СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ ТЕРМО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ИЗЛУЧАТЕЛЕЙ СУШИЛЬНОЙ КАМЕРЫ

Предлагаемое к рассмотрению техническое решение относится к области сушильного производства и может быть использовано в различных отраслях, в том числе в электронике, приборостроении и других отраслях, а более конкретно к оборудованию по обслуживанию термо-энергетических излучателей с целью эффективного их охлаждения. Кроме того, данное техническое решение может быть эффективно использовано и в таких областях техники, где уместно применение термо-энергетических излучателей с использованием вариации с различными переменными технологическими тепловыми режимами.
Разнообразие отраслей и производств применяющих режимные термо-динамические процессы довольно широк и объясняется целым рядом достоинств. Например, в сушильном производстве является довольно прогрессирующим и очень эффективным. Но экономичность сушильного производства определяется окружающими параметрами температурного воздействия, на исполнительные элементы, которые, в свою очередь, требуют использование их в строго оптимально-регламентированных режимах эксплуатации. Существующие термо-энергетические процессы и оборудование для их производства дают возможность широко их применять благодаря возможности использования в довольно широком диапазоне регламентированных технологических температур, что позволяет получать
различные сухие материалы при значительно малом первичном расходе энергетических затрат. Не смотря на достижения в создании довольно стойких исполнительных элементов термо-энергетических систем дополнительное охлаждение по прежнему является одним из важных направлений в основании высоких и переменных температур, например, в сушильном производстве.
В связи с повышением требований надежности отдельных элементов и в целом системы термо-энергетических излучателей, а так же сокращением сроков их планового обслуживания, в основу полезной модели положена актуальная задача связанная с созданием системы обеспечения индивидуального охлаждения в рабочем режиме каждого из элементов, например, магнетронов, т.к. от этого может зависеть обеспечение стабильности эксплуатационных и функционально-технологических возможностей использования термо-энергетических устройств.
В настоящее время существуют различные виды систем и устройств обеспечивающих охлаждение термо-энергетических излучателей. Существующее известное оборудование с наличием термо-энергетических устройств, например, магнетронов «М-156» отечественного производства или фирмы «Самсунг» (Корея) предпочитают использовать воздушное охлаждение с применением вентиляторов ВН-2М, предназначенных для охлаждения нагревающихся узлов и снижения температуры электронных устройств специального технологического оборудования, контрольно-измерительной аппаратуры и другого использования. Эти вентиляторы изготавливаются для нужд народного хозяйства и входят как комплектующие в состав различных изделий и соответствуют ГОСТ 14254-96.
Использование воздушных систем охлаждения является наиболее распространенным, причем применяются внутренне конвективные, проникающие и конвективно-заградительные системы охлаждения оболочных и открытых конструкций:
А.С. СССР №419686 F 21 V 29/00. (1974).
П. США №4735131 F 24 F 13/15. (1988).
PCT (WO) M3 №87/06682 F 24 3/147. (1987).
Известны системы жидкостного охлаждения:
А.С. СССР №489276. Н 05 К 7/20. (1973).
А.С. СССР №1064355 H 01 L 23/34. (1982).
А.С. СССР №1403396 Н 05 К 7/20. (1988).
Известно устройство для охлаждения радио-элементов, содержащее корпус, заполненный охлаждающей жидкостию и упругий элемент погруженный в охлаждающую жидкость, кроме того оно снабжено размещенной в охлаждающей жидкости капсулой, которая герметизирована посредством герметика и заполнена веществом, растворяющимся в охлаждающей жидкости с поглощением тепла, стенки капсулы выполнены из материала герметика с изолированными один от другого отсеками, причем отсеки герметизированы (1).
Недостатком данного устройства является сложность и малая эффективность эксплуатационных характеристик при использовании для охлаждения термо-энергетических излучателей в сушильных камерах и низкие функционально-технологические возможности, что в свою очередь связанно с усложнением конструкции, увеличения финансовых и трудовых затрат на дополнительное оборудование, так как необходимо обеспечивать герметичность путем более полного его заполнения специальным герметиком.
Известно устройство для охлаждения, например, объектов радиоаппаратуры, находящихся под разным электрическим потенциалом, содержащее трубчатые токосниматели, вставленные в шланги для охлаждающей жидкости и расположенные по обе стороны охлаждаемого объекта и электрически соединены с ним (2).
Недостатком известного устройства является незначительная эффективность при использовании в сушильном производстве, так как это
вызвано очень малой эффективностью воздействия, что существенно влияет на функциональные возможности технологического процесса.
Известно устройство климатической испытательной установки, у которой в верхней части камеры расположен распылитель, а в нижней раздаточный воздуховод с соплами, которые расположены в горизонтальной плоскости равномерно по всему периметру камеры и ориентированными в одну сторону. Бак с жидкостью подключен через напорный трубопровод, размещенный по периметру камеры над соплами. Вытяжной трубопровод сообщен с входом и выходом. В камере имеются вертикальные перегородки, закрепленные на верхнем и нижнем основаниях камеры, и прозрачный экран (3).
Недостатком известного устройства является малая эффективность охлаждения термо-энергетических излучателей, так как капельная влага не участвует в процессе охлаждения, а имеющийся распылитель и сопла воздуховода не гарантируют обеспечения расширения функциональных возможностей требуемого технологического процесса.
Известное «Устройство для охлаждения оборудования, преимущественно радиоэлектронного», принятое за прототип, установлено на вращающейся платформе и содержит неподвижный бак с хладогентом, например, водой, и насосы для подачи хладогента к оборудованию, в котором бак снабжен двумя кольцевыми емкостями, расщепленными концентрично под платформой, и одна из емкостей подключена при помощи насосов, размещенных на платформе, к оборудованию и имеет линию связи с баком, а вторая связана сливными линиями с оборудованием и баком (4).
Недостатком известного устройства является малая эффективность воздействия на термо-энергетические излучатели при использовании в сушильном производстве и как следствие - не обеспечение расширения функциональных возможностей при сменном технологическом процессе. В тоже время представляется явно сложной конструкцией и со значительной энергоемкостью из-за необходимости применения насосов.
Целью предлагаемого к рассмотрению технологического решения на предмет выдачи патента на полезную модель является обеспечение стабильности охлаждения и повышения эксплуатационных и функционально-технологических возможностей.
Для достижения поставленной цели заявляемое техническое решение содержит общие существенные признаки выраженные отдельными понятиями.
По отношению к прототипу, заявляемое техническое решение имеет отличительные признаки заключающиеся в том, что система охлаждения термо-энергетических излучателей сушильной камеры содержит контур системы охлаждения, который включает разделительную трубу, индивидуальные подводно-отводные элементы и выводной трубопровод, причем индивидуальные подводно-отводные элементы включают эластичные трубки, капиллярные оросители и приемно-сливные короба - конденсатосборники, а распределительная и выводные трубы имеют отверстия ввода эластичных трубок.
Между отличительными признаками и целью полезной модели существует причинно-следственная связь, при которой технический результат обусловлен наличием отличительных существенных признаков, в совокупности с известными и обеспечивают достижение положительного эффекта в виде обеспечения стабильности охлаждения и повышения эксплуатационных и функционально-технологических возможностей.
Благодаря выполнению системы охлаждения термо-энергетических излучателей сушильной камеры с контуром системы охлаждения путем его расположения по зоне полного охвата воздействием, обеспечивается возможность стабильного охлаждения всех термо-излучателей при минимальных массогабаритных характеристиках, и отпадает необходимость иметь специальное сложное, дорогостоящее покупное оборудование, что существенно важно для потребителя.
Наличие в системе подводного трубопровода обеспечивает постоянную своевременную стабильность подачи в зоны потребления охлаждающего агента (воды), чем способствует нормальному ведению охлаждения для различных сменных обрабатываемых сырьевых материалов, при их функционально-технологических требованиях, в частности зависящие от вида материала, его степени влажности, степени теплотворной способности и так далее, например, для овощных культур (капуста, морковь, лук и т.п.) предъявляются одни технологические требования, для зерновых культур - уже другие.
Наличие разделительной трубы в контуре системы охлаждения позволяет обеспечить простой и довольно эффективный подвод охлаждающего агента.
Наличие индивидуальных подводно-отводных элементов способствует обеспечению распределения хладоагента охлажденияк каждому в отдельности термо-энергетических излучателей, чем обеспечивается стабильность работы магнетронов.
Наличие выводных трубопроводов позволяет обеспечить подвод - отвод охлажденного хладоагента для каждого в отдельности термо-энергетического излучателя, чем способствует стабильности всей системы в целом.
Наличие в индивидуально подводно-отводных элементах эластичных трубок позволяет производить индивидуально-распределительный подвод охлажденного хладоагента к месту предназначения, чем способствует стабильности охлаждения термо-энергетических излучателей. Кроме того позволяет довольно просто и быстро вести монтаж по заправке гибких эластичных элементов трубок, чем способствует эффективности в работе и соответствующей востребованности.
Наличие капиллярных оросителей на индивидуальных подводно-отводных элементах позволяет производить индивидуальный подвод хладоагента к поверхности магнетронов, их орошение, каждого в
отдельности, чем способствует стабильности и эффективности охлаждения с повышением эксплуатационной надежности и расширению функционально-технологических возможностей.
Наличие приемно-сливных коробов - конденсатосборников обусловлено определенной целесообразностью в обеспечении своевременного отвода отработанного охлажденного хладоатента и вывода его на слив, а это способствует эффективности технологического процесса и обеспечивает стабильность охлаждения.
Наличие отверстий на распределительной и выводных трубках вызвана существенной целесообразностью в процессе подводо - отвода охлаждающего хладоагента и способствует повышению экспруатационных характеристик рассматриваемого технического решения.
Заявляемое техническое решение на полезную модель, благодаря наличию в нем существенных отличительных признаков, приобретает новую форму в техническом исполнении системы в частности для охлаждения термо-энергетических излучателей сушильной камеры, в связи с чем представляет определенную актуальность.
Совокупность существенных признаков, характеризующих сущность заявляемого технического решения, не известно из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии его критерию «Новизна».
Сущность заявляемой полезной модели на систему охлаждения термо-энергетических излучателей сушильной камеры явным образом для специалистов не следует из известного уровня техники и в тоже время полученный положительный эффект в общей совокупности отличает заявляемое техническое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию «Изобретательский уровень».
Совокупность существенных признаков, характеризующих сущность полезной модели, могут быть многократно использованы в устройстве для охлаждения термо-энергетических излучателей. Промышленное изготовление может быть освоено на имеющемся
отечественном оборудовании с минимальными капитальными затратами, что позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого к рассмотрению технического решения критерию «Промышленная применимость». Сущность полезной модели поясняется графикой:
На: Фиг.1 - показан общий вид расположения системы сушильной камеры.
Фиг.2 - показан общий вид системы охлаждения.
Фиг.3 - показан вид сбоку участка системы охлаждения.
Фиг.4 - показано посадочное расположение капиллярного оросителя на магнетроне.
Фиг.5 - показан вид оросителя сбоку.
Система охлаждения термо-энергетических излучателей сушильной камеры состоит из наружного контура 1 системы охлаждения, стандартных магнетронов 2 термо-энергетической системы 3, включающей подводной трубопровод 4 жидкостного охлаждения, разделительную трубку 5 с отверстиями для ввода эластичных полихлорвиниловых трубок 6, один конец которых вставлен в одно из отверстии разделительной трубы 5, а другой одет на патрубок 7 оросителя 8 с распределительными соплами 9 капилярного орошения пластинчатых резонаторов 10 магнетронов 2. С нижней стороны магнетронов 2 установлены приемно-сливные короба конденсатосборники 11 с индивидуальными боковыми патрубками 12 взаимосвязанные посредством полихлорвиниловых трубок 13 отвода конденсата с выводным трубопроводом 14 сброса конденсата.
Разделительная трубка 5 и выводной трубопровод 14 жестко закреплены хомутами 15 по периметру контура 1 системы охлаждения в диэлектрической зоне 16 ввода набора магнетронов 2 термо-нергетической системы 3 на корпус барокамеры 18 сушильного устройства. Барокамера 18 включает тепло-энергетическую систему 3, загрузочный люк 19, вал 20 с несущим барабаном 21 и подвесными лотками 22, для размещения сырья, привод в который входит электродвигатель 23, муфта 24
редуктор 25 и цепная передача 26, щит управления 27 и элементы технологического контроля манометр 28, термометр 29, смотровое окно 31. С внутренней потолочной стороны барокамера 18 в диэлектрической зоне в шахматном порядке установлены раструбы 31 магнетронов 2 направленные с зоной полного охвата воздействия на сырьевой материал расположенного на подвижных лотках 22.
Работа системы заключается в следующем. Загруженное на лотках 22 сырье, через загрузочный люк 28 в барокамере 18, посредством привода начинает вращаться относительно высокоинтенсивной термо-энергетической системы 3 и подвергают сырье тепловому воздействию. Продолжительность обработки получением тепловым эффектом зависит от степени влажности сырьевого материала, его внутренней теплотворности и распределения тепловой бегущей волны. По мере прогрева сырьевого материала интенсивно прогреваются и элементы термо-энергетической системы 3, что заставляет проводить им специальное индивидуальное охлаждение, путем подвода по контуру 1 системы охлаждения жидкостного охлаждающего агента, например, воды, через подводной трубопровод 4, разделительную трубку 5 с подведенными трубками 6, далее через патрубок 7 оросителя 8. Через распределительные сопла 9 производят индивидуальное капиллярное орошение пластинчатых резонаторов магнетронов 2. Конденсат и излишки охлаждающей жидкости стекают в приемно-сливные короба конденсатосборники 11 и далее, через индивидуальные боковые патрубки 12 с полихлорвиниловыми трубками 13 обеспечивают отвод конденсата в выводной коллектор 14 сброса конденсата. Охлаждая таким образом магнетроны 2 тепло- энергетической системы, можно в сушильном устройстве создавать различные интенсивные тепловые режимы для обеспечения качественной сушки различных сырьевых материалов.
Система проста, надежна, удобна в эксплуатации и не требует энергетических затрат, так как всю «привязка» жидкостного охлаждения
можно подводить к обычной системе водоснабжения централизованного или индивидуального подвода.
Достоинством предлагаемого к рассмотрению технического решения на выдачу патента является значительная простота и возможность формировать размещение системы охлаждения термо-энергетических излучателей в ограниченных объемах.