ФОРМИРОВАТЕЛЬ ТЕПЛОВОГО ПОТОКА

Техническое решение относится к области сушильного производства с использованием электро-физического метода воздействия тепловым потоком при обработке продуктов сельского хозяйства и лесопиломатериалов, пищевой и фармацевтической промышленности, а более конкретно к технике сушки, дезинсекции и стерилизации сельскохозяйственных продуктов.
За последние годы сушильное производство достигло значительных успехов в области производства специального сушильного оборудования с использованием различных побудителей тепловой энергии, например, таких как СВЧ-лучи для обеспечения высоко качественной сушки сельскохозяйственной продукции и лесопиломатериалов. А так как приходится учитывать ряд особенностей сырьевых материалов, которые могут иметь переменные величины таких как: разная степень влажности, величина загрузки, вид по форме, размерность, теплопередающие способности и т.д. Замкнутость некоторых видов конструкций сушильных камер, например, цилиндрических и их протяженность ограничивают возможности наведения теплового потока на всю поверхность обрабатываемой сырьевой массы. Таким образом разработка системы обеспечения режимного формирования распределенного подвода теплового потока является актуальным, а предлагаемое к рассмотрению техническое решение заслуживает определенного внимания.
Известна сушильная камера, которая соединена с источником СВЧ-излучения, которое входит в камеру через отверстие расположенное в ее верхней части. Верхняя часть сушильной камеры закрыта крышкой. Снизу к крышке подвижно присоединен барабан. Сушилка снабжена вакуумирующим устройством. Работа СВЧ-излучения и вакуумирующего устройства управляется устройством автоматического контроля. Сушильная камера установлена на опоре, которая состоит из стойки, поддерживающей крышки, и тележку поддерживающую барабан. Барабан нагружают или разгружают путем поворачивания его на тележке до полного высыпания продукта [1].
Недостатком известного технического решения является низкая эффективность технологического процесса при сушке разно-переменного периодически меняющегося сырьевого материала из-за необходимости постоянной подстройки и дополнительных затрат времени на поддержание динамического спектра теплового потока и обеспечения технологического воздействия теплового режима на обрабатываемый сырьевой материал.
Известна сушильная установка, содержащая вращающийся барабан со встроенным в него распределителем теплоносителя, патрубок отвода обрабатываемого теплоносителя, устройства загрузки и разгрузки материала, распределитель потока выполнен в виде эжектора, сопла которого установлено неподвижно, а камера смещения укреплена коаксильно на вращающемся барабане и снабжена на выходе перфорированным диском, при этом диск размещен зазором относительно торца камеры [2].
Недостатком известного технического решения является мало эффективная возможность прямого применения по необходимому технологическому назначению, несмотря на наличие элементов обеспечивающих формирование требуемого поля облучения.
Известное СВЧ-устройство для термической обработки материалов, принятое за прототип, содержит СВЧ-генератор, соединенный с СВЧ-трактом с камерой нагрева, снабженный узлами загрузки и выгрузки, в который размещен шнек, где корпус камеры нагрева выполнен в виде, усеченного конуса, вдоль продольной оси которого расположен СВЧ-тракт вдоль поверхности СВЧ-тракта размещены отверстия связи, шнек выполнен в виде лопаток из радиопрозрачного материала, расположенных по спирали вдоль внешних поверхностей СВЧ-тракта, и введенной согласованной нагрузкой, соединенной с СВЧ - трактом и выполненной в виде корпуса из диэлектрика, угол наклона образующей которого больше угла наклона образующей конуса корпуса камеры нагрева, причем высота лопаток уменьшается пропорционально углу наклона образующей конуса корпуса камеры нагрева, а узлы загрузки и выгрузки расположены соответственно в широкой и узкой части усеченного конуса, кроме этого введен накопительный бункер, связанный с узлом выгрузки и снабженный отверстиями для подачи воздуха, смещенными одно относительно другого на 90°, а так же введен нож закрепленный на корпусе согласованной нагрузки и выполненной с возможностью скольжения по нижней боковой поверхности корпуса камеры нагрева, в которых выполнены отверстия образующие узел выгрузки [3].
Недостатком известного технического решения является малая технологическая эффективность из-за низких функционально-технологических эксплуатационных возможностей процесса формирования регламентированного теплового потока в применяемом объемно-ориентированном пространстве.
Задачей предложенного к рассмотрению технического решения является расширение функционально-технологических и эксплуатационных возможностей и эффективности процесса сушки за счет обеспечения возможности оптимального формирования равномерности и термодинамической устойчивости спектра теплового потока.
Для достижения поставленной задачи заявляемое техническое решение «Формирователь теплового потока» содержит общие с прототипом существенные признаки, сущность которых выражена в том, что содержит источник излучения теплового потока СВЧ-генератор и СВЧ-тракт.
По отношению к прототипу заявляемое техническое решение имеет отличительные признаки, заключающиеся в том, что формирователь выполнен в комплексной матричной системе источников излучения СВЧ - генераторов и СВЧ-трактов в виде ориентиров формирования энергии теплового потока в объемно-формировочном пространстве зонального исполнения по фронту их взаимной ориентации с обще-дистанционным расположением относительно друг друга и направленных в сторону обрабатываемого сырья. Общая расстановка матричной системы ориентаторов формирования энергии теплового потока выполнена в дискретном порядке с оптимальным шагом распределения по фронту контура позиционного положения поверхности потолочной части сушильной камеры и объединяет их в один общий узел. Каждый ориентатор выполнен в виде канального раструба и индивидуально соединен с источником излучения теплового потока в диэлектрической зоне сушильной камере посредством крепежных ушек.
Между отличительными признаками и поставленной задачей существует причинно-следственная связь, при которой технический результат выражен достижением положительного эффекта в виде расширение функционально-технологических и эксплуатационных возможностей и эффективности процесса сушки по всему рабочему контуру объемного пространства сушильной камеры, за счет обеспечения возможностей оптимального формирования и равномерности распределения теплового потока.
Техническое исполнение заявляемого технического решения «Формирователь теплового потока», при своей простоте позволяет существенно повысить эффективность процесса сушки различного сырьевого материала по всему рабочему контуру объемного пространства сушильной камеры.
Наличие направляющих проводников микроволн выполненных в виде матричной системы ориентаторов формирования энергии теплового потока с обще-дистанционным расположением относительно друг друга и направляющих в сторону обрабатываемого сырья, позволяют повысить технологическую настройку общей системы и обеспечивает расширение функционально технологических и эксплуатационных возможностей процесса сушки.
Общая расстановка ориентаторов формирования энергии теплового потока в дискретном порядке с оптимальным шагом распределения по фронту контура позиционного положения поверхности потолочной части сушильной камеры, и объединенных в один общий узел обеспечивает плавный и направленный характер воздействия теплового потока, на обрабатываемую массу, что способствует повышению эксплуатационных возможностей данного технического решения.
Выполнение матричной системы ориентатора формирования энергии теплового потока в виде канального раструба позволяет оптимально формировать и обеспечивать ориентацию и распределение теплового потока для прямого воздействия на сырьевой материал.
Индивидуальное соединение ориентаторов формирования энергии теплового потока с источниками изучения теплового потока в диэлектрической зоне сушильной камеры посредством крепежных ушек позволяет обеспечить жесткие крепления и настройку режима теплового запирания тепловых микроволн в формировочном пространстве сушильной камеры в зоне режимного воздействия на сырьевую массу путем оптимизации простых структурных взаимосвязей конструктивных элементов.
В предложенном техническом решении каждый из существенных признаков необходим, а их взаимосвязь является достаточной для получения новизны и положительного эффекта определяющего полезность.
Совокупность существенных признаков характеризующих сущность заявляемого технического решения прямо не известны из уровня техники изученных материалов патентной и технической информации.
Сравнение предложенного и рассмотренного технического решения «Формирователь теплового потока» позволило установить некоторое совпадение тенденции в разработке подобных направлений, которые существуют в настоящее время и в мировой практике.
Эта тенденция наблюдается и в заявляемых материалах заявки, хотя решение выражено несколько иным путем, что позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию «Новизна».
Сущность заявляемого технического решения не следует явным образом для специалистов из известного уровня техники. В общей совокупности отличительных признаков получены положительные эффекты существенно отличают заявляемое техническое решение от прототипа, принятого для заявляемого технического решения «Формирователь теплового потока», является прогрессивным, что свидетельствует о соответствии критерию «Изобретательский уровень».
Совокупность существенных признаков, характеризующих сущность заявляемого технического решения, может быть многократно использовано для обеспечения формирования и распределения теплового потока в замкнутом объеме сушильной камеры, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «Промышленная применимость».
Сущность технического решения поясняется графикой:
на Фиг.1. - показан общий вид формирователя в сушильной камере;
на Фиг.2. - показан вид расположения ориентаторов формирователя относительно сырьевой массы;
на Фиг.3. - показан общий вид ориентаторов.
Формирователь теплового потока представляет собой комплексную систему матричной инструкции технологического оборудования включающего защитный корпус надстроечной камеры 1, источники изучения 2 в виде СВЧ-генераторов и СВЧ-тракты в виде матричной системы ориентаторов 3 формирования энергии теплового потока позиционного регламентированного положения, смонтированного во взаимно-отстоящих под сводом потолочного положения в стенке сушильной камеры 4. Все в целом образует единый блок исполнения рядных систем передачи и концентрации наведенной интенсивности теплоты с возможностью обеспечения моделированного формирования, ориентации и структуры распределения теплового потока в прямоточном направлении от источника 2 термо-энергетического излучения теплового потока в поле воздействия через фиксированные точки участка проемных отверстий 5 сушильной камеры 4 объемно-формировочном пространстве зонального исполнения с обще-дистанционным расположением ориентаторов 3 формирования энергии теплового потока относительно друг друга на источниках излучения 2 в корпусе надстроечной камеры 1. Каждый ориентатор 3 имеет одно основное внутреннее сквозное отверстие в виде круглого проема сообщающегося с одним из источников излучения 2 и является основным составляющим элементом направленного подвода теплового потока. Общая расстановка упомянутых ориентаторов 3 направленного формирования энергии теплового потока выполнен в дискретном порядке с определенным оптимальным шагом расположения по контуру поверхности потолочной части сушильной камеры 4, через сушильные проемные отверстия 5 в стенке сушильной камеры 4, в диэлектрической зоне 6. Кроме того, каждый выходной цилиндрический ориентатор 3 индивидуально аксиально соединен с источником излучения 2 посредством крепежных ушек 7 отогнутых на 90°, относительно центральной оси в противоположные стороны для плоско-контактного сочетания присоединительных элементов участка с незначительным зазором буферных поверхностей. Координаты расположения ориентаторов 3 формирования энергии теплового потока выполнены согласно соответствия оптимальности взаимосвязей с элементами теплоэнергетических систем источников излучения 2 расположенных в проемных отверстиях 5 потолочной части сушильной камеры 4. Диэлектрическая зона 6 сушильной камеры 4 тоже выполнена со сквозными проемами для оптимальной установки источников излучения 2 с ориентаторами 3 формирования энергии теплового потока. Система контроля автоматическая.
Работает устройство следующим образом. При обеспечении волнового движения от источников излучения 2 теплового потока начинается передача теплового излучения в виде теплового потока от излучателей 2 к ориентаторам 3 передающим и ориентирующим тепловой поток в заданном режиме. Распределение тепла в заданном температурном режиме идет в общей продолжительности по времени технологического теплового воздействия требуемого для определенного воздействия требуемого для определенной сырьевой массы 8 расположенной на лотках 9 и обеспечения возгонки и конденсации экстракта. Тепловой поток от излучателей 2, установленных в корпусе 1 и сквозных приемных отверстиях 5 сушильной камеры 4 в диэлектрических зонах 6 поступает через ориентаторы 3 каждого канального раструба, механически закрепленных посредством крепежных ушек 7 проходит в рабочую зону сушильной камеры 4 и начинает прямое воздействие на обрабатываемый материал сырьевой массы 8 с полной зоной охвата рабочей зоны сушильной камеры 4 тепловым потоком и одновременной работой с источником пониженного давления. Рабочий объем сушильной камеры 4 с общей продолжительностью воздействия по всему фронту воздействия на сырьевую массу 8 подвергается тепловому воздействию равномерно во всех точках пространства расположения рабочей зоны без тепловых пятен и пустот.
Источники информации принятые во внимание:
1. п. SU №4856203. F26B 19/00. 1989 г.
2. A.C. SU №1590900. F26B 11/04. 1990 г.
3. А.С. SU №1608833. H05B 6/664. 1990 г.
(Прототип)