Мікрохвильовий пристрій знезараження води, рідкого мулу, пастеризації молока та інших рідких речовин

Мікрохвильовий пристрій для знезараження води, рідкого мулу, пастеризації молока та інших рідких речовин, що містить хвилевід та радіопрозорі трубки, співмірні з розмірами хвилеводу, що перетинають хвилевід під кутом до широкої стінки, 3 25505 ромагнітного поля в зоні взаємодії його з рідиною, тобто в зоні трубок. Чим вище щільність енергії, тим ефективніше руйнація при незмінних загальних затратах енергії. Ефект руйнування збільшується при імпульсному або змінному характері поля, хоча загальна (середня) затрата енергії і відповідна їй температура значно нижча температури знезараження чи пастеризації. В пристрої, що пропонується, підвищення щільності вирішується двома заходами: введенням в прямокутний хвилевід 1, Фіг.2, металевої вставки 3 та використання двох генераторів мікрохвильової енергії 4 (Фіг.2). Товста металева вставка 3 розташована паралельно широкій стінці хвилеводу таким чином, що стандартний хвилевід розділяється на два хвилеводи з значно меншою висотою вузької стінки. Рекомендується вибирати товщину вставки b с= , де b - розмір вузької стінки хвилеводу. Тоді 2 розмір вузької стінки кожного новоутвореного хвиb леводу буде дорівнювати . В такому випадку 4 щільність потужності в кожному новоутвореному хвилеводі збільшується вдвічі. При збільшенні товщини с металевої вставки щільність потужності збільшується. Але, коли с наближається до b, то може наступити пробій хвилеводу. Це явище обмежує розмір с і відповідно, щільність потужності в новоутворених хвилеводах. Застосування двох генераторів мікрохвильової енергії 4 Фіг. 2, розташованих на протилежних кінцях відрізка хвилеводу 1, підвищують загальну потужність, що поступає в хвилевід в двічі і, відповідно, в двічі підвищується щільність потужності в зоні взаємодії електромагнітної хвилі з рідиною. Крім того, симетрично розташовані відносно зони взаємодії генератори, дають можливість рівномірно розподіляти енергію електромагнітної хвилі по зоні взаємодії. Щоб уникнути взаємного зв’язку і, відповідно, взаємного впливу між генераторами, кількість трубок і їх діаметри підбираються таким чином, щоб електромагнітна хвиля кожного генератора повністю поглиналася в зоні взаємодії. Для повного використання енергії і, відповідно, підвищення загальноенергетичної і знезаражуючої ефективності необхідно виконати всі вимоги по узгодженню системи взаємодії з хвилеводом. В пристрої, що пропонується, ця проблема вирішується вибором оптимальних значень відстані між радіопрозорими трубками і кута нахилу тр убок a. Оптимальна відстань між трубками 2 (Фіг.2) визначається як відстань між осями трубок в наl прямку подовжньої осі хвилеводу і дорівнює хв , 4 де l хв - довжина хвилі в хвилеводі. Кут на хилу тр убок a вибирається так, щоб відстань між точками О1 і О2, які розташовані на осі трубки посередині верхнього та нижнього хвилеl водів також дорівнювала хв . При цій умові 4 4 2(b + c ) . (1) l хв Металева вставка 3 (Фіг.2) також має бути узгоджена. З цією метою кінці металевої вставки виконуються по формі піраміди, або ступінчастої форми. Перелік фігур креслення Додаток - «НВЧ-поглинач». Схема аналога. Фіг. - Мікрохвильовий пристрій для знезараження води, рідкого мулу, пастеризації молока та інших рідких речовин. Можливість здійснення пристрою, що пропонується доводиться тим, що в ньому використовуються добре перевірені наукові положення, а також результатами експерименту, проведеними як на аналогу, так і на лабораторному макеті запропонованого пристрою. Обидва макети були побудовані на хвилеводі з поперечним перерізом 90x45, як джерело мікрохвильової енергії використовувалися магнетрони потужністю мікрохвильової енергії 1кВт, довжина електромагнітної хвилі 122мм. Довжина електромагнітної хвилі в хвилеводі, яка розраховується за l0 формулою l хв = , де l0 æl ö 1- ç 0 ÷ ç l кр ÷ è ø a = arctg 3 × 1010 , f – часто та електромагнітної хвилі, f l кр =2а, де а - розмір широкої стінки хвилеводу, (мм)= дорівнює 166мм. Радіопрозорі трубки виготовлялися з кварцевого скла. Розміри трубок: внутрішній діаметр зовнішньої трубки аналога 30мм, зовнішній діаметр внутрішньої трубки 10мм, внутрішній діаметр трубок пристрою, що пропонується 20мм. В останньому пристрої використовувалися дві паралельно розташовані трубки. Кут нахилу тр убок аналога 20°, кут нахилу трубок в пристрої, що пропонується, розрахований за формулою (1) склав » 40°, при товщині металевої вставки 23мм. В обох макетах площа поперечного перерізу трубок, заповнених рідиною, була однаковою і складала 62,8мм 2. В цьому випадку при однаковій швидкості проходження рідини в обох пристроях за одиницю часу оброблялася однакова кількість рідини. В аналогу стовідсоткова пастеризація молока наступала при часі обробки 5с, при цьому вихідна температура молока становила 67°С; в пристрої, що пропонується повна пастеризація наступала при часі обробки 3с при температурі вихідного молока 55°С. Температура вхідного молока в обох варіантах становила 35°С. Таким чином в пристрої, що пропонується при однакових затратах енергії пастеризується чи знезаражується рідини в 1,6 раза більше або при однакових об’ємах пастеризації чи знезараженні витрачається в 1,6 разів менше енергії. Література 1. Патент РФ №2087084 МПК6 Н05В6/64. 2. Патент SU 2087083 МПК6 Н05В6/64 «СВЧ нагреватель жидкости». 5 25505 3. Патент РФ №2101884 МПК Н05В6/64, F24С7/02. Комп’ютерна в ерстка М. Мацело 6 4. Патент UА 56817 А Н05В6/64, Н01Р1/22 «НВЧ - поглинач». Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601