СУШИЛЬНАЯ ПЕЧЬ

Предлагаемая полезная модель относится к технике микроволновой тепловой обработки различных материалов и продуктов и может применяться в химической, пищевой, фармацевтической промышленности для нагрева и сушки широкого круга веществ с произвольной начальной и конечной влажностью.
Известным средством повышения эффективности процессов нагрева и сушки различных продуктов и материалов является использование конвекционно-микроволновых устройств и установок, в которых обрабатываемый продукт подвергается одновременному воздействию микроволнового (СВЧ) излучения и обдуву горячим воздухом. Подобные устройства известны, например, по патентной документации [1, 2, 3]. Как правило, в таких установках имеются два энергопотребляющих элемента: СВЧ-генератор, создающий микроволновое излучение, и нагревательный элемент, осуществляющий нагрев подаваемого извне воздуха или инертного газа. Совместная одновременная работа указанных энергопотребляющих элементов приводит к повышенному энергопотреблению всей установки и снижает ее КПД.
Наиболее экономичной из известных конвекционно-микроволновых сушильных установок является сушильная печь [4], в которой для нагрева воздуха утилизируется тепло, выделяемое работающим СВЧ-генератором, и тепло, уносимое из разогретого микроволновым излучением продукта
выделяющимся из него паром. Поскольку печь [4] по своим конструктивным признакам наиболее полно соответствует предлагаемой полезной модели, она принята за ее прототип.
Сушильная печь-прототип [4] содержит две выполненных в виде вращающихся цилиндров рабочие камеры, одна из которых является камерой микроволновой сушки, а вторая - камерой конвекционного досушивания или предварительной сушки. Камера микроволновой сушки связана волноводом с СВЧ-генератором и обе камеры связаны с ним вентилируемым воздуховодом. Кроме того, печь содержит связанный с камерой микроволновой сушки паропровод, теплообменник и еще один вентилируемый воздуховод, связывающий теплообменник с камерой конвекционного досушивания. Обе камеры снабжены контейнерами.
Недостатком печи-прототипа являются конструктивная сложность включения магнетронов по образующей камеры, отсутствие элементов, предотвращающих утечку микроволнового излучения из камеры, отсутствие системы вакуумирования. Кроме того, индивидуальная система конденсации паров усложняет конструкцию и увеличивает ее размеры.
Технической задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является увеличение производительности и повышение качества готовой продукции.
Сущность предлагаемой полезной модели заключается в том, что сушильная печь содержит камеру микроволновой сушки, выполненную в виде цилиндра с крышками, и контейнер для продуктов. Камера является модулем сушильной установки, и количество этих модулей зависит от производительности
сушильной печи. Модули соединяются общим вентиляционным коробом для охлаждения магнетронов. Камера снабжена дополнительной сварной наружной обечайкой для охлаждения (нагрева) внутренних стенок корпуса. Это дает возможность реализовать компактный теплообменник (конденсатор). Наружная обечайка имеет патрубки входа и выхода охладителя (нагревателя). Камера содержит торцевую систему адаптеров, что обеспечивает простоту постановки магнетронов и соединение модулей в общую систему вентиляции. Крышки камеры выполнены с вакуумными уплотнениями и дросселями для предотвращения утечки микроволновой энергии наружу. Контейнер для продукта имеет перемешиватель и узел вращения, что увеличивает однородность нагрева и снижает предельную температуру. Контейнер выполнен из радиопрозрачного материала. Обечайка контейнера в ряде технических применений может выполняться из металла. Вместо контейнера можно использовать кювету, выполненную из того же материала, что и контейнер.
Благодаря введенной новой совокупности признаков такая конструкция может быть легко технически выполнена.
Сущность предлагаемой полезной модели поясняется рисунком, приведенным на фиг.1 (рассматривается один модуль).
Предлагаемая полезная модель содержит цилиндрический корпус 1, наружную обечайку 2 для охлаждения (нагрева) внутренних стенок корпуса, магнетроны 3, установленные на крышке камеры, контейнер для продукта 4, узел для вращения контейнера 5, крышку с дроссельным фланцем 6 и бак для конденсата 7.
Присоединение магнетронов осуществляется с использованием адаптеров 8 (фиг.2, а), фторопластовых стаканов 9 и прижимных пластин 10. Использование такой конструкции позволяет уменьшить напряженность поля на вакуумной стороне ввода энергии, а значит уменьшить вероятность возникновения высокочастотного разряда и, как следствие, понизить предельно достижимый порог давления в вакуумной камере и понизить температуру сушки.
Крышка камеры (фиг.2, б) имеет четвертьволновый дроссель, выполненный в виде кольца 11, приваренному к двери так, что в закрытом состоянии это кольцо образует с фланцем 12 камеры 1 радиальную линию. Для исключения касания дросселя и фланца на его переферии одет фторопластовый протектор 13.
В контейнере 4 для продукта (фиг.3), выполненном из радиопрозрачного материала с системой отверстий для выхода пара, имеется перемешиватель 14, обеспечивающий равномерность нагрева. Для вращения контейнера на фиксированной торцевой крышке выполнен хвостовик 15, входящий в зацепление с узлом вращения 5. Вторая крышка 16 контейнера является съемной.
Работа предлагаемой сушильной печи осуществляется следующим образом.
Первая порция подлежащего сушке продукта, объем которого определяется количеством используемых в составе печи блоков, загружают в контейнеры 4, закрывают крышку 16 и помещают в камеру. Затем закрывают крышку 6 камеры и производят откачку воздуха. Управление процессом тепловой обработки происходит с использованием микропроцессорной системы. Пар, выделяющийся при работе, конденсируется на
внутренней поверхности камеры и накапливается в баке 7 для конденсата.