Мікрохвильова сушильна установка

1. Мікрохвильова сушильна установка, яка містить засипний і висипний бункери, шахтну сушарку, НВЧ-модулі, що розташовані у технічному відсіку і складаються з магнетрона, хвилеводу й антенного випромінювача, охолоджувач продукту, випускний пристрій, вентилятор і систему повітропроводів, яка відрізняється тим, що технічний відсік НВЧ- модулів розміщений у впускному повітропроводі сушарки та сполучений із випускним повітропроводом охолоджувача продукту, стінка, яка відокремлює внутрішній простір технічного відсіку від сушарки, виконана перфорованою або у вигляді сітки, а випускний повітропровід сушарки U 2 (19) 1 3 Прототипом до заявленого технічного рішення є установка для сушки сипучих матеріалів, описана у патенті РФ №2267067 [2]. Відомий пристрій містить засипний бункер, секцію нагріву (шахтну сушарку), НВЧ модуль, що розташований у технічному відсіку і складається з магнетрона, хвилеводів й антенних випромінювачів (рупорного типу), розташовану під сушаркою секцію охолодження (охолоджувач продукту), випускний пристрій для регулювання продуктивності, вентилятор і систему повітропроводів. У секції нагріву додатково розміщені: у нижній частині перфорований підвідний короб гарячого повітря та у верхній - Λ-подібні відвідні короби гарячого повітря. У секції охолодження розміщені: у нижній частині перфорований підвідний короб холодного повітря та у верхній - Λ-подібні відвідні короби холодного повітря. НВЧ модулі встановлені у секції нагріву таким чином, що вертикальний випромінюючий рупор і його хвилевід розміщені всередині центрального Λ-подібного відвідного короба гарячого повітря, а горизонтальні випромінюючі рупори розміщені на бокових стінках і сполучені з внутрішнім простором сушарки через радіопрозорі заглушки, вмонтовані у стінку. Система охолодження магнетронів за допомогою повітропроводу сполучена з перфорованим підвідним коробом гарячого повітря. Однак, розташування джерела НВЧ енергії і хвилеводу зовні камери та виконання складної системи хвилеводів для передачі випромінювання від магнетрона до продукту що обробляється ускладнює конструкцію і погіршує ефективність пристрою через довгий шлях і неефективні умови транспортування НВЧ енергії. А викидання без утилізації тепла відпрацьованого гарячого повітря відвідних коробів зменшує економічність установки. Крім того, застосування розвиненої системи повітропроводів, включаючи ділянки з Λ-подібними коробами, додатково ускладнює конструкцію і сприяє підвищенню аеродинамічних втрат, погіршуючи енергетичну ефективність установки. Таким чином, недоліками прототипу є складна конструкція та низька енергетична ефективність установки. Метою корисної моделі є спрощення конструкції та підвищення енергетичної ефективності установки. Це досягається тим, що технічний відсік НВЧ модулів розміщений у впускному повітропроводі сушарки та сполучений із випускним повітропроводом охолоджувача продукту, стінка, яка відокремлює внутрішній простір технічного відсіку від сушарки, виконана перфорованою або у виді сітки, а випускний повітропровід сушарки сполучений з попереднім рекуператором, останній установлений у засипному бункері і виконаний переважно пластинчастого типу з плоскими трубами. У варіантах реалізації конструкції охолоджувач може бути виконаний контактного типу, а між сушаркою і засипним бункером та/або між сушаркою й охолоджувачем додатково встановлені випускні пристрої для регулювання продуктивності установки. Або - в охолоджувачі може бути встановлений кінцевий рекуператор, наприклад пластинчастого 42526 4 типу з плоскими трубами, вентилятор розміщений на випускному повітропроводі охолоджувача таким чином, що впускний патрубок вентилятора підключений до випускного повітропроводу охолоджувача, а випускний - до внутрішнього простору технічного відсіку, у випускному повітропроводі сушарки розміщені додаткові НВЧ модулі, а стінка, яка відокремлює внутрішній простір технічного відсіку додаткових НВЧ модулів від сушарки, виконана перфорованою або у виді сітки. Сутність пропозиції пояснюється кресленнями, на яких показані варіанти виконання заявленої мікрохвильової сушильної установки: на Фіг.1 з охолоджувачем контактного типу і додатковими регулювальними пристроями, на Фіг.2 - з охолоджувачем рекуперативного типу. Пропонована мікрохвильова сушильна установка містить засипний бункер 1, установлений над шахтною сушаркою 2. У впускному повітропроводі 3 сушарки 2 розміщений технічний відсік 4 НВЧ модулів 5, які складаються з магнетрона 6, хвилеводу 7 й антенного випромінювача 8. Стінка 9, яка відокремлює внутрішній простір технічного відсіку 4 від сушарки 2, виконана перфорованою або у виді сітки. Під сушаркою 2 розташований охолоджувач 10 продукту, а у нижній частині установки під охолоджувачем - випускний пристрій (регулятор) 11 для регулювання продуктивності установки. У засипному бункері 1 розміщений попередній рекуператор - рекуперативний підігрівач 12 вологого продукту. Охолоджувач 10, сушарка 2 та рекуперативний підігрівач 12 з'єднані між собою системою повітропроводів для послідовної продувки через них повітря вентилятором. У варіанті реалізації конструкції, показаному на Фіг.1, вентилятор 13 установлений зі сторони впускного патрубку охолоджувача. При цьому, випускний повітропровід 14 охолоджувача 10 сполучений із внутрішнім простором технічного відсіку 4. У варіанті, показаному на Фіг.2, вентилятор 15 розміщений між випускним повітропроводом 14 охолоджувача і впускним повітропроводом 3 сушарки таким чином, що впускний патрубок 16 вентилятора підключений до випускного повітропроводу 14, а випускний 17 - до внутрішнього простору технічного відсіку 4. Конструкція НВЧ модуля виконана переважно з примусовим повітряним охолодженням із застосуванням індивідуального вентилятора, зроблена вологонепроникною та відділена від сушарки 2 перегородкою 18 з радіопрозорого матеріалу, наприклад фторопласту або міцного радіопрозорого скла чи слюди і т.і. Випромінювач виготовляється переважно рупорного типу, а його форма виконується таким чином, щоби створювати діаграму скерованості ЕМП, яка забезпечує рівномірне покриття поверхні продукту на ділянці його пересування між боковими стінками сушарки та/або - зоною охвату (покриття) сусіднього випромінювача без утворення тіньових зон. Заявлений пристрій працює у такий спосіб. У верхній засипний бункер 1 завантажується початковий вологий продукт, наприклад пшениця. Там він попадає на попередній рекуперативний підігрівач 12, в якому через стінки частково підігріваєть 5 ся поперечними потоками теплого повітря, яке продувається. У процесі переміщення вниз під дією своєї ваги продукт попадає у сушарку 2, де опромінюється за допомогою НВЧ модулів 5. Генератор (магнетрон) 6 створює коливання ЕМП і по хвилеводу 7 вони передаються антенному випромінювачу 8, який скеровує ЕМП на продукт, що переміщується у сушарці 2, і таким чином здійснюється його опромінювання MX енергією. При опроміненні продукту волога, що міститься в його структурі, поглинає енергію ЕМП, і це призводить до її розігріву і підвищенню температури. Підвищення температури призводить до випаровування вологи, яка міститься у продукті. Крім того, дія НВЧ ЕМП при певному технологічному режимі забезпечує знищення шкідливої мікрофлори в оброблюваному продукті. Додатковому інтенсивному випаровуванню вологи з продукту й її видаленню сприяє одночасна продувка через сушарку повітря впускного повітропроводу 3. Тепле повітря, яке відводиться з технічного відсіку 4, поступає у продукт через перфоровану стінку 9, продуває його, видаляючи з нього зайву вологу, і через перфоровану стінку 19 витискається у повітропровід 20 і далі - у рекуперативний підігрівач 12, після продувки якого виходить назовні. Після сушарки 2 розігрітий продукт під дією своєї ваги переміщується вниз до охолоджувача, де здійснюється продувка через нього повітря з зовнішнього простору і відведення від нього надлишків тепла. У варіантах реалізації конструкції охолоджувач 10 може бути виконаний як у виді контактного теплообмінника 21 (Фіг.1), так і рекуперативного типу - кінцевого рекуператора 22 (Фіг.2). У разі використання контактного теплообмінника 21 (див. Фіг.1), повітря від вентилятора 13 проходить крізь сітку 23, продувається безпосередньо через продукт, охолоджуючи його, і через сітку 24 витискається у випускний повітропровід 14. У разі використання кінцевого рекуператора 22 (див. Фіг.2), повітря контактує з продуктом не напряму, а через стінку, яка відокремлює його від повітря. У цих умовах сітки 23 й 24 не встановлюються, оскільки у них немає потреби. Вентилятор 15 просмоктує повітря крізь рекуператор 22, повітропровід 14 і впускний патрубок 16, стискає його і нагнітає крізь випускний патрубок 17 у впускний повітропровід 3 сушарки, де воно розподіляється по технічному відсіку 4. Проходячи крізь охолоджувач 10, повітря відводить надлишки тепла від продукту й, як наслідок, підігрівається від нього. Далі воно з випускного повітропроводу 14 попадає у технічний відсік 4, де продуває внутрішній простір технічного відсіку і відводить відпрацьоване тепло НВЧ модулів 5 і додатково підігрівається. Таким чином, для обробки продукту у сушарці 2 крім тепла, яке створюється за рахунок його опромінення НВЧ хвилями ЕМП, додатково використовується тепло, що приноситься у сушарку з продувним повітрям і складається з двох частин: тепла, яке відібрано в охолоджувачі, й яке утворюється у процесі роботи генераторів 6 і видаляється у технічний відсік 4 індивідуальними системами охолодження НВЧ модулів 5. 42526 6 Від охолоджувача 10 продукт переміщується вниз до випускного пристрою 11 і звідти - у висипний бункер 25 для подальшого використання. Попередній рекуператор 12 і кінцевий 22 можуть виконуватись пластинчатого типу як показано на рисунках, де продукт і повітря переміщуються у плоских трубах апарату, контактуючи через стінку. Або вони можуть виконуватись з горизонтальними круглими трубами. Плоскі труби мають перевагу за рахунок компактності й підвищеної ефективності. У варіанті реалізації конструкції, показаному на Фіг.1, між засипним бункером 1 і сушаркою 2 додатково встановлені випускні пристрої (регулятори) 26 та між сушаркою й охолоджувачем 10 додатковий випускний пристрій (регулятор) 27. Система автоматичного регулювання настроюється таким чином, щоби за рахунок заданого режиму роботи регуляторів 11, 26 і 27 забезпечувався певний ритм переміщення продукту від рекуперативного підігрівача 12 до сушарки 2 та від сушарки до охолоджувача 10, - у залежності від теплоємності продукту і заданих параметрів вологості та температурного режиму. Крім того, регулятор 27 запобігає прямому перетіканню повітря з охолоджувача 10 до сушарки 2 і скеровує його у повітропровід 14 для охолодження технічного відсіку 4 та подальшого рівномірного розподілу повітряного потоку по площині стінки 9. А регулятори 26 запобігають прямому перетіканню повітря з сушарки 2 до засипного бункеру 1 і скеровують його у внутрішній простір сушарки 2, сприяючи рівномірному розподілу повітряного потоку по площині стінки 19 і подальшому його транспортуванню по повітропроводу 20 до рекуперативного підігрівача 12. Для підвищення ефективності обробки продукту у випускному повітропроводі 20 сушарки розміщені додаткові НВЧ модулі 28, а стінка 19, яка відокремлює внутрішній простір технічного відсіку 29 додаткових НВЧ модулів від сушарки 2, виконана перфорованою або у виді сітки. Це дозволяє підвищити сумарну щільність потужностей розсіювання НВЧ модулів. Внаслідок відсутності розвиненої системи хвилеводів, розташування НВЧ модулів поряд із продуктом що обробляється у впускному і випускному повітропроводах скоротило шлях і спростило умови транспортування НВЧ енергії, підвищуючи ефективність її передачі від генератора до продукту. Розміщення технічного відсіку НВЧ модулів у впускному і випускному повітропроводах сушарки та виконання стінки, що відокремлює внутрішній простір технічного відсіку від сушарки, перфорованою скоротило шлях переміщення повітря, зменшуючи аеродинамічний опір, і таким чином підвищило ефективність продувки продукту. Сполучення випускного повітропроводу охолоджувача продукту з технічним відсіком НВЧ модулів дозволило використати додаткове тепло, яке відведено від висушеного продукту в охолоджувачі, й у сукупності з теплом НВЧ модулів застосувати його для додаткового підігріву повітря, що подається до сушарки, та, таким чином - утилізувати його. Розміщення у засипному бункері рекуперативного підігрівача підвищує енергетичну ефективність установки за рахунок утилізації відпрацьованого тепла повітря, 7 що відводиться з сушарки та відсіків НВЧ модулів. Використання кінцевого рекуператора замість контактного охолоджувача дозволяє виключити необхідність застосування сітки для впуску і випуску повітря до охолоджувача і додаткових регуляторів. Розміщення вентилятора між охолоджувачем і впускним повітропроводом сушарки дозволило зменшити аеродинамічні втрати на переміщення повітря. Джерела інформації: 1. Inventor (s): not available (автори не визна 42526 8 чені) [(Заявник) NIVON Е]. Grain drying apparatus (Установка для сушки зерна). Пат Великобританії №1343960. - МПК: F26B 17/12, 27/00; НПК: F4G. 1974, 1978. 2. Оболенский А.С., Сахаров Л.В., Смирнов Б.Г., Гусев Ю.М., Суворин В.Г. [ООО „Аграрные сверхвысокочастотные технологии"]. Установка для сушки сыпучих материалов и вертикальная сушильная камера. Пат. РФ №2267067. - МПК: F26B 17/12, 3/347. - 2004. 9 Комп’ютерна верстка А. Крулевський 42526 Підписне 10 Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601