций хмелесушилки;- perforated fluoroplastic comb guides 5, 17, 29 of the corresponding sections of the hop dryer;

- неферромагнитные облицовки 6, 10, 18, 22, 30, 34 торцевых сторон перфорированных фторопластовых гребенчатых направляющих соответствующих секций хмелесушилки;- non-ferromagnetic facings 6, 10, 18, 22, 30, 34 of the end sides of the perforated fluoroplastic comb guides of the corresponding sections of the hop dryer;

- магнетроны воздушного охлаждения с волноводами 7, 19, 31 на поверхностях полуцилиндров соответствующих секций хмелесушилки;- air-cooled magnetrons with waveguides 7, 19, 31 on the surfaces of the semi-cylinders of the corresponding sections of the hop dryer;

- неферромагнитные воздухоотводы-запредельные волноводы 8, 20, 32 на поверхности полуцилиндров соответствующих секций хмелесушилки;- non-ferromagnetic air vents - transcendental waveguides 8, 20, 32 on the surface of the semi-cylinders of the corresponding sections of the hop dryer;

- неферромагнитные призматические основания прямоугольного сечения 11, 23, 35 резонаторов соответствующих секций хмелесушилки;- non-ferromagnetic prismatic bases of rectangular section 11, 23, 35 resonators of the corresponding sections of the hop dryer;

- диэлектрические сеточные транспортеры 12, 24, 36 с электроприводами соответствующих секций хмелесушилки;- dielectric mesh conveyors 12, 24, 36 with electric drives of the corresponding sections of the hop dryer;

- перфорированные вогнутые керамические зеркала 13, 25,37 соответствующих секций хмелесушилки;- perforated concave ceramic mirrors 13, 25.37 of the corresponding sections of the hop dryer;

- неферромагнитные воздуховоды 14, 26, 38 с тепловыми электрическими пушками соответствующих секций хмелесушилки;- non-ferromagnetic air ducts 14, 26, 38 with thermal electric guns of the corresponding sections of the hop dryer;

- неферромагнитную приемную емкость 39 в виде усеченной конической призмы;- non-ferromagnetic receiving capacity 39 in the form of a truncated conical prism;

- неферромагнитный ячеистый барабан 4.- non-ferromagnetic cellular drum 4.

СВЧ-конвективная хмелесушилка с полуцилиндрическими резонаторами и фторопластовыми гребенчатыми направляющими собрана из секций (фиг. 1−9). Каждый резонатор состоит из неферромагнитного полуцилиндра (3, 15, 27) состыкованного с неферромагнитным призматическим основанием прямоугольного сечения (11, 23, 35). Каждый неферромагнитный резонатор представлен как полуцилиндр, состыкованный с призматическим основанием прямоугольного сечения. Торцы резонаторов закрыты неферромагнитными сегментами и неферромагнитными облицовками торцов гребенчатых направляющих. Но, между гребенками остаются открытые пространства (щели для передвижения сырья).Microwave-convective hop dryer with semi-cylindrical resonators and fluoroplastic comb guides is assembled from sections (Fig. 1−9). Each resonator consists of a non-ferromagnetic half-cylinder (3, 15, 27) coupled to a non-ferromagnetic prismatic base of rectangular cross section (11, 23, 35). Each non-ferromagnetic resonator is presented as a half-cylinder, docked with a rectangular prismatic base. The ends of the resonators are closed with non-ferromagnetic segments and non-ferromagnetic facings of the ends of the comb guides. But, between the combs there are open spaces (slots for the movement of raw materials).

В каждом неферромагнитном полуцилиндре (3, 15, 27) расположены перфорированные фторопластовые гребенчатые направляющие (5, 17, 29). Их торцевые стороны облицованы неферромагнитным материалом (6, 10, 18, 22, 30, 34).Perforated PTFE comb guides (5, 17, 29) are located in each non-ferromagnetic half-cylinder (3, 15, 27). Their end sides are lined with non-ferromagnetic material (6, 10, 18, 22, 30, 34).

В каждом неферромагнитном призматическом основании (11, 23, 35) расположены диэлектрические сеточные транспортеры (12, 24, 36) с электроприводами, расположенными вне сушилки. Между рабочей и холостой ветвями каждого диэлектрического сеточного транспортера расположены перфорированные керамические вогнутые зеркала (13, 25, 37). Их ширина равна диаметру полуцилиндра, а длина равна длине резонатора. Неферромагнитные воздуховоды (14, 26, 38) от соответствующих тепловых пушек направлены под перфорированные керамические зеркала с одного торца резонатора (напротив движению сырья), а со стороны другого торца резонатора на поверхности полуцилиндра расположены воздухоотводы − запредельные волноводы (8, 20, 32). In each non-ferromagnetic prismatic base (11, 23, 35) there are dielectric mesh conveyors (12, 24, 36) with electric drives located outside the dryer. Between the working and idle branches of each dielectric mesh conveyor there are perforated ceramic concave mirrors (13, 25, 37). Their width is equal to the diameter of the half-cylinder, and their length is equal to the length of the resonator. Non-ferromagnetic air ducts (14, 26, 38) from the corresponding heat guns are directed under perforated ceramic mirrors from one end of the resonator (opposite to the movement of raw materials), and from the other end of the resonator on the surface of the half-cylinder there are air outlets - transcendental waveguides (8, 20, 32).

Неферромагнитная приемная емкость (39) в виде усечённой конической призмы пристыкована с торцевой стороны резонатора последней секции хмелесушилки. Количество секций зависит от необходимой производительности хмелесушилки. Внутри приемной емкости 39 в конической части, по ширине сеточного диэлектрического транспортера 36, расположен неферромагнитный ячеистый барабан 40 для выгрузки высушенного хмеля.A non-ferromagnetic receiving container (39) in the form of a truncated conical prism is attached to the end side of the resonator of the last section of the hop dryer. The number of sections depends on the required capacity of the hop dryer. Inside the receiving container 39 in the conical part, across the width of the mesh dielectric conveyor 36, there is a non-ferromagnetic cellular drum 40 for unloading dried hops.

Технологический процесс сушки свежеубранного хмеля.Technological process of drying freshly harvested hops.

Для реализации эффективного режима сушки предусмотрены возможности регулирования: To implement an effective drying mode, the following control options are provided:

- частоты вращения соответствующих электродвигателей транспортеров (12, 24, 36) и ячеистого барабана (40);- rotational speeds of the corresponding electric motors of the conveyors (12, 24, 36) and the cellular drum (40);

- производительности вентиляторов и мощности соответствующих тепловых пушек (14, 26, 38);- performance of fans and power of the corresponding heat guns (14, 26, 38);

- объема загрузки сырья в резонатор с изменением частоты вращения электродвигателя загрузочного транспортера 1;- the volume of loading of raw materials into the resonator with a change in the speed of the electric motor of the loading conveyor 1;

- мощности СВЧ генераторов (5, 15, 22);- power of microwave generators (5, 15, 22);

- удельной мощности генераторов, как отношение мощности генераторов к объему загрузки сырья в резонатор.- specific power of the generators, as the ratio of the power of the generators to the volume of loading of raw materials into the resonator.

Высокая напряженность электрического поля (1,8−6 кВ/см) в каждом неферромагнитном резонаторе обеспечивается за счет интерференции концентрированных когерентных волн от перфорированных керамических зеркал (13, 25, 37), обладающих малым значением тангенса угла диэлектрических потерь, и за счет поверхностной волны на перфорированных фторопластовых гребенчатых направляющих (5, 16, 29).A high electric field strength (1.8–6 kV/cm) in each non-ferromagnetic resonator is provided by the interference of concentrated coherent waves from perforated ceramic mirrors (13, 25, 37), which have a small value of the dielectric loss tangent, and due to the surface wave on perforated PTFE comb guides (5, 16, 29).

Включить все электрические тепловые пушки (14, 26, 38) на соответствующие производительности вентиляторов и мощности нагревательных элементов. Turn on all electric heat guns (14, 26, 38) to the appropriate fan performance and heating element power.

Включить электроприводы диэлектрических сеточных транспортеров в следующей последовательности: последнего (36), среднего (24) и первого (12), далее электропривод неферромагнитного сеточного транспортера (1). Загрузить свежеубранные шишки хмеля в неферромагнитную загрузочную емкость 2. Влажное сырье перемещается с помощью неферромагнитного сеточного транспортера 1 и распределяется с помощью фторопластовой гребенчатой направляющей 5. Как только с помощью диэлектрического сеточного транспортера 12 сырье переместится в пространство между перфорированными гребенками, ширина которого равна двум глубинам проникновения волны, необходимо включить генератор 7. Тогда в резонаторе 3 возбуждается электромагнитное поле сверхвысокой частоты (ЭМПСВЧ), сырье эндогенно нагревается. За счет интерференции поверхностной волны от фторопластовой гребенчатой направляющей 5 и концентрированной волны от керамического зеркала 13 в резонаторе возбуждается электрическое поле высокой напряженности, достаточной для обеззараживания сырья в процессе его равномерного эндогенного нагрева. Поверхностная влага с шишек хмеля удаляется теплым воздухом, попадающим через перфорированное керамическое зеркало 13 под рабочую ветвь диэлектрического сеточного транспортера 12 от неферромагнитного воздуховода 14, соединенного с соответствующей тепловой пушкой. Влажный воздух удаляется через неферромагнитный воздухоотвод-запредельный волновод 8.Turn on the electric drives of the dielectric mesh conveyors in the following sequence: the last one (36), the middle one (24) and the first one (12), then the electric drive of the non-ferromagnetic mesh conveyor (1). Load freshly harvested hop cones into a non-ferromagnetic loading container 2. Wet raw material is moved using a non-ferromagnetic mesh conveyor 1 and distributed using a fluoroplastic comb guide 5. As soon as using a dielectric mesh conveyor 12, the raw material will move into the space between the perforated combs, the width of which is equal to two penetration depths waves, it is necessary to turn on the generator 7. Then, in the resonator 3, an electromagnetic field of ultrahigh frequency (EMSHF) is excited, the raw material is endogenously heated. Due to the interference of a surface wave from a fluoroplastic comb guide 5 and a concentrated wave from a ceramic mirror 13, an electric field of high intensity is excited in the resonator, sufficient to disinfect the raw material during its uniform endogenous heating. Surface moisture from the hop cones is removed by warm air entering through the perforated ceramic mirror 13 under the working branch of the dielectric mesh conveyor 12 from the non-ferromagnetic duct 14 connected to the corresponding heat gun. Humid air is removed through a non-ferromagnetic air vent-beyond waveguide 8.

В связи с тем, что все сеточные диэлектрические транспортеры расположены вплотную друг к другу на одном уровне, сырье попадает в пространство между перфорированными гребенками фторопластовой направляющей 17 второго неферромагнитного резонатора 15. Сушка сырья во втором неферромагнитном резонаторе, распределенного в пространстве между фторопластовыми перфорированными гребенками, происходит равномерно по ширине, так как шаг между гребенками не более две глубины проникновения волны. При этом, циркуляция теплого воздуха происходит через воздуховод 26 и воздухоотвод 20. Due to the fact that all mesh dielectric conveyors are located close to each other at the same level, the raw material enters the space between the perforated combs of the fluoroplastic guide 17 of the second non-ferromagnetic resonator 15. Drying of the raw material in the second non-ferromagnetic resonator, distributed in the space between the perforated fluoroplastic combs, occurs uniformly across the width, since the step between the combs is no more than two wave penetration depths. In this case, the circulation of warm air occurs through the air duct 26 and the air outlet 20.

Аналогично происходит продолжение процесса сушки сырья в последующем неферромагнитном резонаторе 27. Высушенные в щадящем режиме шишки хмеля из фторопластовой перфорированной гребенчатой направляющей 29 с помощью транспортера 36 падают в неферромагнитную приемную емкость 39, откуда с помощью неферромагнитного ячеистого барабана выгружается в тару, предназначенную для транспортирования сухого хмеля.Similarly, the process of drying raw materials continues in the subsequent non-ferromagnetic resonator 27. Dried in a gentle mode, hop cones from the PTFE perforated comb guide 29 with the help of a conveyor 36 fall into a non-ferromagnetic receiving container 39, from where, using a non-ferromagnetic cellular drum, it is unloaded into a container designed for transporting dry hops .

Такая хмелесушилка обеспечивает поэтапное удаление влаги из шишек хмеля при передвижении сырья диэлектрическими сеточными транспортерами (12, 24, 36) через неферромагнитные резонаторы (3, 15, 27). При этом шишки хмеля подвергаются эндогенно-конвективному нагреву, высушиваются и обеззараживаются за счет высокой напряженности электрического поля, т.е. происходит сохранение потребительских характеристик и улучшение микробиологических показателей.Such a hop dryer provides gradual removal of moisture from hop cones during the movement of raw materials by dielectric mesh conveyors (12, 24, 36) through non-ferromagnetic resonators (3, 15, 27). At the same time, hop cones are subjected to endogenous-convective heating, dried and disinfected due to the high electric field strength, i.e. there is a preservation of consumer characteristics and improvement of microbiological indicators.

Во всех резонаторах доза воздействия ЭМПСВЧ, температура и напор подаваемого воздуха контролируются и регулируются в зависимости от влажности и объема загружаемого хмеля путем изменения мощности генераторов, нагревательных элементов и потока воздуха, а также изменением частоты вращения электроприводов сеточных транспортеров. Все элементы системы управления расположены в шкафу управления, а электродвигатели расположены вне резонаторов.In all resonators, the dose of exposure to EMSHF, temperature and pressure of the supplied air are controlled and regulated depending on the humidity and volume of the loaded hop by changing the power of the generators, heating elements and air flow, as well as changing the speed of the electric drives of the mesh conveyors. All elements of the control system are located in the control cabinet, and the electric motors are located outside the resonators.

За счет неферромагнитных емкостей (2, 39) и неферромагнитного ячеистого барабана для выгрузки хмеля, а также за счет неферромагнитных сегментов и неферромагнитных облицовок торцов фторопластовых гребенчатых направляющих (6, 10, 18, 22, 30, 34) обеспечивается электромагнитная безопасность допустимых нормах. При этом имеющиеся между фторопластовыми гребенками открытые пространства (щели для перемещения сырья) в первом и последнем резонаторах, при правильном согласовании с глубиной проникновения волны (не более двух глубин проникновения волны) ограничивают электромагнитные излучения, так как поле поверхностной волны под гребенкой имеет экспоненциально убывающий характер [5, стр. 98.].Due to non-ferromagnetic containers (2, 39) and a non-ferromagnetic cellular drum for unloading hops, as well as due to non-ferromagnetic segments and non-ferromagnetic facings of the ends of fluoroplastic comb guides (6, 10, 18, 22, 30, 34), electromagnetic safety is ensured within acceptable standards. At the same time, the open spaces between the fluoroplastic combs (slots for moving raw materials) in the first and last resonators, with proper coordination with the wave penetration depth (no more than two wave penetration depths), limit electromagnetic radiation, since the field of the surface wave under the comb has an exponentially decreasing character. [5, p. 98].

Керамические вогнутые зеркала позволяют не только концентрировать энергию электромагнитного поля, но и уменьшать потери на излучение через открытые пространства между гребенками [6].Ceramic concave mirrors make it possible not only to concentrate the energy of the electromagnetic field, but also to reduce radiation losses through the open spaces between the combs [6].

Источники информации:Information sources:

1. Распоряжение № 738-р об утверждении Концепции развития хмелеводства в Чувашской Республике на 2020-2025 годы. [Электронный ресурс]. Режим допуска: km.cap.ru›doc/laws/2020/08/20/disposal-738-r.1. Decree No. 738-r on approval of the Concept for the Development of Hop Growing in the Chuvash Republic for 2020-2025. [Electronic resource]. Access mode: km.cap.ru›doc/laws/2020/08/20/disposal-738-r.

2. Патент № 2772987 РФ, МПК С12С3/02; F26B3. Многорезонаторная хмелесушилка с энергоподводом в электромагнитном поле / Просвирякова М.В., Сторчевой В.Ф., Горячева Н.Г., Михайлова О.В., Новикова Г.В. / заявитель и патентообладатель РГАУ–МСХА имени К.А. Тимирязева (RU). № 2021132821 от 11.11.2021. Бюл. № 16 от 30 05.2022.2. Patent No. 2772987 RF, IPC C12C3/02; F26B3. Multicavity hop dryer with energy supply in an electromagnetic field / Prosviryakova M.V., Storchevoy V.F., Goryacheva N.G., Mikhailova O.V., Novikova G.V. / applicant and patent holder RGAU-MSHA named after K.A. Timiryazev (RU). No. 2021132821 dated 11/11/2021. Bull. No. 16 dated 05.30.2022.

3. Патент № 2772992 РФ, С12С3/02; F26B3. Хмелесушилка с тороидальными и астроидальными резонаторами с энергоподводом в электромагнитном поле / Просвирякова М.В., Сторчевой В. Ф., Горячева Н.Г., Новикова Г.В., Михайлова О.В., Зиганшин Б.Г. / заявитель и патентообладатель НГИЭУ (RU). № 2021135280 от 01.12.2021. Бюл. № 16 от 30.05.2022.3. Patent No. 2772992 RF, С12С3/02; F26B3. Hop dryer with toroidal and astroidal resonators with energy supply in an electromagnetic field / Prosviryakova M.V., Storchevoi V.F., Goryacheva N.G., Novikova G.V., Mikhailova O.V., Ziganshin B.G. / applicant and patent holder NGIEU (RU). No. 2021135280 dated 12/01/2021. Bull. No. 16 dated 05/30/2022.

4. Патент № 2770628 РФ, С12С3/02; F26B3. СВЧ-конвективная хмелесушилка непрерывно-поточного действия с полусферическим резонатором / Просвирякова М.В., Сторчевой В. Ф., Горячева Н.Г., Новикова Г.В., Михайлова О.В., Зиганшин Б.Г. / заявитель и патентообладатель НГИЭУ (RU). № 2021136688 от 13.12.2021. Бюл. № 11 от 19.04.2022.4. Patent No. 2770628 RF, С12С3/02; F26B3. Microwave-convective continuous-flow hop dryer with a hemispherical resonator / Prosviryakova M.V., Storchevoy V.F., Goryacheva N.G., Novikova G.V., Mikhailova O.V., Ziganshin B.G. / applicant and patent holder NGIEU (RU). No. 2021136688 dated 12/13/2021. Bull. No. 11 dated 04/19/2022.

5. Баскаков С.И. Электродинамика и распространение волн. М.: Высшая школа, 1992, 208 с.5. Baskakov S.I. Electrodynamics and wave propagation. Moscow: Higher school, 1992, 208 p.

6. Диэлектрические резонаторы. Под редакцией М.Е. Ильченко. М.: Радио связь, 1989. 328 с.6. Dielectric resonators. Edited by M.E. Ilchenko. M.: Radio communication, 1989. 328 p.

Claims (1)

СВЧ-конвективная хмелесушилка с полуцилиндрическими резонаторами и фторопластовыми гребенчатыми направляющими, характеризующаяся тем, что содержит в горизонтальной плоскости соединенные секции равных по размерам неферромагнитных резонаторов, выполненных в виде состыкованных полуцилиндров и призматических оснований прямоугольного сечения, при этом в неферромагнитные полуцилиндры соосно жестко установлены равные по размеру перфорированные фторопластовые гребенчатые направляющие с гребенками, направленными в сторону призматического основания, высотой, кратной половине длины волны, шагом гребенки не более двух глубин проникновения волны и толщиной гребенки меньше величины шага, причем в неферромагнитные призматические основания соосно под перфорированными фторопластовыми гребенчатыми направляющими установлены диэлектрические сеточные транспортеры длиной, равной длине резонаторов, с электроприводами, расположенными вне резонаторов, а между рабочими и холостыми ветвями сеточных транспортеров жестко закреплены перфорированные керамические вогнутые зеркала, охватывающие площадь рабочих ветвей соответствующих транспортеров, а основания неферромагнитных резонаторов представлены неферромагнитными облицовками торцов перфорированных фторопластовых гребенчатых направляющих, неферромагнитными сегментами над ними и прямоугольными торцами призматических оснований, при этом неферромагнитные воздуховоды направлены против движения сырья под перфорированные керамические зеркала со стороны одного торца каждого неферромагнитного резонатора, а со стороны другого торца на поверхностях неферромагнитных полуцилиндров установлены воздухоотводы - запредельные волноводы, причем к основанию неферромагнитного резонатора первой секции пристыкована неферромагнитная загрузочная емкость, куда установлен неферромагнитный сеточный загрузочный транспортер на уровне сеточного диэлектрического транспортера, а к основанию резонатора последней секции прикреплена неферромагнитная приемная емкость в виде усеченной конической призмы, внутри которой установлен неферромагнитный ячеистый барабан длиной, равной ширине диэлектрического сеточного транспортера, при этом все сеточные транспортеры расположены на одном уровне, а магнетроны воздушного охлаждения с волноводами установлены на поверхности каждого неферромагнитного полуцилиндра со сдвигом по спирали.Microwave-convective hop dryer with semi-cylindrical resonators and fluoroplastic comb guides, characterized in that it contains connected sections of equal-sized non-ferromagnetic resonators in the horizontal plane, made in the form of joined semi-cylinders and prismatic bases of rectangular cross section, while non-ferromagnetic semi-cylinders are coaxially rigidly mounted equal in size perforated fluoroplastic comb guides with combs directed towards the prismatic base, with a height that is a multiple of half the wavelength, the comb pitch is not more than two wave penetration depths and the comb thickness is less than the pitch, moreover, dielectric mesh conveyors are installed in non-ferromagnetic prismatic bases coaxially under the perforated fluoroplastic comb guides length equal to the length of the resonators, with electric drives located outside the resonators, and between the working and idle branches of the mesh conveyors perforated ceramic concave mirrors are rigidly fixed, covering the area of the working branches of the corresponding conveyors, and the bases of the non-ferromagnetic resonators are represented by non-ferromagnetic facings of the ends of the perforated fluoroplastic comb guides, non-ferromagnetic segments above them and rectangular ends of the prismatic bases, while the non-ferromagnetic air ducts are directed against the movement of raw materials under the perforated ceramic mirrors with side of one end of each non-ferromagnetic resonator, and from the side of the other end on the surfaces of non-ferromagnetic semi-cylinders, air vents are installed - transcendental waveguides, and a non-ferromagnetic loading container is attached to the base of the non-ferromagnetic resonator of the first section, where a non-ferromagnetic grid loading conveyor is installed at the level of the grid dielectric conveyor, and to the base of the resonator the last section is attached to a non-ferromagnetic receiving container in the form of a truncated of this conical prism, inside which a non-ferromagnetic cellular drum is installed with a length equal to the width of the dielectric mesh conveyor, while all mesh conveyors are located at the same level, and air-cooled magnetrons with waveguides are installed on the surface of each non-ferromagnetic half-cylinder with a helical shift.
RU2022125158A 2022-09-26 Microwave-convective hop dryer with semi-cylindrical resonators and fluoroplastic comb guides RU2792675C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2792675C1 true RU2792675C1 (en) 2023-03-23

Family

ID=

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19905426A1 (en) * 1999-02-10 2000-08-31 Florian Ilmberger Microwave-heated hop grain drier is compact, operates at high throughput rates and minimizes emissions
RU63913U1 (en) * 2007-01-25 2007-06-10 Закрытое акционерное общество "Натуральные пищевые концентраты" BELT DRYER OF PASTE MATERIALS
RU2382529C1 (en) * 2009-03-31 2010-02-20 Закрытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Магратеп" (ЗАО "НПП "Магратеп") Device for electromagnetic processing of loose dielectric materials
RU2770628C1 (en) * 2021-12-13 2022-04-19 Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный инженерно-экономический университет" (НГИЭУ) Microwave-convective continuous-flow hop dryer with a hemispherical resonator

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19905426A1 (en) * 1999-02-10 2000-08-31 Florian Ilmberger Microwave-heated hop grain drier is compact, operates at high throughput rates and minimizes emissions
RU63913U1 (en) * 2007-01-25 2007-06-10 Закрытое акционерное общество "Натуральные пищевые концентраты" BELT DRYER OF PASTE MATERIALS
RU2382529C1 (en) * 2009-03-31 2010-02-20 Закрытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Магратеп" (ЗАО "НПП "Магратеп") Device for electromagnetic processing of loose dielectric materials
RU2770628C1 (en) * 2021-12-13 2022-04-19 Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный инженерно-экономический университет" (НГИЭУ) Microwave-convective continuous-flow hop dryer with a hemispherical resonator

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3277580A (en) Method and apparatus for drying
US8407915B2 (en) Tray assemblies and methods for manufacturing ceramic articles
US8481900B2 (en) Methods for drying ceramic materials
EP0027471B1 (en) High-frequency heating device
US20090166355A1 (en) Microwave applicator, system, and method for providing generally circular heating
RU2792675C1 (en) Microwave-convective hop dryer with semi-cylindrical resonators and fluoroplastic comb guides
JP2008230962A6 (en) Equipment for drying ceramic bodies by microwave irradiation
JP2008230962A (en) Device for drying ceramic body by microwave irradiation
US3688068A (en) Continuous microwave heating or cooking system and method
CN111578648B (en) Microwave heating type vacuum freeze dryer with multiple oscillation modes
RU2798374C1 (en) Tiered hop dryer with dielectric and convective heating sources
RU2774186C1 (en) Continuous-flow hop dryer with endogenous-convective heating sources
RU2798573C1 (en) Sectional hop-kiln with energy supply in an electromagnetic field of ultrahigh frequency
RU2772992C1 (en) Hop dryer with toroidal and astroidal resonators with energy supply in an electromagnetic field
RU2798575C1 (en) Microwave-convective continuous-flow hop-kiln with metal-dielectric resonators
RU2770628C1 (en) Microwave-convective continuous-flow hop dryer with a hemispherical resonator
KR101768313B1 (en) Dryer using the microwave
RU2806546C1 (en) Microwave convective dryer of raw materials with tiered toroidal resonators
RU2799419C1 (en) Mobile microwave-convective continuous-flow hop dryer with semi-cylindrical resonators
RU2772987C1 (en) Multi-cavity hop dryer
KR20160135868A (en) A waveguide of Dryer using the microwave
RU2651594C1 (en) Microwave drier of down and fur raw materials of the rotor type
Resch Drying of incense cedar pencil slats by microwave power
RU2800591C1 (en) Rotary microwave convection hop dryer
RU2764168C1 (en) Installation for drying, disinfection of grain and pre-sowing treatment of seeds