Автоматизированная СВЧ-установка для сушки сыпучих материалов

Полезная модель относится к сельскому хозяйству, в частности к кормопроизводству.
Известна СВЧ-индукционная установка для микронизации зерна [1], предназначенная для микронизации зерна СВЧ-воздействием. Установка включает в себя рабочую камеру, с расположенным внутри столом. Над столом с рабочей поверхностью установлены генераторные блоки и экранные плиты. Внутри камеры расположен транспортер, ограниченный по бокам. Однако установка имеет относительно большие габариты, а также обладает малой энергоэффективностью.
Известна также малогабаритная СВЧ-установка тепловой обработки зерновых культур М3-1 (Микронизатор-1) [2], в которой совмещены конвективный нагрев с воздействием энергией электромагнитного поля сверхвысокой частоты. При этом энергетические затраты остаются высокими.
Наиболее близким аналогом к предлагаемому изобретению является СВЧ-индукционная установка для микронизации зерна, которая содержит транспортер-конвейер, над которым установлены СВЧ-излучатели. Приемный и входной бункеры установлены вне рабочей камеры. Передвижение обрабатываемого материала осуществляется с помощью конвейера, приводимого в действие электродвигателем [1].
Задача настоящей полезной модели заключается в автоматизации процесса за счет внедрения металлической ленты конвейера, установки датчиков уровня отраженной СВЧ энергии, а также размещения внутри камеры датчиков уровня влажности.
Техническим результатом является улучшенные показатели высушенной продукции за счет наличия работающих в совокупности двух видов датчиков, замена тепловых источников энергии на электрические источники.
Указанный технический результат достигается тем, что внутри рабочей камеры устанавливаются детекторы СВЧ-мощности, а также датчики влажности на входе в рабочую камеру и на выходе из нее. Помимо этого, на входе устанавливается затвор-дозатор, приводимый в действие шаговым линейным двигателем. Конвейер представляет собой металлическую ленту, при попадании на которую, волны, отражаются в верхние слои порции обрабатываемого материала. В свою очередь в верхней части рабочей камеры, установлены последовательно детекторы СВЧ-мощности, регистрирующие количество отраженной мощности, превышающей разрешенный порог. Также установлены датчики влажности на входе в рабочую камеру и на приемном бункере. Новшеством конструкции является затвор дозатор, установленный на входе в рабочую зону, а также система управления процессом.
Предлагаемая полезная модель поясняется чертежами: на фиг. 1 - представлен общий вид, на фиг. 2 - алгоритм работы схемы.
На фиг. 1 представлена схема СВЧ-установки для сушки зерна: 1 - датчик влажности, 2 - верхняя роликовая опора, 3 - детекторы СВЧ мощности, 4 - СВЧ излучатели, 5 - затвор-дозатор, 6 - линейный шаговый двигатель, 7 - металлическая конвейерная лента (ротор), 8 - шкив, 9 - рама установки, 10 - нижняя роликовая опора, 11 - линейный двигатель (статор), 12 - механизм натяжения, 13 - шкив.
На фиг. 2 представлена по блокам схема алгоритма регулирования технологического процесса.
Автоматизированная СВЧ-установка для сушки сыпучих материалов (фиг. 1, 2) включает в себя СВЧ излучатели 4 магнетрона. Излучатели 4 расположены последовательно над горизонтальной плоскостью, то есть над ротором линейного двигателя 7, представляющим собой конвейерную ленту. Конвейерная лента выполнена из нержавеющей стали. С нижней стороны конвейерной ленты, внутри технического пространства установки, расположен статор 11, осуществляющий вращение ротора. Ротор 7, в свою очередь, расположен на двух шкивах-катках 8, 13, и натягивается с помощью устройства натяжения 12. Верхняя роликовая опора 2 и нижняя роликовая опора 10 предотвращают провисание ротора 7, а также задают плавность его движения. На входе в камеру установлен затвор-дозатор 5, который приводит в действие линейный двигатель 6. Вся установка находится на раме 9. В рабочем пространстве на потолке последовательно чередуясь с излучателями 4, на одинаковом расстоянии, установлены детекторы СВЧ-мощности 3. В конце рабочего пространства на потолке, также закреплен датчик влажности 1.
Автоматизированная СВЧ-установка для сушки сыпучих материалов, собранная на раму 9, работает следующим образом. Из загрузочного бункера обрабатываемый материал попадает в рабочую область на начало конвейерной ленты 7 после ее включения, благодаря которой движется в рабочую камеру. Конвейерная лента 7, расположенная на шкивах 8, 13, также находится на верхней роликовой опоре 2 и нижней роликовой опоре 10, и натягивается с помощью механизма натяжения 12. На входе в рабочую камеру, затвор-дозатор 5, приводимый в действие линейным шаговым двигателем 6, формирует уровень загрузки, поступающий в рабочую камеру, таким образом, чтобы электромагнитная волна, вышедшая из СВЧ-излучателя 4, отразившись, не вышла из толщи слоя загрузки. Двигаясь на конвейере, сыпучий материал (зернопродукты) обрабатывается с помощью СВЧ-излучателей 4. При не соответствии условия, уровень слоя загрузки - уровень мощности излучения, электромагнитная волна отражается от конвейерной ленты 7 и попадает в детектор СВЧ-мощности 3. После этого сигнал из детектора СВЧ-мощности 3, поступает в систему управления, которая осуществляет регулирование по таким параметрам, как влажность и уровень отраженной энергии. После прохождения сигнала о высоком отраженном уровне СВЧ-энергии, система управления дает сигнал на поднятия затвора дозатора, с целью увеличения уровня загрузки и не выхода из нее электромагнитной волны. После прохождения зерном всей ленты, уровень влажности продукта на выходе отслеживается датчиком влажности 1. В случае если влажность является высокой, система управления понижает скорость движения конвейерной ленты, с целью повышения эффективности сушки за один цикл обработки. В конце зерно поступает в сборный бункер.
Примером реализации данной установки может служить использование модели в агропромышленном комплексе с целью сушки различного рода зернопродуктов.
1. Архангельский Ю.С. СВЧ электротермия / Ю.С. Архангельский. - Саратов: Сарат. Гос. Техн. Ун-т, 1998. - 408 с.
2. Пюшнер Г. Нагрев энергией сверхвысоких частот / Г. Пюшнер. - М.: Энергия, 1968. - 311 с.
3. Давыдов Д.А. Устройство для размораживания и приготовления пищевых продуктов / Е.И. Юсов, Д.А. Давыдов // Патент на полезную модель №152016.
4. Пименов А.Н. Алгоритм функционирования установки с тремя инфракрасными датчиками / А. Н. Пименов, Д. А. Давыдов, Е. И. Юсов // Свидетельство на программу для ЭВМ №2015661529.
5. Кириллов Н.К. СВЧ - индукционная установка для микронизации зерна / Н.К. Кириллов, Г.В. Новикова, М.В. Белова // Патент на изобретение №2502450.