Пристрій для нвч-нагріву рідинних продуктів

Винахід відноситься до техніки НВЧ і може використовуватися для технологічних цілей підвищення температури рідинних продуктів у потоці. Відомий пристрій для НВЧ-нагріву рідини (див. АС СРСР №1107350 МПК Н05В6/64, Бюл. №29, 1984), який містить джерело НВЧ-енергії, камеру для рідини, що нагрівається, з розташованою в камері діелектричною трубкою, що з'єднана з джерелом НВЧ-енергії, внутрішній об'єм якої ізольований від рідини. У аналога, що описується, по - перше, низька продуктивність у зв'язку з малою глибиною проникнення НВЧ енергії в рідину з великою електропровідністю і тому, що нагрів всього об'єму рідини відбувається тільки від пару рідини, яка прилягає безпосередньо до зовнішньої стінки діелектричної трубки; по - друге, не передбачено нагрів у безперервному потоці. Крім того, частина енергії поглинається навантаженням і не використовується для нагріву рідини, що приводить до зайвих енергетичних витрат. Найбільш близьким по сукупності істотних ознак є пристрій для НВЧ-нагріву рідинних продуктів, який містить генератор НВЧ, камеру НВЧ-нагріву у вигляді відрізка хвилеводу з розташованим у неї трубопроводом з радіопрозорого матеріалу з вхідним та вихідним патрубками для подачі та виходу рідини, що нагрівається, а також поглинаюче навантаження. Але розташування зигзагоподібного трубопроводу уздовж хвилеводу при малих кутах нахилу (менше 10°) призводить до великої довжини камери нагріву, що робить пристрій великогабаритним. Частина трубопроводу з боку джерела НВЧ-енергії розігрівається сильніше, що призводить до нерівномірного нагріву продукту. Отвори (патрубки) в бічних стінках хвилеводу є неоднорідностями, які викликають неузгодженість хвилеводу з джерелом НВЧ-енергії. НВЧ-енергія частково поглинається навантаженням, що знижує ККД пристрою. Відсутній контроль та регулювання технологічного режиму нагріву. Утруднені контроль за станом трубопроводу, розташованого в хвилеводі, та його заміна. В основу винаходу поставлено задачу створення такого пристрою для НВЧ-нагріву рідинних продуктів, який за рахунок нової конструкції частини трубопроводу для продукту, що нагрівається, розташованої в камері НВЧнагріву, та новою схемою рішення керування технологічним процесом, забезпечило б зменшення енергетичних витрат та нагрів продукту, покращання узгодження джерела НВЧ-енергії з камерою нагріву, високий рівень автоматизації технологічного процесу нагріву в безперервному потоці, а також підвищення продуктивності та надійності шляхом агрегатування модулів з малопотужними генераторами НВЧ. Такий технічний результат може бути досягнутий, якщо пристрій для НВЧ-нагріву рідинних продуктів, являє собою модуль, який містить генератор, камеру НВЧ-нагріву у вигляді відрізка хвилеводу з розташованим в ньому трубопроводом з радіопрозорого матеріалу для рідинного продукту, що нагрівається, з'єднаним через патрубки з вхідним та вихідним трубопроводами, відповідно до винаходу, може складатися з послідовно з'єднаних відносно трубопроводу модулів, а хвилеводи камер НВЧ-нагріву розташовані паралельно відносно потоку НВЧ-енергії, при цьому в камері модуля додатково введені узгоджуючий поршень, розташований у відрізку хвилеводу, послідовно з'єднані з генератором НВЧ датчик узгодження і перетворювач типів хвиль, з'єднаний у відрізок хвильоводу, датчики температури, що підключені до вхідного та вихідного трубопроводів з датчиками тиску, підключення до вихідного тр убопроводу, з'єднані відповідно з входами блоку керування, перший вихід якого з'єднаний з генератором НВЧ, а другий - з насосом, включеним в ви хідний трубопровід, а частина трубопроводу прямокутного перерізу, що розташована у відрізку хвилеводу, має в плані клиноподібну форму і виконана з жорсткоз'єднаних дво х пластин і дво х штаб. Таким чином, введення датчика узгодження і перетворювача типів хвиль, що включені послідовно між генератором НВЧ і камерою НВЧ нагріву, забезпечує, по-перше, контроль передачі НВЧ-енергії від генератора в продукт, що нагрівається, а по-друге - рівномірний розподіл енергії НВЧ відносно трубопроводу камери нагріву. Введення датчиків температури і тиску з блоком керування дозволяє забезпечити високий рівень автоматизації технологічного процесу нагріву рідинного продукту у безперервному потоці. Частина трубопроводу, яка розташована в камері НВЧ нагріву особливим чином, забезпечує не тільки економію енергії із - за гарного узгодження камери нагріву з генератором НВЧ, але також економію витрат на виготовлення, установлення і заміну цього вузла. Крім того, конструкція модуля дозволяє легко змінювати продуктивність пристрою нагріву рідинного продукту в потоці шляхом агрегатування модулів, що до того ж підвищує надійність його роботи, бо відмова одного з генераторів НВЧ слабко впливає на технологічний режим. На фіг.1 приведена структурна схема модуля пристрою для НВЧ-нагріву рідинних продуктів; на фіг.2 - схема агрегатування модулів; на фіг.3, 4 - конструкція камери НВЧ-нагріву (узгоджуючий поршень не показаний). Пристрій для НВЧ-нагріву рідинних продуктів складається з одного модуля (фіг.1), або з кількох агрегатованих модулів. В цьому випадку модулі з'єднані послідовно відносно трубопроводу, а хвилеводи камер НВЧ-нагріву розташовані паралельно потоку НВЧ енергії (фіг.2). Модуль містить послідовно з'єднані генератор 1 НВЧ, датчик 2 узгодження, перетворювач 3 типів хвиль, камеру НВЧ-нагріву у вигляді відрізка хвилеводу 4 з розташованим в ньому тр убопроводом 5 (фіг.3) з радіопрозорого матеріалу для рідинного продукту, який нагрівається. Трубопровід 5 в камері 4 нагріву, який виготовлений з жорсткоз'єднаних двох пластин та двох штаб і має в плані клиноподібну форму, сполучається через патрубки 6 з вхідним 7 та вихідним 8 трубопроводами. Через заглушений торець у відрізок хвилеводу 4 введений узгоджуючий поршень 9. До вхідного трубопроводу 7 підключений датчик температури 10, до вихідного тр убопроводу 8 - др угий датчик 10 температури і датчик 11 тиску, що з'єднані відповідно з входами блоку 12 керування, перший вихід якого з'єднаний з генератором 1 НВЧ, а другий - з насосом 13, що включений в вихідний трубопровід 8. Пристрій для НВЧ-нагріву рідинних продуктів може бути реалізований таким чином. НВЧ-енергія генератора 1 з хвилеводним виходом стандартного перетину через датчик 2 узгодження прохідного типу та перетворювач 3 типу хвиль потрапляє у відрізок прямокутного хвилеводу 4 збільшених розмірів камери нагріву, в якому розташований трубопровід 5. Трубопровід 5, виготовлений з жорсткоз'єднаних двох пластин та двох штаб, має в плані клиноподібну форму, яка дозволяє забезпечити гарне узгодження камери нагріву з генератором НВЧ. Додаткове настроювання узгодження виконується з допомогою поршня 9. Рідинний продукт, що протікає по трубопроводу 5, поглинає НВЧ - енергію і нагрівається. Трубопровід 5 камери НВЧ-нагріву через патрубки 6, поперечні розміри яких є заграничні до НВЧ коливань, що виключає можливість випромінювання НВЧ-енергії в навколишнє середовище, сполучається з вхідним 7 та вихідним 8 трубопроводами. До вхідного 7 та вихідного 8 тр убопроводів підключені датчики 10 температури, сигнали яких надходять у блок 12 керування для контролю та регулювання технологічного процесу нагріву рідинного продукту шля хом зміни потужності генератора 1 НВЧ, крім того, до вихідного трубопроводу 8 підключений датчик 11 тиску для контролю витрат рідинного продукту, який прокачується крізь камеру 4 нагріву насосом 13, включеним у вихідний трубопровід 8. Кількість рідинного продукту, що прокачується крізь камеру 4 нагріву, регулюється зміною продуктивності насосу 13 блоком керування за сигналом датчика тиску. Агрегатування малопотужних модулей НВЧ дозволяє нарощувати продуктивність пристрою та забезпечити його надійність, тому що вихід з ладу одного з генераторів НВЧ слабко впливає на продуктивність всього пристрою.