Пристрій для сушіння сипучих діелектричних матеріалів

Пристрій для сушіння сипучих діелектричних матеріалів, що містить камеру резонатора, виконану із двох зрізаних конусів різної висоти та циліндричної частини, яка з'єднує їх між собою біль C2 2 (19) 1 3 76014 4 оснащені герметичними заглушками з радіопрозоF26B3/347], що містить НВЧ-тракт, з'єднаний із рого матеріалу. хвилеводом, усередині якого з можливістю оберПри цьому камера оснащена системою поглитання навколо подовжньої осі розміщена ємність нання надлишкової НВЧ-енергії, похила обертаюдля сипучого матеріалу, виконана з радіопрозороча труба приєднана до завантажувального вузла го матеріалу. Хвилевід виконаний у виді циліндриза допомогою опорної осі, пропущеної через діафчного багатомодового резонатора, усередині якого рагму труби, причому опорна вісь виконана полою і коаксиально йому встановлена ампула, конусоі сполучена з корпусом шнекового живильника. подібним торцем з кутом при вершині порядку Розвантажувальний бункер складається з бункера 150°, звернена до НВЧ-тракту. Протилежний її з розвантажувальним пристроєм відсічного типу торець має патрубок для завантаження - вивантадля вивантаження сипучого матеріалу і паровідвоження сировини, підключений до приводу обердного штуцера. тання ампули, а також систему вакууммування і Даний пристрій містить поглинач надлишкової напуску сухого повітря, при цьому внутрішня повеНВЧ-енергії, що ускладнює пристрій і збільшує рхня ампули оснащена горизонтальними пластиенергоємність, крім того, сушіння матеріалів при нами з радіопрозорого матеріалу і розташованими атмосферному тиску здійснюється при більш висоуздовж її осі. ких температурах чим, наприклад, сушіння аналоНедоліком даного пристрою є відбиття НВЧгічних матеріалів у вакуумі, що також приводить до енергії від конусоподібного кінця ампули, у резульзбільшення енерговитрат і зниженню якості готової таті НВЧ-енергія використовується не ефективно. продукції. Сушіння сировини в ампулах не може забезпечити Відомий пристрій для сушіння сипучих діелеквеликих завантажень сировини (не більш 10кг) для тричних матеріалів [пат. РФ №2152571, F2611/04, одночасного його сушіння, що знижує продуктив3/347], що містить горизонтальну камеру, установність процесу в цілому. лену з можливістю обертання на двох підшипниВідомий пристрій для сушіння сипучих мілкоках, закріплених на кришках у бічних отворах бадисперсних діелектричних матеріалів [а.с. рабана, нагрівальні елементи, підключені до №1522006, кл. F26B3/347], що містить вертикальджерела електромагнітних хвиль, пристрій подачі ну сушильну камеру у виді хвилеводу, оснащену нагрітого повітря у внутрішню порожнину камери і завантажувальним і розташованим у нижній часвологовідводний пристрій. При цьому нагрівальні тині розвантажувальним пристроями з бункерами, елементи виконані у виді системи хвилевіднопідключені до камери НВЧ-генератор із пристроєм щілинних резонансних випромінювачів, а як джезв'язку і нагнітальний вентилятор. При цьому прирело електромагнітних хвиль використаний НВЧстрій містить поглинач надлишкової НВЧ-енергії зі генератор, при цьому хвилевід уведений у внутрісвоїм пристроєм зв'язку, підключеним до нижньої шню порожнину металевого барабана через отвір частини камери, а розвантажувальний пристрій у нерухомій кришці одного з бічних отворів баравиконаний у виді трійника з перекидним клапаном і бана, а через отвори в нерухомій кришці іншого приєднаний до нагнітальної сторони вентилятора. бічного отвору барабана введені канали підведенВідомий пристрій для сушіння сипучих матеріня нагрітого повітря і відводу вологого повітря, алів [а.с. №1816943 СРСР, кл. F26B3/347], що міскрім того, на внутрішній циліндричній поверхні батить вертикально встановлену камеру, виконану з рабана виконані два ряди зустрічно-похилих ребер двох усічених конусів різної висоти, з'єднаних між із кроком 20-45°, кут нахилу кожного ряду складає собою циліндричною частиною. Більший по висоті 45-60° до твірної циліндричної поверхні барабана, усічений конус (горловина пристрою) з'єднаний з при цьому один кінець кожного ребра з'єднаний з коаксіально-хвилеводним переходом уведення відповідною підставою циліндричної поверхні баНВЧ-енергії, що має внутрішній отвір для прохорабана, а інший кінець відстоїть від центра відподження матеріалу, що висушується. Коаксіальновідної твірної на відстань І=(0,1 0,01)L, де L - довхвилеводний перехід з'єднаний із трубою подачі жина барабана. Система хвилевідно-щілинних оброблюваного матеріалу. Усередині більшого по випромінювачів розгорнута на кут 40-45° (до підсвисоті усіченого конуса по його осі встановлений тави сушарки в напрямку обертання барабана і додатковий усічений конусний елемент, і проміжоснащена чвертьхвилевими відбивачами. Канал ний діелектричний конусний елемент, що між сопідведення нагрітого повітря оснащений перфоробою утворюють обігрівну шахту, для переміщення ваним екраном. матеріалу, що висушується. По осі внутрішнього Недоліком даного пристрою є падіння НВЧдодаткового конусного елемента встановлені повіенергії перпендикулярно шарові сировини, що тряний колектор і обоє конусних елемента оснаприводить до виникнення великого відбиття НВЧщені системою поярусно розташованих радіальенергії від сировини і, як наслідок, встановленню в них каналів. Радіальні канали у внутрішньому системі НВЧ-генератор-хвилевідна лінія- багатоелементі з'єднані з повітряним колектором, а в модовий резонатор коефіцієнта стоячої хвилі зовнішньому - з атмосферою. Причому діаметри більш 2. У цьому випадку знижується КПД викоризовнішнього і внутрішнього елементів обрані з стання НВЧ-енергії (менш 50%), що приводить до умови забезпечення постійного хвильового опору значної перевитрати електроенергії. Крім того, по довжині камери. Менший по висоті усічений велика площа зіткнення сировини, що висушуєтьконус з'єднаний із трубою виводу матеріалу, що ся, з ребрами, збільшить надходження металевих висушується. У циліндричній частині камери роздомішок у речовину ОСЧ, що не припустимо по ТУ. ташований поглинач надлишкової НВЧ-енергії. Відомий пристрій для сушіння сипучих діелекДаний пристрій дозволяє здійснювати сушіння тричних матеріалів [пат. України №56629A, кл. обмежених матеріалів, зокрема сипучих гранульо 5 76014 6 ваних, фракції яких більше поперечних розмірів ний, на зазначеному пристрої розміщений пристрій радіальних каналів, тому що фракції матеріалу, що для обертання камери, усередині камери по її твівисушуються, менше поперечних розмірів радіарній розташовані ребра висотою /10, де льних каналів будуть викидатися разом з потоком довжина хвилі НВЧ-випромінювання. повітря з камери нагрівання в навколишнє середоВиконання ребер зазначеної висоти не збувище, що неприпустимо особливо при сушінні токрюють електромагнітне поле НВЧ-енергії, але досичних сипучих матеріалів. Використання атмосбре перемішують сировину, при цьому площа зіткферного повітря (не висушеного) для видалення нення сировини з ребрами незначна, що знижує вологи з матеріалу, що висушується, вологість надходження металевих домішок у сировину. якого нестабільна і залежить від вологості атмосКріплення камери на стійках, вигнута частина фери, визначає кінцеву величину вологості матеяких і вісь хвилеводного введення утворять кут 15ріалу, що висушується. 20° до обрію, забезпечує розташування осі оберКрім того, недоліком приведених пристроїв є тання камери також під кутом 15-20° до обрію і, те, що процес сушіння матеріалу здійснюється при отже, розташування сировини в камері в процесі атмосферному тиску. Для видалення вологи з масушіння у формі клина, вершиною, зверненою убік теріалу, що висушується, необхідно нагрівати його НВЧ-випромінювання. При цьому падіння НВЧдо високих температур. У цьому випадку може енергії на поверхню сировини відбувається також відбуватися розкладання деяких мікроелементів, під кутом 15-20° , завдяки чому забезпечується що приводить до зниження якості готової продукпрактично повне (90-95%) поглинання НВЧ-енергії, ції. Необхідність використання поглинача надлишпропорційно його товщині як по перерізу, так і по кової НВЧ-енергії зв'язано з підвищенням рівня довжині, при цьому виключається перегрів сиропотужності НВЧ-генератора, що приводить до вини біля горловини камери, обертання камери ускладнення пристрою і збільшує енергоємність, також сприяє встановленню однорідної темперакрім того, при продуві сухого повітря крізь вологий тури по всьому об'ємі, завдяки чому виключається матеріал створюються зусилля, спрямовані як по гідроліз при сушінні кристалогідратів і розкладання осі камери, так і в радіальному напрямку, що може термолабільних субстанцій, за рахунок чого попривести до комкоутворення. Відпрацьоване повіліпшується якість сушіння. тря через фільтруючу сітку видаляється з об'єму Співвідношення висот складових частин камеробочої камери несучи з собою легкі дрібні частки ри обрано з розумінь максимально можливого ро(пил, що завжди є присутнім у матеріалі, що висубочого об'єму при мінімальній внутрішній поверхні, шується, тим більше він утвориться в результаті що буде поглинати (хоча і незначно) НВЧ-енергію зіткнень часток матеріалу між собою і стінкою каза рахунок кінцевої провідності матеріалу камери. мери при русі їх у суспензії повітря), що приводить Похиле положення камери в робочому положенні не тільки до втрат робочого продукту, а, що дуже забезпечує відкачку об'єму патрубком, що завжди важливо, до забруднення навколишнього середознаходиться вище рівня сировини. вища, особливо при сушінні шкідливих речовин, Вертикальне переміщення камери забезпечує таких як, наприклад, порох, тютюн, йодиди лужних можливість, при від'єднанні вакуумщільного фланметалів і т.п. ця від камери, завантажувати і вивантажувати виЯк прототип по кількості загальних ознак нами сушену сировину без додаткових пристроїв, крім обраний останній з аналогів. цього, у пропонованому пристрої відсутній поглиВ основу дійсного винаходу поставлена заданач надлишкової НВЧ-енергії, що спрощує прича розробки пристрою, що забезпечив би зниженстрій. ня енергоємності, поліпшення якості сушіння і екоСпрощується процес узгодження камери з логії навколишнього середовища. НВЧ-трактом у порівнянні з аналогами. Рішення задачі забезпечується тим, що приСпоживання електроенергії знижується за растрій для сушіння сипучих діелектричних матеріахунок збільшення КПД використання НВЧ-енергії. лів, що містить камеру резонатора, виконану із Спеціальної конструкції фланець забезпечує двох усічених конусів різної висоти, з'єднаних між можливість обертання камери при нерухомому собою більшими основами циліндричною частихвилеводному тракті для уведенні НВЧ-енергії і ною і пристрій для продуву повітрям, відповідно до збереження герметичності камери вакуумщільним винаходу, співвідношення висот більшого по висофланцем, що спрощує пристрій. ті усіченого конуса, циліндричної частини і меншоРозташування пристрою для продуву сухим го по висоті усіченого конуса многомодового резоповітрям зовні камери коаксіально діелектричному натора складає 2:1:0,5, більший по висоті усічений патрубкові не вимагає введення додаткових елеконус фланцем горловини з'єднаний через вакуументів, що також спрощує пристрій. мщільний і спеціальний фланці з хвилеводним На Фіг. приведений ескіз пристрою для сушінуведенням НВЧ-енергії, камера має можливість ня сипучих матеріалів. обертання, а також вертикального переміщення за Пристрій містить камеру багатомодового рерахунок її кріплення на стійках, вигнута частина зонатора, який складається з більшого по висоті яких, також як і вісь хвилеводного введення утвоусіченого конуса 1, з'єднаного циліндричною часрює кут 15-20° до обрію, з боку дна камери (ментиною 2 з меншим по висоті усіченим конусом 3, шої основи меншого по висоті усіченого конуса) по при цьому співвідношення їхніх висот складає її осі введений діелектричний патрубок для відкач2:1:0,5. Більший по висоті усічений конус 1 фланки об'єму камери, пристрій для продуву сухим поцем 4 горловини камери через вакуумщільний вітрям розташований коаксіально зазначеному фланець 5 і спеціальний фланець 6 з'єднаний патрубкові зовні камери і нероз'ємно з нею з'єднахвилеводним уведенням 7 з НВЧ-генератором 8. 7 76014 8 Камера кріпиться на стійках 9, вигнута частина 10 генератора 8. Спеціальний фланець 6 забезпечує яких, так само як і вісь хвилеводного введення 7, можливість обертання камери без порушення її утворюють кут 15-20° з обрієм, що забезпечує при герметичності, при цьому в робочому положенні з'єднанні фланця 4 горловини камери з хвилеводвісь обертання камери утворює з рівнем обрію кут ним уведенням 7 у робочому стані розташувати і 15-20°, а патрубок 17 у результаті цього завжди вісь обертання камери під цим же кутом до обрію. буде знаходитися вище рівня сировини 23, забезУ конкретному прикладі кріплення камери на випечуючи відкачку об'єму камери. Включають вакугнутій частині 10 стійок 9 забезпечено за допомоумний насос (на мал. не показаний), приєднаний гою напрямних 11, укріплених в осях 12, що забезчерез вакуумне ущільнення 21 до патрубка 17, і печують можливість вертикального переміщення здійснюють відкачку об'єму камери. Одночасно камери. Напрямні 11 жорстко з'єднані з кільцем 13, включають електродвигун 20 і камера починає на якому жорстко укріплені ролики, що центрують, обертання кільцем 15 по роликах, що центрують, 14. На самій камері жорстко розташоване кільце 14 зі швидкістю 5-10об/хв. При цьому вакуумне 15, що при обертанні камери «котиться» по ролиущільнення 21 при обертанні камери залишається ках 14. Місце розташування кільця 15 на корпусі нерухомим, а патрубок 17 і трубка 19 обертаються камери не має принципового значення. У конкретразом з камерою. При досягненні тиску в камері ному прикладі воно розташоване на стику більшо10-1мм рт. ст., не припиняючи відкачки об'єму, го по висоті усіченого конуса 1 з циліндричною включають напуск сухого повітря до передпробійчастиною 2, а може розташовуватися і перед фланого тиску, здійснюючи продувку сировини 23. Понцем 4 горловини. З боку меншого по висоті усічетім включають НВЧ-генератор 8. При обертанні ного конуса 3 через дно 16 камери по її осі введекамери сировина 23 перемішується як у радіальний діелектричний патрубок 17 для відкачки її ному, так і в подовжньому напрямку за рахунок об’єму, і оснащений насадкою-фільтром 18 для ребер 20, зберігаючи увесь час форму клина, вевиключення попадання в нього сировини. У роборшиною зверненою убік НВЧ-генератора, забезпечому положенні патрубок 17 завжди знаходиться чуючи за рахунок цього рівномірність прогріву сивище рівня сировини. Пристрій для продуву сироровини по товщині і виключаючи її перегрів біля вини сухим повітрям являє собою повітряпровід горловини камери. Вивантаження висушеної сиро19, розташований коаксіально зазначеному патрувини здійснюється в наступній послідовності. Відкбкові 17 зовні камери і нероз'ємно з нею з'єднаний. лючається НВЧ-генератор 8, виключається електСухе повітря в нього подається з нагнітача (на ропривід 20, через повітропровід 19 здійснюється мал. не приведений). На повітряпроводі 19 з чернапуск сухого повітря в камеру до атмосферного в'ячною передачею розташований електродвигун тиску, відстикувоється вакуумщільний фланець 5 20, що забезпечує обертання камери. Вакуумне від фланця 4 горловини камери. Система НВЧущільнення 21 забезпечує герметичність і виклюгенератор 8 - хвилеводне уведення 7 - спеціальчає можливість порушення вакууму в камері за ний фланець 6 - вакуумщільний фланець 5 відводопомогою діелектричного патрубка 17. Усередині дяться на необхідну відстань для того, щоб камекамери по її твірній розташовані ребра 22. На мал. ра змогла фланцем 4 горловини опуститися вниз приведені також сировина 23 у камері і блок 24 на осях 12 для вивантаження сировини в спеціаживлення НВЧ-генератора. льні ємності. Пристрій працює таким способом. У даному пристрої було проведене сушіння За допомогою напрямних 11, укріплених в порошкоподібних йодидів лужних металів (NaJ, осях 12, камеру установлюють фланцем 4 горлоLiJ, GsJ) з вихідною вологістю 5-8%. У результаті вини вертикально угору для завантаження сиропроведеного сушіння вологість сировини склала вини, що висушується, 23 у необхідному об'ємі. 2·10-3%, споживання електроенергії знизилося до Після цього камеру нахиляють, до фланця 4 гор0,1квт·година/кГ у порівнянні з 0,3квт·година/кГ ловини камери пристиковують вакуумщільний третього аналога. Шкідливі викиди у вигляді парів фланець 5, за допомогою якого здійснюють гермейоду й інших газів практично були відсутні в порівтизацію камери, і спеціальний фланець 6, що з'єднянні з прототипом. нують з хвилеводним уведенням 7 з НВЧ 9 76014 10 Фіг. Комп’ютерна верстка О. Гапоненко Підписне Тираж 26 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